通信電子電路課件第7章

1、North China Electric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例第7章 通信系統(tǒng)實(shí)例7.1 短波SSB通信電臺(tái)7.2 無(wú)繩電話(huà)系統(tǒng)7.3 無(wú)線(xiàn)對(duì)講機(jī)系統(tǒng)7.4 移動(dòng)通信系統(tǒng)7.5 通信電路中的集成收發(fā)芯片小結(jié)North China Electric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例27.1 7.1 短波短波SSBSSB通信電臺(tái)通信電臺(tái)North China Electric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例

2、通信系統(tǒng)實(shí)例37.1.17.1.1收發(fā)信通道收發(fā)信通道 短波電臺(tái)通道中的第一混頻、放大、晶體濾波、一中放、第二混頻、射極跟隨、機(jī)械濾波、第二中放、調(diào)制解調(diào)等信道部分是收發(fā)共用的雙向通道、其收發(fā)兩種工作狀態(tài)由電子開(kāi)關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 接收通道電路框圖接收通道電路框圖 210MHz接收信號(hào) 低通帶通濾波第一混頻fL1=23.51331.52MHz 第一中頻fI1= fL1fR=21.513MHz 第一中放晶體濾波器第二混頻第二中頻fL2=21.013MHz 機(jī)械濾波器第二中放同步檢波低放、喇叭AGC電路fI2=fI1fL2 = 500kHz fL3 = 500kHz North China Electr

3、ic Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例4發(fā)信通道電路發(fā)信通道電路 收信通道的逆過(guò)程收信通道的逆過(guò)程語(yǔ)音信號(hào)放大雙邊帶調(diào)制第三本振頻率fL3 機(jī)械濾波器第二中頻信號(hào)下邊帶信號(hào)第二混頻器晶體濾波器第一中頻信號(hào)第一中頻放大二極管環(huán)形混頻器LC帶通濾波射頻功放至天線(xiàn)AGC電路檢波放大話(huà)音放大器North China Electric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例57.1.2 7.1.2 射頻功率放大電路射頻功率放大電路 射頻功放是一個(gè)由一級(jí)跟隨器、兩級(jí)寬帶電壓放大、二級(jí)推

4、挽功率放大組成的寬帶功率放大器。工作頻率范圍210MHz，輸出功率15W。跟隨器作為帶通濾波器和功放電路的隔離匹配器件。 T8T8的輸?shù)妮斎攵巳攵斯β使芄β使躎1T1和和T2T2組組成兩級(jí)寬帶電壓成兩級(jí)寬帶電壓放大器放大器 功率管功率管T3、T4組成組成A類(lèi)推挽功率放大器類(lèi)推挽功率放大器 功率管功率管T5T5、T6T6組成末級(jí)推挽組成末級(jí)推挽功率放大器功率放大器 AGCAGC電路電路North China Electric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例67.1.3 7.1.3 頻率合成器頻率合成器 頻率合成器主要由三部分組成：

5、標(biāo)準(zhǔn)頻率源、低頻鎖相環(huán)PLL，高頻鎖相混頻相加環(huán)等。North China Electric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例7標(biāo)準(zhǔn)頻率源標(biāo)準(zhǔn)頻率源: 1MHz晶振經(jīng)分頻得到三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參考頻率，為500kHz、50kHz、1kHz。其中500kHz作為第三本振頻率，作調(diào)制載頻或同步解調(diào)用；而50kHz和1kHz則分別作兩個(gè)PLL的鑒相參考頻率fr1和fr2。21.013MHz晶振則作為信道第二本振和環(huán)路混頻的參考頻率。低頻鎖相環(huán)低頻鎖相環(huán)PLL PLL ： 低頻鎖相環(huán)PLL是一個(gè)單環(huán)頻率合成器。VCO2輸出頻率為1.2001.101

6、MHz，鑒相頻率fr2=1kHz，因此輸出頻率間隔也為1kHz，輸出頻率點(diǎn)為99個(gè)?；祛l相加環(huán)混頻相加環(huán)：它由PD1、LF1、VCO1、M1、帶通BF1、固定分頻器和可變分頻器等組成。North China Electric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例87.2 7.2 無(wú)繩電話(huà)系統(tǒng)無(wú)繩電話(huà)系統(tǒng)7.2.1 7.2.1 概述概述 目前，國(guó)產(chǎn)的各種多信道新型無(wú)繩電話(huà)，通常采用大規(guī)模復(fù)合集成電路TB31224或TB8528構(gòu)成，兩者完成的功能基本相同，僅是引腳功能排列不同。 TB31224或TB8528在系統(tǒng)中完成接收解調(diào)、鎖相環(huán)控

7、制、語(yǔ)言壓縮擴(kuò)展處理等功能，再配置上專(zhuān)用微控制器對(duì)各種信號(hào)的工作過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制。本節(jié)將以天時(shí)達(dá)HW833(4)P/TSD-LCD型多信道無(wú)繩電話(huà)為例介紹無(wú)繩電話(huà)系統(tǒng)的工作原理。在該種類(lèi)型的無(wú)繩電話(huà)系統(tǒng)中，無(wú)論主機(jī)還是子機(jī)均采用TB31224芯片完成接收與發(fā)送功能，下面將具體介紹該機(jī)型的主機(jī)射頻電路。North China Electric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例9North China Electric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例107.2.2 7.

8、2.2 接收、可編程鎖相環(huán)及語(yǔ)音壓縮擴(kuò)展電路接收、可編程鎖相環(huán)及語(yǔ)音壓縮擴(kuò)展電路 射頻電路由DUP雙工濾波器、高放管VT1、ICU1(TB31224)復(fù)合集成電路等構(gòu)成。DUP濾波分離C1,C2,L1濾波器濾波VT1高放管放大T1選頻ICU1第一混頻第一本振第一中頻（10.7M）CF1陶瓷濾波器ICU1第二混頻第二本振455KHzCF2陶瓷濾波器限幅中放、鑒頻R11,C25,RP1幅度調(diào)整第一中頻（10.7M）第一中頻（10.7M）ANT1手機(jī)信號(hào)ICU1噪聲濾波預(yù)放,擴(kuò)展放大小信號(hào)放大數(shù)據(jù)放大（給ICU3）North China Electric Power University通信電子電路

9、通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例117.2.3 7.2.3 發(fā)射電路發(fā)射電路 發(fā)射部分的高頻調(diào)制電路由振蕩調(diào)制電路(VD1、VT4、T6 等) 、ICU1 內(nèi)的發(fā)射鎖相環(huán)部分、緩沖放大(VT3、T5等)、功率放大(VT2、T4等)等組成。 外來(lái)音頻信號(hào)放大、壓縮ICU1內(nèi)放大VD1調(diào)頻已調(diào)信號(hào)電容三點(diǎn)式振蕩器ICU3的PLL-DATAVT4調(diào)制振蕩信號(hào)IC內(nèi)部參考計(jì)數(shù)器比較鎖相環(huán)控制電壓積分電路低通濾波改變VD1電容緩沖放大器VT3T5選頻VT2高放T3選出三倍頻DUP濾波濾波分離至ANT1天線(xiàn)調(diào)制振蕩器調(diào)制振蕩器發(fā)射電路發(fā)射電路使振蕩頻率穩(wěn)定North China Ele

10、ctric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例127.3 7.3 無(wú)線(xiàn)對(duì)講機(jī)系統(tǒng)無(wú)線(xiàn)對(duì)講機(jī)系統(tǒng) 無(wú)線(xiàn)對(duì)講機(jī)的特點(diǎn)：即時(shí)溝通、一呼百應(yīng)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，同時(shí)還具有組呼通播、系統(tǒng)呼叫、機(jī)密呼叫等功能。我國(guó)開(kāi)放了409.7500MHz409.9875MHz無(wú)線(xiàn)頻段內(nèi)的20個(gè)頻點(diǎn)，作為公眾對(duì)講機(jī)的使用頻率，限定發(fā)射功率小于0.5W。 下面以K871型無(wú)線(xiàn)對(duì)講機(jī)為例介紹無(wú)線(xiàn)對(duì)講機(jī)的電路原理，K871型無(wú)線(xiàn)對(duì)講機(jī)是一款國(guó)產(chǎn)的遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)對(duì)講機(jī)，它采用單工同頻FM工作方式，其工作頻率為147166MHz,有單頻道及三頻道兩種機(jī)型，發(fā)射功率大于3W，在開(kāi)闊地

11、通信距離可達(dá)10km，具有體積小、靈活度高、性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，屬目前遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)對(duì)講機(jī)中的一種典型機(jī)型。 North China Electric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例13North China Electric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例14 I IC1（MC3557P）系窄帶調(diào)頻中放及解調(diào)集成電路。它可提供振蕩器、混頻器、限幅放大器、積分鑒相器、有源濾波器、靜噪觸發(fā)器，其內(nèi)部方框圖為：North China Electric Power Unive

12、rsity通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例157.4 7.4 移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng) GSM系統(tǒng)是900MHz頻段的數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。GSM的900MHz頻段包括了兩個(gè)25MHz帶寬的子頻段，即發(fā)射頻段890-915MHz，接收頻段935-960MHz，每個(gè)子頻段均包含124個(gè)信道。 GSM移動(dòng)臺(tái)是GSM系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，它能與公用陸地移動(dòng)網(wǎng)、公用有線(xiàn)電話(huà)網(wǎng)相連，而實(shí)現(xiàn)各種通信功能。 下圖為Motorola的V300手機(jī)的GSM手機(jī)射頻電路組成框圖。V300手機(jī)的射頻電路支持GSM900、DCS1800及PCS1900等3個(gè)頻段的工作。整個(gè)接收發(fā)射射

13、頻電路由Eagle及AlgaeMB兩個(gè)專(zhuān)用射頻集成電路構(gòu)成。 V300手機(jī)的接收機(jī)為低中頻接收機(jī)，接收到的射頻信號(hào)經(jīng)U50模塊內(nèi)的天線(xiàn)開(kāi)關(guān)電路送到接收機(jī)射頻電路。接收射頻信號(hào)經(jīng)FL100濾波后，在U150內(nèi)與本機(jī)振蕩信號(hào)混頻，得到100kHz的低中頻信號(hào)。該信號(hào)被送到U800電路，還原出模擬的話(huà)音信號(hào)。 North China Electric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例16North China Electric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例177.4.1

14、 7.4.1 接收射頻電路接收射頻電路 V300手機(jī)的整個(gè)接收發(fā)射射頻處理電路由射頻模塊AlgaeMB（U150）構(gòu)成。U150模塊包含接收發(fā)射射頻處理的兩個(gè)方面，其內(nèi)部方框圖為：North China Electric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例187.4.2 7.4.2 發(fā)射射頻電路發(fā)射射頻電路 V300手機(jī)的發(fā)射射頻處理電路被集成在U150模塊內(nèi)。圖中，U150模塊包含發(fā)射VCO電路（TX VCO）、4個(gè)二分頻電路、輸出緩沖放大器及平衡-不平衡轉(zhuǎn)換電路。發(fā)射VCO電路輸出的射頻信號(hào)的頻率范圍為33003820MHz。當(dāng)

15、手機(jī)工作在GSM模式下時(shí)，發(fā)射VCO信號(hào)被4分頻，得到GSM發(fā)射射頻信號(hào)；當(dāng)手機(jī)工作在DCS和PCS模式下，發(fā)射VCO信號(hào)被2分頻，得到DCS或PCS的發(fā)射射頻信號(hào)。North China Electric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例197.5 7.5 通信電路中的集成收發(fā)芯片通信電路中的集成收發(fā)芯片7.5.1 7.5.1 收發(fā)芯片收發(fā)芯片（1 1）發(fā)送芯片）發(fā)送芯片MC2833MC2833 MC2833是美國(guó)MOTOROLA公司開(kāi)發(fā)無(wú)繩電話(huà)和調(diào)頻通訊設(shè)備而開(kāi)發(fā)的FM發(fā)射系統(tǒng)，內(nèi)置了話(huà)筒放大電路、壓控振蕩器和兩級(jí)緩沖放大晶體

16、管。其主要特性如下： 2.8 9.0V寬范圍的工作電壓 低功耗電流（典型值為2.9mA） 只需少量的外圍元器件 60MHz頻率具有-30dB直接功率輸出 使用片內(nèi)放大晶體管輸出功率可達(dá)+10dBm的輸出功率 可以接入FCC、DOT、PTT等射頻電路 。North China Electric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例20 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下圖所示，它包括一個(gè)話(huà)筒放大器、射頻電壓控制器、緩沖器和兩個(gè)輔助的晶體管放大器等幾個(gè)主要部分。使用時(shí)需要外接晶體、LC選頻網(wǎng)絡(luò)以及少量的電容、電阻和電感器件。North China Elec

17、tric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例21 MC2833只需少量的外圍器件就可以構(gòu)成調(diào)頻發(fā)射機(jī)，如圖所示。 North China Electric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例22（2 2）接收芯片）接收芯片MC3362MC3362 MC3362是美國(guó)摩托羅拉（MOTOROLA）公司生產(chǎn)的一種低功耗窄帶FM單晶硅集成電路。該芯片包含對(duì)偶FM接收器、振蕩器、混頻器、相移鑒頻器、放大器和測(cè)量驅(qū)動(dòng)載波檢測(cè)電路，以及一、二級(jí)本振緩沖輸出器和一個(gè)比較器的FSK（頻率健

18、控）數(shù)字信號(hào)輸出。具有低供電電壓、低功耗、極高靈敏度和信噪比，廣泛應(yīng)用于語(yǔ)音和數(shù)字通訊接收設(shè)備中。其主要特性有： 具有二次變頻所有的電路 低工作電壓：2.0 6.0V 低功耗（在Vcc=3.0V，耗電典型值僅為3.6mA，高放管耗電除外） 極限靈敏度：0.6uV（典型值，12dB SINAD） 可調(diào)載頻檢測(cè)功能 數(shù)據(jù)整形比較器 收信場(chǎng)強(qiáng)指示器North China Electric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例23North China Electric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章

19、通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例247.5.2 7.5.2 單片調(diào)幅單片調(diào)幅- -調(diào)頻接收機(jī)調(diào)頻接收機(jī) ULN2204A是美國(guó)斯普拉格公司生產(chǎn)的單片收音集成電路,它既可以接收中波調(diào)幅信號(hào), 也可以接收調(diào)頻信號(hào)。ULN2204A集成塊內(nèi)的調(diào)幅部分包含高放、混頻、本振、中放及檢波電路；調(diào)頻部分不含高放和混頻。其內(nèi)部電路方框圖和內(nèi)部電路圖為：North China Electric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例25North China Electric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通

20、信系統(tǒng)實(shí)例26North China Electric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例27（1 1）調(diào)幅接收機(jī)）調(diào)幅接收機(jī) 當(dāng)波段開(kāi)關(guān)SW1a和SW1b撥到AM端, 則可作為調(diào)幅收音機(jī)接收調(diào)幅電臺(tái)信號(hào), 此時(shí)電路主要由以下幾部分組成。 1、預(yù)選回路 由天線(xiàn)線(xiàn)圈L7與兩個(gè)可變電容組成調(diào)諧回路, 起選擇電臺(tái)頻率的作用。 選擇到的調(diào)幅信號(hào)由ULN2204A的第6和7腳送入片內(nèi)的混頻器。 2、本振電路 由片內(nèi)V32、V33、V34與5、13腳外接LC調(diào)諧回路（由本振變壓器初級(jí)線(xiàn)圈、C27和兩個(gè)可變電容組成）構(gòu)成差分對(duì)正弦波振蕩器, 振蕩

21、信號(hào)由V32的集電極輸出。 外接變壓器AT2的初級(jí)回路中的電容與調(diào)幅信號(hào)輸入回路中的電容是雙連可調(diào)的, 使本振頻率與輸入信號(hào)載頻正好相差一個(gè)465kHz的中頻信號(hào)，其振蕩電壓約為150mV。North China Electric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例283、混頻電路 由片內(nèi)V13V16、 V30V31組成的雙差分模擬乘法器實(shí)現(xiàn)乘積混頻功能。片外調(diào)諧回路饋入的調(diào)幅信號(hào)由6、7腳輸入到V30、V31的基極, 本振信號(hào)從V14、V15的基極輸入, 乘法器輸出端4、13腳外接LC中頻調(diào)諧回路, 選取中頻信號(hào)后又經(jīng)2、3腳送回

22、片內(nèi)的中頻放大器。 4、中頻放大電路 中頻放大電路由片內(nèi)五級(jí)直接耦合差分放大器V1V10組成, 單端輸入、 單端輸出。調(diào)幅接收時(shí),輸入端AT1與輸出端AT3的選頻回路均調(diào)諧在465 kHz上；而在調(diào)頻接收時(shí),輸入端FT2與輸出端FT3的選頻回路均調(diào)諧在10.7MHz上。雖然AT1的次級(jí)與FT2的次級(jí)串聯(lián), AT3與FT3串聯(lián), 但在任何一種接收情況下, 總有兩個(gè)回路是失諧的, 可視為短路。另外, 調(diào)幅接收時(shí), 因工作頻率低(小于1.65MHz), 故L5視為短路, C15視為開(kāi)路；調(diào)頻接收時(shí), 因工作頻率高(大于88MHz), 故L5和C15作為鑒頻器中的移相電路元件。片內(nèi)的中放電路是調(diào)幅接收

23、和調(diào)頻接收共用的。 North China Electric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例295、檢波電路 片內(nèi)的V18、V19、V21、V28和13、14、15腳外接LC移相電路(AT3)組成了差分全波峰值檢波電路。LC移相電路調(diào)諧于465kHz, 實(shí)現(xiàn)180相移。對(duì)于調(diào)幅信號(hào)來(lái)說(shuō), 13、14和15腳外接電容C15近似開(kāi)路, L5、FT3近似短路。 6、音頻放大電路 音頻放大電路由兩部分組成。第一部分是由V44、V45組成的PNP型差分放大器, V50為集電極有源負(fù)載, 用以提高電壓放大倍數(shù)；V52和V53均為射極跟隨器,

24、 起緩沖隔離和電平位移作用。 V36V39是多路微電流恒流源, 為音頻放大器提供合適的恒定電流。第二部分是PNP型復(fù)合管V48、V42和NPN管V49組成的互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)的OTL電路, 從V49集電極輸出的音頻信號(hào)經(jīng)12腳外接C19耦合到揚(yáng)聲器, 同時(shí), C19上的直流電壓又作為V49的集電極電源, 這是OTL電路固有的特點(diǎn)。North China Electric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例30（2 2）調(diào)頻接收機(jī)）調(diào)頻接收機(jī) 當(dāng)波段開(kāi)關(guān)SW1a和SW1b撥到FM端, 則可作為調(diào)頻收音機(jī)接收調(diào)頻電臺(tái)信號(hào)。調(diào)頻臺(tái)載頻范圍為88 MHz108 MHz, 遠(yuǎn)高于中波調(diào)幅臺(tái)載頻范圍535kHz1605kHz。 調(diào)頻接收電路由高頻調(diào)諧器、中放、 鑒頻、音頻放大幾部分組成, 其中音頻放大電路與調(diào)幅接收時(shí)完全相同, 中放電路僅外接中頻調(diào)諧回路不一樣, 片內(nèi)電路完全相同。下面僅介紹高頻調(diào)諧器與鑒頻器。North China Electric Power University通信電子電路通信電子電路第第7 7章章 通信系統(tǒng)實(shí)例通信系統(tǒng)實(shí)例311