学位论文无线传输系统的调试与设计.docx
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学位论文无线传输系统的调试与设计
通信电子线路课程设计（论文）任务书
信息工程学院通信工程专业
（2）班
一、课程设计（论文）题目 无线传输系统的调试与设计
二、课程设计（论文）工作自2012年12月19日至2012年12月30日
三、课程设计（论文）地点:
图书馆、通信实验室
四、课程设计（论文）内容要求：
1．本课程设计的目的
1）使学生掌握无线传输系统各功能模块的基本工作原理；
2）培养学生基本掌握通信电路设计的基本思路和方法；
3）使学生掌握无线传输系统调试；
4）培养学生分析、解决问题的能力；
5）提高学生的科技论文写作能力；
6）学会使用pspice等电路设计软件。
2．课程设计的任务及要求
1）基本要求：
（1）分析无线传输系统各功能模块的工作原理及调试；
（2）在硬件制作的基础上，为改善产品性能，通过理论分析及具体计
算提出自己的系统设计方案，并提供详细的设计电路图；
（3）选用合适的器件；
（4）提高专业英文阅读能力。
2）创新要求：
对性能改善后的电路图进行仿真验证，同时硬件实现。
3）课程设计论文编写要求
（1）要按照书稿的规格打印誊写课程设计论文；
（2）论文包括目录、中文摘要、绪论、正文、小结、参考文献、附录等；
（3）按课程设计论文装订采用学校统一封面；
4）评分要点：
（1）完成原理分析；
（2）完成仿真分析；
（3）完成调试；
（4）回答问题；
（5）英文翻译；
（6）格式规范；
5）参考文献：
（1）董在望.《通信电路原理》高等教育出版社
（2）张肃文.《高频电子线路》高等教育出版社
（3）杨翠娥.《高频电子线路实验与课程设计》哈尔滨工程大学出版社
（4）刘润华.《电工电子实习与设计》石油大学出版社课程设计论文编写要求
（5）李永平.《Pspice电路设计与实现》国防工业出版社
（6）
（7）
（8）
学生签名：
2013年1月4日
6）课程设计进度安排
内容天数 地点
构思及收集资料2 图书馆
组装与调试5 实验室
撰写论文3 图书馆、实验室
课程设计（论文）评审意见
（1）原理分析（15分）：
优（ ）、良（ ）、中（ ）、一般（ ）、差（ ）；
（2）计算分析（25分）：
优（ ）、良（ ）、中（ ）、一般（ ）、差（ ）；
（3）改进电路（25分）：
优（ ）、良（ ）、中（ ）、一般（ ）、差（ ）；
（4）系统联调（10分）：
优（ ）、良（ ）、中（ ）、一般（ ）、差（ ）；
（5）焊接水平（5分）：
优（ ）、良（ ）、中（ ）、一般（ ）、差（ ）；
（6）产品制作（10分）：
优（ ）、良（ ）、中（ ）、一般（ ）、差（ ）；
（7）英文翻译（10分）：
优（ ）、良（ ）、中（ ）、一般（ ）、差（ ）；
（8）根据格式规范性、考勤及组成团队情况，决定是否降等级：
是（）、否（ ）
评阅人：
罗晖 职称：
副教授
2013年1月6日
附加说明：
（不用打印）
1、封面日期写最后一天（1月14日）；
2、任务书签名写第一天（1月4日）；
3、页数20页以上（正文为小四，行间距为单倍行距）；
4、格式按毕业设计格式执行，网址：
5、封面统一到信息学院办公室购买
6、指纹考勤时间：
早上8：
15-8：
35；下午：
2：
15-2：
35
7、指导教师：
罗晖
8、辅导教师：
一班：
黄德昌、朱路二班：
黄德昌、王鹏鸣
9、图表的标识为图1.1、图2.1、图2.2或表1.1，图表的大小一定不能超过页面的四分之一，大图可以作为附录；
10、要获“优秀”，可以自行申报，必须通过统一的测试、格式应当绝对规范；
11、不能调试成功系统，总评为“不及格”；
12、如果发现论文有较多雷同，此类论文总评全为“不及格”；
13、章节安排：
目录
1、绪论
2、无线传输系统的工作原理及调试
3、无线传输系统的设计及仿真
4、无线传输系统的硬件实现
5、小结
附录：
翻译
14、具体要求：
（1）每人购买100个电阻，50个用于自己训练，50个用于10分钟测试。
（2）仿真测试20分钟，电路中的元件个数为30个左右。
（3）实验箱联调：
40分钟，每人一套设备，调试发射或接收机。
（4）制作一个无线传输设备，（不能借用往届，线路板上有日期）。
（5）以寝室为单位进行答辩。
无线传输系统的调试与设计
摘要
近些年信息通信领域中，发展最快、应用最广的就是无线通信技术。
无线通信的终极目标是实现任何人在任何时间、任何地点接受和发送任何信息。
掌握无线通信系统的各个模块工作原理是每一个通信技术学习及研究人员的基本要求。
在一个完整的无线通信系统中，主要有放大、滤波、调制、发射、接受、混频、解调等功能模块，我们要做的，就是充分理解和掌握这些功能模块的工作过程，并能够进行相应的电路设计。
综合无线传输的发射机和超外差式接收机模块，实现中波调幅信号的无线传输。
发射机包括中频信号的放大、调制、集成线性宽带功率放大模块；超外差式接收机包括高频小信号放大、混频、中频放大、解调、功率放大模块。
本次使用音频信号为中波验证无线传输原理。
通过连调实验，实现信号的无线传输。
关键词：
无线传输中波调幅发射机超外差式接收机高频放大
Wirelesstransmissionsystemofdebugginganddesign
Abstract
̥
Inrecentyearsinthefieldofinformationcommunication,thefastestdeveloping,themostwidelyusedisthewirelesscommunicationtechnology.Wirelesscommunicationistoachievetheultimategoalofanybodyatanytime,anyplacetoacceptandsendanyinformation.Masterwirelesscommunicationsystemmodulesworkingprincipleiseachcommunicationtechnologystudyandresearchpersonnel'sbasicrequirements.Inacompletewirelesscommunicationsystem,basicallyhaveamplification,filtering,modulation,emission,accept,mixing,demodulationandfunctionmodule,wehavetodoistofullyunderstandandmasterthesefunctionmoduleoftheworkingprocess,andcancarryonthecorrespondingcircuitdesign.
Integratedwirelesstransmissiontransmitterandsuperheterodynereceivermodule,realizethemediumwaveamplitudemodulationsignalwirelesstransmission.Transmitterincludingintermediatefrequencysignalamplification,modulation,integratedlinearbroadbandpoweramplifiermodule;Superheterodynereceiverincludinghighfrequencysmallsignalamplification,mixing,intermediatefrequencyamplifier,demodulation,poweramplifiermodule.Theuseofaudiosignalformediumwavevalidationwirelesstransmissionprinciple.Throughtheeventone,realizesignalwirelesstransmission.
Keywords：
WirelesstransmissionMediumwaveamplitudemodulationtransmitter
SuperheterodynereceiverHighfrequencyamplifier
目录
第一章绪论7
第二章接收发射系统调试9
2.1中波概念9
2.2.1振幅调制的分类.......9
2.2.2普通调幅信号的波形及表达式9
2.3对调幅发射机的认识和了解12
2.4调幅发射机的原理框图12
2.5中波调幅发射机组装及调试13
2.5.1系统原理13
2.5.2系统组装13
2.5.3模块分析14
2.6超外差中波调幅接收机的组装与调试16
2.6.1系统原理16
2.6.2系统组装16
2.6.3模块分析16
2.6.4实验室发射接受部分连调18
第三章射频IC和手机模块分析18
3.1收发器（Transceiver）19
3.2锁相环...............................................................................................................................20
3.3功率控制环路（APC）.....................................................................................................20
3.4匹配网络（Matching）.........................................................................................................22
3.5滤波网络（Filter）............................................................................................................22
第四章联调故障分析24
4.1中波调幅发射机故障分析24
4.2.中波调幅接射机故障分析25
第5章小结....................................................................................................................................25
谢词..................................................................................................................................................26
参考文献：
26
附录：
27
第一章绪论
通信是人与人之间同过某种媒体进行的信息交流与传递，无论采用何种方法，使用何种媒质，只要将信息从一地传送到另一地，均可称为通信。
在21世纪,随着科学技术的不断发展,无线电技术,或者更广义地说无线电电子学已广泛应用于国民经济、国防和日常生活各个领域，技术水平也越来越高，自从无线电问世到至今它对人类的生活和社会的生产带来了非常深刻的影响，所以说在人们日常生活中起到了非常重要的作用。
但从无线电中也分出很多方面的技术，譬如通信技术也是一门非常重要的科学技术，它的发展也非常迅速，它的发展也带动了电子技术的迅速发展。
通信系统，用电信号（或光信号）传输消息的系统称为通信系统，也称电信系统。
通信系统一般是由信源，发射机，传输信道，接受机和收信者组成。
如下图1.1所示：
图1.1通信系统组成方框图
信号源产生的信号通过发射机进行变换和编码，然后在信道上传输，最后通过接受机再次变换之后发送给受信者。
通信系统的种类很多。
按所用信道的不同可分为有线通信系统和无线通信系统；按通信业务（即所传输的消息种类）的不同可分为电话，电报，传真和数据通信系统等。
我们本次课设所要做的就是有关无线通信的。
无线电的发射和接收，广播节目的发送是在广播电台进行。
广播节目的声波，经过电声器件转换成声频电信号，并由声频放大器放大，振荡器产生高频等幅振荡信号；调制器使高频等幅振荡信号被声频信号所调制；已调制的高频振荡信号经放大后送入发射夭线，转换成无线电波辐射出去。
无线电广播的接收是由收音机实现的。
收音机的接收夭线收到空中的电波；调谐电路选中所需频率的信号；检波器将高频信号还原成声频信号（即解调）；解调后得到的声频信号再经过放大获得足够的推动功率；最后经过电声转换还原出广播内容。
综上所述，我们可以把通信系统简单总结如下图1.2，1.3：
图1.2发射系统方框图
图1.3超外差接收机系统方框图
超外差接收机的方框图如图1-3所示。
从天线接受的信号经高频放大后，与本地振荡器产生的信号一起加入混频器，混频器输出的中频信号经中频放大器放大，再经解调处理和低频放大，然后送给用户。
由于超外差接收机中的中频频率是固定的，它收机比直接放大式接收机有如下优点：
1．容易得到足够大而且比较稳定的放大量；
2．具有较高的选择性和较好的频率特性；
3．易于调整。
它同时也有缺点：
干扰信号多！
而且随着社会的发展，对通信系统的要求越来越高，特别是移动通信的迅速发展，要求接收机不仅有良好的接收质量，而且要有很高的集成度，以便降低功耗，减少体积和重量；另外，为了保证生产质量和使用方便，接收机要尽可能做到无调整或少调整。
本次课程设计，我们要根据上述系统发射接收原理完成ZX2028型仿手机调频收音机、对讲机试验套件的电路板的焊接安装和调试。
在运用所学的高频模拟集成电路知识的基础上，通过进行接收机电路板的焊接和对pspice的仿真，分析和掌握无线电传输信息系统的组成以及各个组成模块的功能和基本原理，掌握收音机对讲机的的组装原理，并分析仿真结果，提高分析能力,加深对知识的理解。
第二章接收发射系统调试
2.1中波概念
一般中波广播（MW:
MediumWave）采用了调幅（AmplitudeModulation）的方式，在不知不觉中，MW及AM之间就划上了等号。
实际上MW只是诸多利用AM调制方式的一种广播。
像在高频（3-30MHz）中的国际短波广播所使用的调制方式也是AM，甚至比调频广播更高频率的航空导航通讯（116-136MHz）也是采用AM的方式，只是我们日常所说的AM波段指的就是中波广播（MW中波传播的途径主要是靠地波，只有一小部分以天波形式传播。
无线电波碰到导体时，就会在导体中产生感应电流，从而损耗掉一部分能量。
这种使电波能量变弱的现象，叫做对电波的吸收。
大地是导体，对中波的吸收较强，故以地波形式传播的中波传播不远（约二三百公里）。
2.2调幅原理
调制和解调是通信系统的重要组成部分，没有调制和解调，就无法实现信号的远距离通信。
所谓调制，就是将我们要传输的低频信号“装载”在高频振荡信号上，使之能更有效地进行远距离传输。
所要传输的低频信号是指原始电信号，如声音信号、图像信号等，称为调制信号，用uΩ（t）表示；高频振荡信号是用来携带低频信号的,称为载波，用uc（t）表示；载波通常采用高频正弦波，受调后的信号称为已调波，用u（t）表示。
具体地说,调制就是用调制信号控制载波的某个参数,并使其与调制信号的变化规律成线性关系。
因此,对模拟信号具有三种调制方式：
调幅、调频和调相。
为了提高信号的频率，以便更有效地将信号从天线辐射出去。
由天线理论可知，只有当辐射天线的尺寸与辐射的信号波长相比拟时，才能进行有效的辐射。
而我们需要传送的原始信号，如声音等，通常频率较低（波长较长），所以需要通过调制，提高其频率，以便于天线辐射。
为了实现信道复用。
如果多个同频率范围的信号同时在一个信道中传输必然会相互干扰，若将它们分别调制在不同的载波频率上，且使它们不发生频谱重叠，就可以在一个信道中同时传输多个信号了，这种方式称为信号的频分复用。
2.2.1振幅调制的分类
振幅调制可分为普通调幅（AM），双边带调幅（DSB-AM），单边带调幅（SSB-AM）与残留边带调幅（VSB-AM）几种不同方式。
2.2.2普通调幅信号的波形及表达式
设载波uc（t）的表达式和调制信号uΩ（t）的表达式分别为
根据调幅的定义，当载波的振幅值随调制信号的大小作线性变化时，即为调幅信号，则已调波的波形如图2.1（c）所示，
图2.1（a）、（b）所示分别为调制信号和载波的波形。
图2.1
由图可见，已调幅波振幅变化的包络形状与调制信号的变化规律相同，而其包络内的高频振荡频率仍与载波频率相同，表明已调幅波实际上是一个高频信号。
可见，调幅过程只是改变载波的振幅，使载波振幅与调制信号成线性关系，即使Ucm变为Ucm+KaUΩmcosΩt，据此，可以写出已调幅波表达式为
Ma称为调幅系数，Umax表示调幅波包络的最大值，Umin表示调幅波包络的最小值。
Ma表明载波振幅受调制控制的程度，一般要求0≤Ma≤1，以便调幅波的
包络能正确地表现出调制信号的变化。
Ma>1的情况称为过调制,下图所示为不同Ma时的已调波波形。
图2.2
为了分析调幅信号所包含的频率成分，可将式（2-3）按三角函数公式展开，得
可见，在已调波中包含三个频率成分：
ωc、ωc+Ω和ωc-Ω。
ωc+Ω称为上边频，ωc-Ω称为下边频。
由此而得到调幅波的频谱如下图所示。
由调幅波的频谱可得，调幅波的频带宽度为
BW=2F
式中，F为调制频率。
若调制信号为复杂的多频信号，则其频谱如下图所示。
图2.3图2.4
例如语音信号的频率范围为300~3400Hz，则语音信号的调幅波带宽为2×3400=6800Hz。
观察调幅波的频谱发现，无论是单音频调制信号还是复杂的调制信号，其调制过程均为频谱的线性搬移过程，即将调制信号的频谱不失真地搬移到载频的两旁。
因此，调幅称为线性调制。
调幅电路则属于频谱的线性搬移电路。
若调制信号为单频余弦信号，负载电阻为RL，则已调波的功率主要有以下几种。
1.载波功率
2.上、下边频功率
3.总平均功率
4.最大瞬时功率
4.普通调幅信号的产生和解调方法
（1）普通调幅信号的产生
普通调幅信号的产生可将调制信号与直流相加，再与载波信号相乘，即可实现普通调幅。
可采用低电平调幅方法和高电平调幅方法。
（2）解调方法
1、包络检波：
利用普通调幅信号的包络反映调制信号波形变化这一特点，如能包络提取出来，就可以恢复原来的调制信号。
2、同步检波同步检波必须采用一个与发射端载波同频率同相的信号，这个信号称为同步信号。
双边带调幅
双边带调幅信号中仅包含两个边频，无载波分量，其频带宽度仍为调制信号频率的2倍。
单边带调幅
单边带调幅信号中仅包含一个边频。
残留边带调幅
残留边带调幅是指信号发送信号中包括一个完整边带、载波及另一个边带的小部分的调幅方法。
双边带调幅、单边带调幅和残留边带调幅只能采用同步检波！
2.3对调幅发射机的认识和了解
发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制，将其变为在某一衷心频率上具有一定宽度，适合通过天线发射的电磁波。
通常，发射机包括三个部分：
高频部分，低频部分，和电源部分。
高频部分一般包括主振荡器，缓冲放大，倍率器，中间放大，功放推动级与末级功放。
主振荡器的作用是产生频率稳定的载波。
为了提高频率稳定性，主振级往往采用石英晶体振荡器，并在它后面加上缓冲级，以消弱后级对主振器的影响。
低频部分包括话筒，低频电压放大级，低频功率放大级与末级低频功率放大级。
低频信号通过逐渐放大，在末级功放处活得所需的功率电平，以便对高频末级功率放大器进行调制。
因此，末级低频功率放大级也叫调制器。
调制是将要传送的信息装载到某一高频（载频）信号上去的过程。
所以末级高频功率放大级则成为受调放大器。
2.4调幅发射机的原理框图
发射机单元采用调频方式实现音频信号的调制,并完成调频波的发射。
结构上由信号输入电路、载波产生电路、调频电路、高频放大电路和调频波发射电路五部分组成。
集电极调幅的工作原理：
集电极调幅是利用低频调制电压去控制晶体管的集电极电压，通过集电极电压的变化，使集电极高频电流的基波分量随调制电压的规律变化，从而实现调幅。
实际上，它是一个集电极电源受调制信号控制的谐振功率放大器，属高电平调幅。
调幅管处于丙类工作状态。
图中，设基极激励信号电压（即载波电压）为：
则加在基射极间的瞬时电压为
调制信号电压uΩ加在集电极电路中，与集电极直流电压VCC串联，因此，集电极有效电源电压为
式中，VCC为集电极固定电源电压；
为调幅指数。
由式可见，集电极的有效电源电压VC随调制信号压变化而变化。
2.5中波调幅发射机组装及调试
2.5.1系统原理
本系统需要完成的任务是把一音频信号搬移到适合信道发射的频率出，经放大后通过天线发射出去。
其要完成的工作主要有以下几个方面：
音频放大、调幅、高频放大和天线发射。
系统框图如下：
图2.5中波调幅发射机
该发射机的工作过程为：
由话筒或音乐IC产生音乐信号，经过音频放大电路放大后，送入调幅模块与一频率为1MHz的载波信号进行幅度调制，得到已调波进入高频放大器，功率放大后由天线发射。
2.5.2系统组装
组装步骤如下：
（1）将模块10的S1的2拨上，即选通音乐信号，经U4放大从J6输出，调节W2使J6处信号峰-峰值为200mV左右，连接J6和J5将音频放大信号送入模拟乘法器的调制信号输入端。
同时将1MHz（峰-峰值500mV左右）的载波从J1端输入。
（2）调节W1使得有载波出现，调节W2从J3处观察输出波形，使调幅度适中。
（3）将AM调制的输出端（J3）连到集成线性宽带功率放大器的输入端J7，从TH9处可以观察到放大的波形。
（4）将已经放大的高频调制信号连到模块10的天线发射端TX1,并按下开关J2，这样就将高频调制信号从天线发射出去了，观察TH3处波形。
2.5.3模块分析
1.音频信号产生与放大模块
该模块的电路用
升级会员 