移动课程设计发射机.docx
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移动课程设计发射机
课程设计
资料袋
计算机与通信学院（系、部）2013~2014学年第二学期
课程名称移动通信指导教师职称教授
学生姓名专业班级学号
题目发射机
成绩起止日期2014年5月11日～2014年5月19日
目录清单
序号
材料名称
资料数量
备注
1
课程设计任务书
1
2
课程设计说明书
1
3
课程设计图纸
张
4
5
6
课程设计任务书
2013—2014学年第2学期
计算机与通信学院通信工程专业班级
课程名称：
移动通信
设计题目：
发射机
完成期限：
自2014年5月11日至2014年5月19日共1周
内
容
及
任
务
一、设计的主要技术参数
使用专用集成电路设计一个发射机电路，要求每个频点的频带宽度25kHz。
发送频率范围为49-49.475MHz。
二、设计任务
主要内容：
利用专用集成电路TH71221外加晶振和一些外围电路组成发射机电路。
可以利用移动通信实验箱完成。
主要任务：
1、完成电路设计；
2、完成电路实际搭建和实现；
3、完成发射机的各项性能测试。
三、设计工作量
1周完成
进
度
安
排
起止日期
工作内容
5月11日
分组、任务分配、课题理解
5月11日-5月15日
功能分析、电路设计和实现
5月15日-5月18日
实验验证和测试
5月19日
总结、书写实验报告
参
考
资
料
（1）李建东等.《移动通信》.西安电子科技大学出版社.2006.7
（2）吴伟陵.《移动通信原理》.电子工业出版社.2005.11
（3）蔡涛等译.《无线通信原理与应用》.电子工业出版社.2001.4
（4）及燕丽等.《现代通信系统》.电子工业出版社.2002.6.
指导教师（签字）：
年月日
系（教研室）主任（签字）：
年月日
移动通信
课程设计说明书
发射机
起止日期：
2014年5月11日至2014年5月19日
学生姓名
班级
学号
成绩
指导教师（签字）
计算机与通信学院
2013年5月19日
课题名称
发射机
人数
组长
同组人员
课
题
的
主
要
内
容
和
要
求
1、设计目的
使用专用集成电路设计一个发射机电路，要求每个频点的频带宽度25kHz。
发送频率范围为49-49.475MHz。
二、设计任务
主要内容：
利用专用集成电路TH71221外加晶振和一些外围电路组成发射机电路。
可以利用移动通信实验箱完成。
主要任务：
1、完成电路设计；
2、完成电路实际搭建和实现；
3、完成发射机的各项性能测试。
三、设计工作量
1周完成
具体任务
1、先对有关课题指导书进行预习，然后搜集资料，进行功能分析及进行系统功能设计。
2、完成电路的设计。
3、实验调试和测试。
4、总结、写实验报告
时间安排与完成情况
5月11日分组、任务分配、课题理解
5月11日-5月15日功能分析、电路设计和实现
5月15日-5月18日实验验证和测试
5月19日总结、书写实验报告
发射机
1、引言
随着人类的文明不断进步，科学技术不断的发展，人们之间的交流越来越多，相互交换的信息也日益剧增，要传送的信息类型也是越来越多样化。
科技的进步也使得通信的技术得到了发展，特别是无线电波的使用，使我们的通信更加实时、高效。
科技的快速发展，将使人们的通信更方便快捷。
随着科技的发展和人民生活水平的提高，调频发射机作为一种简单的通信工具，由于它不需要中转站和地面交换机站支持，就可以进行有效的移动通信，因此深受人们的欢迎。
目前它广泛的用于生产、保安、野外工程等领域的小范围移动通信工程中。
2、设计目的
1、了解调频发射机电路及特点；
2、测量发射频率；
3、估测发射功率；
3、设计内容
1．用通用数字频率计测量发射信号频率
2．用示波器估测发射信号功率
4、基本器材
1、移动通信实验系统一台；
2、100M（或60M）双踪示波器一台；
3、100M数字频率计一台。
5、发射机设计原理
（一）调频发射机电路
与调幅电路相比,调频系统由于高频振荡输出振幅不变,因而具有较强的抗干扰能力与效率.所以在无线通信、广播电视、遥控测量等方面有广泛的应用。
设载波信号uc（t）=Ucmcos（wct），调制信号uΩ（t）;通过FM调制，使得uc（t）频率变化量与调制信号uΩ（t）的大小成正比，即已调信号的瞬时角频率
w（t）=wc+kf*uΩ（t），以下是发射机的总体设计图，为图1
调频信号
变容二极管直接调频电路
调频信号
载波信号
T5
图1
为了得到20个频道的调频发射信号，调频发射机由锁相调频频率合成器及功放PA级联组成，如图2所示.
图2多频道调频发射机框图
图2中，鉴相器PD、环路滤波器LF、压控振荡器（调频振荡器）VCO及程序分频器÷N等组成锁相调制频率合成器，VCO输出射频信号由功放PA放大后经双工器送往天线发射出去。
发射机输出信号频率为
fTx=N·fr
（1）
CPU改变程序分频器的分频比N，就改变了输出频率fTx。
音频调制信号um（正弦单音、话音、信令数据）在VCO前端单点注入，与环路控制电压uc相加后得到总控制电压Cu去控制VCO频率。
在载波跟踪条件下，u为直流，控制环路锁定，使VCO频率等于式
（1）所示额定值；um无失真地加到VCO输入端，使VCO输出为调频信号。
由Q2射极输出的VCO信号，送至Q1等组成的功放级放大后经带通滤波器、双工器FL2送往天线ANT1。
带通滤波器用于减小发射机的带外辐射，降低对其它设备的干扰。
具体电路图见下图3。
考虑到频率稳定度的因素，调频电路采用克拉泼振荡器和变容二极管直接调频电路。
电路的工作原理是：
利用调制信号控制变容二极管的结电容，改变振荡器振荡回路的总电容，从而使调频振荡器输出信号的频率随调制信号的变化而变化，即实现调频。
调频后的信号经过缓冲隔离、宽放和功放后通过天线发射出去。
图3原理图
（二）发射载波功率及频率
1．载波功率
标准测量方法是用射频功率计进行测量，即将输入阻抗为50Ω且测量频率及量程合适的功率计测量探头接到发信机射频输出端进行测量。
发射机天线测量点TP101与数字频率计测量电缆（或探头）短接。
发射机不内加音频调制信号，测量出射频输出信号频率。
本实验用示波器进行估测。
按图4连接系统，发射机不内加音频调制信号。
图4用示波器估测载波功率
在天线匹配时，从双工器ANT端向天线看去的阻抗为50Ω，示波器测得射频输出电压峰-峰值为Sp-p（V），则发射载波功率P为
（2）
若估测用的示波器最高测量频率为20MHz或40MHz，低于46/49MHz时，测量到的射频输出幅度S´p-p将低于实际值Sp-p。
则可事先由实验老师用高频毫伏表或高频示波器进行校正，得到校正系数：
（3）
将式（3）代入式
（2）得
（4）
2．载波频率
图5发射机载波频率测量方框
按图5连接测量系统。
发射机天线测量点TP101与数字频率计测量电缆（或探头）短接。
发射机不内加音频调制信号，测量出射频输出信号频率
6、实验步骤
（一）发射机载波功率估测
1．按单台实验仪配置实验系统，并按图4连接系统，BS发射机作为被测发射机。
打开实验系统电源。
利用“前”或“后”键、“确认”键进入实验操作界面。
2．按“+”或“-”键置BS发射机工作在某一频道。
将W001左旋到底，使发射机不加音频调制。
按一下“PTT”键，BS发射机发射。
3．用示波器在TP101端测得发射信号峰-峰值为S′p-p。
4．用实验老师给出的示波器测量幅度校正系数K及测得的S′p-p，代入4—4式计算发射功率P。
5．重复2-4，测量并记录20个信道的发射功率。
实验完毕再按一下“PTT”键，BS发射机关闭。
提示：
因发射信号频率较高，使用示波器观测信号幅度时所使用的示波器的带宽最好较宽（100M或60M），示波器的探头置×10档，否则对被测信号衰减很大。
（二）发射载波频率测量
1．按图5连接系统，其余同本实验
（一）的1、2。
2．用通用数字频率计在TP101端测得被测发射机Tx-BS当前工作频道发射信号的频率。
3．重复步骤2，测量并记录被测发射机Tx-BS在20个频道上的发射信号频率。
实验完毕再按一下“PTT”键，BS发射机关闭。
7、实验结果：
表1
信道号
频率测试值
截止频率
功率/w
01
37.47M
46.02M
20
02
38.17M
46.05M
20
03
38.92M
46.07M
20
04
39.13M
46.10M
20
05
39.37M
46.15M
20
06
39.08M
46.17M
20
07
39.27M
46.19M
20
08
39.96M
46.22M
20
09
38.32M
46.25M
20
10
37.65M
46.27M
20
11
36.84M
46.30M
20
12
35.52M
46.32M
20
13
34.34M
46.35M
20
14
32.85M
46.40M
20
15
29.16M
46.42M
20
16
27.45M
46.45M
20
17
24.63M
46.47M
20
18
21.56M
46.49M
20
19
18.02M
46.52M
20
20
17.11M
46.55M
20
数据的分析：
表1中可得随着信道数的增大，频率逐渐减小，功率不变，截止频率在一定的范围内变化，但是变化不大。
图6第一个信道的波形
图7第二十个信道的波形
备注：
因为实验中的波形变化不大，只选择了电压幅度最小的第一信道与电压幅度最大的第二是个信道。
8、实验心得：
通过此次课程设计，使我有机会把从书本上学到的理论知识运用到实践中来，加深对移动通信方面的知识理解，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但是我们怎能轻易放弃，经过组员之间的通力协作，还有老师的指导，一遍又一遍的测试，最终功夫不负有心人，终于找出了原因所在，圆满完成了这次任务。
在这个过程中也暴露出了许多的问题，自己在这方面的知识储备不足和动手经验的缺乏。
所以说课程设计诚然是一门不错的专业课，对我很多专业知识以及专业技能上的提升起到了很大的作用，给我提供了一次非常好的动手实践的机会。
同时，设计让我感触很深。
使我对抽象的理论有了具体的认识。
通过这次课程设计，让我掌握了移动通信实验系统，双踪示波器和数字频率计等移动通信实验仪器的使用。
这次课程设计终于顺利完成了，让我明白要完成一件事情，决心和持之以恒是非常重要的，在今后社会的学习和生活中，做任何事情都不要轻言放弃，不能遇到问题就畏首畏尾，停滞不前，一定要的仔细发现问题所在，然后各个击破，解决问题，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦。
在实验过程中，还有一个让我印象深刻的就是团队合作，开始的时候，大家团队意识不是很强，配合的不是很默契，所以开始的时候，大家合作的不是非常顺利，经过几天的磨合，大家分工合作，协作的非常不错。
特别是在过程中，曾经遇到了问题的时候，大家集思广益，献言献策，为解决问题出力，团结力量大，也正式这大家的努力，才使这次课程设计能够圆满完成，让我明白了团队合作的重要性。
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