通信電路實驗講課(3).

1、12 通信電路專題實驗通信電路專題實驗 50MHz(FM)FSK50MHz(FM)FSK 窄帶集成無線收、發(fā)信機(jī)窄帶集成無線收、發(fā)信機(jī)3 一.、 實驗系統(tǒng)簡介實驗系統(tǒng)簡介整個系統(tǒng)分為兩大部分整個系統(tǒng)分為兩大部分: : 發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。它幾乎發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。它幾乎包含了通信電路原理課中所有的功能電路，如晶振、包含了通信電路原理課中所有的功能電路，如晶振、選頻、混頻、調(diào)頻、鑒頻、濾波、功放、鎖相環(huán)路選頻、混頻、調(diào)頻、鑒頻、濾波、功放、鎖相環(huán)路和頻率合成等，是一套典型的調(diào)頻收、發(fā)信裝置，和頻率合成等，是一套典型的調(diào)頻收、發(fā)信裝置，既可采用模擬信號調(diào)制，作為一般調(diào)頻收發(fā)系統(tǒng)，既可采用模擬信號調(diào)制，作為

2、一般調(diào)頻收發(fā)系統(tǒng)，也可采用數(shù)字信號調(diào)制，實現(xiàn)也可采用數(shù)字信號調(diào)制，實現(xiàn)FSKFSK數(shù)字通信，工作頻數(shù)字通信，工作頻率在率在50MHz50MHz左右。該系統(tǒng)選用左右。該系統(tǒng)選用MotorolaMotorola生產(chǎn)的典型窄生產(chǎn)的典型窄帶收、發(fā)信機(jī)芯片，其中發(fā)射機(jī)芯片選用帶收、發(fā)信機(jī)芯片，其中發(fā)射機(jī)芯片選用MC2833MC2833，接收機(jī)芯片為接收機(jī)芯片為MC3362MC3362。4二、二、發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī)主要由主要由MC2833MC2833芯片和調(diào)諧回路組成。芯片和調(diào)諧回路組成。1 1性能指標(biāo)性能指標(biāo)MC2833MC2833是一個低功耗的單片調(diào)頻發(fā)射機(jī)芯片，是一個低功耗的單片調(diào)頻發(fā)射機(jī)芯片，工作電壓：

3、工作電壓：2.5-9.0V,2.5-9.0V,工作電流：典型值工作電流：典型值2.9mA,2.9mA,輸出功率：輸出功率：10mW10mW（電源電壓（電源電壓9V9V，5050負(fù)載）；負(fù)載）；工作頻率：最高工作頻率：最高144MHz144MHz芯片結(jié)構(gòu)簡單，片內(nèi)有射頻振蕩器，緩沖器，芯片結(jié)構(gòu)簡單，片內(nèi)有射頻振蕩器，緩沖器，可變電抗，麥克風(fēng)放大器及兩個備用晶體管。可變電抗，麥克風(fēng)放大器及兩個備用晶體管。5MC2833內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)返回返回返回返回26 發(fā)射機(jī)框圖發(fā)射機(jī)框圖2 2、發(fā)射機(jī)工作原理、發(fā)射機(jī)工作原理7發(fā)射機(jī)可輸入兩種調(diào)制信號發(fā)射機(jī)可輸入兩種調(diào)制信號: :模擬信號（語音或其模擬信號（語

4、音或其他音頻信號）和數(shù)字信號。他音頻信號）和數(shù)字信號。 采用晶體振蕩器直接采用晶體振蕩器直接調(diào)頻電路調(diào)頻電路, ,經(jīng)倍頻、功放后輸出。經(jīng)倍頻、功放后輸出。具體講：引腳具體講：引腳1616、1515、1 1、2 2、3 3、加上外圍元件構(gòu)、加上外圍元件構(gòu)成晶體調(diào)頻振蕩電路。晶體振蕩頻率為成晶體調(diào)頻振蕩電路。晶體振蕩頻率為16MHz16MHz左右左右（為避免相互干擾，實驗板上的晶體各不相同）。（為避免相互干擾，實驗板上的晶體各不相同）。振蕩電壓經(jīng)內(nèi)部緩沖放大后，由振蕩電壓經(jīng)內(nèi)部緩沖放大后，由1414腳輸出經(jīng)腳輸出經(jīng)3 3倍頻倍頻選頻回路選頻回路 33p33p電容耦合電容耦合 1313腳腳T2T2管

5、管基極基極, ,放大放大 1111腳輸出腳輸出 選頻回路選頻回路 8 8腳腳T1T1管管基極基極, ,放大放大 9 9腳輸出腳輸出, ,選頻匹配選頻匹配回路回路 天線天線( (或或5050負(fù)載負(fù)載) ) 8方案考慮方案考慮: 晶體調(diào)頻晶體調(diào)頻: :中心頻率穩(wěn)定度高中心頻率穩(wěn)定度高, ,頻偏小頻偏小. . 倍頻倍頻: :晶體頻率低易做晶體頻率低易做, ,便宜便宜; ;擴(kuò)大頻偏擴(kuò)大頻偏. .3 3發(fā)射機(jī)調(diào)測發(fā)射機(jī)調(diào)測（1 1）載波頻率、功率）載波頻率、功率晶體頻率的晶體頻率的3 3倍頻，主倍頻，主要調(diào)選頻回路（微調(diào)電容），逐級調(diào)試。要調(diào)選頻回路（微調(diào)電容），逐級調(diào)試。要求：要求：Vcc=5VVcc

6、=5V時，在時，在50 50 負(fù)載上輸出大于負(fù)載上輸出大于 1.6 mw 1.6 mw 即（即（VoppVopp約約800mV800mV）93H4H5HH3、H4、H5處波形處波形10H3波形波形H3頻譜頻譜1112（2）靜態(tài)調(diào)制特性靜態(tài)調(diào)制特性（動態(tài)不作）（動態(tài)不作）-在在3 3倍頻上測倍頻上測（3 3）調(diào)制）調(diào)制（收、發(fā)聯(lián)機(jī)時加）：（收、發(fā)聯(lián)機(jī)時加）： 模擬信號調(diào)制模擬信號調(diào)制用用1KHz1KHz正弦信號正弦信號, , 語音調(diào)制語音調(diào)制 用用MICMIC加語音并通過限幅放大加語音并通過限幅放大 數(shù)字信號調(diào)制數(shù)字信號調(diào)制1KHz1KHz方波方波（0-2V0-2V），實現(xiàn)，實現(xiàn)FSK FSK

7、* *調(diào)函數(shù)發(fā)生器調(diào)函數(shù)發(fā)生器offsetoffset旋鈕與幅度旋鈕實現(xiàn)旋鈕與幅度旋鈕實現(xiàn) 0 02v2v 2FSK 2FSK帶寬：帶寬： B B：基帶信號帶寬，：基帶信號帶寬，f1,f2f1,f2為為FSKFSK的兩個的兩個 頻率頻率(MC2833(MC2833典型頻偏值典型頻偏值5KHz5KHz）212BwBff13三、接收機(jī)三、接收機(jī)典型的二次變頻超外差接收機(jī)。典型的二次變頻超外差接收機(jī)。 第一本振頻率由第一本振頻率由鎖相頻率合成器提供鎖相頻率合成器提供, , 第二本振頻率由第二本振頻率由10.245MHz10.245MHz晶體振蕩電路產(chǎn)生晶體振蕩電路產(chǎn)生, , 鑒頻部分采用正交鑒頻器。

8、鑒頻部分采用正交鑒頻器。如果接收機(jī)收到的是如果接收機(jī)收到的是FMFM信號，鑒頻后可直接得到信號，鑒頻后可直接得到音頻信號，如果接收到的是音頻信號，如果接收到的是FSKFSK信號，則鑒頻后需信號，則鑒頻后需經(jīng)過數(shù)據(jù)整形電路后再輸出經(jīng)過數(shù)據(jù)整形電路后再輸出。14MC3362內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)1550MHzFM接收機(jī)框圖接收機(jī)框圖陶瓷濾波器陶瓷濾波器161 1、原理框圖與方案考慮：、原理框圖與方案考慮：l 采用二次變頻技術(shù)采用二次變頻技術(shù)：兩次混頻，兩個中頻。：兩次混頻，兩個中頻。 好處：抗干擾能力強(qiáng)，靈敏度高。好處：抗干擾能力強(qiáng)，靈敏度高。 一中一中頻率可取高，抑制鏡象頻率干擾頻率可取高，抑制鏡象頻

9、率干擾, , 二中二中頻率低，利于實現(xiàn)窄帶，抑制噪頻率低，利于實現(xiàn)窄帶，抑制噪 聲，提高接收機(jī)的靈敏度。聲，提高接收機(jī)的靈敏度。 靈敏度：在一定的輸出信噪比下，接收機(jī)靈敏度：在一定的輸出信噪比下，接收機(jī) 輸入端所要求的最小有用信號功率（輸入端所要求的最小有用信號功率（dBmdBm）。）。l 陶瓷濾波器陶瓷濾波器：中心頻率：中心頻率10.7MHz,10.7MHz,帶寬約帶寬約 200KHz200KHz；中心頻率；中心頻率455KHz,455KHz,帶寬約帶寬約8KHz8KHz； 優(yōu)點：不用調(diào)節(jié)，廉價。優(yōu)點：不用調(diào)節(jié)，廉價。 缺點：中心頻率不太準(zhǔn)。缺點：中心頻率不太準(zhǔn)。17l正交鑒相鑒頻器正交鑒相

10、鑒頻器易集成易集成（移相網(wǎng)絡(luò)相乘器）（移相網(wǎng)絡(luò)相乘器）l第一本振信號第一本振信號采用采用吞脈沖吞脈沖雙?？勺兎诸l雙?？勺兎诸l器的鎖相頻率合成器頻率穩(wěn)定度高，易改器的鎖相頻率合成器頻率穩(wěn)定度高，易改頻。頻。主要集成塊：主要集成塊： MC145152MC145152，并行輸入并行輸入鎖相頻率合成器鎖相頻率合成器, , N N：1010位，位，A A：6 6位位撥動開關(guān)預(yù)置，撥動開關(guān)預(yù)置， R R分頻比已設(shè)置分頻比已設(shè)置20482048； MC12016MC12016雙模前置分頻器雙模前置分頻器（40/4140/41） MC1458MC1458雙運放雙運放用于環(huán)路濾波器用于環(huán)路濾波器 VCOMC33

11、62VCOMC3362片內(nèi)片內(nèi)加外圍加外圍2121，2222腳上的腳上的 LCLC回路組成，控制電壓加回路組成，控制電壓加2323腳腳18吞脈沖可變分頻器的鎖相頻率合成器吞脈沖可變分頻器的鎖相頻率合成器鑒相鑒相VCO低通低通Rqfrfof晶振晶振雙模前置雙模前置分頻器分頻器PP/ ) 1(主計數(shù)器主計數(shù)器N輔助計數(shù)輔助計數(shù)器器 A模式控制模式控制SR參考分頻器參考分頻器“1”-“0”-) 1( PP頻道選擇頻道選擇頻道選擇頻道選擇()()oorfPNA fPNA f返回返回19MC145152MC145152 頻率合成器芯片并行碼輸入編程頻率合成器芯片并行碼輸入編程20MC145152 頻率合

12、成器頻率合成器120161201640/4140/41Mc1458N：10位；位；A：6位位R R分頻比分頻比20484.096MHz21第二本振由第二本振由10.245MHz10.245MHz晶體振蕩電路產(chǎn)晶體振蕩電路產(chǎn) 生頻率穩(wěn)定度高生頻率穩(wěn)定度高指示電路：方便調(diào)測。指示電路：方便調(diào)測。 載波檢測載波檢測有載波時指示燈亮有載波時指示燈亮 PLLPLL鎖定指示鎖定指示鎖定時燈滅鎖定時燈滅2.接收機(jī)調(diào)測內(nèi)容：接收機(jī)調(diào)測內(nèi)容：1測量測量10.7MHz陶瓷濾波器頻率特性陶瓷濾波器頻率特性2 用逐點法測量第二中頻陶瓷濾波器的用逐點法測量第二中頻陶瓷濾波器的頻率特性頻率特性223測量鑒頻特性測量鑒頻特

13、性4用頻率計在用頻率計在LO監(jiān)測孔處測量二本振信號頻率，記錄該監(jiān)測孔處測量二本振信號頻率，記錄該頻率值。頻率值。5鎖相頻率合成器（鎖相頻率合成器（PLL-FS） 開環(huán)開環(huán)VCO壓控特性測量，用頻率計測量前置分頻器輸壓控特性測量，用頻率計測量前置分頻器輸出頻率出頻率 6整機(jī)調(diào)試：調(diào)測接收機(jī)靈敏度整機(jī)調(diào)試：調(diào)測接收機(jī)靈敏度將接收機(jī)各單元電路之間連接起來，由將接收機(jī)各單元電路之間連接起來，由SIGNAL端加入調(diào)頻端加入調(diào)頻（FM）信號。正常情況，輸入）信號。正常情況，輸入FM信號靈敏度為信號靈敏度為量級，此量級，此時從時從AUDIO輸出有解調(diào)后的調(diào)制信號。輸出有解調(diào)后的調(diào)制信號。233接收機(jī)接收機(jī)調(diào)

14、測的關(guān)鍵調(diào)測的關(guān)鍵靈敏度靈敏度（在發(fā)射頻率（在發(fā)射頻率上測）上測） 注意所需要的本振頻率一定要在注意所需要的本振頻率一定要在VCO開環(huán)輸開環(huán)輸出頻率范圍內(nèi)（當(dāng)出頻率范圍內(nèi)（當(dāng)Ve0.5-5V變化時），即變化時），即 測測VCO壓控特性前，先估算本振頻率，壓控特性前，先估算本振頻率，若不若不在其內(nèi)，則調(diào)本振線圈，使頻率滿足要求。在其內(nèi)，則調(diào)本振線圈，使頻率滿足要求。24測準(zhǔn)兩個陶瓷濾波器的中心頻率，測準(zhǔn)兩個陶瓷濾波器的中心頻率， 、 （KHzKHz量級）量級）鑒頻器鑒頻特性在鑒頻器鑒頻特性在 上電壓為上電壓為2.3V(2.3V(片本片本身決定身決定) )線性范圍大，斜率大。線性范圍大，斜率大。注

15、意一本振頻率設(shè)置與發(fā)射機(jī)發(fā)射頻率的注意一本振頻率設(shè)置與發(fā)射機(jī)發(fā)射頻率的關(guān)系關(guān)系 （約（約10.7MHz10.7MHz）其中其中 為二本振實際測量頻率為二本振實際測量頻率（10.245MHz)10.245MHz)。 算出算出N N、A A L2f)(1APNffrLKHzf22048/4096r1BPFf2BPFf2BPFf)2BPF21L1LIffffff發(fā)射發(fā)射25 四、收、發(fā)聯(lián)調(diào)注意事項四、收、發(fā)聯(lián)調(diào)注意事項收、發(fā)頻率對準(zhǔn)，發(fā)射信號頻譜落在接收收、發(fā)頻率對準(zhǔn)，發(fā)射信號頻譜落在接收機(jī)帶寬之內(nèi)。機(jī)帶寬之內(nèi)。設(shè)置接收機(jī)帶寬一定要考慮振蕩器的頻率設(shè)置接收機(jī)帶寬一定要考慮振蕩器的頻率穩(wěn)定度穩(wěn)定度 本

16、實驗接收機(jī)帶寬有誰決定？線性系統(tǒng)本實驗接收機(jī)帶寬有誰決定？線性系統(tǒng)最窄的部分最窄的部分455KHz455KHz陶瓷濾波器。約陶瓷濾波器。約 8KHz8KHz。信號帶寬必須小于。信號帶寬必須小于4KHz4KHz。minL1L2BwBfff基帶發(fā)26一本振頻率最佳設(shè)置：一本振頻率最佳設(shè)置：方波調(diào)制時，一定要方波調(diào)制時，一定要0 02V2V的方波信號的方波信號正弦調(diào)制時正弦調(diào)制時ININ端入，幅度端入，幅度450mv450mv，在在H2H2端端看不失真?？床皇д?。)2BPF21L1LIffffff發(fā)射發(fā)射27五、驗收要求：五、驗收要求：u發(fā)射機(jī)：發(fā)射機(jī)：1、發(fā)射機(jī)發(fā)射頻率精確到、發(fā)射機(jī)發(fā)射頻率精確到

17、kHz量級。量級。2、發(fā)射功率、發(fā)射功率1.6mW（50負(fù)載）即負(fù)載）即Vopp800mVu接收機(jī)：接收機(jī)：1、10.7MHz10.7MHz和和455kHz455kHz兩兩陶瓷陶瓷濾濾波器的中心波器的中心頻頻率和率和3dB3dB帶帶寬寬2、接收機(jī)靈敏度、接收機(jī)靈敏度20uV（條件：（條件：F=1kHz，f=1kHz，S/N|out1）。）。u聯(lián)機(jī)：聯(lián)機(jī)：1、正弦信號調(diào)制：解調(diào)輸出正弦信號調(diào)制：解調(diào)輸出Vopp200mV，輸出波形不失，輸出波形不失真（在真（在H2點處點處Vpp=900mV）。）。2、02V方波調(diào)制：解調(diào)輸出波形不失真，無誤碼。方波調(diào)制：解調(diào)輸出波形不失真，無誤碼。3、語音調(diào)制：解調(diào)后語音清晰，不失真。、語音調(diào)制：解調(diào)后語音清晰，不失真。28六、實驗注意事項六、實驗注意事項1、收、發(fā)信機(jī)所用電源不同，按要求加。、收、發(fā)信機(jī)所用電源不同，按要求加。2、發(fā)射機(jī)調(diào)諧回路主要調(diào)微調(diào)電容。、發(fā)射機(jī)調(diào)諧回路主要調(diào)微調(diào)電容。3、凡測