微功率电报收发信机设计毕业论文
一种收发信机的设计和实现

一种收发信机的设计和实现
本文研究了航天应答机的发展历程,并对当今国内外常见的航天器测控应答机的技术指标进行了了解,并对其功能和性能进行了分析。
在现有各种航天器测控应答机的理论及实际设计基础上,对某种测控应答机进行了详细设计。
在该测控应答机进行了完整的详细设计的基础上,对于应答机的调制、解调模块进行了进一步的详细设计。
该测控应答机技术方案采用数字中频方案实现,射频上行接收部分采用二次变频。
由于需要实现PM、DPSK调制,下行调制拟采用中频调制,
上变频方案实现,其中模拟调制采用模拟调制器实现,数字DPSK调
制在数字中频模块内完成。
调制、解调目前有基于载波同步两种设计方法,一种是有反馈环同步技术,还有一种是无反馈环同步技术。
本课题选择了有反馈同步技术,采用“微处理器+协处理器”的结构,嵌入MicroBlaze32位软核处理器,简化了系统设计,提高了系统性能。
并且介绍了解调系统在FPGA系统中的实现。
提出滤波器设计的分布
式算法,利用微处理器构建了一个可扩展的、灵活的解调系统。
毕 业 设 计

电路原理分析
• • • • • • • • • • • 模块划分及原理 实验总体分两个部分组成,它们分别是发射部分和接收部分。 接收部分主要用日常生活常用的普通FM收音机即可,所以本实验主要研究无线调频发 射装置,并且主要以实体实验为主。 以下是无线调频发射装置的主体模块及它个个模块的详细介绍,用于理论研究,但实 体部分做了适当调整以便更简化符合实验的基本功能要求。 (1)语音输入:将声信号转换成电信号。可用驻极体电容话筒、音乐三极管。 (2)调制电路主要由三极管构成,从功能作用上它可细分为以下四个部分: ①声音转换:音频放大级,将受话器产生的微弱电信号进行放大,以便对高频振荡器 的频率进行调制。 ②前置处理回路:即高频振荡器。它产生发射所需的高频信号(基波f。),并受到音频放 大级的调制。 。 ③FM调制网络:即倍频级,该级主要是放大主振级振荡产生的二次谐波成份,并将主 振级与输出级进行隔离,以减少末级对主振级的影响,并担负推动末级的作用,即输 送给输出级足够的推动功率 ④高频发射网络:输出级,将倍频级的2人再进行放大,而后再输送给天线发射出去。 (3)天线:它担负着发射电磁波的任务。
• VT66A音乐三极管内部已具有功率放大电路,有 VT66A音乐三极管内部已具有功率放大电路,有
足够的输出功率,所以不用外接任何元器件,就 能直接推动8Ω英寸扬声器放音,声音清晰洪亮。 能直接推动8Ω英寸扬声器放音,声音清晰洪亮。 如改用蜂鸣片,需在扬声器两端并联一只30mH的 如改用蜂鸣片,需在扬声器两端并联一只30mH的 电感线圈,音量可高达110dB。VT66和VT66A都 电感线圈,音量可高达110dB。VT66和VT66A都 各有两种触发方式。凡是型号下面有S××字样的 各有两种触发方式。凡是型号下面有S××字样的 音乐三极管,其触发方式是每触发一次,就启动 演奏单首乐曲,播完了即停。附表列出了VT66和 演奏单首乐曲,播完了即停。附表列出了VT66和 VT66A单音音乐三极管的电气特性。 VT66A单音音乐三极管的电气特性。
小型无线收发信机的设计

小型无线收发信机的设计VHF/UHF频段的无线收发信机可广泛应用于多种用途的无线通信中,具有较高的研究与开发价值,其应用的一个发展方向是通信终端的小型化和低功耗。
一个完整的无线收发系统电路一般包括小信号放大电路、锁相环电路、混频器电路、自动增益控制电路、调制解调电路、射频和中频滤波电路等等。
传统用分立元件设计收发信机,一般电路复杂,电路板面积偏大,功耗较高。
随着射频集成电路技术的发展,VHF/UHF频段的射频IC的集成度越来越高,目前已经出现了集成完整射频前端收发功能的射频IC。
应用集成度高的射频IC设计无线收发系统可以简化系统设计、降低成本,同时可以实现收发系统的小型化和低功耗,提高应用性和扩展应用范围。
本文主要讨论了基于无线收发芯片TH7122实现VHF/UHF频段小型化无线收发系统的设计与实现。
TH7122芯片面积小、功耗低,功能完备。
TH7122接收机部分采用一次变频的外差式结构,发射机部分调制和上变频同时完成。
TH7122芯片内部集成的锁相环电路产生本振,锁相环电路具有很宽的调谐范围,通过调整可以实现27MHz~930MHz本振信号的产生,具有很好的通用性。
采用FM/FSK调制方式,TH7122内置FM/FSK解调器,实现模拟语音和数字传输。
本文以工程实践为基础,给出了应用TH7122实现无线收发系统的方案,并在系统小型化方面做出尝试,应该对类似工程实践有所帮助。
本文首先对无线收发信机射频前端的结构和关键技术指标、FM/FSK调制原理进行了分析,简单介绍PLL频率合成器原理。
之后详述了无线收发信机的系统设计方案、具体硬件电路的实现以及在设计与实现中出现的难点和应该注意的问题,最后给出系统的调试结果。
课程设计论文邮件收发器

计算机科学与技术学院课程设计(论文)报告姓名:学号:专业:网络工程班级:设计题目:邮件收发器2011年6月1 绪论1.1电子邮件的发展历程电子邮件由英文electronic mail或e.mail翻译而来,它表示通过电子通讯系统进行信件的书写、发送和接收。
作为互联网上最受欢迎的功能之一,电子邮件系统可以为世界上任何一个网络用户传递信息,内容包括文字、图像、声音、视频等。
同时,如果用户愿意,通过电子邮件可以得到大量免费的新闻、专题邮件,并实现轻松的信息搜索,这是传统邮件无法比拟的。
电子邮件发明于1971年,当时已经存在可传输文件的电脑程序以及一种原始的信息程序。
但这两个程序存在局限性,发信方只能给接收方发送公报,且接收方的电脑必须与发送方一致。
雷饧姆林森(Ray Tomlinson)在已有的传输文件程序以及信息程序的基础上,研制出一套全新的文件信息传输程序,可以通过电脑网络发送和接收文件信息。
为让人们都拥有容易识别的电子邮箱地址,汤姆林森采用了@符号,符号前面加用户名,后面是用户邮箱所在的地址,即user@address的形式表示用户邮箱地址,这标志着电子邮件的诞生。
当时,汤姆林森所在的企业受聘于美国军方,参与Arpanet网络的建设和维护工作。
虽然电子邮件在1970年代发明,却是在1980年代兴起。
由于1970年代使用Arpanet网络的人较少,网速较慢,用户只能发送简短的信息,这限制了电子邮件的使用;到1980年代中期,个人电脑及Internet的兴起,电子邮件开始传播开来;1990年代中期,互联网浏览器诞生,全球网民人数激增,电子邮件开始被广泛使用。
电子邮件系统经过三十多年的发展,目前主要有三种系统类型:(1)免费邮箱大多数网民都有电子邮箱,这种方式投资少,免维护,但每天需要处理大量的邮件,导致邮件的收发速度受到限制,且无法保证邮箱的安全性和服务质量。
因此免费邮箱只能作为简单应用,不适合用于交流重要的、需要保密的信息。
终于可以踏入短波无线电的大门了!自制小功率等幅电报收发信机发信机

终于可以踏入短波无线电的大门了!自制小功率等幅电报收发信机发信机儿子暑假作业做完了,说是趁着还有几天假期,努力地打王者,我看了一眼对他说:又送人头给人家啊?他义正严辞地对我说:妈妈:对方凭实力杀的我,为什么说我送人头?考完B类操作证以后,终于可以踏入短波无线电的大门了至于设备嘛,由于天线的缘故,暂时没有购入成品设备但是,可以开启自由的自制短波设备之路了,毕竟相对U段和V 段,频率稍低的短波设备,难度更低,更容易体会制作的乐趣业余无线电里,有一本书叫做《小功率的力量》,在短波段里,几个瓦特的地功率通联全球不是没有可能,尽管现在城市的电磁环境如此糟糕,但是并不影响在噪声中追寻信号的乐趣我的第一部自制小功率收发信机选取的是过去在火腿中比较风靡的“蛙鸣”收发信机这是一台采用NE602构成的直接变频收发信机,发射功率不大于1W,工作在40米波段使用一节6F22型9V叠层电池就可以工作了原理非常简单,NE602在这个电路中就是干其变频的本职工作,天线收到的电波信号被送入NE602同本振信号混合而我们只需要让本振信号频率和所收信号频率稍微差1KHz左右,这样就可以差频出一个1KHz左右的音频信号,就是我们听到电报滴滴答答的声音至于发送部分,借用本振的振荡信号,引出后送入功放部分,通过键控发射出去这是电路图,电路非常简单,我采用的是第二版的电路除了NE602和晶体可能不(ma)太(yun)好(jia)买(you),剩下的基本都是常见的元件磁环没有也没关系,色环电感一样能用用SpringLayout画板选取一块单面覆铜板边角料,正好可以够做两块板两台机器一起,相互调试用热转印法制作PCB热转印后,用记号笔适当修正这是HP原装硒鼓打出来的,和兼容加粉鼓相比真是天壤之别填补加工完成开始腐蚀,经典的三氯化铁腐蚀好了,打孔玻纤板钻孔后出现分层和毛刺用稍粗的钻头修整,这样钻孔的边缘就平滑很多清洗干净刷一层松香酒精溶液,用作防氧化和助焊根据图纸开始备料基本都是常用元件,储备充足发射级原图是用的C8050,我改用国产3DG130,效果也不错推动用的3DG6E,也没觉得不好有几个电感线圈需要自制输出端的厄流圈,用国产NXO-10磁环,0.5铜线绕的,自测电感量2uH输入端的DIY-7线圈,稍微改动一下,用的10X10中周骨架,绕好了一样用然后呢,就是照图焊接了,这个不难测试期间,先安装了一个7059KHz的晶体电路搭好了,外壳是个问题,去开了个罐头,火速将里面的金枪鱼吃掉正好补充一下电路搭建的体力消耗,罐头盒用来做机壳,很多老外喜欢做罐头盒发射机罐头盒的边要处理一下,不然很容易划伤手,用钳子夹住捏进去就可以了比划一下,放进去完全没有问题,设计时就考虑了罐头盒的尺寸由于罐头盒的盖子已经扔掉了,而且原来的盖子,要比罐头盒直径小,没法用因此必须重新另做盖子,找到三合板一块比一比,画出罐头盒的轮廓采用割圆术,锯出来都是直线,但是积分以后,就成圆啦割下来的粗圆比一比,还好,尺寸差不多,没有割小用锉刀一点点精加工,终于成了一个圆安上试试,正好,严丝合缝!开始总装,安装各类引出线,电源线上加了一个磁环滤波作为实验机型,输入端只安装了一级LC滤波,输出端,也是一级安装天线接口,电源接口,高频增益电位器,调谐电位器因为3.5mm耳机插口用完了还没买,因此先预留外接电键接口和耳机口等买回来装上就行了电路板安装在底座上,铜柱固定下面还加了一个小喇叭,但是然并卵,声音太小,还是得用耳机收听正好有这么个小喇叭,顺手就装上去了盒子上面设计了一个发信键,这样不用外接电键也可以发射用频率计测测,应该是702XKHz,我用的是7023KHz的晶体,设计了频率微调电路,能够稍稍变化下调试也简单,接了一个50欧的假负载,用检波探头监测负载两端的高频电压调整滤波器中的电容,直到负载两端电压最大,拆下可变电容,测量电容量,更换为相同的固定电容就完了业余条件下,没有频谱仪调滤波器是在是个难题,尤其是多级滤波器我这个只有一级滤波,牺牲了滤波性能最后,为了考验它的性能,拿去参加了验机为什么去验机呢,主要自己做出来,机器能用是能用,功率也有0.4W,但是其他指标如何呢,没有仪器测不出来话说,验机其实他是不合格的,因为我省了一级滤波器,结果杂散发射太大,已经超出了规定指标验机的老师说,自制设备不容易,而且功率很小,危害不大,为了鼓励就让你PASS吧。
低功耗射频收发电路的设计与优化

低功耗射频收发电路的设计与优化随着物联网产业的发展,低功耗射频收发电路的设计和优化成为了电子工程领域的热门研究方向。
这种电路具有较低的功耗,能够满足各类物联网设备对于通信的需求,可以使物联网设备从更广泛的需求中受益。
本文将从物联网设备的需求出发,探讨低功耗射频收发电路的设计与优化。
1、物联网设备的通信需求物联网的发展促进了各类智能设备的发展,如智能家居、智能穿戴设备等。
这些设备都需要进行无线通信,以完成数据传输、控制、交互等功能。
这种通信需要射频收发电路的支持,而低功耗是实现这种需求的一个基本前提。
低功耗可以实现长时间的无线通信,而不需要频繁的电池更换。
另外,在室外使用低功耗设备时,用户可以减少对于电池的更换次数,从而降低日常开销。
2、低功耗射频收发电路的设计低功耗射频收发电路的设计需要遵循一定的规律,以达到最优的效果。
首先,需要确定合适的频谱,以确保通信的可靠性和稳定性。
对于不同的应用场景,合适的频谱也有所不同。
同时,为了保证通信质量,需要选择高斯型滤波器进行滤波。
其次,低功耗射频收发电路的功率需要进行优化。
功率的高低和设备的使用时间密切相关,合适的功率可以延长设备的使用时间,从而提高用户的使用体验。
在这个过程中,可以通过调整调制和码率等参数,来达到最优的功率消耗效果。
最后,低功耗射频收发电路的设计还需要考虑器件选择和布局优化。
选用合适的器件可以达到更优的工作效率和功率消耗效果,而布局优化可以避免信号干扰和电磁干扰的问题,提高通信质量和信号接收能力。
3、低功耗射频收发电路的优化在低功耗射频收发电路的设计中,优化也是一个关键的环节。
针对不同应用场景和设备需求,可以通过以下方式进行低功耗射频收发电路的优化:(1)通过降低器件的质量和阻值来降低功耗。
通过降低器件的品质和静态功耗,可以有效地降低整体的功耗。
(2)采用多模式传输体制,可以根据设备的不同状态自适应调整功耗水平。
在低功耗状态下,可以降低功耗,提高设备的使用时间。
微波接收机电路设计分析论文

微波接收机电路设计分析论文摘要:提出了一种5.8GHz微波接收机电路设计方案,针对系统标准给定的要求,提出了接收机系统设计的原理和方法,介绍了具体电路设计,给出了实验结果和分析。
关键词:DSRC噪声系数灵敏度动态范围混频器DSRC作为一种专用的无线短距通信协议,主要针对固定于车道或路侧的路侧单元(RSU)与转载于移动车辆上的车载单元(OBU)之间的通信接口规范。
本文采用广泛使用的被动式欧洲DSRC标准,其主要技术指标如下:工作频率为5.8GHz,下行数据为FMO编码,速率为500kbps,调制方式为幅度(AM)调制;上行数据为NnZI编码,速率为250kbps,调制方式为2MHz或1.5MHz副载波的二进制相移键控(BP5K)调制,数据误码率为10-6。
图l为DSRC通信系统工作模式。
它采用半双工的通信模式,主要有两种工作方式:下行和上行方式。
当在下行方式时,RSU为发射模式,而OBU为接收模式,RSU发射以AM调制方式把调制信号FAM加到5.8GHz的载波频率F0上。
当在上行方式时,RSU为接收模式,而OBU为发射模式,RSU发射连续的j.SCHz载波FO给OBU,并与OBU中的2MHz或1.5MHz 的副载波BP5K调制信号Fm混频后,再通过天线反射回R5U上的接收机进行同步解调。
本文针对DSRC通信系统给定的要求,提出了一套含OBU和RSU的频率为5.8GHz的微波接收电路,具有灵敏度高、动态范围大等特点,并在最后介绍了系统的实验情况。
图11设计原理1.1接收系统的作用距离和灵敏度估算OBU的下行唤醒作用距离为:(1)式中,λ=载波的波长=5cm;po=RSU发射机的功率输出=18dBm;Gt为RSU 的天线增益:13dB;Gr=OBU的天线增益=6dB;Ls=车辆挡风玻璃造成的损耗=-5dB;Smin=OBU的唤醒灵敏度=-40dBm。
因此可求得OBU的下行唤醒作用距离在15m左右。
OBU接收到的功率,经OBU的BP5K副载波调制后,再发射回RSU接收机,故接收功率为:(2)式中,Lb为OBU的副载波调制和转发损耗,约为-6dB;月为上行链路时OBU与RSU接收机的距离。
“皮鞋”简易微功率电报收发机

“皮鞋”简易微功率电报收发机“皮鞋”简易微功率电报收发机若干年前,笔者曾经在中国无线电运动协会会刊上介绍过这个“皮鞋”机的制作,现在重新修改发表,是考虑到这个电路的经典性,以及它也许是可以成功通联的最便宜的收发信机了。
我在网络上寻找国外的一些制作,一种叫PIXIE 2(BA5AG把它音译成“皮鞋”,英文原意是小精灵、小仙子)的机器吸引了我,它非常简单,只是两个2N3904小功率三极管和一个普通的LM386功放集成电路,却很巧妙的构成了直变式收信机和200mW发信机。
虽然对初学者来说,这个机器并不适合作为日常通信,只能用来勉强收听远程信号和作本地通信实验,但可以很好地锻炼动手能力和获得成功的快乐。
特别感谢山东的朋友,他们在国内首次使用“皮鞋”机成功地完成了威海到济南500公里的双向远程通信,给我不少的鼓励。
我也用自己安装的40米波段“皮鞋”听了一些QSO并做了有限的改进,有了一些心得,一并写出来奉献给刚入门的爱好者朋友。
基本指标电源:7V-12V(推荐9V叠层电池);电路板:56mm x41mm;天线:50欧姆,不平衡式,BNC/Q9接口;本振泄漏:约1mW(50欧姆假负载上);频率范围:7.060MHz~7.064MHz(7.060M晶体上串联50p微调电容,现在7.023是国内CW爱好者最热闹的频率,有很多QRP信号出现,如果要工作在7.023,直接在电路中更换7.023晶体即可)。
接收:电流:小于10mA(9V供电时);耳机:低阻耳机(推荐高灵敏耳机)。
发射:功率:约200mW;电流:约50mA(9V供电时);主观评价接收灵敏度和选择性较差,容易受广播干扰(BCI)。
频率稳定度好,听SSB信号可懂度高。
电路底噪小。
收发切换时开关声较大,无收发频偏,无发报侧音。
电路简介见图1,Q1与周围元件构成了典型的考毕兹振荡器并且一直保持振荡(故在接收时有1mW左右振荡信号泄漏),信号通过82pF电容直接耦合到Q2,在发射状态下(电键按下),Q2作为C类功放,放大后的信号经0.01uF电容耦合到π型低通滤波器,然后送天线发射;在接收状态下(电键放开),Q1与周围元件构成差拍振荡器(BFO),Q2被偏置在非线性区(可以这么想,三极管无非就是背对背接着的两个二极管嘛!),将天线接收的信号与BFO的信号进行混频,混频得到的音频信号经过0.1uF电容耦合送到LM386构成的音频功率放大器,放大后的音频信号在LM386的5脚经10uF电容隔直后送耳机。
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微功率电报收发信机设计毕业论文目录第一章引言 (1)1.1 无线通信的概念 (1)1.2 课题的研究背景及意义 (1)1.2.1 无线电传输的发展历史 (1)1.2.2 无线电的应用 (1)1.2.2 无线通信中收发电路的研究意义 (2)1.3 课题研究的主要容 (2)第二章无线收发的基本组成及工作原理 (3)2.1 通信系统的基本结构 (3)2.1.1 通信系统的结构框图 (3)2.1.2 无线通信系统的分类 (3)2.2 无线收发电路的调制与解调 (3)2.2.1 调制与解调的基本概念 (3)2.2.2 幅度调制与解调 (4)2.2.3 ASK的调制与解调 (6)2.3 无线收发电路的基本组成 (9)2.3.1 无线发射电路的基本结构及原理 (9)2.3.2 无线接收电路的基本结构及原理 (9)第三章基于DDS的微功率电报收发信机设计 (11)3.1 无线收发电路总体设计 (11)3.2 无线发射电路的设计 (12)3.2.1 本振电路的设计 (12)3.2.2 功率放大器的设计 (19)3.2.3 滤波电路的设计 (22)3.3 无线接收电路的设计 (25)3.3.1 一般接收机的主要功能规格 (25)3.3.2 混频电路的设计 (26)3.3.3 音频放大电路设计 (27)3.3.4 收发控制电路设计 (28)第四章焊接调试 (30)第五章总结 (34)参考文献 (35)致谢 (36)附录A 硬件原理图、PCB图、实物图 (37)附录B 源程序 (39)第一章引言1.1 无线通信的概念无线通信就是利用无线收发电路发射和接收信号,主要用在人们日常生活中的信息的传播。
无线收发电路可分为发射电路和接收电路,发射电路直接把信息转换成电磁波在空中传播;接收电路则是把接收到的电磁波再还原成人们所需要的信号[1]。
1.2 课题的研究背景及意义1.2.1 无线电传输的发展历史在人们的日常生活中,需要把自己有信息发送出去,然后在另一个地方接收到这个信息,我们称之为通信。
通信的主要任务就是传输消息,一般含义就是发送者到接收者的消息传递,利用某种信号实现消息传送的系统称之为通信系统。
人们最早的传递信息方式是在视线围来传播,例如用火炬、烽火、旗语等来传播信息。
早在1865年,麦克斯韦从电磁理论研究中就预言电磁波能以波的形式向外传播,其速度与光速相同[2]。
1887年德国物理学家赫兹以著名的电火花放电试验证明了麦克斯韦的预言。
在19世纪末的时候,由于电磁场理论的发展成熟,人们开始研究用无线电波也就是电磁波来传递信息,这标志着现代无线电通信的开始。
其中最著名的就是马可尼,一个意大利的年轻人。
他在1895年,用他自己设计的无线电传输的装置进行了2.5千米的无线电报传输试验。
几年后的英吉利海峡和大西洋之间无线通信试验的成功,标志着现代无线电的诞生。
在马可尼无线电发报机试验成功后,很多业余无线电开始进行无线发报机的研究,所以频率围的应用是一个不得不解决的问题。
由于无线电波的传输是没有方向和国界的,因此频率的划分必须由各个国家进行协调,例如遇险和求救的信号必须得到保护。
在19世纪初在德国举行无线电大会开始进行对频率的初步划分,到1912年正式制定了各种无线电业务划分频率。
1.2.2 无线电的应用最初的无线电应用就是发报机,例如在1898年,英国就开始用发报机营救海上的遇难者。
然后人们开始研制出来播放语音和音乐的无线广播电台,直到现在人们还用收音机来收听新闻和音乐,成为日常生活中一个重要的信息来源。
当人们实现了用无线电波传送声音以后,就开始思考如何能传送视频信号。
由于视频信号量比较加大,传送视频信号需要较高的频率,比广播信号的几百KHz要高得多,一般需要几十兆到上百兆的频率。
最早的无线传播技术只能传播静止的图像,直到兹沃雷金研制成功电子显像管和光电摄像管,现代电视的技术才基本完成。
电视为以后社会的发展当中,为人们传播信息、普及知识和娱乐生活起了非常重要的作用。
电磁波的波长和传输方向有很大的关系:波长越长,电磁波的绕射性越好;波长越短,电磁波的方向性越强,遇到障碍物容易反射。
根据电磁波的这个特性,利用电磁波的发射和反射,可以用来测试距离,雷达也是利用了电磁波的这个特性来研制的。
到了20世纪60年代,为了让短波的电能够有更远的传播距离,美国研究低空卫星的通信技术。
到了1964年,利用卫星作为调频中继,开始用短波进行通信,实现了全球的无线电通信和电视的转播。
在近几年的日常生活中,无线传输发挥着越来越重要的作用,我们几乎每天都要用到无线电通信技术的东西。
我们每天都在使用的电视机、玩具遥控器和无线钥匙等就是用红外无线发射信号来实现遥控的;平时用的手机、无线路由器、无线鼠标键盘等都是用射频进行通信;近几年发展ID技术,也是利用高频信号来进行传递信息的。
所以,我们的现代日常生活离不开无线通信技术[3]。
1.2.2 无线通信中收发电路的研究意义无线通信主要由信息处理,采集,调制和解调方式,编码,占用的频率和频带,收发电路等几部分组成。
收发电路模块在无线通信系统中是一个非常重要的部分,它影响着无线通信系统通信距离的远近,通信效果的好坏,它直接影响到无线通信的效率和结果。
所以,研究无线收发电路无线通信有着非常重要的意义。
1.3 课题研究的主要容本课题主要设计无线通信系统中的一种CW微功率电报收发信机,主要包括发射电路中振荡电路,滤波电路,和功率放大器;接收电路中的混频方式,音频放大电路。
课题研究的主要容有:1)学习基于CW的高频无线通信原理和功率放大,滤波电路技术。
2)实现设计微功率收发信机并完成收发信息。
3)了解无线电发展历程和相关技术。
第二章无线收发的基本组成及工作原理2.1 通信系统的基本结构2.1.1 通信系统的结构框图一个完整的无线通信系统一般由输入能转换器、发射设备、传输信道、接收设备、输出能转换器等5部分组成[4]。
无线电传输的主要通道,一般为大气层。
图2-1是通信系统的基本框架图。
图2-1 无线通信系统的基本组成2.1.2 无线通信系统的分类无线通信的分类有很多种,分类的主要依据有传输方式、频率的不同和通信的用处等几种[5]。
1.根据通信方式的不同,可以分为单工通信、半双工通信和全双工通信;2.根据调频方式的不同,可以分为调幅、调相、调频等;3.根据传输频率的不同,可以分为中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信和卫星通信;4.根据传输类型的不同,可以分为数字通信、模拟通信等;无论上面的通信方式是哪种类型,他们的基本结构都是一样的,他们的工作原理也都是相似的。
2.2 无线收发电路的调制与解调2.2.1 调制与解调的基本概念发送端部分一般包括能源转换器、发射电路和发射天线等几个部分。
输入能转换器一般作用是把准备发射的信息转变成可以发送的基带信号,例如我们要发送的文字信息。
那么就要把文字信息转换成电信号或者光信号才可以传输,这个转换器就是我们所说的输入能转换器。
一般情况下,转换后的信号含有直流分量,而且信号的频率比较低,我们称这样的信号为基带信号。
基带信号往往不能作为传输信号,因此必须把基带信号转变为一个相对基带频率而言频率非常高的信号以适合于信道传输,这个信号叫做已调信号,而基带信号叫做调制信号。
我们把这个频率非常高的信号称之为载波。
调制即使用调制信号的幅度、相位或者频率,随着基带信号的幅度改变而改变。
然后,把我们已经调制的信号进行放大,放大到足够的功率经过天线进行发射,发射天线把高频的振荡信号转变成电磁波向外进行辐射[6]。
解调就是在接收端,用天线把天空中的电磁辐射,转换为高频振荡信号,然后把高频振荡信号经过转换电路,去掉载波还原成原来的基带信号,这个过程称为解调。
然后基带信号可以经过输出换能器,转换成我们所需要的信息,例如声音、文字等。
调制有很多种类,根据调制信号的不同可以分为数字调制和模拟调制。
模拟调制就是调制信号为模拟信号,同理数字调制就是调制信号为数字信号。
根据控制高频载波方式的不同,如果载波为正弦波,那么可以分为幅度调制、频率调制和相位调制。
其实从调制原理上看,就是用调制信号的幅度来控制载波的幅度、频率和相位的变化来按照一定规律变化的过程,而解调就是把这个有规律的变化还原成基带信号的过程。
现在的通信技术中,一般都是采用数字信号调制技术。
数字通信技术比模拟通信技术有很多优点:第一,数字通信技术的抗干扰能力有很大提高,这是因为模拟信号很难分离在传输工程中叠加的干扰噪音,这些噪音经过放大后很难再去除,而且严重影响通信的质量,但是这些噪音在数字信号很容易得到解决。
第二,数字信号适合远距离传输,因为数字信号在中继站中很容易去除噪音还原成原来的信号,所以可以提供高质量的传输。
第三,数字信号容易用在不同通信要求的设备中,可以很容易实现加密处理,方便采用大规模集成电路等特点。
下面介绍最常见的模型信号AM和数字信号ASK的调制与解调。
2.2.2 幅度调制与解调幅度调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度,使其按调制信号的规律变化的过程。
幅度调制器的一般模型如图2-2所示。
图2-2 幅度调制器的一般模型图中,m(t)为调制信号,为已调信号,为滤波器的冲激响应,则已调信号的时域和频域一般表达式分别为[m(t)cosωc t]Sm(t)=∗h(t) (式2-1)S m(ω)=12[M(ω+ωc)+M(ω−ωc)]Η(ω) (式2-2)式中,为调制信号m(t)的频谱,为载波角频率。
由以上表达式可见,对于幅度调制信号,在波形上,它的幅度随基带信号规律而变化;在频谱结构上,它的频谱完全是基带信号频谱在频域的简单搬移。
由于这种搬移是线性的,因此幅度调制通常又称为线性调制,相应地,幅度调制系统也称为线性调制系统。
调制过程的逆过程叫做解调[7]。
AM信号的解调是把接收到的已调信号还原为调制信号。
AM信号的解调方法有两种:相干解调和包络检波解调。
1)相干解调由AM信号的频谱可知,如果将已调信号的频谱搬回到原点位置,即可得到原始的调制信号频谱,从而恢复出原始信号[8]。
解调中的频谱搬移同样可用调制时的相乘运算来实现。
相干解调的原理框图如图2-3所示。
图2-3 相干解调原理框图将已调信号乘上一个与调制器同频同相的载波,得S AM(t)cosωc t=[A o+m(t)]cos2ωc t=12[Ao+m(t)]+12[Ao+m(t)]cos2ωct(式2-3)由上式可知,只要用一个低通滤波器,就可以将与分离,无失真恢复出原始的调制m o(t)=12[A+m(t)] (式2-4)相干解调的关键是必须产生一个与调制器同频同相位的载波。
如果同频同相位的条件得不到满足,则会破坏原始信号的恢复。
2)包络检波由的波形可见,AM信号波形的包络与输入基带信号成正比,故可以用包络检波的方法恢复原始调制信号[9]。