通信电子电路综合实验无线射频收发系统任务书新Word文件下载.docx

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调频通信接收系统工作过程：

从天线接收的射频信号进入“接收变频单元电路”的BR6端，通过低噪声放大和变频，由“锁相振荡单元电路”提供本振信号，将射频信号变成21.4MHz的中频从BC4端输出，21.4MHz的中频信号送入到“中频解调单元电路”经二次变频，成为455kHz中频，鉴频解调出的音频信号分为二路，一路通过音频放大电路推动扬声器输出语音信号，若接收有数据信号时，可由另一路送入“FSK解调单元电路”恢复成数据信号后由“控制单元电路”输出。

图1-1调频通信收发系统框图

1.1.2语音单元电路

语音单元电路如图1-2所示。

语音单元电路作为语音输入板，充分考虑了当前常用的语音输入电路和处理方法，将麦克风输入和内部话筒输入合二为一，由运放LM358组成预加重电路、音频放大及音频合路器，开关K1可选择对信号进行预加重处理试验。

同时，另外准备了一路BNC输入，便于测试、和对比分析，电位器RP1和RP2可调节音频电平参量，用来分析不同电平下的调制参数及其对通信的影响，输出合路后统一成为标准音频接口。

图1-2语音单元电路

1.1.3FSK调制解调单元电路

FSK调制解调单元电路如图1-3所示。

采用1200波特率标准芯片方案，将数据流信号转换成模拟音频信号，便于实现调制，同样，模拟音频信号经过FSK解调重新恢复成数据流，电位器用来调节模拟量参数，观测信号电平对调制和解调结果的影响。

图1-3FSK调制解调单元电路

1.1.4锁相振荡单元电路

锁相振荡单元电路如图1-4所示。

电路采用频率合成方案，发射频率和接收频率均锁定内部参考时钟，保证了测试结果的稳定性，电路由压控振荡器、锁相环电路、内部晶体振荡器、调制接口、锁相控制接口组成，压控振荡器输出经过缓冲放大后输出。

RP5用来调节VCO输出频率，便于调试；

K2~K5切换环路参数和调制形式，用于测试和分析。

本单元电路既可用作发射单元的振荡器，也可用作接收单元的本振。

图1-4锁相振荡单元电路

1.1.5发射功放单元电路

发射功放单元电路如图1-5所示。

本单元电路采用预放电路和功放电路的组合，考虑到实验环境，采用了100mW左右小功放方案，电位器用来调节输出功率。

另一路发射控制接口模拟实际工作环境，作为系统联机调节使用，同时保留了手动控制方式，简化了调试。

图1-5发射功放单元电路

1.1.6接收变频单元电路

接收变频单元电路如图1-6所示。

本单元电路采用标准超外差变频方案，利用合成本振，通过变频将输入射频信号下变频到中频，再送中频解调板进行解调处理。

内部的射频调谐放大电路是双栅场效应管低噪声放大电路，调谐选择较窄的射频信号带宽，去除带外干扰，提高灵敏度，中频调谐电路选择有用中频21.4MHz滤除其他无用信号，电位器改变本振电平，可观看本振电平对变频电路的影响。

图1-6接收变频单元电路

1.1.7中频解调单元电路

中频解调单元电路如图1-7所示。

本单元电路利用标准接收中频解调芯片，采用二次变频方案，二中频为455kHz，解调音频输出分成两路，一路通过音频放大电路推动扬声器，另一路提供数据解调器。

中频接收芯片还提供场强指示和静噪指示，用于系统组网。

可调鉴频线圈对应鉴频信号的优劣，开关K7用于解调性能通信试验。

图1-7中频解调单元电路

1.1.8控制单元电路

微机控制单元电路如图1-8所示。

整机系统的工作流程控制和频道编程均在此完成，包含有单片机系统，各种控制接口，数据接口，工作接口等，还包括电源稳压。

控制单元电路既可以用于发射单元，控制发射频率、发射时间等，也可以用在接收单元控制接收频率、接收时间等，同时还是FSK调制解调板的数据输入输出接口。

图1-8控制单元电路

1.1.9幅度调制单元电路

幅度调制单元电路如图1-9所示。

调制电路中的载波信号由晶体振荡器产生，将低频调制信号与载波信号送入模拟乘法器MC1496，完成AM、DSB、SSB信号的调制。

图1-9幅度调制单元电路

1.1.10幅度解调单元电路

幅度解调单元电路如图1-10所示。

将幅度调制单元电路中的载波信号作为本单元电路中的同步载波信号，由模拟乘法器MC1496完成AM、DSB、SSB信号的同步检波。

图1-10幅度解调单元电路

1.2无线射频收发系统实验任务书

1.2.1FSK调制解调

一、实验要求

1、分析电路，画出功能框图，说明本实验电路的信号处理过程。

2、根据下列实验内容确定实验方案及需用的仪器、制定实验步骤。

3、记录原始实验数据，分析实验结果、完成实验报告撰写。

二、实验内容：

1、FSK调制

1）检查本单元电路

提示：

接通电源，发光二极管V9、V10处于发亮状态，V15、V16处于熄灭状态。

2）由稳压源输入直流电平“1”（要求确定标准电压值）或“0”，用示波器观察输出波形，并用频率计测试输出频率并记录。

改变输入电平值大小，记录输出变化。

3）输入方波信号，观察并记录输出波形及参数

将K6的2,3脚相连，送一个20Hz的TTL信号到本单元电路的插座K5，即对N3的17脚送0或1的数字信号，N3对其进行调制，即YC2插座1脚有调制波形输出（TP2端），指示灯V16应处于闪亮状态，V15处于熄灭状态，观察输出波形，并用频率计测试输出频率并记录。

调节电位器RP4，记录输出变化。

2、FSK解调

1）由低频信号发生器输出频率为1300Hz或2100Hz幅度为2V的正弦信号，用万用表分别记录解调输出幅度值，改变频率或幅度，观察并记录输出变化。

2）将信号发生器外调制所得FSK调制信号作为FSK解调输入，用示波器观测并记录解调输出波形，调节电位器RP3，观察并记录解调结果变化。

3）由FSK调制输出的信号作为FSK解调输入，观察并记录调制输入和解调输出方波，并与输入FSK调制的方波进行比较。

将FSK调制解调板I的K7的2,3脚相连，用数据线连接FSK调制解调板I的YC2和FSK调制解调板II的YC3，将FSK调制解调板II的K6的1,2脚相连，用示波器观察II板R20与插座K3相连一侧（TP6）应有TTL电平输出，观察波形和频率并记录，调节电位器RP3，用示波器观测输入电平对FSK解调结果的影响。

1.2.2锁相振荡电路

二、实验内容：

1、参考频率检查

检查VZ3两端电压约为3V，连接K1的1,2脚，检查TP1应有参考信号（12.8MHz），用频率计测试其频率读数并记录。

2、记录VCO自由振荡频率

将变容管直接调频电路构成的VCO与锁相环和RP5均断开，即K3不接短路块，K8连接后，测试VCO输出端（BC1）频率并记录。

3、调试并记录VCO输出频率范围

将变容管直接调频电路构成的VCO与锁相环断开，即用短路器插入K3的1,2脚，检查VZ4两端应有6.8V左右电压，调节电位器RP5，使TP5处电压约等于+6V，插上K8短路器，在VCO输出端（BC1）测试并记录振荡频率（大于230MHz），若小于规定范围内则调整L10线圈间距。

调节电位器RP5，使TP5处电压接近0.5V，观看并记录BC1射频频率读数，应小于200MHz。

4、记录调制特性

将变容管直接调频电路构成的VCO与锁相环断开，即开关K3选择开环连接，K8闭合选择振荡器输出，改变电位器RP5，使R40左端（TP5）直流电压在0.5～6V之间变化，观察并记录VCO输出频率，画出调制特性。

5、观察并记录锁相环锁定相应频道状况

VCO与锁相环之间连接成闭环状态，连接本板射频输出端口BC1到DR200-T2发射调试单元射频输入端口，用来检测BC1射频输出信号，将K3上短路器移到2,3脚，用示波器检查TP5应有1V~6V左右的直流电压。

否则，检查N6及其外围器件。

未锁定时，DR200T2显示频率读数会发生较大变化，指示灯LED1处于发亮状态。

锁定时，频率读数将稳定，指示灯LED1熄灭。

当频率锁定时显示频率（0～7频道）。

如果不满足，首先轻微拨动L33线圈，观察是否有锁定现象（LED1灯熄灭），如未出现锁定现象再判断频率是否锁定在对应频道上，如仍未锁定，则检查锁相振荡板VCO范围、锁相环内部参考、环路滤波器设置位置、微机控制板的锁相控制连接线。

6、记录调制频率和调制频偏

改变RP5使VCO输出频率为规定频道频率，K3选择闭环。

由低频函数信号发生器送出1kHz正弦音频信号，电平1V。

将音频送到本板调制输入端YR4插座1脚，用DR200T2检查本板输出，观看调制频率和调制频偏并记录。

调制频偏应大于2K，否则加大调制信号幅度或调节电位器RP6，继续观测并记录射频信号调制频偏，发射信号过程中射频调制频率应大于2K频偏。

改变音频输出频率，保持音频电平不变，观察发射频偏读数，记录并判断是否满足400Hz~3.4kHz的发射调制带宽要求。

7、分析调频指数与调制频谱的变化规律

由低频函数信号发生器送出1kHz正弦音频信号，示波器检查TP2处有无1K音频信号输出，调节RP6，音频信号幅度得到改变，用示波器观测直到音频幅度约为1V。

用频谱仪观看射频信号频谱，改变音频信号幅度，观看频谱谱线的变化规律，分析调频指数与调制频谱的变化规律，理解贝塞尔函数与谱线大小的关系。

8、检查寄生信号（选做）

用EE4051频谱仪检查振荡输出频谱，观看除主振荡信号外，是否还有其它谱线存在。

将频谱仪中心频率调到振荡信号频率上，扫频带宽置100kHz，观看谱线情况，断开K7，观看此时频谱谱线发生了什么变化，分析产生的原因，分析C39、CD6、R48的作用。

1.2.3发射功放电路

1、分析电路，画出功能框图，说明本实验电路的功率放大过程。

1、本单元电路检查

接通电源，用万用表测TP3电压应为12V，调节Rp7，使TP1电压为7V。

用短路器插上SPTT插座，此时LED3处于发光状态，观看DR200-T2读数应明显变大，拔下SPTT短路器，DR200T2读数回零（进行本实验时控制板插座PTT应取下）。

2、测量功放电路增益和效率

首先用DR200T2（或频谱仪）测试DR200R1信号源输出功率或电平，记录读数A，然后把DR200R1的射频输出口与本单元电路输入端口BR5相连，再用DR200T2（或频谱仪）测试本单元电路射频电平输出口BC2，记录读数B，本单元电路增益=B-A；

用DR200T2测试记录输出功率并计算效率。

3、观察并记录末级功放集电极电流波形

接通电源加入相应输入射频信号后，在TP2点观察波形并记录，改变RP7，观察并记录输出功率，分析输出功率和效率的变化情况。

4、观察记录放大器增益和频响

断开信号源，连接网络分析仪射频输出到本单元电路输入口BR5，本单元电路输出口BC2接一个40dB衰减器，然后接到网络分析仪的射频输入通道A端，网络分析仪中心频率设置为225MHz，扫描带宽设置为50MHz，观看并记录放大器的频率增益和频响，

5、分析输入端、输出端及天线阻抗匹配情况（选做）

连接本单元电路的输入端口BR5或输出端口BC2到网络仪电桥的负载端，将网络仪频率调到本板工作频率范围224M左右，观察记录驻波比大小，分析驻波比大小与阻抗的对应关系，以及实际工程应用的可能造成的影响。

6、用频谱仪分析谐波（选做）

送一频率为224MHz、功率为0dBm的射频信号到本单元电路的BR5，用频谱仪观看输出频谱，分析和记录放大器谐波大小。

减小信号源输出功率，观测频谱仪谐波变化规律；

7、测试并记录发射精度/天线驻波/天线方向图（选做）

把DR200R1的射频输出接到发射功放的BR5接口频道选择显示7频道频率即为224.175MHZ，发射电频大约为10dBm，输出口BC2接到综测仪EE5113的N型射频输入/输出口，然后选择综测仪的发射机界面，观测射频频率，调节射频输入信号的电平，观测发射精度的变化。

或者通过综测仪的双工测试来观测记录本板的发射精度。

设置综测仪界面RFIN为N，RFOUT为BNC，然后BNC射频输出连接本板的BR5，N型头射频输入连接本板的BC2，发射频率设为224.175M，然后观看综测仪接收频率，观测其发射精度。

取一根配套电线，接在网络分析仪的电桥负载端口，电桥的两端分别接网络分析仪的射频输出端和通道A，进入频率界面设点频为230M，

进入测量界面，观测驻波及天线方向图。

1.2.4接收变频电路

1、分析电路，画出功能框图，说明本实验电路的信号调谐放大及混频的信号变化过程。

1、分析并记录中频滤波器频率特性

首先断开电源，用网络仪输出接入K9与R125连接点（TP2点），BC4接入网络仪射频输入，网络仪的中心频率设置到21.4MHz，扫频带宽设置到100KHz，观看中频滤波器的形状。

分析滤波器插入损耗、通带宽度、带外抑制等指标。

2、测试并记录低噪声放大器特性

与测试发射功放放大特性类似，将射频信号（电平约-27dBm左右）接到本单元电路的BR6（或将发射功放电路输出的已调频信号经20dB的衰减器接到网络仪的射频输入端测试电平值并记录后，接入BR6端）端，将K13的1,2脚相连，在输出端BR8测试，调节Rp8（尽量避免调Z2、Z3、Z4），使得输出电平最大，记录信号电平，得到前级放大倍数及放大特性。

3、检查中频滤波特性并记录

K9连接和断开两种情况下，用扫频仪或网络仪测试并记录中频滤波器特性（K13的2、3相连，扫频仪或网络仪输出接BR8，BC4接扫频仪或网络仪输入）。

4、测试混频电路特性

1）分析射频输入频率对中频的影响

提示：

DR200R1射频接收调试设备提供接收频段射频信号及本振信号（或用锁相振荡单元电路为本单元电路提供本振信号），改变输入频率，用示波器或频谱仪观测中频信号的输出幅度变化并记录。

2）分析射频输入信号电平对中频的影响

DR200R1射频接收调试设备提供接收频段信号及本振信号（或用锁相振荡单元电路为本单元电路提供本振信号），改变输入信号电平，观看中频信号的输出幅度变化并记录。

3）测试混频器变频信号特性（选做）

用DR200R1射频接收调试设备（或EE5113）经衰减后产生一功率为0dBm频率为相应频道射频信号送到本单元电路的输入端口BR6，频谱仪连接中频输出端，分析射频到中频的隔离度；

选择一功率为0dBm频率为相应频道本振的射频信号送到本单元电路输入端BR7，频谱仪连接中频输出端，观看并记录本振到中频隔离度；

将外接本振信号连接本振端，频谱仪连接射频输入端口BR6，观看并记录本振到射频隔离度等指标。

4）测试射频接收单元的邻道抑制指标（选做）

选择一电平为0dBm频率为相应频道射频信号送到本单元电路射频信号输入端BR6，将相应本振信号与本单元电路的BR7相连，分别增加或减小射频信号源的输出频率（即改变信源频道），在BC4端观看并记录中频频谱的变化规律。

5）测试射频接收单元的镜频抑制指标（选做）

将一电平为0dBm，频率为224.175MHZ送到本单元电路射频输入端口BR6，用锁相振荡单元电路为本单元电路提供本振信号，即锁相振荡单元电路的输出端BC1与本单元电路的BR7相连，频率为202.775（即控制单元电路的插针全部取下），连接频谱仪到本单元电路的中频输出端BC4，按照21.4MHz步长减小射频信号源的输出频率两次，观看并记录中频频谱的变化规律。

6）接收机场强测试（选做）

DR200R1生成射频信号，频率为224.175MHZ,功率约为11dBm,用电缆引出射频信号，放在本单元电路附近，用锁相振单元电路为本单元电路提供本振信号，即锁相振荡单元电路的输出端BC1与本单元电路的BR7相连，频率为202.775（即控制单元电路的插针全部取下），用频谱仪观测混频板输出端口BC4是否有中频信号混出，如果没有继续移动信号电缆缩短与本单元电路射频输入端口BR6的位置或增大射频信号电平只到中频信号混出为止，记录实验数据。

1.2.5中频解调电路

1、分析电路，画出功能框图，说明本实验电路的信号调谐放大及解调过程。

1、测试第一中频放大器频率特性

将网络仪（或扫频仪）接在实验板输入端和电容C123左侧（TP5）之间，记录增益、带宽及幅频特性。

2、检查并记录455kHz中频信号并记录

将0dB以下的21.4MHz信号（或从接收变频单元电路的BR4输出得到）与本单元电路的BR8相连，检查N10附近的G1晶体是否正常工作，用示波器X10探头观测C130与G1晶体连接处应有振荡波形（即为20.945MHz本振）。

分别将K9、K10短接，用示波器检查TP1应有455kHz中频信号。

3、鉴频特性测试

①断开455kHz陶瓷滤波器，从TP1和TP2（或TP3）端接入网络仪，在455kHz附近测试并记录动态鉴频特性曲线。

②断开455kHz陶瓷滤波器，从TP1端送入455kHz附近的信号，缓慢改变输入频率，测试并记录TP2（或TP3）处相应频率下的电压幅度，画出静态鉴频特性曲线。

③接入455kHz陶瓷滤波器，从BR8端送入0dB以下21.4MHz附近的信号，缓慢改变输入频率，测试并记录TP2（或TP3）处相应频率下的电压幅度，画出静态鉴频特性曲线。

4、检查音频输出并记录

在输入端（BR8）送入0dB以下载波频率为21.4MHz的调频波（或由锁相振荡电路产生经接收变频电路处理后的调频信号），改变调制音频信号频率，频偏3kHz不变，幅度为峰峰值800mV，记录不同音频调制下的解调音频电平；

改变频偏，记录解调音频电平。

用短路器插上RT1，调节RP11，观测TP3有音频信号输出，调节RP12，听扬声器发出音频声响大小发生变换。

5、用综测仪EE5113测试解调输出音频失真、静噪电平调节（选做）。

把中频解调板的输入口BR8与EE5113的射频输入N型口相连，射频电平功率设为-40dB以下，直到LED5灯处于闪烁状态，再继续微调（调小）射频电平功率，直到LED5灯为熄灭状态，然后调节电位器RP10直到LED5灯闪烁为止，然后用示波器观测R150是否高低电平变化。

1.2.6幅度调制电路与解调电路

1、分析电路，画出功能框图，说明本实验电路的AM、DSB、SSB幅度调制过程。

1、调试载波信号并记录

接通电源后，用短接线接X501的1,2脚，用示波器或频率计测试TP1，调节可调电容C518使频率为465kHz，记录波形和频率。

然后连接X501的2,3脚，用同样的方法调节C503产生455K的信号，记录波形和频率。

最后连接X501的1,2脚和X502，观察X503端波形并记录；

连接X509，调节电位器Rp502，测试N502的10脚并记录，使载波幅度峰峰值为300mV左右。

2、观察调制输出波形及频谱并记录

用低频信号发生器提供调制信号（10KHz，约峰峰值1V的正弦信号）接入X506，连接X510的1,2脚，观察X507端是否有调幅波形输出，若无，则检查乘法器外围电路直至有AM信号输出，调试Rp501可抑制载波得到DSB信号，接入陶瓷滤波器后，在X511端可得SSB信号，记录相应波形或频谱。

注意：

使用频谱仪时，可将中心频率设置为465kHz，扫宽为100kHz，参考电平为10dBm，在X507端观察频谱仪，会在频率为455K和475K产生两个波峰，峰值约为-34dBm，调节Rp501抑制载波，使465K的信号幅度最小，经455kHz滤波后，475K的信号被滤波器滤掉，调节Rp503，可使使其峰值最大，约为2dBm左右，用示波器观察其幅值应为700mV左右。

3、观察语音信号的调制结果（选做）

低频调制信号改由话筒输入，连接到本单元电路，观察并记录输出各调幅信号的波形和频谱。

1.2.7幅度解调电路

一、实验要求

1、分析电路，画出功能框图，