初步分析电赛G题
<div class='showpostmsg'><p style="text-align: center;"><span style="color:#e74c3c;"><span style="font-size:26px;"><strong>仅供参考</strong></span></span></p><p><span style="color:#2980b9;"><span style="font-size:20px;">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。</span></span></p>
<p><span style="color:#2980b9;"><span style="font-size:20px;">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。</span></span></p>
<p> </p>
<p><span style="color:#ff0000;"><span style="font-size:20px;">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。</span></span></p>
<p> </p>
<p><span style="font-size:20px;">赛题的<span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体">原理框图</span></span></span></p>
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<p style="text-align:justify"><span style="color:#3498db;"><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体">题目要求是同时传输</span>2<span style="font-family:宋体">路语音信号，之前做过的都是传输</span>1<span style="font-family:宋体">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</span>2<span style="font-family:宋体">路语音信号合成</span>1<span style="font-family:宋体">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</span>2<span style="font-family:宋体">个带通滤波器，但是带通滤波器不容易实现，就可以把</span>2<span style="font-family:宋体">路语音信号分离出来了。</span></span></span></span></p>
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<p style="text-align:justify"><span style="color:#3498db;"><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体">首先制作加法器，把</span>2<span style="font-family:宋体">路语音信号合成</span>1<span style="font-family:宋体">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</span></span></span></span></p>
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<p><span style="font-size:20px;">这里面我随便选了个运放做加法器，把2路信号合成1路</span></p>
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<p></p>
<p><span style="color:#e74c3c;"><span style="font-size:20px;">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。</span></span></p>
<p> </p>
<p style="text-align:justify"><span style="color:#3498db;"><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体">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。</span></span></span></span></p>
<p style="text-align:justify"> </p>
<p style="text-align:justify"><span style="color:#3498db;"><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体">调频发射机本才认为，采用老办法，</span>PLL<span style="font-family:宋体">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</span>48.5MHz<span style="font-family:宋体">，相对误差不能大于</span>1<span style="font-family:宋体">千分之一。这样的精度个人认为，采用锁相环恰到好处。</span></span></span></span></p>
<p></p>
<p style="text-align: center;"><span style="color:#e74c3c;"><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体"> 上图为</span>PLL<span style="font-family:宋体">的原理框图</span></span></span></span></p>
<p style="text-align:justify"><span style="color:#1abc9c;"><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体">主要就是鉴相器和压控振荡器（</span>VCO<span style="font-family:宋体">），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</span>MC145152,<span style="font-family:宋体">自制</span>VCO<span style="font-family:宋体">，这个芯片的好处在于不需要外面</span>MCU<span style="font-family:宋体">的控制，有</span>2<span style="font-family:宋体">排并口直接通过短路帽就可以调节</span>N<span style="font-family:宋体">分频器和</span>R<span style="font-family:宋体">分配器的值，用起来非常简单。</span></span></span></span></p>
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<p style="text-align:justify"><span style="color:#ff0000;"><span style="font-size:24px;"><span style="font-family:"Times New Roman"">VCO<span style="font-family:宋体">电路</span></span></span></span></p>
<p style="text-align:justify"><span style="color:#3498db;"><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体">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</span>VCO<span style="font-family:宋体">电路</span></span></span></span></p>
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<p style="text-align:justify"><span style="color:#ff0000;"><span style="font-size:24px;"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体">鉴相器电路</span></span></span></span></p>
<p></p>
<p style="text-align: center;"><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体">本设计采用</span>MC145152<span style="font-family:宋体">芯片实现锁相环</span></span></span></p>
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<p style="text-align:justify"><span style="color:#ff0000;"><span style="font-size:24px;"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体">环路滤波器</span></span></span></span></p>
<p></p>
<p> </p>
<p style="text-align: center;"><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体">采用运放做的有源环路滤波器</span></span></span></p>
<p style="text-align:justify"><span style="color:#ff0000;"><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体">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</span>25KHz<span style="font-family:宋体">不好调节。这里我就不多说了。</span></span></span></span></p>
<p style="text-align:justify"><span style="color:#3498db;"><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体">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</span>VCO<span style="font-family:宋体">振荡器的频率，使之</span>VCO<span style="font-family:宋体">的振荡频率随语音信号的幅度变化，这就实现了调频。</span></span></span></span></p>
<p style="text-align:justify"><span style="color:#3498db;"><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:"Times New Roman"">PLL<span style="font-family:宋体">输出的功率在</span>0dbm<span style="font-family:宋体">以上，经过天线发射出去，所以无线传</span></span></span></span><span style="font-size:10.5pt"><span style="font-family:"Times New Roman""><st1:chmetcnv hasspace="False" negative="False" numbertype="1" sourcevalue="2" tcsc="0" unitname="m" w:st="on"><span style="color:#3498db;"><span style="font-size:20px;">2m</span></span></st1:chmetcnv></span></span><span style="color:#3498db;"><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体">的距离应该绰绰有余了。</span></span></span></span></p>
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<p style="text-align:justify"><span style="color:#ff0000;"><span style="font-size:26px;"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体">接收机</span></span></span></span></p>
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<p style="text-align: center;"><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体">接收机原理框图</span></span></span></p>
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<p style="text-align:justify"><span style="color:#e74c3c;"><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体">本设计采用超外差模式，</span> </span></span></span></p>
<p style="text-align:justify"><span style="color:#e74c3c;"><span style="font-size:10.5pt"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:宋体">本振还是采用</span>PLL,</span></span></span><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体">不需要外加调制，只是一个锁相环做下变频用。还是采用</span>MC145152.</span></span></span></p>
<p style="text-align:justify"><span style="color:#e74c3c;"><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体">带通滤波器。因为要用天线接收，所以一定要加带通滤波器。</span></span></span></span></p>
<p style="text-align:justify"><span style="color:#e74c3c;"><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体">给大家一个滤波器模型，至于参数需要大家自己调试</span></span></span></span></p>
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<p style="text-align:justify"><span style="color:#3498db;"><span style="font-size:10.5pt"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:宋体">然后就是低噪放</span>LNA</span></span></span><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体">，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</span></span></span></span></p>
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<p style="text-align:justify"><span style="color:#e74c3c;"><span style="font-size:10.5pt"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-size:20px;">LNA<span style="font-family:宋体">采用的是</span>3SK122,</span></span></span><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体">双栅场效应管，噪声低，增益高等特点。</span></span></span></span></p>
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<p style="text-align:justify"><span style="color:#ff0000;"><span style="font-size:26px;"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体">混频器</span></span></span></span></p>
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<p style="text-align:justify"><span style="color:#2980b9;"><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体">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。</span></span></span></span></p>
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<p style="text-indent:21.0pt; text-align:justify"><span style="color:#ff0000;"><span style="font-size:10.5pt"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:宋体">经过混频器输出</span>10.7MHz<span style="font-family:宋体">中频。进入</span>MC3361</span></span></span><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体">解调。这样就把语音信号解调出来了。</span></span></span></span></p>
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<p style="text-align:justify"><span style="color:#ff0000;"><span style="font-size:10.5pt"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:宋体">但这是一路信号的情况下，直接就可以输出语音信号，要是</span>2<span style="font-family:宋体">路语音信号，就得要采用滤波器，把</span>2<span style="font-family:宋体">路信号分离出来，最简单的就是</span>1<span style="font-family:宋体">路低通滤波器，和</span>1<span style="font-family:宋体">路高通滤波器，就能把</span>2</span></span></span><span style="font-size:20px;"><span style="font-family:"Times New Roman""><span style="font-family:宋体">路信号筛选出来了，后面在经过语音放大就搞定了。</span></span></span></span></p>
<p> </p>
<p><span style="font-size:26px;"><span style="color:#ff0000;">目前这是我的方案，欢迎大家讨论分析指正。</span></span></p>
<p><br />
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</p>
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<p>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 </p>
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！ 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 <p>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</p>
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 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
<p>软件仿真。</p>
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 ...
<p>要是无源的衰减大，那就用有源rc滤波器，</p>
<p>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。</p>
<p>4天要求做出来，挺不容易的，加油哦</p>
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 ...
<p>好的，那这里我可能理解错误了，多谢指正，。感谢感谢！！！！</p>
<p>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？</p>
本帖最后由 mrf245 于 2019-8-8 18:20 编辑
<p>这题射频部分其实很简单，一个VCO+PLL搞定，连放大都不用。</p>
<p>难点在两路音频传输。</p>
<p>方法有2种：</p>
<p>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。</p>
<p>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。</p>
<p>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。</p>
<p>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。</p>
<p>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</p>
<p>有没有哪位大佬有H题的具体实现方案</p>
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 ...
<p>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</p>
分析得真不错 本帖最后由 gmchen 于 2019-8-10 08:58 编辑
<div class="quote">
<blockquote><font size="2"><a href="forum.php?mod=redirect&goto=findpost&pid=2893119&ptid=1085428" target="_blank"><font color="#999999">EwrdZzz 发表于 2019-8-8 17:49</font></a></font> 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？</blockquote>
</div>
<p>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。</p>
<p>这个帖子改动过。前面发的不如这里的方法好。</p>
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