基于FM调制方式的语音传输Word文档格式.docx

1、 This system transmission distance of up to 100 m above, the frequency at 94.1 MHz, transmission, sound clarity and the system is good stability. Keywords wireless communications, noise interference, signal modulation and launch ,FM signal reception and demodulation1研究内容本课题的研究内容为语音信号的高频调制及传输技术。其关键研究

2、内容为如何产生出中心频率偏移度低，振辐大而且稳定的调频信号，如何提高该调制系统的抗干扰能力，如何提高信号的信噪比，如何不失真的解调解调及语音信号的采集及放大等内容。2 系统原理2.1系统框架图本系统由语音信号调制发射 及 调频信号接收与解调两大部分组成。a）语音信号调制部分由音频放大模块,高频振荡与调频模块,缓冲隔离模块,高频功放等四个模块组成.信号在模块间传送路线如下:图2.1 信号在模块间传送路线图b）调频信号接收与解调部分由STC89C52控制模块TEA5767FM解调模块低频语音信号放大模块组成模块关系图如下：图2.2 低频语音信号放大模块关系图2.2调制发射部分具体原理调制与解调概要

3、为了实现信息的远距离传输，在发信端通常采用调制的方法对信号进行调制，收信端接收到信号后必须进行解调才能恢复原信号。所谓的调制就是用携带信息的输入信号ui来控制载波信号uC的参数，使载波信号的某一个参数随输入信号的变化而变化。载波信号的参数有幅度、频率和位相，所以，调制有调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）三种。调幅波的特点是频率与载波信号的频率相等，幅度随输入信号幅度的变化而变化；调频波的特点是幅度与载波信号的幅度相等，频率随输入信号幅度的变化而变化；调相波的特点是幅度与载波信号的幅度相等，相位随输入信号幅度的变化而变化。调幅波和调频波的示意图如图2.3所示。图2.3 调幅波和调频波的示意

4、图上图的（a）是输入信号，又称为调制信号；图（b）是载波信号，图（c）是调幅波和调频波信号。解调是调制的逆过程，它可将调制波VO还原成原信号Vi。变容二极管的调频原理实现调频的方法很多，大致可分为两类，一类是直接调频，另一类是间接调频。直接调频是用调制信号电压直接去控制自激振荡器的振荡频率（实质上是改变振荡器的定频元件），变容二极管调频便属于此类。间接调频则是利用频率和相位之间的关系，将调制信号进行适当处理（如积分）后，再对高频振荡进行调相，以达到调频的目的。两种调频法各有优缺点。直接调频的稳定性较差，但得到的频偏大，线路简单，故应用较广；间接调频稳定性较高，但不易获得较大的频偏。 常用的变容

5、二极管直接调频电路如图2.4所示。图中D为变容二极管，C2、L1、和C3组成低通滤滤器，以保证调制信号顺利加到调频级上，同时也防止调制信号影响高频振荡回路，或高频信号反串入调制信号电路中。调制级本身由两组电源供电。 图2.4 变容二极管调频电路 图 2.5 变容调频原理图对高频振荡信号来说，L1可看作开路，电源EB的交流电位为零，R1与C3并联；如果将隔直电容C4近似看作短路，R2看作开路，则可得到图（b）所示的高频等效电路。不难看出，它是一个电感三点式振荡电路。变容二极管D的结电容Cj，充当了振荡回路中的电抗元件之一。所以振荡频率取决于电感L2和变容二极管的结电容的值，。变容二极管的正极直流

6、接地（L2对直流可视为短路），负极通过R1接+EB，使变容二极管获得一固定的反偏压，这一反偏压的大小与稳定，对调频信号的线性和中心频率的稳定性及精度，起着决定性作用。对调制信号来说，L2可视为短路，调制信号通过隔直流电容C1和L1加到变容二极管D的负极，因此，当调制信号为正半周时，变容二极管的反偏电压增加，其结电容减小，使振荡频率变高；调制信号为负半周时，变容二极管的反偏压减小，其结电容增大，使振荡频率变低。 由上可见，变容二极管调频的原理是，用调制信号去改变加在变容二极管上的反偏压，以改变其结电容的大小，从而改变高频振荡频率的大小，达到调频的目的。由变容二极管结电容Cj变化实现调频的波形示意

7、图如图2.5所示。原理图：图2.6 原理图.1音频放大模块图2.7 音频放大模块图音频放大模块的作用是通过MICROPHONE把音频信号转换为电压信号。然后将通过三极管以甲类工作方式进行放大。实验结果及数据分析1）三极管T4的静态工作点为： Vb=2.7v Vc=6.2v Ve=2.0v 本级的电源来自经R14连接的最上面这条“电源线”，经测试约8。1V左右。 由上图可知三级管的电压为“电源线”电压经R16，R17分压后所得，R16：R17=1：2 易得基级电压约为2.7V，测试数据与理论分析相符。2）放大倍数测试经测试，放大倍数约为10左右。.2高频振荡与调频模块电路图：1） 其中高频振荡部

8、分的高频等效电路图为：图2.8 高频等效电路图此时的振荡频率为实验中，我们制作的振荡频率为：F=94.1MHz2） 调频部分的功能是将音频信号从电容C18，通过变容二极管进行调频，即将音频信号调制到高频上去。最终的已调信号将在电容C8端输出。3）三极管T1的静态工作点为：Vb=2.9v Vc=6.8v Ve=2.2v， 基级电压由9V电源电压经R1，R2分压所得，R1：R2=1：2，所以基级电压约为3V，测试电压与理论值分析基本相同。另外本原理图最右边语音放大级输入点的静态电压由R6，R8分压所得。 正常情况应为9*8/（10+8）=4V，如果变容二级管反接将被钳位在0.7V4）本级电路的振荡

9、类型为电容式三端式振荡器。其交流等效电路如下所示：图2.9 交流等效电路图其中C3，C2，构成了三端式振荡器BE，CE极的电容元素。另外L1，C6，Cx,C5,C4共同构成BE极的电感元素。其中Cx的电容值受语音性号控制。从而使该振荡器的电感元素受音频控制。最终使得整个电路的振荡频率受音频信号控制。图2.10缓冲隔离模块图.3缓冲隔离模块 电路图如图2.10所示：1）该电路为射极跟随器，作用是隔断振荡器的输出端与功率放大级的输入端的直接，减少了功率放大级对振荡器的影响，提振荡器的稳定性。由于是射随电图信号输入输出基本不会产生变化。峰峰值270mV左右2）三极管T2的静态工作点为：Vb=5.4v

10、 Vc=9v Ve=4.8v基级电压由电源电压经R7，R8分压所得，9*12/（12+8）=5.4V，测试数据与理论分析相符。.4高频功放模块 电路图为：图2.11 高频功放图1） 此模块电路为甲类功率放大电路，作用是将之前的已调信号进行功率放大，以保证发射足够远的距离。信号在基级输入,C11为旁路电容,C19为偶合电容,L3与C10构成选频网络。2） 三极管T3的静态工作点为：Vb=2.9v Vc=9v Ve=2.2v基级电压由电源电压经R10，R11分压所得，R10：R11=1：2；所以该点电压约为3V，测试数据与理论基本相符2.3接收部分具体原理接收部分主要应用了TEA5767内部的锁相

11、环进行了有效的信号解调。 TEA5767解调模块电路原理图4图2.12解调模块电路原理图锁相环原理3锁相环路是一种反馈控制电路，简称锁相环（PLL）。锁相环的特点是：利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位。因锁相环可以实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，所以锁相环通常用于闭环跟踪电路。锁相环在工作的过程中，当输出信号的频率与输入信号的频率相等时，输出电压与输入电压保持固定的相位差值，即输出电压与输入电压的相位被锁住，这就是锁相环名称的由来。锁相环通常由鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）和压控振荡器（VCO）三部分组成，锁相环组成的原理框图如图2.13所示。图2.13 锁相

12、环组成的原理框图锁相环中的鉴相器又称为相位比较器，它的作用是检测输入信号和输出信号的相位差，并将检测出的相位差信号转换成uD（t）电压信号输出，该信号经低通滤波器滤波后形成压控振荡器的控制电压uC（t），对振荡器输出信号的频率实施控制。图 2.14 鉴相器电路如图2锁相环的工作原理锁相环中的鉴相器通常由模拟乘法器组成，利用模拟乘法器组成的鉴相器电路如图2.14所示。鉴相器的工作原理是：设外界输入的信号电压和压控振荡器输出的信号电压分别为： （8-4-1）（8-4-2）式中的0为压控振荡器在输入控制电压为零或为直流电压时的振荡角频率，称为电路的固有振荡角频率。则模拟乘法器的输出电压uD为：用低通滤波器LF将上式中的和频分量滤掉，剩下的差频分量作为压控振荡器的输入控