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1、第一部分： 电子设计中的通信模块设计与制作,主要内容,一. 竞赛题分析,二. 选用收、发芯片,三. 芯片方框图分析,四. 芯片功能实现,六. PCB设计,五.数据与收发芯片间的连接与制约,七.指标测量,设计并制作一个单工无线呼叫系统,一. 竞赛题分析,二. 选用收、发芯片,规定？自选？,选芯片原则 功能、指标,功能：适用场合、工作频段、调制方式,指标：发射功率、接收机灵敏度、 数据速率,根据设计要求，确定指标，选择芯片,接收机灵敏度(最低输入电平) = 天线噪声+系统噪声+要求的信噪比,发射机最低输出功率 =系统损耗+路径损耗+达到接收机的灵敏度,芯片选择举例：,其主要性能参数: 电源电压 2
2、.89.0V。 最高工作频率 200MHz。 输出功率 +10dBm (50负载10mW)。 调制灵敏度 10Hz/mV (直流电压)。 最大频偏 5kHz。 话音放大器闭环增益 30dB 谐波失真 0.15%,FM窄带调频芯片MC2833,主要指标 : 最高工作频率 200MHz。 电源电压 27V。 低功耗 当 VCC为3V时电流为3.6mA。 灵敏度 0.3V(12dB信纳比)。,窄带FM接收芯片MC3363,rfRXD0420 ASK/FSK/FM接收器,主要性能指标： 工作频率 300450MHz ASK最大数据速率 80Kbit/s NRZ FSK最大数据速率 40Kbit/s N
3、RZ 信号强度指示（RSSI） 70dB,三. 芯片方框图分析,要会使用模拟电路芯片，一定要看懂其结构方框图原理（学会看器件数据手册和典型电路）,目的： （1）了解信号的传输路径和原理 （2）确定外接元件的数值,设计一个系统,首先要指标分配,MC2833 发射机原理,外接元件： 语音处理元件 决定工作频率元件 放大器偏置,主要模块： 话音放大和处理 主振荡源 倍频与功率放大,MC3363内部结构,二次变频超外差式 正交鉴频FM,外接元件： 决定两个本振频率 两个中频滤波器 鉴频移相线圈,TDA5102发射芯片,关键：频率合成器、ASK、FSK工作方式,外接元件：晶体、电容、输出匹配网络,RF1
4、05 数字扩频收发器 （简化方框图）,吞脉冲频率合成、零中频接收方案、乘法器做调制解调器,四. 芯片功能实现,关键是 在理解工作原理的基础上正确选择外接元件,模拟电路集成块与数字模块不同点: 实现的同一功能对应有不同指标 需要外接元件 外接元件决定了性能指标,1.决定工作频率的元件,2.接收机本振频率,由已知的接收频率和中频值计算得出,若 2 中频取455KHz ，则 2 本振频率为：,接收机有各种方案,但都需要下变频,3. 中频滤波器,IF滤波器决定接收机的选择性 一般采用10.7MHz或455KHz的陶瓷滤波器,使用时注意两点（1）带宽 （2）端口匹配,端口匹配根据已知的输入输出阻抗,陶瓷
5、滤波器的输入和输出阻抗一般为330欧,4.高频端选频、滤波与匹配,发射机末端的输出滤波器,保证：功率放大器工作在最佳负载状态，输出最大功率 必要的滤波功能,5.调制器与解调器的外接元件,FM、FSK应保证 适当的频偏,FSK调制,解调器的带宽,关键： 了解芯片工作原理，在理论指导下选择 进行适当的计算（一般有推荐值） 会绕制、测量线圈,综上分析知，外接元件主要是选频滤波元件,选频滤波器的分类,2. LC滤波器 一般自己绕制,6.锁相环的环路滤波器LF,收、发芯片中的锁相频率合成器一般有两种用法 1. 仅作为收、发信机的本振源 2. 参与了调制 因此对环路滤波器的要求略有不同,锁相频率合成器仅作
6、为收、发信机的本振源,频率合成器参与调制（ADF7010）,环路滤波器带宽（LBW） 与数据速率有关,补充锁相环的设计,锁相环的应用,同步跟踪、载波提取,调制解调,频率合成,五.数据与收发芯片间的连接与制约,发射MC2833,语音频带：3003400Hz,窄带调频FM 额定频偏3KHz，最大频偏5KHz,已调信号带宽,信道间隔：25KHz,接收 MC3363 中频滤波器带宽,例：,已知中频滤波器带宽， 如何确定允许的最大数据速率？,用此信号进行FSK后，已调信号带宽最小值是,数据速率可由单片机或编码、解码芯片时钟决定,例如：编码芯片PT2262、解码芯片PT2272,不同外接电阻值决定期时钟大
7、小,六. PCB设计,系统硬件制作的三要点,系统方案设计、器件选择,结构、工艺,指标测量,注意事项,系统的划分,布局、布线（地线、电源线、信号线) 及接地,电源滤波,模拟电路和数字电路,屏蔽和匹配,1.地线,原则：回流路径尽量短；地电流在关键点处产生的干扰应最小,定义电流能够流回源的一条低阻抗路径,注意地线是有阻抗的,电源滤波减小芯片间、芯片内不同区域间耦合,2.电源滤波与电源线,电源是频率成分最复杂的部件,3. 高频元件与引线,输入、输出匹配网络线,振荡回路线,七. 指标测量,明确各项指标的定义,合理而正确的测量方法,正确的测试点,符合精度要求的测量仪表,合适的测试环境与条件,总结：,1.
8、系统要全面考虑：指标分配、相互匹配,2.电路需要调试调试外接元件,高频选频部件一般不能集成,调试每个元件的目的要清楚，它对系统指标的影响,调试要分步进行，一般按信号流程进行,3.工艺结构一定要重视,4.不仅是功能，对模拟电路更重要的是指标,第二部分：典型RF电路实例分析,C30型调频二次变频 对讲机线路图分析,声控对讲机,TA8164调频、调幅收音机集成电路框图,课外自学安排,一、阅读本方向参考资料 二、学习高频测量技术与一起基本工作原理 三、搜集与消化常用器件资料和应用电路,月度制作题目,一、设计题目三：简易AM无线话筒 设计一个调幅无线话筒，频率535KHz-1605KHz。传输距离大于2
9、米，工作电压6v。 1、基本要求 （1）发射功率： 10mW； （2）发射机调幅系数：m 30； （3）音频调制信号频率范围：不劣于300HZ3000HZ ；,2、 扩展要求 进一步提高发射距离。,二、设计题四、 宽带RF放大器设计 设计一放大器 1、基本要求： a、 输入信号10mv有效值，工作带宽1-10MHz，电压增益等于20db（50欧姆标准负载下测量）。 b、能够测量输出信号电压的幅度并转换成相等电压的直流电压输出。 2、扩展要求 a、可以进行增益控制，分别使增益可以为5db、10db、20db三档（误差小于2db）。 b、扩大放大增益范围。,题目分析,一 .AM无线话筒技术难点 1、调制采用基极调幅或模拟乘法器等。 2、高频功率放大谐振放大器等。 3、发射天线磁棒谐振天线等。 4、其他发挥 5、。,END,