精品-毕业设计论文(1417、单片机).doc

引言 无论话音、图像还是数据信号，要利用电磁波发送到远端，都必须使用发射机产生信号，然后经过调制放大送到天线。发射机特性与使用场合有关。远距离系统中，大功率低噪声是首要指标。空间和电池供电系统中，效率必须要高。通信系统中，要求低噪声和高稳定性。 目前市场上大多数小功率调频广播发射器，采用了模拟振荡器，发射频率固定单一，稳定性还比较差，在相邻场地使用时经常会因为频率相近而产生干扰或者串音，影响正常的使用。使用数控锁相环技术的调频发射集成电路BH1415F制作的小功率调频发射器，不但频率稳定性好，而且在80.0MHz到109.9MHz范围内任意设置发射频率，步进为0.1MHz，从而能有效的避免调频台的邻频干扰。 数控调频发射机的用途很多，该系统广泛应用于工厂、学校、小区、村镇组建无线调频广播电台无线通讯工程笔记本计算机等的无线音频适配器/V等。发射机频率不稳定不但降低了通信的可靠性，而且增加了对邻近信道的干扰。 （2）发射机功率：通常是指发射机发射端的输出功率。与功率有关的指标有最大输出功率、频带功率波动范围、功率可调范围、功率的时间和温度稳定性，相关单位为mW、dBm、W、dBW等。发射功率决定了发射机服务范围的远近及所要求通信的可靠程度。 （3）效率：供电电源到输出功率的转换效率。这一参数对于电池供电系统尤为重要。 （4）噪声：包括调幅、调频和调相噪声，不必要的调制噪声将会影响系统的通信质量。 （5）谐波抑制：工作频率的高次谐波输出功率大小。通常对二次、三次谐波抑制提出要求。基波与谐波的功率比为谐波抑制指标。工程实际中，基波与谐波两个功率dBm的差为dBc。 （6）杂波抑制：除基波和谐波外的任何信号与基波的大小比较。直接振荡源的杂波是本底噪声，频率合成器的杂波除本底噪声外，还有可能是参考频率和其谐波。 1.2 发射机的基本结构 图1 .1 图1.2 图1 射频发射机的基本组成 要发射的低频信号与射频信号的调制方式有三种可能形式。 1.直接发生发射机输出的微波信号频率，再调制待发射信号。在雷达系统中常用脉冲调制微波信号的幅度，即幅度调制。调制电路就是PIN开关。调制后信号经功放、滤波输出到天线。 2.待发射的低频信号调制到发射中频（70MHz）上，经过多次倍频得到发射频率，然后再经过功放、滤波输出到天线。近代通信中常用此方案。 3.待发射的低频信号调制到发射中频（70MHz）上，与发射本振混频得到发射机输出频率，再经功放、滤波输出到天线。图像通信中，一般先将图像信号先做基带处理（6.5MHz），再进行调制。 射频发射机主要完成调制和功率放大两个功能。载波信号发生器产生用作载波的射频振荡信号。在简单情况下，它就是一个正弦波振荡器，产生一射频正弦波信号。在多数情况下，它是一个频率综合器，产生所需要的多种频率的射频正弦波信号。调制器的功能是把传输的基带信号调制到称之为载波的射频信号上，以利于信号通过空间进行传输。模拟信号的简单调制方式有幅度、频率和相位调制，而数字信号的相应调制方式有正交幅度调制、正交频分复用等。反射机射频信道中通常包含的滤波器用于选择出所需要传输的射频信号，抑制由调制器产生的、会对本传输信道和其他信道产生干扰的射频信号。功率放大器的功能是把受到调制的射频信号放大到一定的功率电平，以实现信号到预定距离的可靠传输。 2. 发射机的基本电路 这里主要介绍本设计涉及到的电路。 2.1 锁相环频率合成器 2.1.1 锁相环的基本原理 图2为锁相环的基本框图。它包括3个基本的部件：压控振荡器（VCO）、鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）。 鉴相器是相位比较装置，它把输出信号和参考信号的相位进行比较。产生对应于两个信号的相位差的误差电压。 环路滤波器的作用是滤除误差电压中的高频成分和噪声，可以保证系统所要求 图2 基本锁相环框图 的性能，增加系统的稳定性。 压控振荡器受控制电压的控制，使压控振荡器的频率向参考信号的频率接近，也就使差拍频率越来越低，直接消除频率差而锁定。 首先假设输入信号的角频率等于，而为VCO的中心频率，也即控制电压=0时的频率。此时，相位差为零，那么鉴相器输出也为零，环路滤波器输出必定为零，因为=。因此，VCO输出频率必然为其中心频率。 如果输入信号的角频率不等于，那么鉴相器会产生非零输出，环路滤波器也将产生输出信号，这使VCO的中心频率朝着相差消失的方向变化。 现在假设输入信号频率在时刻突变，输入信号的相位则开始则开始偏离输出信号相位，两者之间产生相位差，并随时间而增大。这时，鉴相器产生输出信号也随时间增大，经环路滤波延迟后，也增大，这使得VCO的频率提高，相位差减少，经过一段时间之后，VCO的频率也将精确的等于输入信号频率。其最终相位差将根据所使用的环路滤波器类型可能减少到零或很小的有限值。 显