移动课程设计发射机

课程设计资料袋计算机与通信学院（系、部）2013~2014学年第二学期课程名称移动通信指导教师职称教授学生姓名专业班级学号题目发射机成绩起止日期2014年5月11日～2014年5月19日目录清单序号序号材料名称资料数量备注1课程设计任务书12课程设计说明书13课程设计图纸张456word文档可自由复制编辑课程设计任务书2013—2014学年第2学期计算机与通信学院通信工程专业班级课程名称：移动通信设计题目：发射机完成期限：自2014年5月11日至2014年5月19日共1周设计的主要技术参数使用专用集成电路设计一个发射机电路，要求每个频点的频带宽度25kHz。发送频率范围为49-49.475MHz。设计任务 内 主要内容：容 利用专用集成电路TH71221外加晶振和一些外围电路组成发射机电路。可及以利用移动通信实验箱完成。任 主要任务：务 1、完成电路设计；完成电路实际搭建和实现；完成发射机的各项性能测试。设计工作量1周完成 起止日期 工作内容进度5月11日 分组、任务分配、课题理解安5月11日-5月15日 功能分析、电路设计和实现排5月15日-5月18日 实验验证和测试 5月19日 总结、书写实验报告李建东等.《移动通信》.西安电子科技大学出版社.2006.7参吴伟陵.《移动通信原理》.电子工业出版社.2005.11考蔡涛等译.《无线通信原理与应用》.电子工业出版社.2001.4资及燕丽等.《现代通信系统》.电子工业出版社.2002.6.料指导教师（签字）：年月日系（教研室）主任（签字）：年月日word文档可自由复制编辑移动通信课程设计说明书发射机起止日期：2014年5月11日至2014年5月19日 学 生 姓 名 班 级 学 号 成 绩 指导教师(签字) 计算机与通信学院2013年5月19日word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑发射机引言随着人类的文明不断进步，科学技术不断的发展，人们之间的交流越来越多，相互交换的信息也日益剧增，要传送的信息类型也是越来越多样化。科技的进步也使得通信的技术得到了发展，特别是无线电波的使用，使我们的通信更加实时、高效。科技的快速发展，将使人们的通信更方便快捷。随着科技的发展和人民生活水平的提高，调频发射机作为一种简单的通信工具，由于它不需要中转站和地面交换机站支持，就可以进行有效的移动通信，因此深受人们的欢迎。目前它广泛的用于生产、保安、野外工程等领域的小范围移动通信工程中。设计目的了解调频发射机电路及特点；测量发射频率；3、估测发射功率；设计内容1．用通用数字频率计测量发射信号频率2．用示波器估测发射信号功率基本器材移动通信实验系统一台；100M（或60M）双踪示波器一台；100M数字频率计一台。发射机设计原理（一）调频发射机电路与调幅电路相比,调频系统由于高频振荡输出振幅不变,因而具有较强的抗干扰能力与效率.所以在无线通信、广播电视、遥控测量等方面有广泛的应用。设载波信号uc(t)=Ucmcos(wct)，调制信号uΩ(t);通过FM调制，使得uc(t)频率变化量与调制信号uΩ(t)的大小成正比，即已调信号的瞬时角频率w(t)=wc+kf*uΩ(t)，以下是发射机的总体设计图，为图1调频信号变容二极管直接调频电路调频信号载波信号图1为了得到20个频道的调频发射信号，调频发射机由锁相调频频率合成器及功放PA级联组成，如图2所示.u晶振÷R晶振÷RPDLF÷NCPUVCOPAfTxmucuc'fr图2多频道调频发射机框图图2中，鉴相器PD、环路滤波器LF、压控振荡器（调频振荡器）VCO及程序分频器÷N等组成锁相调制频率合成器，VCO输出射频信号由功放PA放大后经双工器送往天线发射出去。发射机输出信号频率为fTx=N·fr(1)CPU改变程序分频器的分频比N，就改变了输出频率fTx。音频调制信号um（正弦单音、话音、信令数据）在VCO前端单点注入，与环路控制电压uc相加后得到总控制电压Cu去控制VCO频率。在载波跟踪条件下，u为直流，控制环路锁定，使VCO频率等于式(1)所示额定值；um无失真地加到VCO输入端，使VCO输出为调频信号。由Q2射极输出的VCO信号，送至Q1等组成的功放级放大后经带通滤波器、双工器FL2送往天线ANT1。带通滤波器用于减小发射机的带外辐射，降低对其它设备的干扰。具体电路图见下图3。考虑到频率稳定度的因素，调频电路采用克拉泼振荡器和变容二极管直接调频电路。电路的工作原理是：利用调制信号控制变容二极管的结电容，改变振荡器振荡回路的总电容，从而使调频振荡器输出信号的频率随调制信号的变化而变化，即实现调频。调频后的信号经过缓冲隔离、宽放和功放后通过天线发射出去。V43V43DGR1CZL2C11CTT2+N1N2V33DA1R13R12R11C10T1N3N4NC9R交负V23DG100R10R9R8Rw2V1R1R2R3R4L1CjR6R7R5ZL1C8C4C5C1C2C3C7C6 R 5L 5 1 1 3 0 41 2in图3原理图（二）发射载波功率及频率1．载波功率标准测量方法是用射频功率计进行测量，即将输入阻抗为50Ω且测量频率及量程合适的功率计测量探头接到发信机射频输出端进行测量。发射机天线测量点TP101与数字频率计测量电缆（或探头）短接。发射机不内加音频调制信号，测量出射频输出信号频率。本实验用示波器进行估测。按图4连接系统，发射机不内加音频调制信号。被测被测发射机双工器示波器L0TP101ANT1Tx-BSFL2 图4用示波器估测载波功率在天线匹配时，从双工器ANT端向天线看去的阻抗为50Ω，示波器测得射频输出电压峰-峰值为Sp-p(V)，则发射载波功率P为 S 2PPP/50 22 (2)若估测用的示波器最高测量频率为20MHz或40MHz，低于46/49MHz时，测量到的射频输出幅度S´p-p将低于实际值Sp-p。则可事先由实验老师用高频毫伏表或高频示波器进行校正，得到校正系数：SKPPSP'P(3)将式(3)代入式(2)得KS'2P PP/50 22 (4)2．载波频率被测被测发射机双工器数字频率计L0ANT1Tx-BSTP101FL2 图5发射机载波频率测量方框按图5连接测量系统。发射机天线测量点TP101与数字频率计测量电缆（或探头）短接。发射机不内加音频调制信号，测量出射频输出信号频率6、实验步骤(一)发射机载波功率估测1．按单台实验仪配置实验系统，并按图4连接系统，BS发射机作为被测发射机。打开实验系统电源。利用“前”或“后”键、“确认”键进入实验操作界面。2．按“+”或“-”键置BS发射机工作在某一频道。将W001左旋到底，使发射机不加音频调制。按一下“PTT”键，BS发射机发射。3．用示波器在TP101端测得发射信号峰-峰值为S′p-p。4．用实验老师给出的示波器测量幅度校正系数K及测得的S′p-p，代入4—4式计算发射功率P。5．重复2-4，测量并记录20个信道的发射功率。实验完毕再按一下“PTT”键，BS发射机关闭。提示：因发射信号频率较高，使用示波器观测信号幅度时所使用的示波器的带宽最好较宽（100M或60M），示波器的探头置×10档，否则对被测信号衰减很大。(二)发射载波频率测量1．按图5连接系统，其余同本实验（一）的1、2。2．用通用数字频率计在TP101端测得被测发射机Tx-BS当前工作频道发射信号的频率。3．重复步骤2，测量并记录被测发射机Tx-BS在20个频道上的发射信号频率。实验完毕再按一下“PTT”键，BS发射机关闭。实验结果：表1信道号信道号频率测试值截止频率功率/w0137.47M46.02M200238.17M46.05M200338.92M46.07M200439.13M46.10M200539.37M46.15M200639.08M46.17M200739.27M46.19M200839.96M46.22M200938.32M46.25M201037.65M46.27M201136.84M46.30M201235.52M46.32M201334.34M46.35M201432.85M46.40M201529.16M46.42M20161627.45M46.45M201724.63M46.47M201821.56M46.49M201918.02M46.52M202017.11M46.55M20数据的分析：表1中可得随着信道数的增大，频率逐渐减小，功率不变，截止频率在一定的范围内变化，但是变化不大。图6第一个信道的波形图7第二十个信道的波形备注：因为实验中的波形变化不大，只选择了电压幅度最小的第一信道与电压幅度最大的第二是个信道。实验心得：通过此次课程设计，使我有机会把从书本上学到的理论知识运用到实践中来，加深对移动通信方面的知识理解，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但是我们怎能轻易放弃，经过组员之间的通力协作，还有老师的指导，一遍又一遍的测试，最终功夫不负有心人，终于找出了原因所在，圆满完成了这次任务。在这个过程中也暴露出了许多的问题，自己在这方面的知识储备不足和动手经验的缺乏。所以说课程设计诚然是一门不错的专业课，对我很多专业知识以及专业技能上的提升起到了很大的作用，给我提供了一次非常好的动手实践的机会。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计，让我掌握了移动通信实验系统，双踪示波器和数字频率计等移动通信实验仪器的使用。这次课程设计终于顺利完成了，让我明白要完成一件事情，决心和持之以恒是非常重要的，在今后社会的学习和生活中，做任何事情都不要轻言放弃