實(shí)驗(yàn)六紅外調(diào)幅調(diào)頻發(fā)射接收系統(tǒng)

1、實(shí)驗(yàn)六紅外調(diào)頻/調(diào)幅發(fā)射接收系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解紅外編、解碼的原理；2、熟悉調(diào)頻/調(diào)幅接收的原理、方法和頻譜;3、熟悉調(diào)頻發(fā)射機(jī)的工作原理。、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、使用紅外系統(tǒng)進(jìn)行編解碼，并在數(shù)碼管上顯示結(jié)果；2、調(diào)試調(diào)頻/調(diào)幅接收機(jī)電路，接收收音機(jī)信號(hào)3、產(chǎn)生88MHz108MHz的調(diào)頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的正常通信二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、20M雙蹤示波器一根2、鞭狀天線一套3、帶話筒耳機(jī)四、實(shí)驗(yàn)原理（一）紅外編、解碼電路原理1、紅外編碼電路紅外編碼調(diào)制采用編碼芯片 SC2262IR，典型使用電路如圖 6 1所示。1M148X4十12VSW3 -_-cr &SW0 -&SW1 -CT O-2.7KQX4

2、47KQ10K Q X4J PT2262I t 彳申 $ 7 *9圖6 1 SC2262IR典型使用電路士 5PMFSEI10該芯片第18腳，第1013腳為地址管腳，共 12位。其中，第7、8、10、11、12和 13腳還可作為數(shù)據(jù)管腳使用。芯片17腳輸出的編碼信號(hào)由地址碼、數(shù)據(jù)碼和同步碼組成一個(gè)完整的碼字。每個(gè)碼字的周期由芯片15腳和16腳所接電阻的大小確定。地址管腳狀態(tài)不同， 芯片17腳輸出的碼型也不同。即該芯片完成以地址碼（數(shù)據(jù)碼）為調(diào)制信號(hào)的脈寬調(diào)制，調(diào)制后的信號(hào)從芯片17腳所接的紅外二極管輸出。2、紅外解碼原理本實(shí)驗(yàn)采用一體化紅外接收器。當(dāng)紅外接收器沒有接收到信號(hào)時(shí)，輸出高電平。但由

3、于 空間中的許多干擾信號(hào)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)時(shí)，即使紅外發(fā)射電路沒有發(fā)射信號(hào)，紅外接收器也有雜 波輸出。一般紅外接收器的輸出信號(hào)波形如圖6-2所示。h同步碼A 0 I A 1 I A2 | A3 | A4 | A5 | A6 | A7 | A8 | A9 | A 10 | A 11圖6 - 2紅外接收器輸出信號(hào)波形圖中，A0A11分別對(duì)應(yīng)于發(fā)射芯片第 18腳和第1013腳的狀態(tài)。這里，記圖 52- 2 中A0A7和A10所對(duì)應(yīng)的波形為11, A8和A11所對(duì)應(yīng)的波形為 00, A9所對(duì)應(yīng)的波形為10。 則當(dāng)發(fā)射芯片地址管腳接低電平時(shí)，解碼部分對(duì)應(yīng)輸出11;當(dāng)發(fā)射芯片地址管腳接高電平時(shí)，解碼部分對(duì)應(yīng)輸出

4、00;當(dāng)發(fā)射芯片地址管腳懸空時(shí)，解碼部分對(duì)應(yīng)輸出10。本實(shí)驗(yàn)電路，發(fā)射芯片第18腳（A0A7）接地，第11腳（A9）懸空，第12腳（A10 ） 接地，第10腳（A8 ）和第13腳（A11 ）分別由按鍵S1 （ + ）和S2 （）控制，當(dāng)按鍵按下 時(shí)，管腳接高電平，按鍵不按動(dòng)時(shí)，管腳接低電平。將解碼輸出信號(hào)給單片機(jī)識(shí)別處理，可實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)中的相關(guān)控制。本實(shí)驗(yàn)，單片機(jī)一旦識(shí)別到A8為00且A11為11,則輸出相關(guān)控制字給BH1415 （調(diào)頻發(fā)射芯片），該芯片識(shí)別單片機(jī)輸出的控制字，將發(fā)射載波頻率按0.1MHz步進(jìn)增大。單片機(jī)一旦識(shí)別到A8為11且A11為00,則輸出相關(guān)控制字給 BH1415 （調(diào)

5、頻發(fā)射芯片），該芯片識(shí)別單片機(jī)輸出的控制 字，將發(fā)射載波頻率按0.1MHz步進(jìn)減小。模塊上數(shù)碼管LED6LED9 （單位為 MHz ）顯示調(diào)頻發(fā)射芯片的發(fā)射頻率，開機(jī)默認(rèn)為88MHz。（二）調(diào)頻/調(diào)幅接收系統(tǒng)原理調(diào)頻/調(diào)幅解調(diào)電路由索尼公司生產(chǎn)的CXA1691BM 和少量外圍元件組成。CXA1691BM 既可以接收中波調(diào)幅信號(hào)，也可接收調(diào)頻信號(hào)。它包含了中放、混頻、限幅、鑒頻、檢波等電路，內(nèi)部框圖如圖 6 3所示。當(dāng)開關(guān) S1向下?lián)軙r(shí)，CXA1691BM工作在 調(diào)幅接收的狀態(tài)，接收載頻范圍為 535kHz1605KHZ。當(dāng)開關(guān)S1向上撥時(shí)，CXA1691BM 工作在調(diào)頻接收的狀態(tài)，接收載頻范圍

6、為 88MHz108MHz。FM/AMAFRipple AF DET AFC AFC IFFM AM BAND圖6-3 CXA1691BM 內(nèi)部框圖1、調(diào)幅接收電路分析（1） 輸入回路：調(diào)幅波經(jīng)調(diào)幅天線線圈（由L1、C1和四聯(lián)電容中的1個(gè)可調(diào)電容組成） 進(jìn)入芯片的第10腳。（2） 調(diào)幅本振電路：調(diào)幅本振電路由L4、C4、四聯(lián)電容中的1個(gè)可調(diào)電容和芯片內(nèi)部 電路組成。（3）混頻、中放和檢波外部調(diào)幅波和調(diào)幅本振電路產(chǎn)生的本振信號(hào)混頻得到455KHZ的調(diào)幅中頻信號(hào)，此中頻信號(hào)經(jīng)中頻變壓器（T1）耦合到455KHZ陶瓷濾波器CF1的輸入端。經(jīng)陶瓷濾波器濾波后的 中頻信號(hào)進(jìn)入芯片第 16腳，即進(jìn)入中放。

7、信號(hào)經(jīng)芯片內(nèi)部中放、檢波電路處理后得到解調(diào)信號(hào)，從芯片的23腳輸出。（4 ）音頻放大檢波輸出經(jīng)C15耦合到芯片的24腳，即音頻放大器的輸入端。經(jīng)過芯片內(nèi)部的音頻放大電路后，從芯片的 27腳輸出，此信號(hào)接到耳機(jī)電路，即可接收到語音信號(hào)。調(diào)節(jié)RV1可調(diào)節(jié)語音信號(hào)的大小。2、調(diào)頻接收電路分析（1 ）輸入回路調(diào)頻波經(jīng)調(diào)頻天線（ANT ）、帶通濾波器進(jìn)入芯片的第12腳（FM RF IN ）。L2、C2和四聯(lián)電容中的1個(gè)可調(diào)電容組成選頻網(wǎng)絡(luò)，用于選中某一載頻信號(hào)。（2）調(diào)頻本振電路調(diào)頻本振電路由L3、C3、四聯(lián)電容中的1個(gè)可調(diào)電容和芯片內(nèi)部電路組成。（3）混頻、中放和鑒頻經(jīng)選頻網(wǎng)絡(luò)選中的載頻和調(diào)頻本振電路

8、產(chǎn)生的本振信號(hào)混頻得到10.7MHz的調(diào)頻中頻信號(hào)。此中頻信號(hào)經(jīng) C11、R4、R5接到10.7MHz陶瓷濾波器CF2的輸入端。經(jīng)陶瓷濾波器濾 波后的中頻信號(hào)進(jìn)入芯片第17腳，即進(jìn)入中放。信號(hào)經(jīng)芯片內(nèi)部中放、鑒頻電路處理后得到解調(diào)信號(hào)，從芯片的23腳輸出。（4 ）音頻放大鑒頻輸出經(jīng)C15耦合到芯片的24腳，即音頻放大器的輸入端。經(jīng)過芯片內(nèi)部的音頻放大電路后，從芯片的 27腳輸出，此信號(hào)接到耳機(jī)電路，即可接收到語音信號(hào)。調(diào)節(jié)RV1可調(diào)節(jié)語音音量。3、其它功能說明在芯片19腳加一調(diào)諧指示燈 D1，可隨時(shí)觀測(cè)接收信號(hào)的強(qiáng)度。信號(hào)強(qiáng)度越大，芯片19腳輸出的電壓越小，發(fā)光二極管D1越亮，解調(diào)信號(hào)的質(zhì)量越

9、高。4、實(shí)驗(yàn)?zāi)K使用說明本實(shí)驗(yàn)調(diào)幅天線線圈放置在PCB板的反面，調(diào)頻天線為鞭狀天線。開關(guān)K5向左撥，則CXA1691BM 為調(diào)幅接收機(jī)，開關(guān) K5向右撥，CXA1691BM為調(diào)頻接收機(jī)。四聯(lián)電容通過大 撥盤（黑色）來調(diào)節(jié)，LED5用于指示調(diào)諧程度。語音信號(hào)可通過揚(yáng)聲器 Speaker或耳機(jī)（Phone） 接收。當(dāng)開關(guān) K6向左撥時(shí)，用揚(yáng)聲器接收；當(dāng)開關(guān) K6向右撥時(shí)，用耳機(jī)接收?？烧{(diào)電阻（Volume）用于調(diào)節(jié)語音音量。（三）調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)原理1、立體聲廣播目前立體聲廣播普遍采用頻率調(diào)制來發(fā)送，但在調(diào)頻之前，首先采用抑制載波雙邊帶調(diào)制將左右兩個(gè)聲道信號(hào)之差（L-R）和左右兩個(gè)聲道信號(hào)之和（L+R

10、）實(shí)現(xiàn)頻分復(fù)用。立體聲 廣播調(diào)制信號(hào)的頻譜如圖 6-4所示。015 19 233853 5975 f （kHz）圖6 4立體聲廣播信號(hào)的頻譜圖中，015KHz用于傳送（L+R ）信號(hào)，2353KHz用于傳送（L-R）信號(hào)，59 75KHz則用于輔助通信。（L-R ）信號(hào)的載波頻率為 38KHz , 19KHz處發(fā)送一個(gè)單頻信 號(hào)用作立體聲指示，并為接收端提取同頻同相相干載波使用。立體聲調(diào)頻廣播和普通調(diào) . 頻廣播是兼容的。在普通調(diào)頻廣播中只發(fā)送015KHz的（L+R ）信號(hào)。BH1415F，它可將立體音頻信號(hào)進(jìn)2、立體調(diào)頻發(fā)射機(jī)本調(diào)頻發(fā)射機(jī)核心芯片為無線音頻傳輸集成電路彳亍立體聲調(diào)制發(fā)射傳輸。

11、BH1415F由預(yù)加重限幅電路、低通濾波電路、立體聲調(diào)制電路、鎖相環(huán)電路（PLL）等組成。其引腳和內(nèi)部電路框圖如圖 6-5所示。8TH 一1123XFBI tIOBrno0 -5-x 而 LLJ1rlhs n=5 両NacnoF61 ss而 oNLLn 壬 0-02 而 lsnra1VNolcn_o_冏 IMVlszQa山芝HLLcn 畫 -LMVLSZOUIIJ芝 LLSinaHdhH山tra.同5dN LPJ221PlLVwShift neQisterRF GFOOSC10azou-世nTE4nd LirnierProgram counterITCLLno tfoHGKa esvHdJJC

12、jzaiPdJTQ NNO厲山一芝 00 缶匕匚2 JJSJVISNQU 山總 LLwSVHm芝山dtfnIrtLN 一 Hz圖6-5BH1415F弓I腳和內(nèi)部電路框圖(1 )音頻輸入左聲道和右聲道信號(hào)分別從芯片第22腳和1腳，經(jīng)過限幅預(yù)加重電路和低通電路進(jìn)入MPX電路。(2 )調(diào)頻載波本調(diào)頻發(fā)射機(jī)能產(chǎn)生 88MHz108MHz的調(diào)頻信號(hào)。芯片第 9腳一般接由變?nèi)荻O管組 成的振蕩回路，構(gòu)成載波振蕩電路。芯片17腳為數(shù)據(jù)輸入端，此信號(hào)可由單片機(jī)提供。不同的數(shù)據(jù)，所指示的頻率不同。當(dāng)數(shù)據(jù)所指示的頻率和芯片第9腳振蕩回路的頻率不同時(shí)，芯片第7腳輸出的直流電平會(huì)反映這種不同現(xiàn)象，將此直流電平接到第9

13、腳的變?nèi)荻O管的兩端。經(jīng)過內(nèi)部電路的控制，使變?nèi)荻O管振蕩回路的振蕩頻率和數(shù)據(jù)所指示的頻率相等，即通過控制數(shù)據(jù)管腳的信號(hào)來控制 載波頻率。(3) 19KHz導(dǎo)頻和38KHz載頻芯片13腳和14腳接7.6MHz的晶振。7.6MHz信號(hào)經(jīng)信號(hào)內(nèi)部 400 ( 400X2)分頻得到19KHz的導(dǎo)頻信號(hào)，7.6MHz信號(hào)經(jīng)200 (4 X50)分頻得到38KHz的載頻信號(hào)。19KHz信號(hào)、38KHz信號(hào)和經(jīng)過處理的左右聲道信號(hào)經(jīng)芯片內(nèi)部合成電路的處理，其頻 譜分布如圖54 - 1所示。(4) 調(diào)頻圖54-1所示的調(diào)制信號(hào)從芯片的第5腳輸出，接到芯片第 9腳的變?nèi)荻O管振蕩回路中，調(diào)制幅度的大小影響變?nèi)?/p>

14、二極管的容量，即實(shí)現(xiàn)變?nèi)荻O管調(diào)頻。調(diào)頻撥從芯片第11腳輸出，經(jīng)過天線發(fā)射出去。3、實(shí)驗(yàn)原理紅外編解碼電路控制發(fā)射機(jī)的載頻，開機(jī)默認(rèn)載頻為88M Hz，按動(dòng)按鍵S1、S2使紅外編碼器發(fā)射相應(yīng)信號(hào)，經(jīng)紅外解碼器解調(diào)出來的信號(hào)送給單片機(jī)。單片機(jī)根據(jù)解碼器的輸入信 號(hào)，向BH1415F的17腳(DATA )輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。從而完成由按鍵S1、S2控制調(diào)頻波載頻的過程。語音信號(hào)由模塊上的 Mic提供，經(jīng)過分離放大得出左右聲道信號(hào)。數(shù)碼管LED6LED9顯示發(fā)射載波的頻率值，LED6LED9分別為100MHz、10MHz、MHz、100KHz位。每按動(dòng)一次 S1鍵或S2鍵，數(shù)碼管LED9所顯示的數(shù)值加1

15、或減1。五、實(shí)驗(yàn)步驟(一) 紅外編、解碼實(shí)驗(yàn)1、連接實(shí)驗(yàn)線路在主板上正確插好紅外遙控調(diào)幅接收調(diào)頻收發(fā)模塊，K3向左撥。主板GND接模塊GND ,主板+ 5V接模塊+ 5V。檢查連線正確后，打開實(shí)驗(yàn)箱右側(cè)的船形開關(guān)，開關(guān)K3向右撥，若正確連接，則模塊上的電源指示燈 LED4亮，數(shù)碼管LED7LED9顯示88.0。2、觀察紅外接收器的波形(1) 用示波器在 TT3處測(cè)量，按下按鍵 ?！?、”，觀察數(shù)碼管LED6LED9的變化 情況，并觀察此處紅外發(fā)射信號(hào)的波形。(2) 用示波器在TT2處測(cè)量，觀察紅外接收信號(hào)的波形。3、 用不透明物擋在紅外發(fā)光二極管和紅外接收頭之間，重復(fù)步驟2。(二) 調(diào)頻/調(diào)幅接

16、收實(shí)驗(yàn)1、連接實(shí)驗(yàn)電路在主板上正確插好紅外遙控調(diào)幅接收調(diào)頻收發(fā)模塊，開關(guān)K1、K2、K3、K4向左撥。主板GND接模塊GND，主板+ 5V接模塊+ 5V。檢查連線正確無誤后，打開實(shí)驗(yàn)箱右側(cè)的船形開關(guān)，K4向右撥。若正確連接，則模塊上的電源指示燈LED1亮。2、調(diào)幅接收(1) K5向左撥，即CXA1691BM 工作在調(diào)幅接收狀態(tài)。(2) K6向左撥，即采用揚(yáng)聲器接收語音信號(hào)。若使用耳機(jī)接收語音，則K6向右撥，將 耳機(jī)插在Phone處，調(diào)節(jié)耳機(jī)上的音量旋鈕，使語音音量適當(dāng)。(3) 緩慢調(diào)節(jié)黑色的大撥盤，并適當(dāng)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻Volume,使LED5最亮且揚(yáng)聲器輸 出語音清晰。(4 )繼續(xù)調(diào)節(jié)大撥盤，接

17、收其它頻道的信號(hào)。3、調(diào)頻接收(1) K5向右撥，即CXA1691BM工作在調(diào)頻接收狀態(tài)。(2) K6向左撥，即采用揚(yáng)聲器接收語音信號(hào)。若使用耳機(jī)接收語音，則K6向右撥，將 耳機(jī)插在Phone處，調(diào)節(jié)耳機(jī)上的音量旋鈕，使語音音量適當(dāng)。(3) 緩慢調(diào)節(jié)黑色的大撥盤，并適當(dāng)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻Volume,使LED5最亮且揚(yáng)聲器輸 出語音清晰。(4 )繼續(xù)調(diào)節(jié)大撥盤，接收其它頻道的信號(hào)。(三) 調(diào)頻發(fā)射、接收系統(tǒng)1、連接實(shí)驗(yàn)電路在主板上正確插好紅外遙控調(diào)幅接收調(diào)頻收發(fā)模塊，開關(guān)K1、K2、K3、K4向左撥。主板GND接模塊 GND，主板+ 12V接模塊+ 12V，主板12V接模塊12V，主板+ 5V接模 塊+ 5V。檢查連線正確無誤后，打開實(shí)驗(yàn)箱右側(cè)的船形開關(guān)，K1、K2、K3向右撥。若正確連接，則模塊上的電源指示燈LED2LED4，數(shù)碼管LED7LED9顯示880。2、接入天線和話筒耳機(jī)將實(shí)驗(yàn)箱附帶的鞭狀天線安裝在Rece