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[原创] 初步分析电赛G题

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发表于 2019-8-8 00:47 | 只看该作者 |只看大图 |倒序浏览 |阅读模式

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
 

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一粒金砂(高级)

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沙发
发表于 2019-8-8 09:24 | 只看该作者

写得真好,这个方案有软件能模拟吗?

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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!  详情 回复 发表于 前天 09:49


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一粒金砂(初级)

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板凳
发表于 2019-8-8 09:27 | 只看该作者

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     

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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  详情 回复 发表于 前天 09:50


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 楼主| 发表于 2019-8-8 09:49 来自手机 | 只看该作者
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!


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 楼主| 发表于 2019-8-8 09:50 来自手机 | 只看该作者
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


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一粒金砂(初级)

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发表于 2019-8-8 11:07 | 只看该作者

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

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软件仿真。  详情 回复 发表于 前天 15:25


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一粒金砂(初级)

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发表于 2019-8-8 11:45 | 只看该作者
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

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要是无源的衰减大,那就用有源rc滤波器,  详情 回复 发表于 前天 15:27


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 楼主| 发表于 2019-8-8 15:25 | 只看该作者
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。

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 楼主| 发表于 2019-8-8 15:27 | 只看该作者
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,

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五彩晶圆(中级)

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发表于 2019-8-8 15:28 | 只看该作者

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。

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好的,那这里我可能理解错误了,多谢指正,。感谢感谢!!!!  详情 回复 发表于 前天 16:23


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一粒金砂(中级)

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发表于 2019-8-8 15:43 | 只看该作者

4天要求做出来,挺不容易的,加油哦



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 楼主| 发表于 2019-8-8 16:23 | 只看该作者
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!!!!

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一粒金砂(初级)

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发表于 2019-8-8 17:49 | 只看该作者

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?



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五彩晶圆(初级)

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发表于 2019-8-8 18:17 | 只看该作者
本帖最后由 mrf245 于 2019-8-8 18:20 编辑

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



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一粒金砂(初级)

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发表于 2019-8-9 15:42 | 只看该作者

有没有哪位大佬有H题的具体实现方案



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一粒金砂(初级)

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16
发表于 2019-8-9 16:42 | 只看该作者
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



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一粒金砂(中级)

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发表于 2019-8-9 22:16 | 只看该作者
分析得真不错


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