无线通信实践教学模块设计——基于d1800的调频收音机对讲机系统设计_毕业设计(编辑修改稿)

无线通信实践教学模块设计——基于d1800的调频收音机对讲机系统设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

全国前列，是全国最重要的对讲机生产基地，也是全球最多生产对讲机企业基地之一，专业从事对讲机生产的企业（包括外销企业）就有四十多家。 其中对讲机品牌企业 10 余家，创造了国内产量最大、在理论和实践上位列世界前五名、服务全球用户的对讲机品牌，抢了洋品牌不少的饭碗。 一批起点较高的 “ 中国造 ” 已经向美国、日本、 欧盟 等世界 80 多个国家和地区出口，出口贸易呈增长趋势。 对讲机市场的迅猛发展，也从侧面反映出我国国民经济有了高速发展。 今天我国已是世界移动通信第一大国，但由于我国人口达 13 亿之多，我国每百人拥有量仍处于较低水平，这一反差巨大的情况既说明我国在发展移动通信方面取得了巨大的成就，也预示了今后发展我国对讲机方面有着广阔的空间和美好的前景，随着建筑业、交通业、石油化工等产业的快速发展，对讲机的需求量将越来越大，对讲机市场容量将进一步扩大。 我国对讲机总的发展趋势，将加速提高对 讲机产品的技术含量，朝着智能化、个性化、轻巧型的方向发展，朝着民用的方向发展。 品牌的东西不仅好在 “ 形 ” ，更在 “ 神 ” ，而这种说不清楚的 “ 神 ” 就是由设计 3 水平决定的。 因此，自主研发、科技创新把国内的民用对讲机市场培育起来，也是我国对讲机制造业的一项重要任务，这样自然就有了进一步提高和创新的基础[9]。 设计内容 系统 设计了一款基于 D1800 的音频信号处理硬件平台， 该平台有 接收电路，发送电路， 调制电路 ，混频电路，放大电路，振荡 电路等 ， 其中 主要以接收电路和发送电路为主。 此外 ，根据系统 要求 (如性能、价格、功耗、供货商 )选择电路芯片型号。 设计好电路后 使用 Altium Designer 画出原理图，并设计成 PCB 板 ，最终印刷成电路板并实现调试工作。 在设计 PCB 板时考虑了 原件的封装、尺寸、以及板子的尺寸，同时在元器件布局的时候也 考虑了 系统的抗干扰性、电磁兼容性、稳定性等等。 基于具有如此大的市场需求加上此领域技术和人才的缺乏，将调频收音机对讲机 列为院校的教学工具，作为科研实验素材，既是应社会之需，为其提供更多的专业人才，也是给学生 一个很好的学习平台。 4 第 2章 系统 总体方案设计 系统分析 本套件用的核心芯片为 D1800，它作为收音接收专用集成电路，功放部分选用D2822，对讲发射部分采用两级放大电路。 第一级为振荡兼放大电路；第二级为发射 电路 ，采用专用的发射管使发射效率和对讲距离 大大提高。 它具有造型美观、体积小、外围元件少、灵敏度高、性能稳定、耗电省、输出功率大等优点。 只要按要求装配无误，装好后稍加调试即可收到电台，无需统调 [9]。 系 统 基本结构 如 图。 它由 接收电路，发送电路， 调制电路 ，混频电路，放大电路，振荡电路 等几个部分组成。 图 系统 发射、接收 框图 对讲发射原理 变化着的声波被驻极体转换为变化着的电信号，经过 R R C1 阻抗均衡驻集体（声音） 音频放大 调制 LC 振荡 高频信号 （天线） 混频 本振信号 中频信号 （ ） 中频放大 检波 耦合 放大 喇叭 5 后，由 VT1 进行调制放大 ； C C C C L1 以及 VT1 集电极与发射极间的结电容 Cce 构成一个 LC 振荡电路，在调频电路中，很小的电容变化也会引起很大的频率变化， 当电信号变化时，相应的 Cce 也会有变化，这样频率就会有变化，就达到了调频的目的； 经过 VT1 调制放大的信号经 C6 耦合至发射管 ， VT2 再 通过 TX、 C7 向外发射调频信号 ， VT1 为 9018 是振荡放大三极管， VT2 为 D40 是专用发射管 [9]。 收音机（或接收）原理 调频信号由 TX 接收，经 C9 耦合到 IC1 的 19 脚内的混频电路。 IC1 第 1 脚内部为本机振荡电路， 1 脚为本振信号输入端， L C、 C C11 等元件构成本振的调谐回路； 在 IC1 内部混频后的信号经低通滤波器后得到 的中频信号，中频信号由 IC1 的 9 脚 的内部 电路进行中频放大、检波 ， 9 脚外接的电容为高频滤波电容； 此时，中频信号频率仍然是变化的，经过静噪的音频信号从 14 脚输出耦合至 12 脚内的功放电路，第一次功率放大后的音频信号从 11 脚输出，经过 R C2 RP，耦合至 IC2 进行第二次功率 放大，推动扬声器发出声音[9]。 系统 总体 原理图 图表 系统原理图 6 芯片 选 型 D1800 芯片介绍 D1800 为单片 FM/AM 收音机电路， FM 部分包含混频，本振中放，鉴频，静噪，低通滤波器等； AM 部分包括高放检波，此外还有音频驱动级和功放电路，用一块 D1800 电路和少数外围元件，可制作完整的收音机。 其主要特点有外接元器件少，功耗低为 ，工作电压较低，其 工作 电源电压范围为 ~5V。 引 脚 功能 如 表 所示： 表 D1800 引脚功能 引出端序号 功 能 符 号 引出端序号 功 能 符 号 1 FM 本振输入 FM OSC 12 功放输入 PW IN 2 AM 高频控制 IF 13 静噪 MUTE 3 电源 Vcc 14 前置输出 OUT 4 滤波 LPF 15 FM/AM 移 换开关 CHANG 5 滤波 LPF 16 移相端 PHASE 6 滤波 LPF 17 移相端 SHIFTER 7 滤波 LPF 18 地 GND 8 滤波 LPF 19 FM 输入 FM IN 9 滤波 LPF 20 混频器旁路 MIX DET 10 FM 鉴频旁路 FM DET 21 AGC 控制 AGC 11 功放输出 PW OUT 22 AM 输入 AM IN 其 特性曲线如所示： 图 D1800 特性曲线 7 D2822 芯片介绍 D2822 用于便携式录音机和收音机作音频功率放大器。 电源电压降到 时仍能正常工作，交越失真小，静态电流小，可作桥式或立体声式功放应用，外围元件少，通道分离度高，开机和关机无冲击噪声，软限幅 [9]。 引脚功能如表 所示： 表 D2822 引脚功能 引出端序号 功 能 符 号 引出端序号 功 能 符 号 1 1 通道输出 1 OUT 5 2 通道反相输入 2 IN 2 电源 Vcc 6 2 通道同相输入 2 IN+ 3 2 通道输出 2 OUT 7 1 通道同相输入 1 IN+ 4 地 GND 8 1 通道反相输入 1 IN 其特性曲线如图 所示： 图 D2822 特性曲线 本章小结 本章从全局出发根据系统设计的要求，探讨了基于 D1800的 音频 信号处理 硬件平台 的总体设计 方案，阐述了系统的基本结构和工作过程，并根据各个功能模块特点对 主 要处理器芯片的选型进行了分析。 8 第 3章 系 统 硬件 设计 通信系统基本设计 在通信系统中 ，一般 要进行两种变换和反变换。 在发送端 ，第一个变换是输入变换器，它把传递的 信息变换成电信号，该信号一般是低频的，通常称该信号为 基带信号；第二种变换是发射机将基带信号变换成其频带适合在信道中有效传输的信号形式，并送入信道 ，这种变换称为调制。 在接收端，接收机从信道中选取欲 接收 的已调波并将其变换成为基带信号，此变换成为解调 ；输出变换器最后将基带信号变换为相应的信息。 在无线通信中，必须把基带信号变成射频已调信号原因有二：第一是为了有效的把信号用电磁波辐射出去，而为了 有效的将信号的能量辐射到空间，必须要求天线的长度和信号的波长比拟（例如至少十分之一），因此为了有效的辐射，发射信号的频率必须是高频。 第二是为了有效的利用频带，一般要传送的基带信号频率范围都差不多，比如 对讲机的工作频率范围为 88MHz— 108MHz， 如果对讲机直接发射这些信号，就会相互干扰，令接收机无法 区分，只有将不同频率的音频信号调制到对应的不同频率的载波上，变成中心频率的频带信号，接收机才能任意选择所需要的音频信号而抑制其余不。