通信工程专业论文

通信工程专业论文内容摘要：

17F的输出频率。 由于采用了集成芯片，电路设计简单， 系统可靠性高，并且利用锁相环频率合成技术可以使输出频率稳定度进一步提高。 所以本设计采用方案二。 频率合成器的设计方案论证与选择 频率合成是整机的核心，为了得到高度稳定的频率输出，并且输出频率可调，可以采用锁相环频率合成技术，输出频率稳定度与晶振的稳定度相当，达到 105，频率可以为任意值。 此技术采用 拨码开关 来实现控制。 方案一：模拟锁相环路法，通过环式的减法降频，将 VCO的频率降低，与参考频率进行鉴相。 优点是：可以得到任意小的频率间隔；鉴相器的工作频率不高，频率变化范围不大，比较好做，带内带外噪声和锁 定时间易于处理。 不需要昂贵的晶体滤波器。 频率稳定度与参考晶振的频率稳定度相同。 缺点是分辨率的提高要通过增加循环次数来实现，电路超小型化和集成化比较困难。 方案二：数字锁相环路法，如图 23所示，通过数字逻辑电路，把压控振荡器 （ VCO） 的频率降低到鉴相器的参考频率上，采用的是除法降频。 除具有方案一的优点外，克服了方案一的缺点，还能与灵活方便的数字电路结合，做成数控可变分频，得到任意的频率，并且便于集成化，大大简化电路连线，缩短电路制作时间，降低整机体积。 综合考虑，本设计采用方案二。 参考分频器 晶振 鉴相器 环路滤波器 压控振荡器 可编程分频器 参考 频率 输出 频率 7 图 数字锁相环频率合成原理 功率放大电路方案选择与论证 方案一：采用集成功放，放大倍数比较理想，性能好，体积小，但是价格比较高 方案二：采用晶体管组建放大电路，放大倍数小，电路复杂，价格低廉。 由于本设计放大倍数要求不高，决定采用方案二。 电源方案选择与论证 BH1417F 的正常 工作 电压为 ＋ 5V 直流电压，运放和三极管则需要＋ 9V直流电压，所以需对市电进行变压、整流、滤波、稳压，为系统提供这两种直流电压。 方案一： 采用变压器将 220V 交流电变换为 12V 交流电，再进行全波整流、滤波，最后用三端稳压管 LM7809 和 LM7805 进行稳压，可分别得到＋ 9V 和＋ 5V。 方案二： 采用电源模块得到 12V 直流电压输出，再通过三端稳压集成芯片进行稳压，得到两种输出电压。 方案一简单易行，且成本低， 本设计 采用方案一。 第 3 章 器件及其选择 本章介绍了调频发射部分的器件及选择。 8 调频 立体声 (1) 什么是 立体声 一个双耳健全的人坐在音乐厅内，可以听到交响乐队演奏乐曲的旋律和强弱远近的变化，并能判断出是何种乐器发出的声音，甚至能判断出各种乐器在舞台上的位置，即便闭上眼睛，也可以用双耳判定 声音发出的大致方位及声源的远近距离。 由此我们认识到：人们所感觉到的这种层次分明，具有立体感，方位感的音响效果，就是通常所说的立体声。 请注意，上述的“双耳健全”这几个字，如果你只用一只耳朵听音乐会，那绝不会有立体声的感觉，只有利用双耳，才能判断出声源的位置，才能有声音的立体感和方向感。 所以立体声是建立在双耳效应的基础上的。 (2) 调频立体声及特点： 用两个传声器分别检拾左右两部分声音信号，并将左右两个声道的信号按一定方式进行编码，然后调制在同一副载波上，再用调频的方式调制在主载波上并发送出。 这样的广 播，一个电台能同时播送左右两个声道的信号，称为调频立体声广播。 由于调频 (FM)方式比调幅(AM)方式具有抗干扰能力强、信噪比高、频带宽、音质好、容量大等优点，所以立体声广播的主载波采用调频的方式。 按照对副载波和主载波的调制方式，调频立体声广播可分为 AMFM和 FMFM 方式。 前者又分为导频制和极化调制制两种。 但是，不论哪一种制式，都必须考虑能与单声道调频广播兼容，即调频单声道收音机可以收听调频立体声广播，调频立体声收音机也可以收听调频单声道广播 (但没有立体声效果 )。 只有调频立体声收音机收听调频立体声广播时， 才有声音的立体感。 目前，国际上较为普及的立体声广播都是双声道的，而且使用最多的是采用导频制式，我国也采用这种制式。 国际调频广播的标准频段规定为 87～ 108MHz，我国、美国、欧洲一些国家就采用了这一标准频段。 也有些国家不采用这一频段，如苏联 (采用 ～ 73MHz)、日本 (采用 76～ 90MHz)及西欧的一些国家 (采用 ～ 104MHz)。 (3) 调频立体声广播的实现： 在导频制立体声广播中，为了实现兼容，广播电台须先将左 (L)、右 (R)两声道的信号，用矩阵电路变换成和信号 (L+R)和差信号 (LR)。 和信号相当于普通单声道调频广播的信号。 普通单声道调频收音机收到这个和、差信号之后，只能解调出和信号来，和信号已经包括了节目的全部内容，但不是立体声的，不能把左、右分离开。 立体声收音机收到这个和、差信号，通过的立体声解调器 (解码器 )，将左、右信号分离开，听到的是具有立体感的节目。 9 调频基本原理 调频是模拟角度调制的一种，属于非线性频率变换。 设高频载波 tUu ccmc cos ，调制信号为 )(tu ， 调频中 已调信号的频谱与调制信号频谱 之间不存在线性对应关系，而是产生出与频谱搬移不同的新频率分量，故呈现出非线性特征。 在连续波调制中，未调载波可以表示为： )co s()(   tAtC C如果幅度不变，起始相位为 0，而瞬时角频率是调制信号的线性函数，则这种调制方式称为频率调制。 其 瞬时角频率偏移 为 ： )(tfKFM （ 31） 瞬时角频率 L： )(tfK FMC  （ 32） 调频信号表示为： ])(c os [)(  dttfKtAtSFMCFM  （ 33） 若 tfAtAtf mmmm  2c osc os)(  则 ]s inc os []s inc os [)( m a x ttAttAtSmFMCmmCFM   （ 34） 其中调频指数： mmmFMmFM ffAK m a xm a x   （ 35） 展开（ 34）后再由第一类 n阶贝塞尔函数作为三角级数的系数，可以得到 tnJAtS mCn FMnFM )c os ()()(    （ 36） 它的傅氏变换即为频谱 )]()([)()( mCmCn FMnFM nnJAS    （ 37） 可见调频信号的频谱中含有无穷多个频率分量。 调频发射芯片 表 31 BH1417F 引脚属性表 引脚 属性 电压 引脚 属性 电压 1 左声道信号 输入端 1/2 CCV 22 右声道信号输 入端 1/2 CCV 10 21 加重时间调 整端 1/2 CCV 20 低通滤波器调 整端 1/2 CCV 4 滤波器端 1/2 CCV 5 复合信号输出 端 1/2 CCV 6 地 GND 7 锁相环输出端 8 电源正极 CCV 9 高频振荡器输 入端 4/7 CCV 10 高频地 GND 11 高频信号输出 CCV 12 锁相环电源 正极 CCV 1 14 晶体振荡器输 入端 15 传送使能 CE 16 传送时钟 CK 17 传送内容 DA 18 静音 MUTE 19 导频信号调 整端 1/2 CCV 调频还需要一些辅助电路，才能够达到较好效果，所以 本设计选用了一款专用发射芯片BH1417F， 因为 它具有下列优点： BH1417F 是一种无线音频传输集成电路，它可以将计算机声卡、游戏机、 CD、 DVD、 MP调音台等立体声音频信号进行立体声调制发射传输，配合普通的调频立体声接收机就可实现无线调频立体声传送。 适合用于生产立体声的无线音箱、无线耳机、 CD、 MP DVD、 PAD、笔记本计算机等的无线音频适配器开发生产。 这个集成电路是由提 高信噪比（ S/N）的预加重电路、防止信号过调的限幅电路、控制输入信号频率的低通滤波电路（ LPF）、产生立体声复合信号的立体声调制电路、调频发射的锁相环电路（ PLL）组成。 1）将预加重电路、限幅电路、低通滤波电路（ LPF）一体化，使音频信号的质 量比分立元件的电路（如： BA140 NJM2035等）有很大改进。 2）导频方式的立体声调制电路。 3）采用了锁相环锁频并与调频发射电路一体化，合发射的频率非常稳定。 4）采用了拨码开关直接频率设定，可设定 70120MHz频率，使用上非常方便。 11 图 BH1417F 结构原理图 图 元器件的尺寸以及封装 表 32 BH1417 个管脚内部结构图 12 脚位 属性 电路 电压 1 左声道信号输入端 1/2Vcc 22 右声道信号输入端 1/2Vcc 21 加重时间调整端 1/2Vcc 20 低通滤波器调整端 1/2Vcc 4 滤波器端 1/2Vcc 5 复合信号输出端 1/2Vcc 6 地 —— GND 7 锁相环输出端 —— 8 电源正极 Vcc 13 9 高频振荡器输入端 4/7Vcc 10 高频地 —— GND 11 高频信号输出 12 锁相环电源正极 —— Vcc 1 14 晶体振荡器输入端 —— 15 传送使能 CE —— 16 传送时钟 CK 17 传送内容 DA 18 音频静音 MUTE 19 导频信号调整端 1/2Vcc 14 （ 1）预加重电路 预加重电路是一个非线性音频放大器，它的内部工作点为 1/2 Vcc，因为它是非线性放大器，所以输入阻抗取决为内部电阻 R3=43KΩ，预加重时间取决于内部电阻 R2= 和外部电容 C1=2200p。 图 预加重电路 时间常数τ =C1R2 R1=1K 是一个限流电阻，防止自激的产生。 （ 2）限幅电路 图 限幅电路 限幅电路是由二极管限幅的反相放大器组成，它的内部工作点为 1/2 Vcc。 （ 3）低通滤波电路 低通滤波电路是 由二阶低通反馈放大电路组成，它的分频点为 15KHz。 15 图 低通滤波电路 公式如下 : Cf=1/ω 0 Rf （ 38） C1=3Q Cf （ 39） C2=Cf/3Q （ 310） 运算过 程如下： Q=、ω 0= 、 fc=15KHz R1=R2=R3=Rf=100KΩ Cf=1/ω 0 Rf=1/（ 2π ） = C1=3Q Cf ==144pF≈ 150pF C2=Cf/3Q=()=48≈ 50pF （ 4）立体声调频 音。