《无线半双工多路数据传输系统设计46805.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无线半双工多路数据传输系统设计46805.docx（56页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 无线半双工多路数据传输系统（本科C 题）18组 尚尚勇 郭郭小虎 陈文辉摘 要：无线半半双工多路数数据传输系统统分发射和接接收两大部分分。发射部分分采用锁相环环式频率合成成器技术， MC1455152和MC120022芯片组组成锁相环，将将载波频率精精确锁定在335MHz，输输出载波的稳稳定度达到4410-5，准确度度达到310-5，由变容容二极管V1149和集成成压控振荡器器芯片MC11648实现现对载波的调调频调制；末末级功放选用用三极管2SSC19700，使其工作作在丙类放大大状态，提高高了放大器的的效率，输出出功率达到设设计要求。接接收部分以超超大规模AMM/FM立体体声收音集成成芯
2、片CXAA1238SS为主体，灵敏敏度、镜像抑抑制、信噪比比等各项性能能指标均达到到设计要求。采采用PT22262/22272编码/解码电路实实现了数据传传输业务等功功能； ATT89S522作为整个系系统的控制部部分，程序设设计采用C语言在KEIIL51的编编译器上编程程实现；显示示采用16位液晶显显示。关键词： 锁相相环、压控振振荡器、灵敏敏度、编码/解码目 录1、系统设计 1 11.1 设设计要求1 1.1.1 任务1 1.1.2 要求1 1.1.3 说明1 11.2 总总体设计方案案2 1.2.1 设计思路2 1.2.2 方案论证与与比较2 1.2.3 系统组成102、单元硬件电电路设
3、计 11 22.1 发发射部分电路路的设计11 2.1.1 压控振荡器器的设计11 2.1.2 锁相环电路路设计13 2.1.3 功率放大电电路设计15 2.1.4 阻抗变换电电路设计16 22.2 接接收部分电路路的设计17 2.2.1 CXA12238S芯片片17 2.2.2 天线输入网网络19 2.2.3 高放选频回回路19 2.2.4 本机振荡器器19 2.2.5 中频窄带滤滤波器20 22.3 PPT22622/22722编码/解码码电路设计20 2.3.1 PT2262/2272芯芯片介绍20 2.3.2 PT2262/2272编编码/解码电路21 22.4 抗抗干扰措施223、
4、软件设计计22 33.1 软软件设计和硬硬件设计的关关键23 33.2 发发射部分程序序设计23 33.3 接接收部分程序序设计244、 系统测试试24 44.1 测测试使用的仪仪器24 44.2 指指标测试和测测试结果24 4.2.1 发射部分的的指标测试和和测试结果24 44.3 波波形观察及距距离测试25 44.4 结结果分析26参考文献266附录1 电路路原理图26附录 2 程程序清单291.系统设计1.1 设计要要求1.1.1 任任务设计并制作一个个无线半双工工多路数据传传输系统，实实现主站至从从站间的数据据传输业务。1.1.2 要要求（1）基本要求求 系统按照11 个主站，311
5、个从站的的规模进行设设计（实际制制作2 个从站），主主站以轮询方式收集从站的的数据（见说说明1），轮询每每个从站的次次数不低于11 次秒，每每次传送一组仿真数据据； 从站的仿真数数据是人为生生成的两组数数字信号（见见说明2）；从站传传输哪一组数数据由主站决定； 设计制作无线线半双工收发发单元，其工工作频率在（3040）MHz 中自行选择，各收4单元工作频率的相对准确性（以主站工作频率为基准）优于10，所有收发单元的发射功率不大于于10mW（在在75 欧姆假假负载上测定定）； 主、从站收发发天线采用长长度小于等于于1 米的拉杆天线线，垂直放置置，馈线部分分自行设计；在比特误码率率（见说明33）不
6、大于100条件下，主主从站通信距距离不小于88 米； 主站能实时时显示发送数数据的从站号号及其数据； 从站能实时显显示本站发送送给主站的数数据；从站采采用电池供电电。（2）发挥部分分 在轮询式收收集的基础上上增加从站主主动申请报告告数据的功能能（见说明44），为便于于测试该功能能，可在从站站上设置按键键开关或其它它启动方式； 主站具有对对所有从站数数据进行存储储和回放的功功能，并能按按站号显示此此前30 秒的历历史数据； 在保持发射射功率不变且且比特误码率率不大于100条件下，尽尽量增大通信信距离； 特色与创新新。1.1.3 说说明（1）主站以轮轮询方式收集集从站的数据据，即由主站站指定从站站
7、站号并发出要要求传输数据据的呼叫，从从站收到主站站呼叫后，应应答上报本站站的一组数据据；（2）为方便测测试，要求从从站的仿真数数据是对以下下 正弦波：ss(t)=2.5+22sin(22t)V 直 流： 2.5V 两个模拟信号进进行人为处理理而生成的数数字信号，即即假定用一个个参考电压为为5V、采样频频率为10Hz 的单极性8 位AD 转换器对对上述两个模模拟信号进行行1 秒钟采样样，由此生成成的两组数据据（每组100 个数据）即即为对应上述述两个模拟信信号的仿真数数据；（3）比特误码码率的测定可可以使用专门门仪器，也可可以在主站接接收一定时长长（如30 秒钟）的已已知数据，通通过比较出现现错
8、误的次数数作出大致判判断；（4）“从站主主动申请报告告数据”是指由从站站发出报告数数据的申请。当当某从站发出出申请时，主主站临时停止止轮询，向该该从站发出传传输数据呼叫叫，再由从站站应答上报；（5）收发单元元不能使用成成品收发模块块，但允许选选用数字调制制解调、射射频发射、射射频接收等有有关集成电路路芯片。1.2 总体设设计方案1.2.1 设设计思路题目要求设计一一个无线半双双工多路数据据传输系统，实实现主站至从从站间的数据据传输业务。设设计分发射和和接收两大模模块，方框图图如图1.22.1所示。发发射部分采用用数字频率合合成技术，由由变容二极管管和集成压控控振荡器芯片片实现振荡频频率的电压控
9、控制及对载波波的调频调制制；加入由频频率合成芯片片、高速分频频器、运算放放大器和晶体体振荡器等组组成的数字锁锁相环路，使使输出频率稳稳定度达到与与参考晶振同同等水平；收收音电路以超超大规模AMM/FM立体体声收音集成成芯片为主体体，用一个固固定的电压值值控制振荡器器的振荡频率率，使其接收收频率与发射射频率对应。采采用编码解码码电路实现题题目所要求的的一点对多点点、数据传输输业务的功能能；显示部分分利用液晶显显示模块。为为了尽量增加加传输距离和和降低系统的的波形失真，必必须采取有效效的措施。 图1.2.1 系统基本本框图1.2.2 方方案论证与比比较（1）调制体制制的方案论证证与选择方案一：采用
10、调调幅体制。一一般调幅发射射机的组成框框图如图1.2.2所示示，其工作原原理是：载波波振荡器产生生标准的载波波信号，数据据进入基带信信号放大与整整形电路后与与载波信号进进行幅度调制制；调制后，功功放级将调制制后的信号的的功率放大到到所需发射的的功率，再经经天线发射出出去。 方案二：采用调调频体制。它它由三部分组组成，即频率率合成器和FFM波的缓冲冲放大器。频频率合成器的的作用是产生生一个振荡频频率稳定度极极高的FM信号，它它是调制器的的核心部件；射频缓冲放放大器起缓冲冲、放大、匹匹配和滤波的的作用。方案选择：本系系统可以采取取调幅体制或或调频体制。调调频系统与调调幅系统相比比，具有较强强的抗干
11、扰能能力。故本系系统采用调频频体制，数据据收发也采用用2FSK方案案。（2）载波信号号产生电路的的设计方案论论证与选择方案一：采用LLC振荡电路路。比如西勒勒振荡电路，具具体电路图如如图1.2.3所示。该该电路较易起起振，输出振振荡频率和振振幅也较为稳稳定，波形好好，调谐范围围也比较宽。电电路的振荡频频率为，式中中。但其调试试比较复杂。图1.2.3 西勒振荡荡电路方案二：采用晶晶体振荡器产产生基准频率率，再用选频频网络加放大大器选出它的的谐波实现倍倍频。该方案案稳定度较高高，但存在335MHz的的1/N频率的的晶体谐振器器难以获得、N太大和选频网络调节较为麻烦等缺点。具体方框图如图1.2.4所
12、示。图1.2.4 晶振电路路产生载波方方框图方案三：PLLL频率合成。用用MC1455152和VCO电路进进行频率合成成，采用闭环环控制。故存存在反馈，能能得到精度和和稳定度很高高的频率信号号，本题目要要求发射频率率在30MHHz40MMHz之间，选选定35MHHz作为载波波信号。原理理框图如图11.2.5所所示。图1.2.5 频率合成成原理框图方案选择：载波波信号发生器器是主机发射射部分的重要要组成部分，应应能产生等幅幅高频正弦信信号，其振荡荡频率应十分分稳定。方案案一和方案二二的电路比方方案三的电路路简单，但是是其短期频率率稳定度均只只能达到100-210-3；而采用用频率合成法法产生的高
13、频频振荡信号的的频率稳定度度接近晶振的的频率稳定度度，可达100-510-6；且失真真度很小。故故本设计采用用方案三。（3）接收模块块的设计方案案论证与选择择FM专业收音电电路常采用大大规模集成IIC CXAA1019、CXA12238等大规规模集成芯片片来实现。方案一：采用CCXA10119作为接收收机电路的核核心IC。CXA10019是日本本索尼公司研研制的单片大大规模接收机机电路，它包包含了AM/FM收音机机从天线输入入、高频放大大、混频、本本振到中频放放大、检波直直至低频（音音频）功率放放大的所有功功能。除此之之外，还具有有调谐指示，电电子音量控制制等一些辅助助功能。方案二：采用CCX
14、A12338作为接收收机电路的核核心IC。CXA12238是索尼尼公司在200世纪80年代后期期正式推出的的集调幅、调调频、锁相环环、立体声解解码等电路为为一体的AMM/FM立体体声收音集成成电路。它的的电源电压适适应范围宽：210V范围内内电路均能正正常工作，且且具有立体声声和调谐指示示LED驱动电电路以及FMM静噪功能等等。方案选择：上述述两种方案实实现的功能基基本相同，但但CXA12238具有耗耗电小、调整整简单等优点点；且它的宽宽电压适应范范围和立体声声指示及静噪噪功能也是CCXA10119所力所不不能及的。故故选用方案二二。因CXAA1238内内部带解调电电路，可以对对语音及数据据调
15、制后的信信号进行解调调。（4）数据传输输的设计方案案论证与选择择无线半双工多路路数据传输系系统要求一点点对多点传送送，且主站具具有轮询功能能，同时增加加数据传输业业务；从主站站输入的数据据经转换后形形成连串的数数字信号，这这就需要把这这数字信号调调制发射出去去，并且在接接收端应把调调制信号解调调并加以识别别显示出来；发射部分预预置从站号码码发送或群发发，接收部分分则只有相应应的台号接收收。方案一：采用二二进制振幅键键控（ASKK）调制与解解调法。ASSK有乘法器器实现法和键键控法两种实实现方法，乘乘法器实现法法的原理方框框图如图1.2.6所示示，其数字信信号与载频为为fc的余弦信号号进行混频得
16、得到调制信号号；振幅键控控信号解调有有两种方法，即即同步解调法法和包络解调调法，同步解解调方框原理理如图1.22.7所示。图图中uASK(t)信号经过带带通滤波器抑抑制来自信道道的带外干扰扰，相乘器进进行频谱反相相搬移，以恢恢复基带信号号。低通滤波波器用来抑制制相乘器产生生的高次谐波波干扰，解调调的相干载波波用2coss2fct。图1.2.6 ASK调制器框框图图1.2.7 ASK同步解调调方框图方案二：采用微微控制器和PPT22622/22722组成的编码码/解码电路。PPT22622/22722是一对CMOOS工艺制造造的低功耗低低价位带地址址、数据编码码/解码功能，是目前在无无线通讯电路
17、路中作地址编编码识别和数数据传输最常常用的芯片之之一。PT22262/22272发射射接收电路原原理框图分别别如图1.22.8和图1.2.9所示。在在发射端，微微控制器对PPT22622的地址位进进行预置，同同时输入数据据，通过微控控制器进行短短信编码后产产生相应的数数据去预置PPT22622的数据位后后，再调制发发射出去；接接收端，把接接收到的信号号进行解调放放大后，送至至PT22772，解码后后在数据位产产生对应的数数据，通过微微控制器进行行短信解码后后在液晶上显显示所发送的的数据。 图1.2.8 采用PT22262编码电电路的发射原原理框图 图1.2.9 采用22722解码电路的的接收原
18、理框框图方案选择：上述述两种方案都都可以发送并并且接收数字字信号，但它它们的原理不不同，方案一一是采用数字字调制，而本本设计发射部部分的主体是是频率合成技技术，数字调调制则无法把把数字信号调调制发射出去去；方案二采采用常用的PPT22622/22722编码/解码电路，可可靠性高，且且与系统兼容容；综上所述述，本设计采采用方案二。（5）自动控制制模块的设计计方案论证与与选择无线半双工多路路数据传输系系统的自动控控制部分直接接关系到系统统 “智能化”与“自动化”的实现，其其控制方案的的拟定，考虑虑了以下两个个方面。发射射和接收的控控制方框图分分别如图1.2.10和和图1.2.11所示。 图1.2.
19、100 发射部分分控制方框图图 图1.2.111 接收部分分控制方框图图方案一：采用FFPGA（现现场可编程逻逻辑门阵列）作作为系统的控控制核心。由由于FPGAA具有强大的的资源，使用用方便灵活，易易于进行功能能扩展，特别别是结合了EEDA，可以以达到很高的的效率。系统统的多个部件件如频率测量量电路，键盘盘控制电路，显显示控制等都都可以集成到到一块芯片上上，大大减小小了系统的体体积，并且提提高了系统的的稳定性。方案二：基于单单片机技术的的控制方案。相相对于FPGGA的并行处处理方式，单单片机是通过过对程序语句句的顺序执行行来建立与外外部设备的通通信和完成其其内部运算处处理，从而实实现对信号的的
20、采集、处理理和输出控制制。它最主要要的特点是其其串行处理特特性。方案选择：上述述两种控制方方式除了在处处理方式和处处理能力(速度)上的差异外外，在实现的的效果以及复复杂程度等方方面也有显著著的区别。FFPGA将器器件功能在一一块芯片上，相相对于单片机机外围电路较较少，集成度度高。而单片片机技术比较较成熟，开发发过程中可以以利用的资源源和工具丰富富、价格便宜宜、成本低。鉴鉴于本设计中中，仅单片机机的资源已经经能满足设计计的需求，而而FPGA的高高速处理的优优势在这里却却得不到充分分体现；因此本设计计的控制方案案模块拟选用用上述基于单单片机技术的的方案二。单单片机采用AAtmel公公司生产的AAT
21、89S551，实现对对收发模块的的控制。（6）关于尽量量增加传输距距离的分析传输距离是无线线半双工多路路数据传输系系统的综合性性能指标。根根据无线传输输距离公式11.2.1所所示。 （1.2.11）式中，Pt为发发射机天线端端辐射的有效效功率，Smin为接收收机的最小检检测功率，GGt、Gr分别为发射射机天线和接接收机天线的的增益，K值在发射频频率确定的情情况下基本是是一个常量。要增大传输距离离Rmax应从如如下几个方面面考虑： 在发射机接775假负载，其其功率不大于于10mW的情情况下，尽量量提高发射机机天线辐射的的有效功率PPt。当f=35MHHz时，=8.56557m，当拉拉杆天线长11
22、m，直径3mmm时，通过MAATLAB仿仿真计算可得得，拉杆天线线的等效阻抗抗Zr为由此可见，发射射机输出端阻阻抗与天线严严重失配。为为使天线辐射射功率最大，如如图1.2.12所示必必须在天线端端口接一个电电感L，使L与CL形成串联谐谐振，抵消CCL的作用。同同时使发射机机输出阻抗RRi=50与RL匹配，中间间必须接一个个降阻网络。图1.2.122 发射部分分阻抗匹配示示意图 提高接收机机灵敏度。由由式1.2.1可知，提提高接收机灵灵敏度（即降降低接收机的的Smin）与提提高发射机天天线辐射功率率Pt对增加传输输距离是同等等重要的。故故接收机采用用超外差体制制，并且对接接收机要调准准，使接收机
23、机灵敏度最高高。 在接收机输输入端和拉杆杆天线之间必必须加装升阻阻网络。一方方面使天线阻阻抗与接收机机输入阻抗匹匹配，同时加加装一个电感感，使之与天天线等效电容容形成串联谐谐振，接收机机高放电路采采用低阻抗输输入的共基电电路。本设计计采用的CXXA12388S芯片内部部已集成了该该电路。如果果在天线输入入端再加一级级低噪声天线线放大器，会会提高接收机机的灵敏度从从而增加作用用距离。 因本设计收收发天线均采采用拉杆天线线或导线，其其长度1m。为提高高收发天线的的增益，应使使拉杆天线的的长度等于11m或略小于于1m。并且要要注意收发信信号时，使收收发天线的极极化一致，且且方向调在最最合适的位置置。
24、 当频率为335MHz时时，波长为8.6m，其其传输特性按按直线传输，如如果中间有障障碍物则会产产生反射和折折射现象，对对传输距离有有很大的影响响。所以测试试应在空旷地地方，中间不不能有障碍物物或屏蔽物。 根据电波传传输理论，如如图1.2.13所示。在在距离为(22n-1)/4时，会会出现波谷，收收听效果最差差；在距离为为n/2时，会会出现波峰，收收听效果最好好。其中n为自然数。 图1.2.133 电波传输输理论示意图图（7）关于尽量量减小系统输输出信号失真真度的分析输出信号失真度度也是无线半半双工多路数数据传输系统统的重要指标标。该指标的的优劣取决于于接收和发射射两个分机。对对可能产生波波形
25、失真的原原因要分析清清楚，从而采采取有效措施施，才能保证证系统输出波波形无明显失失真。从发射机方面考考虑，应该注注意以下： 调制器部分。由由上述分析可可知，收发系系统均采用调调频（FM）体制，要要求调频波的的瞬时频率与与输入信号（即即调制信号）u(t)或线性关系即 （1.2.22）而调制器采用的的VCO电路，以以变容二极管管做调谐元件件。其变容二二极管结电容容，式中r为电容变化化指数。若变容二极管作作为振荡回路路的总电容时时，则瞬时角角频率(xx)为 （1.2.33） 为使角频频率(x)与调制信号号u(t)成线性性关系，必须须选取r=2的变容二二极管。 若变容二二极管部分接接入振荡回路路时，应
26、取电电容变化指数数r=1。 根据单元元电路设计，本本方案采用变变容二极管作作为振荡回路路的总电路设设计，故取rr=2，且变容容二极管静态态反偏电压取取在合适位置置，从而保障障失真度最小小。 从接收机机方面考虑，应应该注意以下下几点： 鉴频频/鉴相器部分分。如图1.2.14所所示，鉴频/鉴相器鉴频频特性应取其其线性部分，线线性度要好，且且静态工作点点应选择在图图形的中点，最最大频偏。广广电总局标准准fmax为75KHzz。实际工作作时应使小于于75KHzz，这样鉴频频/鉴相器引起起的波形失真真才会最小。图1.2.144 鉴频/鉴相器鉴频频特性功率放大器部部分低放与功放应采采用线性放大大电路，以确
27、确保输出波形形失真小。从系统方面考虑虑：收发系统要调整整正常，两者者的频率要对对准，直流稳稳压电源纹波波要小，还要要防止外部干干扰（特别是是市电干扰）串串入系统。1.2.3 系系统组成系统主要分为发发射和接收两两大模块，经经过方案比较较与论证，发发射和接收部部分的组成框框图分别如图图1.2.115和图1.2.16所示。其其中发射部分分的集成电路路MC16448(压控振振荡器）、MMC1451152（频率率合成器）、MC12022（双模预置分频器）、环路滤波器和晶振构成锁相环频率合成器、数据编码器、单片机进行数据处理、LCD驱动。接收部分由收音模块、数据接收模块以及控制模块组成，单片机起控制作用
28、。由于电路中既有数字电路又有高频电路，需将高频地和数字地分开以及高频电路用金属屏蔽隔离，以减小交叉调制等干扰。 图1.2.115 发射部分组组成框图 图1.2.166 接收部分分组成框图2.单元硬件电电路设计2.1 发射射部分电路的的设计2.1.1压控控振荡器的设设计压控振荡器主要要由压控振荡荡器芯片MCC1648、变变容二极管VV149以及及LC谐振回路路构成。MCC1648需需要外接一个个由电感和电电容组成的并并联谐振回路路。为达到最最佳工作性能能，在工作频频率时要求并并联谐振回路路的QL100。电源源采用+5VV的电压，一一对串联变容容二极管背靠靠背与该谐振振回路相连，调调整加在变容容二
29、极管上的的电压大小，使使振荡器的输输出频率稳定定在35MHHz。图2.1.1为压控振振荡器电路图图。图2.11.2为MC16448的内部电电路图。图2.1.1 压控振荡荡器电路图图2.1.2 MC16648内部电电路图压控振荡电路路由芯片内部部的VT8、VT5、VT4、VT1、VT7和VT6，10脚和12脚外接LC谐振回路路（含V1449）组成正正反馈（反相相720）的正弦振振荡电路。其其振荡频率由由式2.1.1计算。 （2.1.11）其中 ， 即VCO的芯片片管脚3为缓冲输出出，一路供前前置分频器MMC120222，一路供供放大后输出出。该芯片的的5脚是自动增增益控制电路路（AGC）的反反馈
30、端。将功功率放大器输输出的电压VVout1通过过一反馈电路路接到该脚，可可以在输出频频率不同的情情况下自动调调整输出电压压的幅值并使使其稳定，由由于本设计的的频率固定在在35MHzz，且其反馈馈幅度不大，因因此5脚直接接地地。VCO产生的的振荡频率范范围和变容二二极管的压容容特性有关。CVD的大小受所加偏置电压U控制，它们之间的关系可由图2.1.3所示电路测出。方法为：从扫频仪输入0300MHz的扫频信号，同时用扫频仪检测该电路的谐振频率。调节电位器Rp3使变容二极管的偏压以0.5V为间隔从1V10V变化，从扫频仪观测电路的谐振点频率并记录下来。由于Cj是全部接入谐振回路，为减少波形非线性失真
31、，取变容二极管电容变化指数r=2。根据式2.1.1，利用Matlab计算出频率与容量的关系，进而得到偏置电压与容量关系曲线，如图2.1.4所示。Rp3图2.1.3 变容二极极管特性测定定电路图2.1.4 变容二极极管特性曲线线从CVD/UU曲线上易见见，偏置电压压取值3.55V7.5V时，CVD的变化近近似线性，从从25 pFF18 ppF。又fc为35MHzz，根据式2.1.1，有有：取CVD=200pF，fc=35MHHz，得L=1.04H。因此，取L=1.04H可满足要要求。2.1.2 锁相环电路路设计压控振荡器的输输出频率受自自身参数、控控制电压的稳稳定性、温度度、外界电磁磁干扰等因素
32、素的影响，往往往是不稳定定的。因此可可以加入自动动相位控制环环节，即锁相相环，来稳定定发射频率。发发射频率经反反馈，与晶振振产生的标准准信号做比较较，在锁相环环的跟踪下，发发射频率始终终向标准信号号逼近，最终终被锁定在标标准频率上，达达到与参考晶晶振同样的稳稳定度。锁相相环电路MCC1451552是大规模模集成锁相环环，集鉴相器器、可编程分分频器、参考考分频器于一一体，分频器器的分频系数数可由并行输输入的数据控控制，其内部部框图如图22.1.5所所示。图2.1.5 MC1445152内内部框图（1）参考分频频参考晶振从OSSCin、OSCoutt接入，芯片片内部的R参考分频器器提供8种不同的分
33、分频系数，对对参考信号进进行分频。RR值由RA0，RA1，RA2设定，如如表2.1.1所示。本本设计中，参参考晶振为110.24MMHz，所以以取RA0RA1RA2101时，即即R1024，对对晶振频率进进行10244分频。表2.1.1 MC1455152参考考分频器分频频系数选择表表RA200001111RA100110011RA001010101R864128256512102411602048（2）可编程分分频由于发射部分的的频率高达335MHz，MC1455152的电电路无法对其其直接分频，必必须先用ECCL电路的高高速分频器进进行预分频，把把频率降低，然然后由MC11451522继续
34、分频，得得到一个参考考频率相等的的频率，并进进行鉴相。为为使分频系数数连续可调，可可编程分频电电路采用的是是吞咽脉冲计计数法，它由由ECL（非饱饱和型逻辑电电路）的高速速分频器MCC120222及MC1455152内部部的A减法计数器器，N减法计数器器构成。如图图2.1.66所示。单片机图2.1.6 吞咽脉冲冲计数器原理理图MC120222有64和65两种分频频系数。M为其控制端端（从MC11451522的9脚输出，输输入MC122022的6脚）。M为高电平时时，MC122022以P165为分频系系数，M为低电平时时则以P64为分频系系数。N 和A是可预置数数的减法计数数器，由并行行输入口分别
35、别预置6位的A值和10位的N值。PD为数字鉴鉴相器。fo为压控振荡荡的输出频率率（即发射频频率）。吞咽脉冲计数器器开始计数时时，M的初值为1，A和N两个计数器器被置入预置置数并同时计计数，当计到到A（P+1）个输入入脉冲（fo）时，A计数器计完完A个预置数，MM变为0；此时A计数器被控控制信号关闭闭，停止计数数；而N计数器中还还有NA个数，它继继续计（NA）P个输入脉冲冲后，输出一一个脉冲到鉴鉴相器PD。此时一一个工作周期期结束，和N值被重新写写入两个减法法计数器，MM又变为1，接着重复复以上过程。整整个过程中输输入的脉冲数数共有QA（P1）+(N-A)P=PN+A，也就是说说，该吞咽脉脉冲计
36、数器的的总分频系数数为PN+A。可见，采用吞咽咽脉冲计数方方式，只要适适当选取N值与A值，就能得得到任意的分分频比。为实实现锁相，必必须有fo/（ PN+A）= fr。反过来，由由于fofr（PN+A），改变N和A的值，也能能改变fo，这就是输输出频率数字字化控制的原原理。A计数器为88位，因此A值最大为633，MC120022的P值为64。如果参参考频率fr10kHzz，则输出频频率fo（PNA）fr（64NA）10kHzz。本设计中，要使使发射频率为为35MHzz。先令A0， 则N(fo/ frA）/P=（35106/10103）/64=554.69。取N 541101110B，进而A(f
37、o/ fr)PN=（35106/10103）6454441011000B。由此可得，即给给MC1455152的N9N0和A5A0口预置相应应的数值，这这就实现了对对发射频率的的控制。（3）鉴相模拟鉴相器对输输入其中的两两个信号进行行相位比较，一一个是由稳定定度很高的标标准晶振经过过分频得到的的，另一个是是由压控振输输出频率经分分频反馈回来来的，这两个个信号通过鉴鉴相器，也就就是经过一个个模拟乘法器器后得到一个个相位误差信信号。设两个个输入信号分分别为：其中 将两信号相乘得得到再经过一个低通通滤波器，取取出其中的误误差信号，滤滤去其高频成成分，将其直直流成分用来来调整压控振振的输出频率率。本设计
38、采用的鉴鉴相器集成在在MC1455152中，它它是一种新型型数字式鉴频频/鉴相集成电电路，具有鉴鉴频和鉴相功功能，不需要要辅助捕捉电电路就能实现现宽带捕捉和和保持。2.1.3 功功率放大电路路设计电路如图2.11.7所示。功功放管为2SSC19700，采用感性性负载，输出出幅度较大。丙丙类功放的基基极电压-VEE是利用发发射极电流的的直流分量IIE0在射极电电阻RE2上产生的的压降来提供供的。当放大大器的输入信信号t为正弦波时时，集电极的的输出电流iic为余弦脉冲冲波。利用谐谐振回路L2C2的选频作用用获得输出基基波电压c1、电流ic1。集电极基波电电压式中，Ic1mm为集电极基基波电流的振振
39、幅；RC为集电极负负载阻抗。集电极输出出功率 直流电源VCCC供给的直流流功率 集电极的效率 2SC1970 考虑到效率和功功率，选择导导通角为经验值700。 当功放工作在临临界状态时对对应的等效负负载电阻 图2.1.77 功率激励电电路2.1.4 阻阻抗变换电路路设计根据MATLAAB仿真，对对于1m长的拉杆杆天线，当ff=35MHHz时，其等等效阻抗为ZZ=R+jX=5.444-j115.11。要使发射射机的输出阻阻抗50与天线匹配配，必须加装装降阻匹配网网络，又因11m长天线呈呈容性阻抗，必必须采用串联联谐振，使之之天线辐射出出去的功率最最大。本设计计采用的是LL型的LC网络来实实现阻抗
40、匹配配，L型电路只有有两个元件，两两个要求，所所以它的解是是唯一的，下下面为L型电路的匹匹配原理和计计算方法。如如图2.1.8所示。R1、R2为欲匹配的的电阻值。图2.1.8 L型匹配配网络 即 同理得 解此方程得 本设计的阻抗变变换采用两节节LC网络，使使每一级的阻阻抗匹配变换换缓慢以换取取带宽特性，其其变换阻值为为50165.4。电路如图图2.1.99所示，R1=50，经MATLLAB计算，天天线呈容性，其其阻抗Z=RRLjXL=5.444j115.11，fo=35MHHz，采用串串联谐振电路路，即接一电电感L3抵消天线呈呈容性负载的的影响。其计计算可得： 图2.1.9 阻抗变换换电路C1
41、160.8pF，L176nH，C2281.22pF，L213.4nnH，L3=523.49nH2.2 接收部部分电路的设设计2.2.1 CCXA12338S芯片收音部分是以超超大规模AMM/FM立体体声收音集成成芯片CXAA1238SS为主体，配配合一些外围围电路实现的的。CXA11238S是是索尼公司在在20世纪80年代后期期正式推出的的集调幅、调调频、锁相环环、立体声解解码等电路为为一体的AMM/FM立体体声收音集成成电路。CXA12388S的电源电电压适应范围围宽，210V范围内内电路均能正正常工作；它它具有立体声声指示LEDD驱动电路以以及FM静噪功能能等等。其内内部结构原理理图如下图
42、22.2.1所所示。天线接接收到的信号号经过87108MHHz的带通滤滤波器，由118脚（FM天线输入入）进入芯片片内部，通过过选频网络将将选出的电台台信号送入芯芯片内部的FFM前置放大大器，进行前前置放大后与与本振进行混混频，得到110.7MHHz的中频频频率。22脚外接的的VD1、VD2、C8、C9、C10、VC1、L1等元件是FMM本振调谐回回路。20脚外接的的VD3、VD4、C11、C12、C13、VC2、L2等元件是FMM高放调谐回回路。10.7MHz中中频频率由116脚输出，然然后接到100.7MHzz的陶瓷滤波波器上。经过过了陶瓷滤波波器的信号已已经被滤除了了带外杂波，由由13脚
43、的中频频输入端引入入。在芯片内内部进行中频频放大和鉴频频。鉴频后的的信号分为两两路，一路由由12脚驱动调调谐指示电路路，外接发光光二级管D2（当接收信信号最大时，LED显示最亮）；另一路由IC内的直流放大器放大后进行自动混合和FM静噪。经检波后的立体体声复合信号号（或单声道道信号），由由IC内直流放放大器放大、滤滤波后变换成成 AFC控制制电压、由110脚输出并并通过一个1100K的的电阻反馈至至23脚，用于于抑制内接变变容二极管的的等效电容，以以达到修正FFM本振频率率，进行频率率跟踪的目的的。立体声复合信号号经放大后，分分别送到ICC内的立体声声解调器、鉴鉴相器1和鉴相器2。鉴相器1、压控振荡荡器（VCOO）和分频器器组成锁相环环路。VCOO产生的76KKHz振荡信信号，经过二二分频后变成成38KHzz的立体声解解调开关信号号，送至解调调放大器。再再经过二分频频，并移相990后的19KHHz信号与复复合信号中的的19KHzz导频信号在在鉴相器1中进行相位位比较，并输输出一个误差差电压，由外外接低通滤波波器R1、C3、C5滤除高频成成分后，控制制VCO的振荡荡频率和相位位，达到环路路锁定。VCCO的自由振振荡频率可以以