1、毕 业 设 计 说 明 书课题名称: 一种无线收发信系统的设计 系 别 电子信息工程系 专 业 应用电子技术 毕业设计起讫时间：20- 1 -指导教师评语指导教师(签字)： 年 月 日- 2 -目 录摘 要 .- 3 -Abstract- 3 -1 前 言 .- 2 -1.1 课题背景 - 2 -1.2 本课题的意义 - 3 -2 系统设计 - 4 -2.1 总体设计方案 - 4 -2.1.1 设计思路 .- 4 -2.1.2 方案论证与比较 .- 5 -3 单元硬件电路的设计 - 9 -3.1 发射部分电路的设计 - 9 -3.1.2 发射部分系统框图 .- 9 -3.1.3 输入选频网络
2、- 10 -3.1.4 FM 解调电路 .- 11 -3.1.5 一级前置放大电路 - 12 -3.1.6 发射音频调制电路 - 12 -3.2 接收部分电路的设计 .- 13 -3.2.1 接收部分电路的设计指标 - 13 -3.2.2 接收部分电路的系统框图 - 13 -3.2.3 音频电压缓冲放大电路 - 14 -3.2.4 OTL 功放电路 - 14 -4 制作与调试 .- 16 -4.1 整体电路调试 .- 16 -4.2 测试仪表 .- 16 -4.3 发射机测试 .- 17 -4.4 接收机波形测试 .- 17 -4.5 灵敏度及通信距离的测试 .- 18 -5 总结 .- 20
3、 -参考文献 .- 21 -致谢 .- 22 -附录 A 电路原理图 - 23 -附录 B 电路元器件清单 - 24 -摘 要本系统收发电路揉合了音频调制电路、前置放大电路、OTL 功率放大电路、音频电压缓冲放大电路、FM 解调电路以及输入选频网络电路组成。电路简单，但它们的巧妙结合便可完成短距离的 FM/FSK 模式的通讯.该电路的发射频率为 38MHz 左右,从而能提供所需通信信道. 经测试，整机功能齐全，各项性能指标符合系统要求，接收波形稳定，无明显失真。关键词：音频调制、OTL 功率放大器、FM 解调、选项AbstractThis system is receiving circuit
4、 integrated audio modulation scheme, preamplifier circuit, the power amplifier, OTL audio amplifier circuit, FM voltage buffer circuit and input frequency selective demodulating circuit network. Circuit is simple, but they can finish the combination of FSK FM/short communication mode. This circuit f
5、or the launch of 38MHz frequency, which can provide a communication channel. The test, the function is well-found, various performance indicators with system requirements, the stable, no obvious receiving waveform distortion.Key words：Audio modulation、OTL power amplifier、FM demodulation、Frequency se
6、lective.- 2 -1 前 言1.1 课题背景随着社会的发展，人们对通信的需求也日益迫切，对通信的要求也越来越高。理想的目标是能在任何时候、在任何地方、与任何人都能够及时沟通和联系、交流信息。显然，没有无线电的技术，这种愿望是空想的。无线电技术是通过无线电波传播信号的技术。无线电技术的原理在于，导体中电流强弱的改变会产生无线电波。利用这一现象，通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传播到达收信端，电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。 通过解调将信息从电流变化中提取出来，就达到了信息传递的目的。无线通信是通信领域的一个非常重要的方式，麦克斯韦(James Clerk Ma
7、xwell)于 1865 年建立了其理论框架，而赫兹(Heinrich Rudolph Hertz )于 1887 年通过实践证明了其可行性。19 世纪末 20 世纪初时无线电话开始投入实际使用，当时主要用于航船和海岸、航船和航船之间的通信联系。1901 年马可尼(Guglielmo Marconi)首次成功地进行了跨大西洋的无线通信。早期的无线电发射机采用的是放电器的方式，这并不适用与话音通信。到了1906 年，一些发射机使用了专门设计的高频交流发电机，并且用于进行话音传输的实验。具体方法是将一个 1KW 的放射机连接到传声器上，并且连接发射天线，当时的传声器还是水冷式。常规的无线电广播直到
8、 1920 年才开始出现。随着技术的不断发展，发射机和接收机逐渐使用了电子管。1904 年弗来明(John Ambrose Fleming)爵士发明了二极管，而 1906 年弗里斯特(Lee De Forest)又发明了可以用做放大器的三极管。到了 20 世纪 20 年代末期，无线电广播已经变得在普通不过了，人们开始把注意力又转移到了对电视的研发上面。美国和欧洲的一些国家在第二次世界打战之前就已经开始了这方面的工作，二战结束后电视机已经在全世界范围开始使用了。其中无线电对讲机是最早被人类使用的无线移动通信设备。在手机非常普及的今天，为什么人们还会选择对讲机呢？存在必合理！与手机相比，对讲机不受
9、网络的限制，在网络不能覆盖的地方，对讲机可以让你轻松的沟通；另外对讲机提供了一对一，一对多的通话方式，一按就说，操作十分简单，令沟通更自由，尤其在紧急调度和集体协作工作的情况下，这些特点是非常重要的。与手机相比，对讲机通话成本低。这样的特点，让对讲机广泛应用在很多领域。主要应用在公安、民航、- 3 -运输、水利、铁路、制造、建筑、服务等行业，用于团体成员间的联络和指挥调度，以提高沟通效率和提高处理突发事件的快速反应能力。随着对讲机进入民用市场，人们外出旅游、购物也开始越来越多地使用对讲机。尤其在网络无法覆盖的地方，无线对讲机成为了人们喜爱的通讯工具。1.2 本课题的意义无线收发信系统设计中包含
10、有通信的原理和技术，不仅是信息工程高级专业技术人员所必需掌握的，也是从事相关产业的普通技术人员、管理人员和营销人员应当了解的，并把它应用于信息产业中。 无线收发信系统的实现具有单向性，完成的是信息的单方面传输，这是研究半双工和全双工通信的基础。一个单工无线呼叫系统，实现主站至从站间的单工语音及数据传输业务，对以后增加图片传输、多媒体音乐、无线上网和电子商务的套餐具有重要的意义。以单工无线通信系统的设计为基础，人们进行了不断的探索和研究。在未来几年内通信系统将会有更令人惊奇的发展。光纤如今已经成为了一种非常重要的传输媒介，并且仍然以迅猛的速度在发展。包括话音和视频传输在内，由模拟向数字方向的发展
11、仍在继续。现在人们很难准确地预测通信在未来的发展状况，以单工无线呼叫系统设计为开端，蜂窝电话和传真已经出现了很多年，并且曾一度被认为不久将会过时，但是在过去的几年中蜂窝电话和传真这两种技术仍然在迅速发展。大概有关未来通信技术唯一可以确定的就是：它将给人们带来无限的惊喜。本次设计的单工式无线收发系统是以功放电路、音频电压缓冲电路、FM 调解电路等电路组成，设计的电路使输出信号频率在 27MHz49MkHz 范围内可调。无线收发信系统的电路形式较多,从收发功能上可分为单工式和双工式。单工式无线收发机，具有造价低，体积小，耗电低等优点，考虑到综合因数，因此本设计采用单工形式。- 4 -2 系统设计2
12、.1 总体设计方案设计并制作一个单工无线收发信系统，能够实现单工语音传输业务，也就是制作一个无线对讲机电路。这个电路由系统传送一路发射频率在 20MHz40MHz 之间的语音信号，通过音频放大电路、调制电路、高频放大、收发天线、选频放大、混频电路、中放电路、解调电路、音频放大电路，声音从发射者这端传送到接收者那端，接收者通过耳机接听，收发者之间相距 30 米以上都能收听到。当传送信号为300Hz3400Hz 的正弦波时，去掉收、发天线，用一个功率衰减 20dB 左右的的衰减器连接收发端天线端子，通过示波器观察接收机耳机两端的接收波形，波形应无明显失真。2.1.1 设计思路无线收发信系统具有功率
13、小、耗电量小，节约成本。体积小，携带方便。使用方便，在没有网络信号的条件下仍能使用。无线对讲机应用广泛，它能使许多人同时听到同一个人说话即时沟通、一呼百应、经济实用、运营成本低、不耗费通话费用、节约使用方便，同时还具有组呼通播、系统呼叫、机密呼叫等功能。对讲机可在自驾游时，让各车友嬉笑怒骂、讲故事、卡拉 OK 大比拼尽享团队自驾乐趣！在处理紧急突发事件中，在进行调度指挥中其作用是其它通信工具所不能替代的。无线电对讲机和其它无线通信工具（如手机）其市场定位各不相同，难以互相取代。无线电对讲机决不是过时的产品。它还将长期使用下去。随着经济的发展，社会的进步，人们更关注自身的安全、工作效率和生活质量
14、的提高，对无线电对讲机的需求也将日益增长。传输模拟信号，消息源为模拟的，经过输入转换器得到模拟信号。发送设备包括很多部件，如调制、放大、滤波和天线等。在方框图中只画出了调制器，其原因一方面是为了突出调制器的重要性，另一方面其它部分可以认为是理想线形的，对信号传输可以看作不产生失真，不引入噪声。图 2-1 就是一个无线收发信系统电路原理框图。- 5 -图 2-1 无线收发信系统电路原理框图从图 2-1 中可以看出，无线收发信系统的收、发状态，是靠切换供电电源的方式，来实现收、发转换的。虽然电路中含有接收和发射的电路，在同一时间内，只能工作在一种状态下。2.1.2 方案论证与比较1）收发电路的选择
15、选择芯片所考虑的主要指标有发射功率,接收灵敏度,收发芯片所需外围元件的数量,芯片的成本,以及数据传输是否需要进行曼彻斯特编码。目前常用的收发芯片有 NRF401 系列,CRF19T,CRF26R 系列.均采用 FSK 调制。（1）用 NRF401 系列高速单片无线收发芯片。采用了低发射功率和高接收灵敏度的设计,可进行低功率无线数传,但是该芯片的外围设备也较多；传输语音信号时要进行数据压缩,从而使得系统的时序变得较为复杂,调试等过程有难度。（2）用 CRF 系列接收芯片。该芯片发射频率在 27MHz,较难提高到题目要求。具有的标准化接口可直接嵌入各种设备，但是该芯片价格比较贵,用于短距离无线传输
16、也不是很合理。方案一：采用可调电感构成的选频电路，使其频率在 30MHz-40MHz 之间，调频后进行发射。方案二：采用专用的调频发射芯片，如 BA1404 等，借助于外围的 LC 振荡回路来改变载波频率，从而实现调频。- 6 -方案三：采用 MC145151 锁相环集成电路，配合单管型压控振荡器实现，采用拨码开关控制 MC145151 的数据输入脚，从而控制 VCO 输出不同频率的载波，调试时只需把频率控制在 30MHz40MHz 之间即可。比较这三个方案，考虑经济因数，最后决定采用方案一。2) 调制方式方案选择方案一：FM 方式频带利用率高，但可靠性差；FM 方式虽然频带利用率不高，但可靠
17、性好，信噪比大；FSK，ASK，PSK，QPSK 中，ASK 抗噪性能差，PSK 频带利用率不如 QPSK 高， FSK 频带利用率大，但抗噪性能好。由于题目不要求频带利用率，而且 30MHz40MHz 这个频段内适合于 FM 方式，所以我们语音传输选用FM，数据传输使用 FSK 方式。方案二：PLL（Phase Locked Loop）调频方式。此方式参考频率直接来源于对晶体振荡器的分频。因此这种方案的频率稳定度高，与晶体振荡器的稳定度相同，可达 106 以上，但是这种方式的电路复杂，成本高，调试困难，而且相位噪声较大。方案三：DDS 软件调频方式，如图 2-2 信号调制方式方案四示意图所示
18、。此方式是由 DDS 产生载频，单片机语音采样，根据采样结果直接对 DDS 频率实时控制实现调频。由于 DDS 产生的频率精度高与晶体振荡器的稳定度相同，可达 106 以上，稳定度也好，而且单片机控制可以随意切换载波频率，频偏，调制度等，实现也简单。图 2-2 信号调制方式方案四示意图比较以上三种方案，方案三明显优于其它方案，较易实现，但考虑到其他的因数，因此我采用方案一。3） 关于尽量增加传输距离的分析传输距离是单工无线呼叫系统的综合性能指标。根据单工无线传输距离公式- 7 -式 2-1minmaxSGPKRrt上式中，P t为发射机天线端辐射的有效功率， Smin为接收机的最小检测功率，G
19、t、G r分别为发射机天线和接收机天线的增益，K 值在发射频率确定的情况下基本是一个常量。要增大传输距离 Rmax应从如下几个方面考虑：（1） 在发射机接 50假负载，其功率不大于 20mW 的情况下，尽量提高发射机天线辐射的有效功率 Pt。当 f=35MHz 时，=8.5657m，当拉杆天线长 1m，直径3mm 时，通过 MATLAB 仿真计算可得，拉杆天线的等效阻抗 Zr为式 2-21.54.jjXRZLr 由此可见，发射机输出端阻抗与天线严重失配。为使天线辐射功率最大，如图2-3 发射部分阻抗匹配示意图所示必须在天线端口接一个电感 L，使 L 与 CL形成串联谐振，抵消 CL的作用。同时
20、使发射机输出阻抗 Ri=50与 RL匹配，中间必须接一个降阻网络。图 2-3 发射部分阻抗匹配示意图（2） 提高接收机灵敏度。提高接收机灵敏度（即降低接收机的 Smin）与提高发射机天线辐射功率 Pt对增加传输距离是同等重要的。故接收机采用超外差体制，并且对接收机要调准，使接收机灵敏度最高。（3） 在接收机输入端和拉杆天线之间必须加装升阻网络。一方面使天线阻抗与接收机输入阻抗匹配，同时加装一个电感，使之与天线等效电容形成串联谐振，接收机高放电路采用低阻抗输入的共基电路。如果在天线输入端再加一级低噪声天线放大器，会提高接收机的灵敏度从而增加作用距离。（4）因本设计收发天线均采用拉杆天线或导线，其
21、长度1m。为提高收发天线- 8 -的增益，应使拉杆天线的长度等于 1m 或略小于 1m。并且要注意收发信号时，使收发天线的极化一致，且方向调在最合适的位置。（5）当频率为 35MHz 时，波长 为 8.6m，其传输特性按直线传输，如果中间有障碍物则会产生反射和折射现象，对传输距离有很大的影响。所以测试应在空旷地方，中间不能有障碍物或屏蔽物。（6） 根据电波传输理论，如图 2-4 电波传输理论示意图所示。在距离为(2n-1)/4时，会出现波谷，收听效果最差；在距离为 n/2时，会出现波峰，收听效果最好。其中 n 为自然数。 图 2-4 电波传输理论示意图- 9 -3 单元硬件电路的设计3.1 发
22、射部分电路的设计3.1.1 发射部分系统要求对发射机的要求是多方面的，功率、频率是最基本的。现代通信体制对发射机的要求侧重于高纯度频谱及线形度。设计无线电发射系统，应考虑的技术指标如下：(1) 信息的性质（信息的性质是指语言信号还是图像信号，是模拟信号还是数字信号，以及基带所占的频带宽度） ；(2) 发射功率大小，发射机中心频率；(3) 发射信号频谱纯度要求，杂散及谐波要求；(4) 发射机频带宽度，频带内功率波动；(5) 是否需要 ALC（自动电平控制） ；(6) 发射机线形度要求。本次单工无线呼叫系统设计中主要考虑到发送信息的性质，即语音通话，且规定发射功率大小和发射机的中心频率。发射机的目
23、的是调制基带信号，然后上变频到载波频率 WC 射频。发射机也需要充分的功率放大，同时不能产生信号失真和邻近信道干扰。为实现最好的设计，通常根据实际需要在各种不同的调制方案之间进行权衡。3.1.2 发射部分系统框图发射部分系统框图如图 3-1 所示，该发射机系统主要由话放、FM 调制器、射频输出等电路组成，同时为了抑制信号高频段噪声干扰，在调制器的输入端采用预加重电路以提升高频，为了满足系统设计对发射频率的要求，同时也为了扩大频偏，故在调频后加上一级倍频，在发射之前用低通滤除因采用丙类功放产生的丰富的高次谐波分量。图 3-1 发射部分系统框图3.1.3 输入选频网络输入选频网络就是一个由电感和电
24、容元件组成的振荡回路，它的主要作用就是- 10 -选出需要的频率分量并且滤除不需要的分量。由天线接收频段的信号（频率为30MHz 左右） ，并和高频放大器进行匹配，使得效果最佳。输入选频回路电路原理图如图 3-2 所示。 TL4.7UH1C5PF天 线 2图 3-2 输入选频网络电路原理图3.1.4 FM 解调电路 Q90863RK收图 3-3 FM 解调电路原理图如图 3-3 FM 解调电路原理图所示，多掷开关打到接收状态，高频信号经天线接收，经选频回路选频，耦合给由 T1、C3、C4、C5、C6、Q1、R1、R2、R3、C2 组成的FM 解调电路解调出音频信号。Q1 高频管的集电集到发射极
25、接有 C4 正反馈电容，这个正反馈信号会使用电路产生高频振荡，同时，由于天线会接收到空中的电磁波，并通过 L 加到 T1，使得 Q1 能根据空间电磁破的变化而振荡也发生变化，起到灵敏- 11 -度极高的超再生检波作用。3.1.5 一级前置放大电路 SPQ29014C8R5.6K73收图 3-4 一级前置放大电路原理图如图 3-4 所示为一级前置放大电路原理图，当多掷开关打到 k2-3 时，喇叭接收到语音信息后经震动变成电信号，再经过 C8、Q2 、R8、R9 进行一级前置放大。3.1.6 发射音频调制电路 F图 3-5 音频调制电路原理图从图 3-5 音频调制电路原理图中可以看出，当电路处于发
26、射状态时，声音的振动信号经喇叭变成微弱的电信号，经过一级前置放大，再经过 OTL 功率放大器将声- 12 -音信号放大，经过功率放大器后的音频信号经 Q1 等元件组成的发射电路的供电，使发射电路发射的高频振荡信号随声音信号的改变而改变，实现调频调制。3.2 接收部分电路的设计3.2.1 接收部分电路的设计指标无线接收机的功能是在强干扰和噪声存在的情况下能成功解调所需要的信号。接收功率是发射机与接收机之间的距离和周围环境的函数。因此，接收机输入端的射频功率在各个地点都互不相同，可以从几 f w（飞瓦，即 10-15W）到 W（微瓦） ，这要求系统应具有一个很大的动态范围。除了考虑大的动态范围和噪
27、声之外，接收机还需要考虑把成本降到最低和把功耗降到最小。综合考虑权衡产品技术和经济因素之间的要求，成功地设计一个接收机系统非常具有挑战性。（1）灵敏度接收机灵敏度是接收机系统的一个关键技术指标。灵敏度定义为：当接收机输出端为解调提供了充分的信噪比 SN 时，接收机可检测到的最低可用信号功率。它反映了根据天线终端的功率或电压而得到明确的信噪比或者一些更容易测量的等效参数。（2）选择性选择性定义为：在邻近频率强干扰和信道阻塞的情况下，接收机满意提取所需信号的能力。在多数体系结构中，中频信道选择滤波器的设计决定了接收机的选择性。接收机应该有足够的线形性能去处理可接收的失真信号。如果接收机在频率选择和
28、线形度上是不充分的，那么就会产生互调分量而降低所需信号的质量。一般来说，失真度确定了接收机可处理的输入信号的最大功率。（3）动态范围动态范围定义了接收机在检测噪声基值上的弱信号和处理无失真的最大信号的能力。用接收机输入端的最大信号和最小信号的比定义接收机的动态范围。3.2.2 接收部分电路的系统框图如图 3-6 所示为接收部分系统框图，该电路主要由射频输入、FM 解调、功放电路、喇叭等电路组成。- 13 -图 3-6 接收部分系统框图3.2.3 音频电压缓冲放大电路 DC4.5V120UQ9376KR8图 3-7 音频电压缓冲放大电路原理图如图 3-7 音频电压缓冲放大电路可知， 当多掷开关打
29、到 1 上面时，电路接通，此时天线接收的信号经选频回路选频再由解调电路解调出音频信号，在通过R10、 R5、R4 进入 Q2 进行音频电压缓冲放大。3.2.4 OTL 功放电路虽然完成从射频信号的接收到音频信号解调的全过程。但是以上所有信号的传输和处理，都是以电压信号的处理方式进行的，要得到声讯信号，还必需将信号进行声电转换。前置放大器的输出功率很小，电压幅度小、信号微弱，推动不了扬声器，因此对前置放大器的输出信号还要进行功率放大，以得到足够的不失真输出功率。图 3-8 是 OTL 功放电路原理图。- 14 -DC4.5VSPQ29013U87R6K收图 3-8 OTL 功放电路原理图如图 3
30、-8 OTL 功放电路中可以看出， Q3、Q4、Q5 组成 OTL 功率放大电路。超再生检波出来的音频信号通过 R4、C9 传输到 Q2 进行前置放大，经过前置放大后的信号就可以再经 Q3 推动、Q4、Q5 功率放大去推动 SP 扬声器发出声音了，这就是对讲机的接收过程。通过调节 T1 的磁芯、C1、C3 、C4 还可以改变接收信号的频率，当接收频率刚好等于当地广播电台的频率时，还可以当收音机用。当需要讲话时，请接下“收”开关，这时， SP 喇叭原本是接在输出发声的，现在变成了当作话筒来拾取音频信号了，SP 的音圈随着声音的振动感应出微弱的电信号经过 Q2 放大，再经过经 Q3 推动、Q4、Q
31、5 功率放大后加到了 Q1 的集电集，Q1 的集电极电压会随着声音的变化而变化，经过，导致了 Q1 的高频振荡信号幅射到空音的强弱也在随声音变化而变化，这时本机就相当于是一个小小的无线发射台了。- 15 -4 制作与调试4.1 整体电路调试在完成电路的排板、焊接、连线之后。先用万用表检查电路是否会有短路、虚焊、电源地，确定后开始调试。机芯分为四大部分制作，分别是输入放大部分、高频发射部分、无线接收部分、耳机放大部分。高频电路分布参数的影响很大，因此无线收发两块必须制作印刷板。高频部分按大面积地线设计布线，以减少地线阻抗，电阻一律采用金属膜卧式安装，可减少分布参数。尽管贴片电路高频性能极好，但不
32、适合于手工制作，故我们仍用传统的电路元件进行组装。高频谐振回路的线圈是非标准元件，需要自制。电感量较大的采用 10K 型中周骨架绕制，配 M48 材料NXO-40 的磁芯，绕 8 圈为 1H，电感量与匝数的平方成正比，不同的电感量调整匝数即可实现。较小的电感采用空心脱胎线圈，电感量由下式计算：L=DN2/（45+102l/D） （H） 式 4-1式中 D 为线圈直径（cm ） ，l 为线圈长度（cm） ，N 为线圈匝数。为了减少高频无线电波对其它部件的干扰和其他干扰源对本系统的干扰，提高电磁兼容性能，必须进行适当的屏蔽。在实验中发现系统之间的连线都能感应很强的无线电波，甚至影响单片机系统的正常
33、工作，所以在这些连线的输入端加接适当的高频旁路电容，并对线组套上抗干扰磁环，以抵抗高频共模干扰。不仅高频部分要屏蔽，话筒放大器的信号电压很小，容易感应 50Hz 交流声，都需用铜皮制成屏蔽盒并良好接地。发射机、接收机系统分别进行调试。发射机：从前到后逐级进行，关键在于一是振荡频率和频偏（调制度）的调试，二是高功放各谐振回路的调试，务必使输出幅度调到最大（谐振） 。接收机：集成电路的外围器件几乎无须调试，关键也是本振频率点的确定，鉴频曲线由外接回路确定，调整到 38KHz 中心频率上。高放对灵敏度影响较大，输入谐振回路必须根据天线的分布参数而调整。两个低频放大器调整较为简单，只要核定它们的增益即
34、可。4.2 测试仪表EE3373B 频率计数器DA22-A 超高频毫伏计- 16 -XJ1631 函数信号发生器SX2172 交流毫伏表SD4130 自动调制度测试仪SG8150 超高频信号发生器62254A 数字存储示波器ZN4116 失真度测试仪4.3 发射机测试测试仪表连接如图 4-1 所示。图 4-1 发射机测试仪表连接图如图 4-1 发射机测试仪表连接图，为了使阻抗匹配，三个仪表应分别接入进行测试，毫伏计是高阻抗输入，必须配以 50 欧的假负载。测得高频输出信号幅度为 0.8 Vrms 算得负载为 50 欧的负载上的功率为 16mW，满足设计要求。测得发射频率为 331331KHz。
35、当调制度测试仪测得频偏为5KHz 时，调制信号线路输入约 100mVrms ,话筒输入约为 2 mVrms 。 4.4 接收机波形测试波形测试仪表连接如图 4-2 所示。图 4-2 波形测试仪表连接图调制信号分别取 300Hz、1000Hz 、3400Hz 正弦波，从耳机插孔测得输出幅度，并观察波形，结果输出波形无明显失真。为了检测数据传送的正确性，在上面测试系统的调制输入端加入 1000Hz 的 TTL 方波，测得模拟输出波形和数据整形输出波形，如图 4-3 数据接收波形。图中可见，数据整形器有一定的延时，但是这对我们的单工通信方式没有任何影响。(a)整形前- 17 -(b)整形后图 4-3
36、 数据接收波形4.5 灵敏度及通信距离的测试首先对接收机灵敏度进行测试，测试方法如图 4-4。图 4-4 灵敏度测试灵敏度按 20dB 信噪比测量，信号发生器用 1000Hz 音频信号内调制到额定频偏，调节信号发生器的射频输出电平，并用失真仪监视接收机的输出信号，降低射频信号电平，使接收机输出的信噪比降为 20dB（10%失真度） ，此时的输出电平为 20dB信噪比灵敏度。实测灵敏度为 3V。- 18 -5 总结本设计制作完成了单工无线呼叫系统发射模块和接收模块的大部分要求，基本达到了课题规定的各项性能指标。通过对单工无线呼叫系统的研究和设计，学到了很多理论知识和实践经验。一个完整的通信系统，
37、发射部分主要实现语音和数据输入、数据编码和信号调制的功能；接收部分的核心是完成信号的接收、解调和译码的设计。应用了硬件和软件相结合的思想，提高了系统的可靠性和系统的灵活性。设计大胆尝试采用了许多大规模集成芯片，如 MC145152、MC3363 等，使系统的复杂性大大降低，同时提高了系统在工作过程中的精度和速度。使整个设计过程中的逻辑组织更加严谨，也使人们能够对该系统的理解更加深入。但考虑到多方面的因数，大胆采用了分立元件设计电路，该电路结构简单、可靠性高、成本低、实用效果良好。单工无线呼叫系统设计的实现过程，是对通信技术研究的一种尝试。随着电子技术的飞速发展，无线通信技术将不断地在更新换代，
38、这方面的研究还将会有更大的发展空间。本次设计总结了以前这个方面研究的许多突出的优点，同时也提出了自己的一些见解和方法。在本次设计的过程中，遇到了许多难以解决的问题，设计制作曾经因此而间断进行。但通过指导老师和同学的帮助，加上仔细分析后解决了各个疑点。我深刻地体会到共同协作和刻苦钻研的重要性，提高了自己发现问题和解决问题的能力。在设计的整个过程中，又全面复习了以往所学的专业知识，并更深一步的了解其中的知识在社会上是多么的有用。在原理图的制作过程中，有进一步熟悉了- 19 -protel 软件，培养了我绘图的能力。电路板的设计中，我锻炼了自己的动手能力，这在我独立设计能力做了很好的培养，使我各方面
39、的能力都有很大的提升。此次毕业设计又给了我很大的打击，专业知识严重缺乏，就连一些最基础的知识都随时间而淡忘了，从中我总结出，知识的学习并不是学过就行的，而是应该不断的去应用，这样才会永远属于你。设 计 基 本 完 成 了 老 师 布 置 的 任 务 ， 但 自 己 的 知 识 和 能 力 有 限 ， 设 计 和 论 文 都 还 存在 一 定 的 不 足 。 而 且 在 调 试 的 过 程 中 ， 语 音 效 果 不 是 很 理 想 。 相 信 在 以 后 的 学 习 中 ， 一定 通 过 认 真 研 究 来 提 高 自 己 在 这 方 面 的 知 识 水 平 。参考文献1高泽溪，苏士奎.无线电
40、技术导论.北京：北京航空航天大学出版社，1991：58-64.2郑鹏洲等.可靠性设计与分析，国防工业出版社，1995：71-723鲜继清，张德民.现代通信系统西安：西安电子科技大学出版社，2003：111-116.4武登春.军事理论教程.北京北京航空航天大学出版社，2001：23-25.5“无线电”编辑部无线电元器件精汇.人民邮电出版社，2003：34-35.6曹志刚等.现代通信原理M .北京：清华大学出版社， 1992：99-1017以光衢.航空机载电子系统与设备.北京：北京航空航天大学出版社，1997：77-79.- 20 -致谢近两个月的毕业设计基本完成，期间充满了困惑、繁忙、急噪和气馁
41、，但我觉得内心很充实。在一切离不开老师和同学的帮助，在此我深表谢意。首先，我要感谢我的毕业设计指导梅鲁海老师，感谢他耐心地讲解，介绍设计相关的资料与书籍，为我的毕业设计顺利进行指明了正确的设计方向；从课题的理解到论文的撰写，梅老师都花费了大量的心血；他渊博的知识、认真的态度、开阔的思路给我留下了深刻的印象，并从中受益匪浅；同时老师扎实的理论基础，过硬的实践能力，求实的工作作风和敏捷的思维方式都是学习的榜样。在整个毕业设计过程中，课题组的另一位同学密切合作是顺利完成设计的保证，在这里我要感谢电子 0732 班的邱大利同学，他给我找到了许多的宝贵的资料，从而让我学到了很多软件开发的知识，激发了我的
42、设计灵感，为我们能够如期完成课题设计给予很大的帮助,希望我的毕业设计能给以后的学弟学妹提供帮助。最后，感谢我身边的同学们，在设计的过程中，他们在生活和学习中给予我很大的帮助，是我的毕业设计能够顺利的进行，也使自己获取了许多相关的专业知识，我谨此致以衷心的谢意。- 21 -附录 A 电路原理图- 22 -附录 B 电路元器件清单序号 器件名称 型号 参数 数量1 电阻 碳膜电阻 10K 12 电阻 碳膜电阻 22 13 电阻 碳膜电阻 5.6K 44 电阻 碳膜电阻 10 15 电阻 碳膜电阻 220K 16 电阻 碳膜电阻 470K 17 电阻 碳膜电阻 100 18 电阻 碳膜电阻 220 19 电阻 碳膜电阻 2.2K 110 电容 电解电容 100u 311 电容 瓷片电容 15 112 电容 瓷片电容 682 213 电容 瓷片电容 30 114 电容 瓷片电容 47 115 电容 瓷片电容 101 116 电容 瓷片电容 18 117 电容 瓷片电容 104 318 电容 瓷片电容 473 119 三极管 9018 120 三极管 9014 221 三极管 9015 222 电感 4.7uH 123 多掷开关 124 电池 蓄电池 9V , 25W 325 电池盒 126 天线 0.5m 单芯铜导线 127 喇叭 8 ，0.5W 128 输出变压器 T1 1- 23 -
