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1、 通信电路实验讲课通信电路实验讲课 （三）（三）1 通信电路专题实验通信电路专题实验 50MHz(FM)FSK50MHz(FM)FSK 窄带集成无线收、发信机窄带集成无线收、发信机2 一.、实验系统简介实验系统简介整个系统分为两大部分整个系统分为两大部分:发射机和接收机。它几乎发射机和接收机。它几乎包含了通信电路原理课中所有的功能电路，如晶振、包含了通信电路原理课中所有的功能电路，如晶振、选频、混频、调频、鉴频、滤波、功放、锁相环路选频、混频、调频、鉴频、滤波、功放、锁相环路和频率合成等，是一套典型的调频收、发信装置，和频率合成等，是一套典型的调频收、发信装置，既可采用模拟信号调制，作为一般调
2、频收发系统，既可采用模拟信号调制，作为一般调频收发系统，也可采用数字信号调制，实现也可采用数字信号调制，实现FSKFSK数字通信，工作频数字通信，工作频率在率在50MHz50MHz左右。该系统选用左右。该系统选用MotorolaMotorola生产的典型窄生产的典型窄带收、发信机芯片，其中发射机芯片选用带收、发信机芯片，其中发射机芯片选用MC2833MC2833，接收机芯片为接收机芯片为MC3362MC3362。3二、二、发射机发射机主要由主要由MC2833MC2833芯片和调谐回路组成。芯片和调谐回路组成。1 1性能指标性能指标MC2833MC2833是一个低功耗的单片调频发射机芯片，是一个
3、低功耗的单片调频发射机芯片，工作电压：工作电压：2.5-9.0V,2.5-9.0V,工作电流：典型值工作电流：典型值2.9mA,2.9mA,输出功率：输出功率：10mW10mW（电源电压电源电压9V9V，5050负载）负载）；工作频率：最高工作频率：最高144MHz144MHz芯片结构简单，片内有射频振荡器，缓冲器，芯片结构简单，片内有射频振荡器，缓冲器，可变电抗，麦克风放大器及两个备用晶体管。可变电抗，麦克风放大器及两个备用晶体管。4MC2833内部结构内部结构返回返回返回返回25 发射机框图发射机框图2 2、发射机工作原理、发射机工作原理6发射机可输入两种调制信号发射机可输入两种调制信号:
4、模拟信号（语音或其模拟信号（语音或其他音频信号）和数字信号。他音频信号）和数字信号。采用晶体振荡器直接采用晶体振荡器直接调频电路调频电路,经倍频、功放后输出。经倍频、功放后输出。具体讲：引脚具体讲：引脚1616、1515、1 1、2 2、3 3、加上外围元件构、加上外围元件构成晶体调频振荡电路。晶体振荡频率为成晶体调频振荡电路。晶体振荡频率为16MHz16MHz左右左右（为避免相互干扰，实验板上的晶体各不相同）。（为避免相互干扰，实验板上的晶体各不相同）。振荡电压经内部缓冲放大后，由振荡电压经内部缓冲放大后，由1414脚输出经脚输出经3 3倍频倍频选频回路选频回路 33p33p电容耦合电容耦合
5、 1313脚脚T2T2管管基极基极,放放大大 1111脚输出脚输出 选频回路选频回路 8 8脚脚T1T1管基极管基极,放大放大 9 9脚输出脚输出,选频匹配选频匹配回路回路 天线天线(或或5050负载负载)7方案考虑方案考虑:晶体调频晶体调频:中心频率稳定度高中心频率稳定度高,频偏小频偏小.倍频倍频:晶体频率低易做晶体频率低易做,便宜便宜;扩大频偏扩大频偏.3 3发射机调测发射机调测（1 1）载波频率、功率）载波频率、功率晶体频率的晶体频率的3 3倍频，主倍频，主要调选频回路（微调电容），逐级调试。要调选频回路（微调电容），逐级调试。要求：要求：VccVcc=5V=5V时，在时，在50 50
6、负载上输出大于负载上输出大于 1.6 mw 1.6 mw 即（即（VoppVopp约约800mV800mV）8H3、H4、H5处波形处波形9H3波形波形H3频谱频谱1011（2）静态调制特性静态调制特性（动态不作）（动态不作）-在在3 3倍频上测倍频上测（3 3）调制）调制（收、发联机时加）：（收、发联机时加）：模拟信号调制模拟信号调制用用1KHz1KHz正弦信号正弦信号,语音调制语音调制 用用MICMIC加语音并通过限幅放大加语音并通过限幅放大 数字信号调制数字信号调制1KHz1KHz方波方波（0-2V0-2V），实现实现FSK FSK *调函数发生器调函数发生器offsetoffset旋钮
7、与幅度旋钮实现旋钮与幅度旋钮实现 0 02v2v 2FSK 2FSK带宽：带宽：B B：基带信号带宽，基带信号带宽，f1,f2f1,f2为为FSKFSK的两个的两个 频率频率(MC2833(MC2833典型频偏值典型频偏值5KHz5KHz）12三、接收机三、接收机典型的二次变频超外差接收机。典型的二次变频超外差接收机。第一本振频率由第一本振频率由锁相频率合成器提供锁相频率合成器提供,第二本振频率由第二本振频率由10.245MHz10.245MHz晶体振荡电路产生晶体振荡电路产生,鉴频部分采用正交鉴频器。鉴频部分采用正交鉴频器。如果接收机收到的是如果接收机收到的是FMFM信号，鉴频后可直接得到信
8、号，鉴频后可直接得到音频信号，如果接收到的是音频信号，如果接收到的是FSKFSK信号，则鉴频后需信号，则鉴频后需经过数据整形电路后再输出经过数据整形电路后再输出。13MC3362内部结构内部结构1450MHzFM接收机框图接收机框图陶瓷滤波器陶瓷滤波器151 1、原理框图与方案考虑：、原理框图与方案考虑：l 采用二次变频技术采用二次变频技术：两次混频，两个中频。：两次混频，两个中频。好处：抗干扰能力强，灵敏度高。好处：抗干扰能力强，灵敏度高。一中一中频率可取高，抑制镜象频率干扰频率可取高，抑制镜象频率干扰,二中二中频率低，利于实现窄带，抑制噪频率低，利于实现窄带，抑制噪 声，提高接收机的灵敏度
9、。声，提高接收机的灵敏度。灵敏度：在一定的输出信噪比下，接收机灵敏度：在一定的输出信噪比下，接收机 输入端所要求的最小有用信号功率（输入端所要求的最小有用信号功率（dBmdBm）。）。l 陶瓷滤波器陶瓷滤波器：中心频率：中心频率10.7MHz,10.7MHz,带宽约带宽约 200KHz200KHz；中心频率中心频率455KHz,455KHz,带宽约带宽约8KHz8KHz；优点：不用调节，廉价。优点：不用调节，廉价。缺点：中心频率不太准。缺点：中心频率不太准。16l正交鉴相鉴频器正交鉴相鉴频器易集成易集成（移相网络相乘器）（移相网络相乘器）l第一本振信号第一本振信号采用采用吞脉冲吞脉冲双模可变分
10、频双模可变分频器的锁相频率合成器频率稳定度高，易改器的锁相频率合成器频率稳定度高，易改频。频。主要集成块：主要集成块：MC145152MC145152，并行输入并行输入锁相频率合成器锁相频率合成器,N N：1010位，位，A A：6 6位位拨动开关预置，拨动开关预置，R R分频比已设置分频比已设置20482048；MC12016MC12016双模前置分频器双模前置分频器（40/4140/41）MC1458MC1458双运放双运放用于环路滤波器用于环路滤波器 VCOMC3362VCOMC3362片内片内加外围加外围2121，2222脚上的脚上的 LCLC回路组成，控制电压加回路组成，控制电压加2
11、323脚脚17吞脉冲可变分频器的锁相频率合成器吞脉冲可变分频器的锁相频率合成器鉴相鉴相VCO低通低通晶振晶振双模前置双模前置分频器分频器主计数器主计数器辅助计数辅助计数器器 模式控制模式控制参考分频器参考分频器“1”-“0”-频道选择频道选择频道选择频道选择返回返回18MC145152MC145152 频率合成器芯片并行码输入编程频率合成器芯片并行码输入编程19MC145152 频率合成器频率合成器120161201640/4140/41Mc1458N：10位；位；A：6位位R R分频比分频比20484.096MHz20第二本振由第二本振由10.245MHz10.245MHz晶体振荡电路产晶体
12、振荡电路产 生频率稳定度高生频率稳定度高指示电路：方便调测。指示电路：方便调测。载波检测载波检测有载波时指示灯亮有载波时指示灯亮 PLLPLL锁定指示锁定指示锁定时灯灭锁定时灯灭2.接收机调测内容：接收机调测内容：1测量测量10.7MHz陶瓷滤波器频率特性陶瓷滤波器频率特性2 用逐点法测量第二中频陶瓷滤波器的用逐点法测量第二中频陶瓷滤波器的频率特性频率特性213测量鉴频特性测量鉴频特性4用频率计在用频率计在LO监测孔处测量二本振信号频率，记录该频监测孔处测量二本振信号频率，记录该频率值。率值。5锁相频率合成器（锁相频率合成器（PLL-FS）开环开环VCO压控特性测量，用频率计测量前置分频器输压
13、控特性测量，用频率计测量前置分频器输出频率出频率 6整机调试：调测接收机灵敏度整机调试：调测接收机灵敏度将接收机各单元电路之间连接起来，由将接收机各单元电路之间连接起来，由SIGNAL端加入调频端加入调频（FM）信号。正常情况，输入）信号。正常情况，输入FM信号灵敏度为信号灵敏度为量级，此量级，此时从时从AUDIO输出有解调后的调制信号。输出有解调后的调制信号。223接收机接收机调测的关键调测的关键灵敏度灵敏度（在发射频率（在发射频率上测）上测）注意所需要的本振频率一定要在注意所需要的本振频率一定要在VCO开环输开环输出频率范围内（当出频率范围内（当Ve0.5-5V变化时），即变化时），即 测
14、测VCO压控特性前，先估算本振频率，压控特性前，先估算本振频率，若不在若不在其内，则调本振线圈，使频率满足要求。其内，则调本振线圈，使频率满足要求。23测准两个陶瓷滤波器的中心频率，测准两个陶瓷滤波器的中心频率，、（KHzKHz量级）量级）鉴频器鉴频特性在鉴频器鉴频特性在 上电压为上电压为2.3V(2.3V(片本片本身决定身决定)线性范围大，斜率大。线性范围大，斜率大。注意一本振频率设置与发射机发射频率的注意一本振频率设置与发射机发射频率的关系关系 （约（约10.7MHz10.7MHz）其中其中 为二本振实际测量频率为二本振实际测量频率（10.245MHz)10.245MHz)。算出算出N N
15、、A A 24 四、收、发联调注意事项四、收、发联调注意事项收、发频率对准，发射信号频谱落在接收收、发频率对准，发射信号频谱落在接收机带宽之内。机带宽之内。设置接收机带宽一定要考虑振荡器的频率设置接收机带宽一定要考虑振荡器的频率稳定度稳定度 本实验接收机带宽有谁决定？线性系统本实验接收机带宽有谁决定？线性系统最窄的部分最窄的部分455KHz455KHz陶瓷滤波器。约陶瓷滤波器。约 8KHz8KHz。信号带宽必须小于信号带宽必须小于4KHz4KHz。25一本振频率最佳设置：一本振频率最佳设置：方波调制时，一定要方波调制时，一定要0 02V2V的方波信号的方波信号正弦调制时正弦调制时ININ端端入
16、，幅度入，幅度450mv450mv，在在H2H2端端看不失真。看不失真。26五、验收要求：五、验收要求：u发射机：发射机：1、发射机发射频率精确到、发射机发射频率精确到kHz量级。量级。2、发射功率、发射功率1.6mW（50负载）即负载）即Vopp800mVu接收机：接收机：1、10.7MHz10.7MHz和和455kHz455kHz两两陶瓷陶瓷滤滤波器的中心波器的中心频频率和率和3dB3dB带宽带宽2、接收机灵敏度、接收机灵敏度20uV（条件：（条件：F=1kHz，f=1kHz，S/N|out1）。）。u联机：联机：1、正弦信号调制：解调输出正弦信号调制：解调输出Vopp200mV，输出波形
17、不失，输出波形不失真（在真（在H2点处点处Vpp=900mV）。）。2、02V方波调制：解调输出波形不失真，无误码。方波调制：解调输出波形不失真，无误码。3、语音调制：解调后语音清晰，不失真。、语音调制：解调后语音清晰，不失真。27六、实验注意事项六、实验注意事项1、收、发信机所用电源不同，按要求加。、收、发信机所用电源不同，按要求加。2、发射机调谐回路主要调微调电容。、发射机调谐回路主要调微调电容。3、凡测频率时均需测至、凡测频率时均需测至kHz量级。量级。4、实验完毕需清点工具，整理好仪器。、实验完毕需清点工具，整理好仪器。5、接收机部分的、接收机部分的fin为前置分频器为前置分频器P后输出，后输出，fr fr(应该为应该为fRfR)为参考振荡源的频率。为参考振荡源的频率。*不做项目：不做项目：动态调制特性、环路锁定范围、动态调制特性、环路锁定范围、10.7MHz10.7MHz陶瓷滤波器频率特性的逐点法测量陶瓷滤波器频率特性的逐点法测量2850MHzFM发射机返回2950MHzFM接收机返回30锁相频率合成器返回31返回1返回2返回332返回1返回233