單工無線發(fā)射接收系統(tǒng)的制作（精編版）

1、單工無線發(fā)射接收系統(tǒng)的制作1 總體設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)要求為：設(shè)計(jì)一個(gè)單工無線發(fā)射接收系統(tǒng), 實(shí)現(xiàn)無線發(fā)射機(jī)至接收機(jī)間的單工語音傳輸業(yè)務(wù)。具體設(shè)計(jì)要求： 設(shè)計(jì)發(fā)射頻率在 32mhz 左右，無線發(fā)射機(jī)傳送信號的輸入采用線路輸入方式，采用分立元件構(gòu)成音頻無線發(fā)射電路。 設(shè)計(jì)一個(gè)與發(fā)射機(jī)相對應(yīng)的頻率的無線接收機(jī)，接收機(jī)采用第三代立體聲接收機(jī)要求采用立體聲播放，音質(zhì)好。放收音機(jī)電路cxa1238 組成的單片收音機(jī)，用揚(yáng)聲器收聽語音信號。 傳送信號為正弦波，在300hz3400hz時(shí)，系統(tǒng)發(fā)射功率20mw 左右。 要求無線收發(fā)室內(nèi)通信距離不小于5 米。 要求無線天線采用拉桿天線或?qū)Ь€，長度小于等于1 米。 系統(tǒng)

2、可實(shí)現(xiàn)無明顯失真的語音傳輸。2 方案論證與比較音頻無線發(fā)射電路設(shè)計(jì)方案論證與選擇方案 1：采用集成芯片mc2833 及相關(guān)電路構(gòu)成。它可構(gòu)成發(fā)射高頻率信號的功率放大器。電路主要由音頻放大器、可變電抗器、射頻振蕩器、輸出緩沖器以及放大電路構(gòu)成。本方案調(diào)頻發(fā)射機(jī)的工作原理： 先將語音通過話筒變成音頻電壓信號送給音頻放大器進(jìn)行音頻電壓放大，此音頻電壓信號經(jīng)耦合電容送給可變電抗改變電抗值，而由可變電抗以及電感、 晶體與高頻振蕩器組成調(diào)頻振蕩電路，產(chǎn)生調(diào)頻波經(jīng)緩沖送給兩級二倍頻放大器。 電路基本框圖如圖1 所示。但由于該方案涉及到的諧振回路較多，不易統(tǒng)調(diào)，因而頻率不易控制， 導(dǎo)致信號不穩(wěn)定， 容易跑臺，

3、實(shí)現(xiàn)較為困難。前置放大可變電抗振蕩電路緩沖放大二倍頻電路放大電路音頻輸入射頻輸出圖 1 mc2833電路基本框圖方案 2：采用集成芯片ba1404及相關(guān)電路構(gòu)成。它主要由前置音頻放大器，立體聲調(diào)制器， fm 調(diào)制器及射頻放大器組成。利用內(nèi)部參考電壓改變變?nèi)荻O管的電容值，可實(shí)現(xiàn)發(fā)射頻率的調(diào)整， 電路框圖如圖 2所示。本方案可實(shí)現(xiàn)立體聲調(diào)頻發(fā)射，典型調(diào)頻頻段為 75-108mhz ，不足是振蕩頻率不易調(diào)整，尤其是低端頻率實(shí)現(xiàn)困難，難以實(shí)現(xiàn)要求頻段的調(diào)整。圖 2 ba1404 電路基本框圖方案 3：采用分立元件構(gòu)成音頻無線發(fā)射電路。圖3 所示為分立元件調(diào)頻電路框圖。利用三極管構(gòu)成高頻振蕩器， 調(diào)節(jié)

4、相應(yīng)的電感和電容的大小，可產(chǎn)生穩(wěn)定的中心頻率，在音頻信號的作用下， 可產(chǎn)生相應(yīng)的調(diào)頻波， 再經(jīng)過緩沖放大和末級功率放大，得到需要的調(diào)頻信號。 相對前兩種方案， 本方案不僅電路簡單， 而且調(diào)試控制非常靈活，可靠性好，抗干擾能力強(qiáng)，容易實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的要求。振蕩調(diào)制電路音頻輸入調(diào)諧放大功率放大射頻輸出圖 3 分立元件調(diào)頻電路框圖綜上所述，本設(shè)計(jì)選擇方案3，即利用分立元件構(gòu)成音頻無線發(fā)射電路。音頻無線接收電路設(shè)計(jì)方案論證與比較方案 1：采用芯片 mc3362 。該芯片是美國 motorola公司生產(chǎn)的單片窄帶調(diào)頻接收電路，主要應(yīng)用于語音通訊和數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線接收機(jī)。調(diào)頻接收電路框圖如圖4所示。 mc3362

5、片內(nèi)包含振蕩電路、混頻電路、限幅放大器、積分鑒頻器、場強(qiáng)指示驅(qū)動(dòng)及載頻檢波電路等電路。具有低供電電壓、低功耗、靈敏度高等特點(diǎn)，主要應(yīng)用于語音和數(shù)字通訊的接收設(shè)備。但是該電路較多用于調(diào)頻廣播接收，在要求的頻段內(nèi)進(jìn)行調(diào)試相對困難。圖 4 mc3362 調(diào)頻接收電路框圖高放本振 1中放 1中放 2本振 2鑒頻低放右聲道輸入左聲道輸入調(diào)頻電路放大電路射頻輸出方案 2：采用集成芯片 cxa1019s 。該芯片內(nèi)部電路包括了am/fm 收音機(jī)從天線輸入經(jīng)調(diào)頻高放、本振、混頻在由中放、檢波、直至調(diào)頻功放的整個(gè)環(huán)節(jié)。調(diào)頻接收電路，將調(diào)幅輸入端ic 對變頻信號公共端短路，拉桿天線經(jīng)耦合電容到帶通濾波器，該濾波器

6、的作用是抑制調(diào)頻波段以外的信號的干擾。cxa1019s雖然把調(diào)頻頭電路集成進(jìn)去，提高了集成度，但是相對cxa1238s 增益較低，因而接收靈敏度較低。調(diào)頻接收電路框圖如圖5 所示。圖 5 cxa1019s調(diào)頻接收電路框圖方案 3：采用集成芯片 cxa1238s 。在片內(nèi)集成了混頻、中放、鑒頻及立體聲解碼等功能，該芯片內(nèi)部包含 fm前置放大、立體聲解調(diào)放大、 fm中頻放大及鑒頻等環(huán)節(jié)，尤其是芯片內(nèi)采用了鎖相技術(shù)，由于芯片高度的集成化， 因而接收機(jī)電路外圍元件極少、中心穩(wěn)定，調(diào)諧簡單、抗干擾性強(qiáng)、電路穩(wěn)定，調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)。綜上所述，本設(shè)計(jì)選擇方案3，即采用 cxa1238s 構(gòu)成的 fm解調(diào)電路。

7、3 單元電路設(shè)計(jì)音頻無線發(fā)射電路的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中的聲音調(diào)頻發(fā)射部分采用常用分立元件構(gòu)成電路。如圖 6 所示。射頻電路由高頻振蕩器、 緩沖放大器、 末級功率放大器及天線組成。高頻振蕩器用來產(chǎn)生載頻信號，頻點(diǎn)落在 32mhz內(nèi)，通過改變電感量即可改變發(fā)射頻率。在音頻信號的作用下，通過改變晶體管極間電容實(shí)現(xiàn)調(diào)頻，產(chǎn)生相應(yīng)的調(diào)頻波，射頻信號由三極管q1的發(fā)射極輸出，送到三極管q2 、電感 l2、電容 c8、電阻 r5等組成的緩沖放大器進(jìn)行功率提升， 并可減輕末級放大電路對振蕩器的影響。末級為高頻丙類窄帶放大， 通過后級功率放大器對功率再進(jìn)一步放大，經(jīng)電容c13 耦合到發(fā)射天線向周圍空間輻射。調(diào)頻電路是通

8、過改變晶體管極間電容實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的，由于任何pn結(jié)在加反向電壓時(shí)，反向電壓的變化將會(huì)引起結(jié)電容的變化，即所謂變?nèi)菪?yīng)。 在晶體三極管電路中，集電結(jié)就是一個(gè)加有反向電壓的pn結(jié)。利用集電結(jié)的變?nèi)菪?yīng)也可實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。圖 6 中，三極管 q1 、電感 l1、電容 c3、c5 、c7和 cbc構(gòu)成電容三點(diǎn)式振蕩電路，其工作原理如下：對高頻而言， q1基極是接地的，所以是共基極電路。集電極- 基極間的 pn結(jié)處于反高放中放本振鑒頻低放向偏壓狀態(tài)，結(jié)電容cbc相當(dāng)于并聯(lián) l1 c3 諧振回路兩端，能影響振蕩頻率。調(diào)制電壓加于 q1基極，以改變 q1的基極電位，使集電極與基極間的反向偏壓發(fā)生了變化，從而使極間電容

9、cbc跟隨調(diào)制電壓而變，這就實(shí)現(xiàn)了調(diào)頻。此電路的中心頻率可通過回路可變電容 c3來進(jìn)行調(diào)整，工作在32mhz 。圖 6 調(diào)頻無線發(fā)射電路圖取中心頻率為32mhz ，經(jīng)查三極管 9018 的靜態(tài)結(jié)電容 cbc為 2pf，取 c3、c5、c7的值分別為：、10pf、39pf,根據(jù)以下頻率的計(jì)算公式計(jì)算電感值。電路的中心頻率計(jì)算公式如下：clf1021（）式中，pfccccccccb1137575（）得：hcfl2.221201（）在實(shí)際調(diào)試中，電感l(wèi)1和電容c3需要微調(diào)以滿足中心頻率的要求。音頻無線接收電路的設(shè)計(jì)1 2 3 4 5 6 7 8 910111213141516171819202122

10、2324252627282930ic cxa1238s4.7uc112.2kr5220kr131kr910uc910krp2(r4)100r310.7khzy13.3ucm10.7mhzbz330r10led10.01uc194.7uc1833uc161uc17vcc100uc15led21kr87.5kr67.5kr71uc120.01uc130.01uc1410uc2382pc2782pc2582pc26103c24l2l1w0.4uc10tda282287654321tda28221000uc240.1uc254.7r14speaker110uc270.1c26vcc1000uc280.

11、1uc294.7r15speaker21000uc301000uc290.1uc320.1uc3110kr1710kr16bb910vd1680pc31l3l447pc3218pc34680pc5bb910vd233pc33res2r20100kr19vd2.8v-9.6v3pc35fosc out圖 7 音頻無線接收電路電路設(shè)計(jì)如圖 7 所示，工作原理如下：天線接收到的 fm信號。經(jīng)過 3040mhz 帶通濾波器（ bpf ） ，加到 ic 的 18 腳，送至內(nèi)部 fm前置放大電路，經(jīng)高放、混頻后解調(diào)出的中頻信號，并由16腳輸出。20腳外接 fm高放調(diào)諧回路， 22 腳為 fm本振調(diào)諧回路。

12、 fm中頻信號經(jīng)陶瓷濾波器b2，饋入 13腳 fm中放和鑒頻電路。 26 腳外接 fm陶瓷鑒頻器 b3，它的中心頻率為， 這樣可以省去鑒頻 s曲線的調(diào)整，但其色標(biāo)（表示頻率偏差）必須與b2一致。 15 腳外接波段選擇開關(guān)， 通過 ic 內(nèi)部 fm/am 直流電路的作用， 來選擇工作狀態(tài)。 當(dāng) s1斷開時(shí)為 fm波段， s1接地時(shí)為 am波段。 12 腳為調(diào)諧指示驅(qū)動(dòng)電路的輸出端，使得接收信號最大時(shí)，外接發(fā)光二極管led1指示最亮。經(jīng)檢波后的立體聲復(fù)合信號 （或單聲道信號），由 ic 內(nèi)直流放大器放大、 濾波后變換成 agc/afc 控制電壓，由 10 腳輸出，通過 r1反饋至 23腳，用于控制

13、內(nèi)接變?nèi)莨艿牡刃щ娙荩赃_(dá)到修正本振頻率的作用。改變外接電容c7的容量，可以調(diào)整afc的引入范圍。立體聲復(fù)合信號經(jīng)放大后，分別送至立體聲解調(diào)器、鑒相器1 和鑒相器 2。鑒相器 1、壓控振蕩器（vco ）和分頻器組成鎖相環(huán)。 vco 產(chǎn)生 76khz的振蕩信號，經(jīng)二分頻變成 38khz立體聲解調(diào)開關(guān)信號，送至解調(diào)放大器。再經(jīng)過二分頻，移相90后的 19khz信號與復(fù)合信號中的19khz導(dǎo)頻信號在鑒相器1 中進(jìn)行相位比較，輸出一個(gè)誤差電壓。由外接濾波器（29 腳和 1 腳之間）濾除高頻成分后，用于控制vco 的振蕩頻率和相位， 直至環(huán)路鎖定。 vco 的自由振蕩頻率可以通過27腳外接電阻來微調(diào)，從

14、而調(diào)整跟蹤導(dǎo)頻信號的捕捉范圍。鑒相器 2 的作用是鑒出立體聲 / 單聲道開關(guān)控制信號。當(dāng)分頻后的19khz信號和輸入導(dǎo)頻信號的頻率相同，相位差為零時(shí)，輸出正電壓最大，經(jīng)低通濾波器濾波（2、3 腳外接電容）和直流放大后，打開“立體聲/ 單聲道”開關(guān)，并驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮4 腳外接立體聲指示發(fā)光二極管led2 。另外， 4 腳還可用來檢測vco 振蕩頻率。解調(diào)放大輸出的左、 右聲道信號， 分別從 6 腳和 5 腳輸出，送給 tda2822 雙功放電路的輸入端 6 腳和 7 腳。tda2822采用 8 腳雙列直插封裝，體積小，外圍元件少，工作電源電壓范圍29v，在 vcc=6v 時(shí)，輸出功率為430mw/8

15、和 240mw/16 ；在vcc= 時(shí)，輸出功率為220mw/8 和 125mw/16 。rp2為立體聲雙聯(lián)電位器，控制左、右聲道的音量， xs為立體聲插座，可用于外接立體聲耳機(jī)或一對小型音箱。（說明：本電路盡管提供了雙聲道信號的解碼、放大輸出，但該系統(tǒng)只使用了一個(gè)聲道）。芯片詳細(xì)資料 tda2822芯片的管腳說明：tda2822各引腳的功能 1、放大器 1 輸出；2、供電正電源輸入，支持15v 3、放大器 2 輸出4、地5、放大器 2 輸入負(fù)端6、放大器 2 輸入正端7、放大器 1 輸入正端8、放大器 1 輸入負(fù)端圖 8 tda2822 芯片的管腳圖rlrl100ufc1100ufc20.1

16、ufc60.1ufc71000ufc41000ufc510ufc310kr110kr2( l )( r)+vs1316146114.5.12.138inin圖 9 tda2822立體聲放電路 cxa1238的詳細(xì)資料cxa1238是性能優(yōu)良的收音集成電路，內(nèi)部有am 、fm的高放、混頻、中放、檢波、鑒頻以及 fm立體聲解碼、自動(dòng)頻率控制電路等功能， cxa1238和其他公司的同類收音 ic 相比，聽覺效果也更理想。集成電路 cxa1238s 芯片內(nèi)部框圖如圖10 所示。nc2input-(1)3gnd4gnd5output(1)6nc7+5v8input+(1)1input+(2)16nc15

17、input-(2)14gnd13gnd12output(2)11nc10nc9tda2822圖 10 集成芯片 cxa1238s 內(nèi)部框圖cxa1238 各引腳功能：1、29 腳是內(nèi)部立體聲解碼用的鎖相環(huán)振蕩器的環(huán)路濾波器；2、3 腳是內(nèi)部立體聲解碼用的振蕩信號產(chǎn)生，需要關(guān)閉立體聲時(shí)，可以在2 腳接一只電阻對地；4 腳是立體聲解碼信號的檢測與指示，收到立體聲后燈會(huì)亮；5、6 腳分別是左右聲道音頻信號輸出；7 腳為供電腳，輸入2-8v 的直流電壓可以正常工作；8 腳為內(nèi)部電源濾波；9、10 腳為 fm自動(dòng)頻率控制的濾波， am時(shí)則是自動(dòng)增益控制電路的濾波，電容改變延時(shí)時(shí)間；11 腳公共腳接地；1

18、2 腳調(diào)諧指示，調(diào)準(zhǔn)電臺時(shí)此燈亮；13 腳 fm中頻信號輸入，信號放大后再經(jīng)過鑒頻（調(diào)頻解調(diào)）取出音頻信號；14 腳 am中頻信號輸入，信號放大后再經(jīng)過檢波（調(diào)幅解調(diào)）取出音頻信號；15 腳 am 、fm的波段轉(zhuǎn)接，用于am波段時(shí)應(yīng)直接接地；16 腳 fm/am 中頻信號輸入，然后由不同的選頻器選出am 、fm的信號；17 腳公共腳接地；18 腳 fm天線信號輸入，一般接拉桿天線，高檔機(jī)會(huì)再加上選頻網(wǎng)絡(luò)，加轉(zhuǎn)換電路接室外天線；19 腳 am天線信號選臺輸入， 一般都是磁棒線圈， 直接感應(yīng)空中的電磁波 （中波、短波） ；20 腳 fm天線信號選臺放大， fm收音的靈敏度、選擇性由本腳的電感和電容

19、決定；21 腳內(nèi)部基準(zhǔn)穩(wěn)壓電路，高放振蕩偏置；22 腳 fm振蕩信號頻率調(diào)節(jié)，產(chǎn)生比電臺高的振蕩信號，接收頻率范圍由此腳決定；23 腳 fm振蕩信號自動(dòng)頻率控制電路，內(nèi)部是一支變?nèi)荻O管；24 腳 am振蕩信號頻率調(diào)節(jié)，產(chǎn)生比電臺高465khz的振蕩信號，接收頻率范圍由此腳決定；25 腳靜音功能，調(diào)臺過程中，沒調(diào)準(zhǔn)時(shí)噪音大時(shí)自動(dòng)減小音量；26 腳 fm鑒頻器濾波器，目的是為了還原調(diào)頻的音頻信號；27 腳立體聲壓控振蕩器調(diào)節(jié)，此頻率最終會(huì)受到調(diào)頻廣播中立體聲導(dǎo)頻解碼信號控制；28 腳控制電壓濾波。音頻無線接收電路pcb音頻無線接收電路印刷板圖11 所示，在制作過程中，有很多與低頻電路相比需要特別

20、注意的地方。總的來說，高頻pcb 布線規(guī)則需要注意以下幾點(diǎn)： 盡可能縮短高頻元器件間的距離，提高抗干擾性。 具有較大電位差的器件，應(yīng)當(dāng)加大它們之間的距離。 要考慮信號流程保持一致即從左至右流向，電源流程與信號流程方向相反。 高頻電路注意布線方向，注意分布參數(shù)，兩層之間應(yīng)盡量垂直布線。 接地線應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)脑黾訉挾?，減少阻抗值，從而減少由于pcb版本身的阻抗對信號的干擾，增加系統(tǒng)的抗干擾性。圖 11 音頻無線接收電路印刷板圖4 系統(tǒng)測試分級調(diào)試 單工無線發(fā)射機(jī)調(diào)試：由于發(fā)射機(jī)線圈采用的是電視機(jī)中周改裝而成，電視機(jī)中周的中頻為 38mhz ，為了使電容電感在32mhz 頻點(diǎn)達(dá)到最佳匹配，需要調(diào)整l、c

21、值。具體的調(diào)試方法為：在 lc振蕩電路中，把振蕩產(chǎn)生的信號接入示波器，調(diào)節(jié)中周的磁芯改變 l的值使示波器的頻率讀數(shù)達(dá)到32mhz 左右。中周底部還存大一個(gè)分布電容，但是根據(jù)感抗值與容抗值相等，經(jīng)計(jì)算需要增大電容值才能實(shí)現(xiàn)最佳匹配。所以可并聯(lián)不同容值的電容，觀察示波器波形，使幅度達(dá)到最大，則l、c實(shí)現(xiàn)最佳匹配。調(diào)試兩級 lc 選頻網(wǎng)絡(luò)的過程：用高頻信號發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)32mhz 的載波信號接入選頻網(wǎng)絡(luò)，把選頻網(wǎng)絡(luò)的輸出端接入數(shù)字存儲示波器，首先調(diào)節(jié)中周的磁芯使示波器上的波形幅度達(dá)到最大， 且波形沒有失真。 通過并聯(lián)電容來改變回路的容抗值使l、c實(shí)現(xiàn)最佳匹配，使波器上的波形在32mhz 時(shí)幅度達(dá)到最

22、大，且波形無明顯失真。完成lc 選頻網(wǎng)絡(luò)的調(diào)試，用插線連接各級電路。 單工無線接收機(jī)調(diào)試：首先把接收機(jī)的本振和選頻部分接入電路，把接收機(jī)的揚(yáng)聲器兩路信號接入數(shù)字存儲示波器。利用高頻信號發(fā)生器進(jìn)行信號發(fā)射，通過數(shù)字存儲示波器觀察波形。改變高頻信號發(fā)生器的頻率，同時(shí)注意觀察示波器的波形，當(dāng)示波器的信號幅度最大時(shí)，可以確定線圈的諧振點(diǎn)， 然后改變線圈的磁芯， 重新改變高頻信號發(fā)生器的頻率， 同時(shí)觀察示波器進(jìn)行調(diào)整。 當(dāng)高頻信號發(fā)生器的發(fā)射頻率調(diào)至 32mhz 時(shí)，示波器的波形幅度調(diào)至最大， 且波形無明顯失真， 完成接收機(jī)的調(diào)試。接收機(jī)不需要通過改變電容來改變回路的容抗值，是因?yàn)殡娐分杏幸粋€(gè)變?nèi)荻O管

23、，變?nèi)荻O管主要通過改變兩端的電壓來改變它的電容值。統(tǒng)調(diào) 用低頻信號發(fā)生器給調(diào)頻發(fā)射電路以一定頻率的信號（一個(gè)300hz 3400hz的正弦波）接入無線發(fā)射機(jī)電路的音頻輸入點(diǎn)通過單工無線發(fā)射機(jī)進(jìn)行發(fā)射，然后用調(diào)頻接收機(jī)裝置來接收，用示波器來檢測調(diào)頻接收輸出的信號和信號源波形基本相同，這說明發(fā)射接收部分工作正常。統(tǒng)調(diào)的系統(tǒng)框圖：圖 12 統(tǒng)調(diào)的系統(tǒng)框圖 用cd 機(jī)輸入單工無線發(fā)射機(jī)一個(gè)音頻信號，進(jìn)行發(fā)射。通過接收機(jī)進(jìn)行接收，把揚(yáng)聲器接入電路。 通過微調(diào)整發(fā)射和接收機(jī)線圈進(jìn)一步進(jìn)行調(diào)整，使音樂的聲音響度和清晰度得到改善。 可以在發(fā)射電路正負(fù)電源之間適當(dāng)?shù)牟⒙?lián)電容，進(jìn)行濾波， 減少雜波干擾，使音樂信號達(dá)到最佳的播放效果。測試使用的儀器測試使用的儀器設(shè)備如表1