初步分析电赛G题

RF-刘海石

初步分析电赛G题 [复制链接]

 

仅供参考

最近在搬家，所有的仪器设备都已经打包好了，所以没有实际的测试与调试，此方案仅供参考。

这个收发信机是我在学校期间做的，有10年了，但是原理上面应该没有问题，如有问题，请大家指正。

 

今年的G题就是在调频收发信机上面稍稍增加了点难度。需要同时传输2路语音信号。其实也不难。此题的难点还是在于收发信机的制作，检查对射频电路和模拟电路的掌握情况。这道题我猜测做的相对少些，因为做收发信机要有设备仪表，要有扎实的基本功，否则在这4天的时间里面很难做出来。

 

赛题的原理框图

 

 

题目要求是同时传输2路语音信号，之前做过的都是传输1路语音信号，个人认为这个没什么区别，发射端主要加加法器，把2路语音信号合成1路，然后做调制，在接收端解调出来，在分别通过低通滤波器和高通滤波器，或者2个带通滤波器，但是带通滤波器不容易实现，就可以把2路语音信号分离出来了。

 

首先制作加法器，把2路语音信号合成1路，这个电路个人认为可以采用普通的运算放大器就可以实现

这里面我随便选了个运放做加法器，把2路信号合成1路

 

我采用的是1KHz与3KHz合成的，其他频率也可以，但是尽量的2个频率离得远一些，这样对后面解调时候，分离2个信号的滤波器容易些。

 

接下来，制作调频发射机，这道题的难点就是；发射机和接收机，这也是考验纯模拟电路，和射频电路的基础，只要做射频的，出去面试，第一个问题就是问您做过收发信机么，这个是本人和其他朋友面试的经历，肯定会问的。废话不多说。

 

调频发射机本才认为，采用老办法，PLL加变容二极管，刚刚好器件清单里面提到过变容二极管，因为题目里面里面要求了载波为48.5MHz，相对误差不能大于1千分之一。这样的精度个人认为，采用锁相环恰到好处。

 上图为PLL的原理框图

主要就是鉴相器和压控振荡器（VCO），这是最关键的，本人之前在学校的时候做过一款收发信机，但是年代比较久远了，采用的MC145152,自制VCO，这个芯片的好处在于不需要外面MCU的控制，有2排并口直接通过短路帽就可以调节N分频器和R分配器的值，用起来非常简单。

 

VCO电路

此电路肯定能实现，但是值得要自己调试，这是当初在学校期间做的VCO电路

 

 

鉴相器电路

本设计采用MC145152芯片实现锁相环

 

 

环路滤波器

 

采用运放做的有源环路滤波器

还有个就是语音放大部分，一定要加电位器调节增益，否则最大频偏25KHz不好调节。这里我就不多说了。

语音信号调节到变容二极管上，语音信号的幅度变化改变了变容二极管的电容，这也改变了VCO振荡器的频率，使之VCO的振荡频率随语音信号的幅度变化，这就实现了调频。

PLL输出的功率在0dbm以上，经过天线发射出去，所以无线传2m的距离应该绰绰有余了。

 

接收机

 

 

接收机原理框图

 

 

本设计采用超外差模式，

本振还是采用PLL,不需要外加调制，只是一个锁相环做下变频用。还是采用MC145152.

带通滤波器。因为要用天线接收，所以一定要加带通滤波器。

给大家一个滤波器模型，至于参数需要大家自己调试

然后就是低噪放LNA，这个都是之前的设计，所以采用的器件都是很老的，但是方案没有问题，大家可以根据自己手里的器件进行更改

 

LNA采用的是3SK122,双栅场效应管，噪声低，增益高等特点。

 

混频器

 

混频器可以采用有源混频器和无源混频器，为了简便，这里依然采用了有源混频器，还是采用双栅场效应管。

 

 

经过混频器输出10.7MHz中频。进入MC3361解调。这样就把语音信号解调出来了。

 

但这是一路信号的情况下，直接就可以输出语音信号，要是2路语音信号，就得要采用滤波器，把2路信号分离出来，最简单的就是1路低通滤波器，和1路高通滤波器，就能把2路信号筛选出来了，后面在经过语音放大就搞定了。

 

目前这是我的方案，欢迎大家讨论分析指正。

此内容由EEWORLD论坛网友RF-刘海石原创，如需转载或用于商业用途需征得作者同意并注明出处
 

viphotman

写得真好，这个方案有软件能模拟吗？

1455173290

这个  天线的接受的发射   这个是用 混频道 常用频段  还是 自制天线     

RF-刘海石

viphotman 发表于 2019-8-8 09:24
写得真好，这个方案有软件能模拟吗？

可以模拟的！你要仿真！没必要用真实的器件去做！很多器件没有模型！您看PDF，看内部结构！比如分频器，鉴相器，您直接可以用理想模型去做！活学活用！

RF-刘海石

1455173290 发表于 2019-8-8 09:27
这个  天线的接受的发射   这个是用 混频道 常用频段  还是 自制天线    &n ...

天线好办！随便弄个铜丝就可以了！要求2米距离！这太容易了！没必要在天线上耽误时间

小新拉布

有个地方想请教一下，请问您带通滤波器的初始参数一般是怎么获得的呢

抬头就是阳光

楼主想问一下，过完加法器后的低通滤波器怎么设计，我们准备采用RC无源低通滤波电路，但是这种电路衰减比较厉害，我们做了一阶、二阶、四阶的，网上关于三阶和三阶以上的滤波电路公式搜不到，楼主有什么推荐的电路图吗，我们的截止频率大概是4K左右

RF-刘海石

小新拉布 发表于 2019-8-8 11:07 有个地方想请教一下，请问您带通滤波器的初始参数一般是怎么获得的呢

软件仿真。

RF-刘海石

抬头就是阳光 发表于 2019-8-8 11:45 楼主想问一下，过完加法器后的低通滤波器怎么设计，我们准备采用RC无源低通滤波电路，但是这种电路衰减比较 ...

要是无源的衰减大，那就用有源rc滤波器，

gmchen

你这个方案，高频部分没有问题，但是前面两路语音信号叠加部分是错误的。是两路语音（每路语音都是300赫兹到3400赫兹），不是两个不同频率的声音，所以不能直接叠加。可以参考立体声调制的方案。希望不要误导同学们。

generalcircuits

4天要求做出来，挺不容易的，加油哦

RF-刘海石

gmchen 发表于 2019-8-8 15:28 你这个方案，高频部分没有问题，但是前面两路语音信号叠加部分是错误的。是两路语音（每路语音都是300赫兹 ...

好的，那这里我可能理解错误了，多谢指正，。感谢感谢！！！！

EwrdZzz

想请教一下，该如何让后面接收电路跟踪前面发射频率偏移呢，可以根据中放频率的偏差来改变PLL么？

mrf245

这题射频部分其实很简单，一个VCO+PLL搞定，连放大都不用。

难点在两路音频传输。

方法有2种：

1）数字模式（如DMR）格式收发，开启双时隙传输。网上有开源方案（可搜索 开源MMDVM 了解详情）。但4天3夜如果没提前准备几乎不要考虑。

2）用FM立体声发射芯片，如BA1404 BH1415 1417等，将两路语音调制到两个立体声声道上。

注意BA1404分离度不够高（根据我以前经验），BH1415 1417分离度不错。1415 1417使用时只利用里面立体声编码部分即可，将合成的音频信号直接调制到自己撸的外置VCO+PLL上。PLL环路步进频率最好在100K或以上。

接收机来个变频，到10.7MHZ后输出给FM立体声中频解调片子，各种型号都有。资料网上一搜一大把。

频率波动后接收端跟踪的操作暂时没想到方案。祝大家好运

Pluto-

有没有哪位大佬有H题的具体实现方案

taotao137

mrf245 发表于 2019-8-8 18:17 这题射频部分其实很简单，一个VCO+PLL搞定，连放大都不用。 难点在两路音频传输。 方法有2种： 1 ...

接收机用低中频 (fc = 200k, BW = 200k), 过 limiter 的中频信号直接进 phase detector 控制 LO 大概可以做到同步

ufo_xiao

分析得真不错

gmchen

EwrdZzz 发表于 2019-8-8 17:49 想请教一下，该如何让后面接收电路跟踪前面发射频率偏移呢，可以根据中放频率的偏差来改变PLL么？

这个办法是可以的，实质上就是用一个锁相环跟踪中频，就能够保证中频的稳定。

这个帖子改动过。前面发的不如这里的方法好。