隨著通信行業(yè)的飛速發(fā)展,電子產品廣泛用于生活的各個方面,給人們的日常生活帶來了巨大的改變。目前,手機在通信中有著不可替代的作用。然而,在短距離多人通信中物美價廉的對講機更實用。傳統(tǒng)的對講機只能完成語音通信,為了滿足應用要求,有必要增加文字通信功能。
1 系統(tǒng)整體設計
發(fā)射部分系統(tǒng)框圖如圖1所示,發(fā)射機由基帶信號發(fā)生器、信號輸入接口電路、控制器、FM調制器、功率放大器及阻抗匹配網絡、天線等組成。其中FM調制器由PLL芯片MC145152,壓控振蕩器(VCO)MC1648,高速分頻器MC12022,環(huán)路濾波器等電路組成?;鶐盘柊l(fā)生器由編碼芯片PT2262,鍵盤,音頻拾取器等組成。調制信號包括選呼、群呼、英文短信構成的數字信號,線路輸入和話筒輸入的模擬信號。
接收部分選用TI公司的低功耗單片機MSP430F449,收音芯片CXA1238作為解調電路的主體,PT2272完成數字信號的解碼與串并轉換。接收部分的整體框圖如圖2所示。
2 重要理論分析
2.1 關于傳輸距離的分析
傳輸距離是單工無線呼叫系統(tǒng)的綜合性能指標。無線通信最大傳輸距離為:
式中:Pt為發(fā)射機天線端輻射的有效功率;Smin為接收機的最小檢測功率;Gt,Gr分別為發(fā)射機天線和接收機天線的增益;K值在發(fā)射頻率確定的情況下基本是一個常量。要增大通信距離Rmax就必需提高天線的發(fā)射功率,使Pt盡量大,提高接收靈敏度,即降低Smin。
2.2 關于降低信號失真度的分析
輸出信號失真度也是單工無線呼叫系統(tǒng)的重要指標。該指標的優(yōu)劣取決于接收和發(fā)射兩個分機。收發(fā)系統(tǒng)要調整正常,兩者的頻率要對準,直流穩(wěn)壓電源紋波要小,還要防止外部干擾串入系統(tǒng)。
音頻信號的拾取要抑制背景干擾噪聲,濾波和放大時應選低噪聲低失調低頻運算放大器,并且工作在放大器的線性區(qū),確保音頻信號經過濾波與放大后不產生失真。收發(fā)系統(tǒng)采用調頻(FM)體制,以變容二極管做調諧元件,采用部分接入方式,并使變容二極管工作在線性區(qū)。
在多級電路中,噪聲系數主要取決于第一級,因此在信號接入CXA1238進行FM解調之前應選用低噪聲放大器放大小信號。本振LC回路的Q值越高越好,線繞電感應采取措施固定好。
3 部分主要功能電路的設計
3.1 壓控振蕩器
壓控振蕩器(VCO)以壓控振蕩器芯片MC1648為核心,外接LC諧振回路構成,變容二極管V149作為調諧原件。
3.2 鎖相環(huán)電路
MC145152是大規(guī)模集成鎖相環(huán)芯片,集鑒相器、可編程分頻器、參考分頻器于一體,為使分頻系數連續(xù)可調,由高速分頻器MC12022及MC145152內部的計數器完成吞咽脈沖計數法。鎖相環(huán)主要由相位比較器(PC)、壓控振蕩器(VCO)、低通濾波器三部分組成,如圖3所示。
阻抗變換電路
4 系統(tǒng)軟件的設計
4.1 發(fā)射部分程序設計
發(fā)射部分的程序主要分為按鍵處理模塊、液晶顯示模塊、數據處理模塊和字符轉換模塊四大部分,主要程序流程圖如圖5所示。
4.2 接收部分程序設計
接收部分的程序主要完成液晶顯示、按鍵處理和臺號轉換等功能。主要程序流程如圖6所示。
5 結語
本實驗中,在抗干擾方面采取了大量措施,如采用磁珠、電感、電容等去除電源紋波噪聲,數地和模地通過磁珠或電感隔離后再單點共地,重要模塊制成PCB板提高電源穩(wěn)定性,模塊與模塊之間的信號互聯采用屏蔽線防輻射與干擾。本設計集模擬與數字通信于一體,能廣泛地應用于日常生活中。