《单工无线呼叫系统总结报告》.doc

单工无线呼叫系统（发射部分） 一、方案比较与论证 2 1、设计思路 2 2、方案比较与选择 2 二、系统电路设计 3 1、压控振荡器设计 3 2、锁相环电路设计 5 3、功率放大电路设计 5 三、测试结果与调试 7 1、输出载波频率准确度的测试 7 2、误差分析 7 四、结果分析及结论 8 附录 9 附录二：主要原件清单 9 附录二：电路图 10 摘要：单工无线呼叫系统分发射和接收两大部分。发射部分采用锁相环式频率合成器技术，MC145152 和MC12022 芯片组成锁相环，将载波频率精确锁定35MHz，输出载波的稳定度达到4×10-5，准确度达到3×10-5，由变容二极管V149 和集成压控振荡器芯片MC1648实现对载波的调频调制；末级功放选用三极管9018，提高了放大器的功率。 关键词： 锁相环、压控振荡器 一、方案比较与论证 1、设计思路 题目要求设计一个单工无线呼叫系统，发射部分采用由变容二极管和集成压控振荡器芯片实现振荡频率的电压控制及对载波的调频调制；加入由频率合成芯片、高速分频器、运算放大器和晶体振荡器等组成的数字锁相环路，使输出频率稳定度达到与参考晶振同等水平。 2、方案比较与选择 （1）调制体制的方案论证与选择 方案一：采用调幅体制。其工作原理是：载波振荡器产生标准的载波信号，线路输入和话筒输入的语音信号经语音放大后在调幅调制器中进行幅度调制；调制后，功放级将调制后的信号的功率放大到所需发射的功率，再经天线发射出去。 方案二：采用调频体制。它由三部分组成，即频率合成器、音频处理器和调频波的缓冲放大器。频率合成器的作用是产生一个振荡频率稳定度极高的调频信号，它是调制器的核心部件；音频处理器的作用是将各种各样的音频信号经过处理后，再将这些信号加至压控振荡器的变容二极管上；射频缓冲放大器起缓冲、放大、匹配和滤波的作用。 方案选择：调频系统与调幅系统相比，具有较强的抗干扰能力。故本系统采用调频体制。 （2）载波信号产生电路的设计方案论证与选择 方案一：采用LC 振荡电路。电路较易起振，输出振荡频率和振幅也较为稳定，波形好，调谐范围也比较宽。但其调试比较复杂。 方案二：采用晶体振荡器产生基准频率，再用选频网络加放大器选出它的谐波实现倍频。该方案稳定度较高，但存在35MHz 的1/N 频率的晶体谐振器难以获得、N 太大和选频网络调节较为麻烦等缺点。 方案三：PLL 频率合成。用MC145152 和VCO 电路进行频率合成，采用闭环控制。故存在反馈，能得到精度和稳定度很高的频率信号，本题目要求发射频率在30MHz~40MHz之间，选定35MHz 作为载波信号。 方案选择：载波信号发生器是主机发射部分的重要组成部分，应能产生等幅高频正弦信号，其振荡频率应十分稳定。方案一和方案二的电路比方案三的电路简单，但是其短期频率稳定度均不太稳定；而采用频率合成法产生的高频振荡信号的频率稳定度接近晶振的频率稳定度，稳定度高，且失真度很小。故本设计采用方案三。 二、系统电路设计 1、压控振荡器设计 压控振荡器主要由压控振荡器芯片MC1648、变容二极管V149 以及LC 谐振回路构。MC1648 需要外接一个由电感和电容组成的并联谐振回路。为达到最佳工作性能，在工作频率时要求并联谐振回路的QL≥100。电源采用+5V 的电压，一对串联变容二极管背靠背与该谐振回路相连，调整加在变容二极管上的电压大小，使振荡器的输出频率稳定在35MHz。 图为压控振荡器电路图。图2.1.2 为MC1648 的内部电路图。 图为MC1648 的内部电路图。 压控振荡电路由芯片内部的VT8、VT5、VT4、VT1、VT7 和VT6，10 脚和12 脚外接LC 谐振回路（含V149）组成正反馈的正弦振荡电路。其振荡频率由式2.1.1计算。 其中： VCO的芯片管脚3 为缓冲输出，一路供前置分频器MC12022，一路供放大后输出。该芯片的5 脚是自动增益控制电路（AGC）的反馈端。将功率放大器输出的电压Vout1 通过一反馈电路接到该脚，可以在输出频率不同的情况下自动调整输出电压的幅值并使其稳定，由于本设计的频率固定在35MHz，且其反馈幅度不大，因此5 脚直接接地。VCO产生的振荡频率范围和变容二极管的压容特性有关。 2、锁相环电路设计 压控振荡器的输出频率受自身参数、控制电压的稳定性、温度、外界电磁干扰等因素的影响，往往是不稳定的。因此可以加入自动相位控制环节，即锁相环，来稳定发射频率。发射频率经反馈，与晶振产生的标准信号做比较，在锁相环的跟踪下，发射频率始终向标准信号逼近，最终被锁定在标准频率上，达到与参考晶振同样的稳定度。锁相环电路MC145152是大规模集成锁相环，集鉴相器、可编程分频器、参考分频器于一体，分频器的分频系数可由并行输入的数据控制，其内部框