基于通信应用的单工无线发射接收系统设计论文.docx

1绪论

随着无线电技术的发展，通讯方式也从传统的有线通讯逐渐转向无线通讯。由于传统的有线传输系统有配线的问题，较不便利，而无线通讯具有成本廉价、建设工程周期短、适应性好、扩展性好、设备维护容易实现等特点，故未来通讯方式将向无线传输系统方向发展。同时，实现系统运行的最小功耗是现代电子系统的普遍取向，也是绿色电子的基本要求。因而，如何通信才能使系统稳定、高效、节能的运行，成为系统开发过程中必须加以考虑的主要内容。

传统的无线发射接收系统，存在着电路复杂、灵敏度低、噪声大、不易调谐等缺点。本设计采用载波的瞬时频率随传播信号的变化规律而变化的调制方法，即调频方法。调频要求工作波长极短，但由于它不怕余波干扰，不串台，所以具有极好的接收性能，而且还能播送和接收立体声信号。此外，语音信号采用调频方式与调幅相比，有利于改善输出音频信号的信噪比，以保证语音业务的可靠传输。

本设计中采用调频立体声接收机集成芯片优化电路，使得接收灵敏度大为改善，外围元件极少。同时采用锁相环技术，增强锁定频率信号准确度。接收机采用电容分压式滤波器，具有动态范围大，调整方便的特点。

2无线通讯

通常，人的说话声、音乐声等各种声音的传播距离是很短的，当人大声喊叫时，能在三十米外听清楚已是不容易了。低频率的电信号实际上不可能以电磁波的形式从天线有效地辐射到空间去，只有当馈送到天线的电流频率足够高，及波长足够短，短到能与天线的尺寸相比拟，才会有足够的电磁能辐射出去。因此，要想不用导线传送信号，只能借助于高频电磁波，由它将低频信号“携带”到空间去。将声频电信号寄载在高频正弦波上(称为调制)利用天线发射成无线电波，用无线电波来载低频电信号，就可以不用导线在空间传播很远。

将声频电信号寄载在高频正弦波上，是用声频电信号去控制等幅高频正弦波的某一参数(振幅、频率或初相位)来达到的，即使该参数按声频电信号的规律去变化。当控制的是高频正弦波的幅度时，这种调制称为幅度调制或简称调幅。同样，当被控制的是高频正弦波的频率或初相位时，则分别成为频率调制或相位调制，简称调频或调相。经过调制的高频正弦波称为已调波，或称为无线电信号。由此可见，等幅的高频正弦波实际上起着运载声频信号的运输工具的作用，所以在无线电技术中常称它为载波。载波的频率一般从几百赫兹到几千兆赫兹。

一个导体如果载有高频电流，就有电磁能向空间辐射。电磁能是以波的形式向外传播的，称为电磁波。高频率的电流称为载波电流或简称为载波。这种频率称为载波

频率或射频。载有载波电流，使电磁能以电磁波形式向空间发射的导体，称为发射天线。如果我们设法用电报或电话信号控制载波电流，则电磁能中就含有所要发送的电报或电话信息，这就是无线电信号发送的过程。在接收端，首先由接收天线将收到的电磁波还原为与发送端相似的高频电流。然后经过检波，取出原来的电报或电话信号，就完成了无线电通信。对于无线电通信来说传输媒质为自由空间。如果传输媒质为电缆或光纤，就组成了有线载波通信系统，其中传输媒质为光纤的通信系统又称为光纤通信。

2.1无线电的发送

从上面的简略叙述可知，要完成无线电通信，首先必须产生高频率的载波电流，然后设法将电报或电话信号“加到”这载波上去。在无线电技术中采用振荡器来产生高频电流。振荡器是无线电发送设备的基本单元。为了发送电报信号，可以加一个电键来控制供给振荡器的直流电源，即得到如图2-1所示的无线电报发射机方框图。电源接通时，振荡器发生高频电流i;电源断开时，振荡器没有高频电流送出。高频电流送至发射天线，转变为电磁波(包含了所要传送的电报信号)发射出去1。

振荡器发射

振荡器

电键

直电流

直电

(b)发射电流波形

(b)发射电流波形

(a)

图2-1无线电报发射机的基本原理图

2.2无线电的接收

无线电信号的接收过程正好和发送过程相反。在接收处，先用接收天线将收到的电磁波转变为已调波电流，然后从已调波中检出原始信号。这一过程正好和发送相反，称为解调(接收调幅信号时，也叫检波。接收角度调制信号时，也叫鉴频或鉴相)。最后再用听筒或者扬声器(喇叭)将检波取出的音频电流变为声能，人就听到了发射机处发送的语言、音乐等信号。因此，最简单的接收机就是一个检波器。

但是，接收天线所收到的电磁波很微弱。为了提高接收机的灵敏度，可在检波器之前加一级至几级高频小信号放大器，然后再检波。检波之后，再经过适当的低频放

大，最后送到扬声器或耳机中转变为声音。这样就得到如图2-2所示的接收机方框图。

接收天线

接收天线

检波器

电源供给

高频小信号放大器

低频放大器

图2-2直接放大式接收机方框图

2.3无线通信距离的计算

这里给出自由空间传播