调频发射机设计方案报告.docx

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调频发射机设计方案报告

 

设计报告

 

院别:

物理学院

专业:

电子信息工程

设计题目:

调频发射机设计

指导老师:

刘芳

组员:

刘明新、王乐、叶少剑、刘保良

 

摘要

调频发射机作为一个简单通信工具,因为它不需要中转站和地面交换机站支持,就能够进行有效移动通信,所以深受大家欢迎。

现在它广泛用于生产、保安、野外工程等领域小范围移动通信工程中。

此次设计调频发射机是将单片机ATmega16和调频发射机相结合,用单片机PB0,PB1,PB2作为和BH1415F通讯端口,经过改变PB0,PB1,PB2传送高低电平从而改变BH1415F发射频率。

同时又用单片机去控制四个数码管动态去显示调频发射机所发送频率。

调频发射机关键是采取了一片BH1415F芯片。

BH1415F含有提升信噪比(S/N)预加重电路、预防信号过调限幅电路、控制输入信号频率低通滤波电路(LPF)、产生立体声复合信号立体声调制电路、调频发射锁相环电路(PLL)组成。

关键词:

单片机,数字化控制,BH1415F,调频发射

ABSTRACT

FMTransmitterasasimplecommunicationtool,becauseitdoesnotneedtransitandgroundstationstosupporttheswitchtomobilecommunicationscanbeeffective,itwaswelcomedbythepeople.Itiswidelyusedincurrentproduction,security,fieldengineeringandotherfieldsofsmall-scalemobilecommunicationprojects.

TheFMtransmitterisdesignedATmega16microcontrollerandFMtransmittercombinedwithMCUPB0,PB1,PB2andBH1415Fascommunicationports,bychangingthePB0,PB1,PB2high-lowtransferthuschangingthetransmittingfrequencyBH1415F.AtthesametimewiththemicrocontrollertocontrolthedynamicsofthefourdigitalFMtransmittertodisplaythetransmitfrequency.FMtransmittersaremainlyusedaBH1415Fchips.BH141Fwithimprovedsignaltonoiseratio(S/N)ofpre-emphasiscircuittopreventclippingthesignalovershootcircuit,thecontrolinputsignalfrequencylow-passfiltercircuit(LPF),generatingstereocompositestereosignalmodulationcircuit,FMlaunchphase-lockedloopcircuit(PLL)components.

Keywords:

Singlechip,Digitalcontrol,BH1417F,FMtransmitter

一.方案比较、设计和论证

方案一:

经过音频信号改变载波幅值实现载波调幅发射,调幅发射机实现调制简便,调制所占频带窄,而且和之对应调幅接收设备简单,所以调幅发射机广泛地应用于广播发射,不过调幅发射机,信号轻易失真且发射距离不远。

方案二:

经过音频信号改变载波频率已实现调频发射,调频发射机发射频率带宽较宽,但其在高频段所以所占相对频带较调幅波发射更窄,发射距离远,信号失真小。

而且在要求传输距离不是很远情况下,我们用直接载波调频很轻易实现载波调频发射机设计,在能满足我课程设计技术指标要求情况下,我门选择直接载波调频方案来设接调频发射机。

二.理论分析和计算

1.、发射机原理

 

发射机原理框图

2.控制板

用STC89C52来控制,依据按键来调整频率控制发射板。

3.发射板

关键由BH1415,从BH1415F第11脚输出信号经过高频三极管9018进行第一级放大,为得到较高射频信号纯净度和高放大倍数,所以该级放大采取甲类谐振放大器,谐振频率由L2和C23决定。

BH1415内部结构图

1左声道信号输入端;22右声道信号输入端;2、21加重时间调整端;3、20低通滤波器调整端;4滤波器端;5复合信号输出端;6地;7锁相环输出端;8电源正极;9高频振荡器输入端;10高频地;11高频信号输出;12锁相环电源正极;13、14;晶体振荡器输入端;15传送使能CE;16传送时钟CK;17传送内容DA;18音频静音MUTE;19导频信号调整端。

4.元器件选择计算:

(1)基础原理:

LC正弦波振荡器振荡频率通常由振荡器中LC谐振回路(选频电路)谐振频率决定,如LC谐振回路图,D为变容二极管BB910

D结电容

<

变容二极管三个关键参数

①电容改变指数n。

其定义为:

,它是

曲线斜率。

另外,也常见最大容量和最小容量比值K表示电容改变率,即:

②品质因数Q。

变容二极管品质因数Q为:

式中

为角频率,

分别为结电容和半导体材料电阻,它们全部和偏置电压相关。

③反向击穿电压。

变容二极管在反向电压作用下经过一定电流(如

)时电压,叫反向击穿电压。

(2)功率关系:

功率放大器作用原理是利用输入到基极信号来控制集电极直流电源所供给直流功率

,使之一部分转变为交流信号功率

输出去,一部分功率以热能形式消耗在集电极上,成为集电极耗散功率

①依据能量守衡定理:

直流功率:

(4-1)

输出交流功率:

(4-2)

-----回路两端基频电压

-----基频电流

----回路负载阻抗。

②放大器集电极效率

(4-3)

其中集电极电压利用系数:

(4-4)

波形系数:

(4-5)

为通角θ函数;θ越小γ越大。

三.测试方法和仪器

1.全部器件焊接完成以后,检验有没有错焊,漏焊,虚焊等不良现象。

2.将靠近BHA1415那个可调电感铜螺柱稍微向下旋(大约一圈左右),另外一个可调电感(第二级9018集电极电感)需要将螺柱全部旋出。

3.接上天线后再接电源,选电路板唯一一个可调电感,使发射距离最远,同时满足收音机接收音清楚度是最理想。

四.测试数据及测试结果分析

附:

设计程序

#include

#include//_nop_();延时函数调用

#defineLED_DATAP1//数码管段码输出

#defineLED_WEIP2//数码管位码输出

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

unsignedchareeprom_read(unsignedintaddres);

voideeprom_write(unsignedintaddress,unsignedcharwdata);

voideeprom_eares(unsignedintaddres);//扇区擦除。

sfrisp_data=0xe2;

sfrisp_addrh=0xe3;

sfrisp_addrl=0xe4;

sfrisp_cmd=0xe5;

sfrisp_trig=0xe6;

sfrisp_contr=0xe7;

sbitkey_fr_up=P2^0;//频率增加健

sbitkey_fr_down=P2^1;//频率递减健

sbitkey_LTS_KZ=P2^2;//立体声控制健

sbitLTS_LED=P3^3;//立体声显示

sbitCLK=P3^1;//时钟信号

sbitDI=P3^0;//数据信号

sbitCE=P3^3;//锁存信号

sbitdg=P1^7;//数码管小数点

uintf_data;//频率数值

ucharDataByte;//EP中读出值临时存放区

bitmodo;//立体声数据寄存器

ucharkey_temp,EP;//键盘有健按下标志位

uinti;

ucharcodeDATA[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0xFF};//数码管显示字0-9

ucharcodeWEI[]={0xef,0xdf,0xbf,0x7f};//数码管扫描控制

uchardatadisplay[]={0x00,0x00,0x00,0x00};//数码管显示数据缓冲区

/********************延时函数1*******************/

voidDelay1(void)

{

_nop_();

_nop_();

}

///***********************延时函数*****************///

{

for(;t>0;t--);

}

///**************显示函数************///4位数码管动态扫描

voidxianshi(void)

{

uchark;

for(k=0;k<4;k++)//4位数码管显示

{

LED_DATA=DATA[display[k]];

LED_WEI=WEI[k];

if(k==2){dg=0;}//显示小数点

delay(400);

}

LED_DATA=0xff;//清除显示

}

//****************************开机等候函数****************

voidDENGDAI(void)

{

uchara,b,c;

for(a=9;a>0;a--)

{

for(b=0;b<4;b++)//4位数码管显示

{

LED_DATA=DATA[a];

LED_WEI=WEI[b];

for(c=0;c<150;c++){delay(250);}

}

}

}

///*************************显示数值处理函数***********

voidxianshi_turn(void)

{

uintfr;

display[0]=f_data/1000;

if(display[0]==0){display[0]=10;}//求显示百位数

fr=f_data%1000;

display[1]=fr/100;//求显示十位数

fr=fr%100;

display[2]=fr/10;//求显示个位数

display[3]=fr%10;//求显示小数位

}

///*************写数据函数************///

//****将数据送入BH1415中*****//

voidsend_16data(uintData)

{

uchari;

CLK=0;

CE=0;

CE=1;

for(i=11;i>0;i--)

{

DI=Data&0x01;

Data>>=1;

Delay1();

CLK=1;

Delay1();

CLK=0;//送11个字节频率数据至BH1415

}

DI=1;//送1个字节立体声数据至BH1415

Delay1();

CLK=1;

Delay1();

CLK=0;

Delay1();

DI=0;

Delay1();

CLK=1;

Delay1();//默认设置

CLK=0;

Delay1();

DI=0;

Delay1();

CLK=1;//默认设置

Delay1();

CLK=0;

Delay1();

DI=1;

Delay1();

CLK=1;//默认设置

Delay1();

CLK=0;

Delay1();

DI=0;

Delay1();

CLK=1;//默认设置

Delay1();

CLK=0;

CE=0;

}

//********voideeprom_eares(unsignedintaddres)//扇区擦除。

{unsignedk;

isp_addrl=addres;//低位地址

isp_addrh=addres>>8;//高位地址

isp_contr=0x03;

isp_contr=isp_contr|0x80;//设时间和充ISP操作。

isp_cmd=0x03;//扇区命命令

isp_trig=0x46;//触发

isp_trig=0xb9;//触发开启。

for(k=0;k<3;k++);

isp_addrl=0xff;

isp_addrh=0xff;

isp_contr=0x00;

isp_cmd=0x00;

isp_trig=0x00;

}

voideeprom_write(unsignedintaddres,unsignedcharwrite_data)//写数据。

{unsignedcharK;

isp_data=write_data;//要写入数据。

isp_addrl=addres;//低位地址

isp_addrh=addres>>8;//高位地址

isp_contr=0x03;

isp_contr=isp_contr|0x80;//设时间和充ISP操作。

isp_cmd=0x02;//写命令

isp_trig=0x46;//触发

isp_trig=0xb9;//触发开启。

for(K=0;K<3;K++);

isp_addrl=0xff;

isp_addrh=0xff;

isp_contr=0x00;

isp_cmd=0x00;

isp_trig=0x00;

}

unsignedchareeprom_read(unsignedintaddres)

{unsignedcharK,z;

isp_addrl=addres;//低位地址

isp_addrh=addres>>8;//高位地址

isp_contr=0x01;

isp_contr=isp_contr|0x80;//设时间和充ISP操作。

isp_cmd=0x01;//写命令

isp_trig=0x46;//触发

isp_trig=0xb9;//触发开启。

for(K=0;K<3;K++);

isp_addrl=0xff;

isp_addrh=0xff;

isp_contr=0x00;

isp_cmd=0x00;

isp_trig=0x00;

z=isp_data;

return(z);

}

///********************键盘处理函数****************///

voidKEY(void)

{

ucharkey_data;

P2=0xFF;//键盘初始化//

if((P2&0x03)!

=0x03)

{

delay(300);

if((P2&0x03)!

=0x03)//防抖动测试//

{

key_data=P2&0x03;

switch(key_data)

{

case0x02:

//频率自动加//

{

f_data++;

if(f_data>1080)f_data=875;

while(key_fr_up==0)

{

for(i=300;i>0;i--)//设置等候自动加频率时间//

{

delay(50);

if(key_fr_up==1)break;

}

while(key_fr_up==0)//开始自动加频率//

{

f_data++;

if(f_data>1080)f_data=875;

for(i=95;i>0;i--)//设置长时间按健后,自动加数字速度//

{

delay(25);

if(key_fr_up==1)break;

}

}

}

break;

}

case0x01:

//频率自动减//

{

f_data--;

if(f_data<875)f_data=1080;

while(key_fr_down==0)

{

for(i=300;i>0;i--)//设置等候自动减频率时间//

{

delay(50);

if(key_fr_down==1)break;

}

while(key_fr_down==0)//开始自动减频率//

{

f_data--;

if(f_data<875)f_data=1080;

for(i=95;i>0;i--)//设置长时间按健后,自动加数字速度//

{

delay(25);

if(key_fr_down==1)break;

}

}

}

break;

}

case0xB0:

//立体声控制//

{

if(key_LTS_KZ==0)

{

modo=~modo;

LTS_LED=modo;

}

while(key_LTS_KZ==0);

break;

}

default:

{

key_temp=0;

break;

}

}

}elsekey_temp=0;

}elsekey_temp=0;

}

//**********初始化程序**********//

voidCSH(void)

{

CE=0;

CLK=0;

DI=0;

P2=0xFF;

f_data=875;

modo=1;

key_temp=0;}

//**********************主程序************************//

main()

{

CSH();//初始化程序

delay(50);

DataByte=eeprom_read(0x);//读出EEPROM中地址为0x3001中数据

if(DataByte>205)DataByte=0;

f_data=875+DataByte;

delay(50);

send_16data(f_data);//向1415送初始数据

TMOD=0x01;

TH0=0xEA;

TL0=0xD0;

TR0=1;

ET0=1;

EA=1;//开中止

while

(1)

{KEY();

}

}

//**************中止服务程序****//

voidt0(void)interrupt1using0

{

ET0=0;

if(key_temp==1){send_16data(f_data);}

EP=eeprom_read(0x);

if(key_temp==0&&EP!

=(f_data-875))

{eeprom_eares(0x);

eeprom_write(0x,(f_data-875));}

xianshi_turn();//显示数据转换

xianshi();//送显示

key_temp=1;

TH0=0xEA;

TL0=0xD0;

ET0=1;

}

元器件清单:

名称

规格

大小

数量

 

电阻

R1

100R

10

R2

330R

1

R3

1K

6

R4

3.3K

5

R5

10K

7

R6

47K

2

R7

750K

1

 

电容

C1

10P

3

C2

27P

4

C3

33P

3

C4

68p

4

C5

150p

4

C6

102

5

C7

2200P

3

C8

104

10

C9

105

41

电解电容

C1

47u

3

C2

100u

2

C3

10u

2

电感

L1

6.5T

4

L2

7.5T

1

可调电感

L1

3.5T

2

色环电感

L3

1uh

1

三极管

9014

2

9018

2

2358

1

8550

4

7805

1

变容管BB910

1

BNC

1

9-50P

1

耳机座

2

按键

2

晶振

7.6MHz

1

单片机

STC89C52

1

集成块

BH1415

1

四位数码管

1

2.54X2X3排座

1

DC电源座子

1

发射板子

1

控制板

1

麦克风

1

天线

1

铜柱螺丝

4大4小铜柱

4

七、参考资料

[1]高吉祥,高频电子线路,电子工业出版社,.1

[2]谢嘉奎,高频电子线路,高等教育出版社,.3

[3]张肃文,高频电子线路,高等教育出版社,1999.8

[4]胡宴如,高频电子线路试验和仿真,高等教育出版社,

附页

 

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