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单片机控制的1417调频发射机毕业设计论文.doc

单片机控制的1417调频发射机毕业设计论文

不系舟红枫
2019-01-24 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《单片机控制的1417调频发射机毕业设计论文doc》,可适用于高等教育领域

单片机控制的调频发射机设计引言无论话音、图像还是数据信号要利用电磁波发送到远端都必须使用发射机产生信号然后经过调制放大送到天线。发射机特性与使用场合有关。远距离系统中大功率低噪声是首要指标。空间和电池供电系统中效率必须要高。通信系统中要求低噪声和高稳定性。目前市场上大多数小功率调频广播发射器采用了模拟振荡器发射频率固定单一稳定性还比较差在相邻场地使用时经常会因为频率相近而产生干扰或者串音影响正常的使用。使用数控锁相环技术的调频发射集成电路BHF制作的小功率调频发射器不但频率稳定性好而且在MHz到MHz范围内任意设置发射频率步进为MHz从而能有效的避免调频台的邻频干扰。数控调频发射机的用途很多该系统广泛应用于工厂、学校、小区、村镇组建的无线调频广播电台、无线通讯工程、无线报警、监听、数据传输、车载DVD、车载DVBT、车载电视盒、车载液晶电视、车载广告机、车载GPS、车载数字电视、车载硬盘播放器、车载MP、家用数字电视机顶盒、电话无线录音转发、专业远距离无线调频传声器、笔记本计算机等的无线音频适配器、调频广播发射器前级、FM发射机、通用型无线耳机、通用型无线音箱上、数码伴侣、音乐伴侣、小区无线广播上也可以供学校语音教室、英语四六级考试或其它场合使用。如果你想播放磁带上的英语听力内容那么只需用Linein线加上音源:计算机耳机输出、话筒、收录机、VCD、MP均可只要将音频信号输入通过一根带插头Linein线连接到发射机的音频输入插孔即可。在设计调频发射机的过程中必然要了解自己所设计的系统要求什么样的指标会涉及到哪些高频电路。以下将会介绍这方面的知识。调频发射机的理论基础发射机基本参数发射机基本参数介绍如下:()频率或频率范围:用来考察微波振荡器或频率合成器的频率及其相关指标温度频率稳定度、时间频率稳定性、频率负载牵引变化、压控调谐范围等。相关点位为MHz、GHz、ppm、MHzV等。发射机频率不稳定不但降低了通信的可靠性而且增加了对邻近信道的干扰。()发射机功率:通常是指发射机发射端的输出功率。与功率有关的指标有最大输出功率、频带功率波动范围、功率可调范围、功率的时间和温度稳定性相关单位为mW、dBm、W、dBW等。发射功率决定了发射机服务范围的远近及所要求通信的可靠程度。()效率:供电电源到输出功率的转换效率。这一参数对于电池供电系统尤为重要。()噪声:包括调幅、调单的频率合成器也存在一些问题一是可编程分配器的最高工作频率往往要比合成器所需的工作频率低许多二是分辨力为然而这与转换时间短的要求是矛盾的。工程上可以用经验公式()所以分辨力与转换时间成反比。为了获得高的频率分辨力即参考频率要低。变模分频合成器:为了解决程序分频器的最高上限频率的限制在程序分配器之前增加了一个固定模数V的前置分频器如图所示。合成器的输出频率为()图用前置分配器的PLL合成器这种方法虽然提高了输出频率但只能以增量变化为了获得未加前置分频器时同样的分辨力参考频率必须将为这就使得频率转换时间延长到原来的N倍十分不利。变模分频器:在不改分辨力的同时提高输出频率的有效方法之一是采用变模分频器。它的工作速率比可编程分频器快的多。如图所示。图双模分频器PLL合成器双模分频器有两个分频模数当模式控制为高电平时分频V当模式控制为低电平时分频模数为V。变模分频其的输出同时驱动两个可编程分频器它们分别预置在和并进行减法计数。在除和除分频器未计数到零时模式控制为高电平双模分频器输出频率为。在输入个周期之后除分频器计数到零模式控制电平变为低电平同时通过除前面的与门使其停止计数。此时除分频器还存有。由于受模式控制电平的控制双模分频器的分频模数变为V输出频率为。再经过个周期除计数器计数到零输出低电平将两个计数器重新赋以它们的预置值和同时对鉴相器输出比脉冲将模式控制信号恢复到高电平。在一个完整的周期中输入的周期数为=()其中D就是分频比必须大于。下变频PLL频率合成器:解决可编程分频器输出上限频率低的另一个途径即是用一个本机振荡器通过混频将输出下变频。如图所示。例如工作频段为MHz的FM广播接收机中频为MHz本机振荡器频率应为MHz。CMOS可编程分频器无法工作到这样高的频率可用CMOS集成频率合成器参考频率取KHz可编程分频器的分频比从再用一个MHz的本机振荡器进行下变频这样就可以得到输出频率()分辨力为KHz满足FM接收机的要求。这种方法的主要缺点是:增加了电路的复杂性并加大了体积和成本有混频器带来的寄生分量的可能性也加大了反馈通路中滤波器的相移也会影响环路的性能。图下变频PLL合成器多环频率合成器:多环频率合成器中用几个锁相环路。其中高位锁相环路提供频率分辨力相对差一些的较高频率输出。低锁相环路提供高频率分辨力的较低频率输出而后再用一个锁相环路将这两部分加起来而从获得既工作频率高而且频率分辨力也高又能快速转换频率的合成输出。如图所示就是一个以这种方式构成的三环频率合成器。图三环锁相频率合成器图中B为高位环它工作在合成器的工作频段但分辨力等于尚未满足合成器的性能要求。A环为低位环它的输出经后置分频器除M分频器输出频率较低工作频段只等于高位环输出的频率增量分辨力则可以达到满足合成器的性能要求。小数分频合成器:锁相频率合成器的基本特性是每当可编程分频器的分频比改变时得到输出频率增量为参考频率为了提高频率的分辨力就需减少参考频率这是对转换时间等性能是十分不利的。为了实现小数分频比只要能控制整数分频器的分频比按一定的规则变化就能实现小数分频。比如若要NF=的小数分频(N表示整数部分F表示小数部分)只要在次分频中做次除做三次除就可以得到()图就是一个小数分频合成器。输出频率为。在VCO和可编程分频器之间增加一个脉冲删除电路在鉴相器和环路滤波器直接串接了一个相加器。虚线以下为控制部分其核心是一个累加器(ACCU)。所要求的分频比其整数部分N和小数部分F分别存在两个存储器中N与F都用微机控制。图小数分频PLL合成器小信号微带放大器放大器的设计原理一、放大器的指标放大器的有以下性能指标:)频率范围放大器的工作频率范围是选择器件和电路拓扑设计的前提。)增益:它是放大器的基本指标。按照增益可确定放大器的级数和器件类型。)噪声系数:放大器的噪声系数是输入信号的信噪比与输出信号的信噪比的比表示信号经过放大器后信号质量的变坏程度。在级联网络中越靠前段的元件对整个噪声系数影响越大。在前段必须做低噪声设计。放大器的设计要远离不稳定区噪声的好坏主要取决于器件和电路设计。)动态范围:放大器的线性工作范围。最小输入功率为接收灵敏度最大输入功率是引起dB压缩的功率。动态范围影响运动系统的作用距离范围。二、放大器的设计原理图二端口网络二端口网络代表单级放大器。电路产生振荡的条件或这意味着输入口或输出口有负载。因为或取决于或定义稳定条件为()稳定性判据为()式中实际放大器设计中有两种情况:()晶体管为单向器件:=绝对稳定。对输入和输出匹配电路的设计没有限定条件依据噪声和增益指标进行设计。()晶体管为双向器件也就是又分为两种情况:①满足稳定判据是绝对稳定。对输入和输出匹配电路的设计没有限定条件依据噪声和增益指标进行设计。②不满足稳定判据是条件稳定。要用圆图找出和的取值范围也就是采用稳定圆判别法。稳定圆可以直接计算也可以用商业软件如AnsoftMicrowaveOfficeSUPERCOMPACT等。放大器的设计思路单向化设计=或()确定反射系数:。()单向转换功率增益分为输入、器件、输出三个部分即()其中()()最大增益设计:输入、输出端共轭匹配即给定了两端匹配网络。()()单向化因子:由于=的情况设计计算过程简单实际设计中可以把比较小的情况按计算最后在估计带来的增益误差。定义()则误差满足()电路设计设计微波放大器时应该关注器件的偏置和S参数。在偏置确定的条件下可用网络分析仪专用的测试工具测量S参数。分压电阻值由满足S参数的工作点决定。对于小信号放大器其电压增益是设计放大器时重点考虑的指标之一。电路结构高频小信号放大电路是线性放大电路。Y参数等效电路和混合π型等效电路是分析高频晶体管电路线性工作的重要工具。电路主要有两部分组成:晶体管和LC谐振回路。图为放大器的基本电路。图(b)是它的交流等效电路图中采用抽头谐振回路作为放大器的负载对信号频率谐振。由于输入的是高频小信号放大器工作在A类状态。晶体管集、射回路与谐振回路直接的接入系数负载与谐振回路的变压器接入系数。(a)实际线路(b)交流等效电路(c)静态偏置电路(d)参数等效电路(e)Y参数等效电路图高频小信号谐振放大器电路性能分析()输入导纳在Y参数等效电路中。回路、之间的总电导为()把、端之间的总导纳折合到、端即得到()经过计算放大器的输入导纳为()工程中通常忽略的作用使得。()输出导纳输出导纳()在工程中同样是可以忽略使得。()电压放大倍数()()频率特性单调谐放大器的幅频特性与LC并联谐振回路的幅频特性是相同的即调谐放大器的选频特性决定于LC谐振回路的幅频特性。即放大器的通频带为()也可以用矩形系数来描述频率特性。()矩形系数越接近邻近通道的选择性越好滤除干扰信号的能力越强一般单级谐振放大器的选择性较差因其矩形系数远大于为提高谐振放大器的选择性通常采用多级谐振放大器。阻抗匹配电路匹配的目的简述如下:为了让放大器从信号源获得最大的功率需要在其输入端进行共轭匹配即匹配网络的输入阻抗应等于信号源阻抗的共轭为了让放大器向负载传输最大的功率需要在负载端进行共轭匹配匹配网络的输出阻抗应等于负载阻抗的共轭。smith圆图圆图的依据公式:()()由公式()得到电阻圆圆心坐标为半径为。对于不同的可以在反射系数平面上画出相应的电阻圆如图中的(a)所示。例如r=的圆以(,)为圆心半径为。它包含了代表反射零点的原点(,)(负载与特性阻抗相匹配)。以()为圆心、半径为的圆代表负载短路。负载开路时圆退化为一个点(以为圆心半径为零)。与此对应的是最大的反射系数即所有的入射波都被反射回来。在作史密斯圆图时有一些需要注意的问题。下面是最重要的几个方面:()所有的圆周只有一个相同的唯一的交点(,)。()代表Ω、也就是没有电阻(r=)的圆是最大的圆。()无限大的电阻对应的圆退化为一个点(,)。()实际中没有负的电阻如果出现负阻值有可能产生振荡。()选择一个对应于新电阻值的圆周就等于选择了一个新的电阻。由公式()的电抗圆圆心坐标为()半径为对于不同的可以在反射系数平面上画出相应的电抗图如图中(b)所示。例如x=的圆以(,)为圆心半径为。所有的圆(x为常数)都包括点(,)。与实部圆周不同的是x既可以是正数也可以是负数。这说明复平面下半部是其上半部的镜像。所有圆的圆心都在一条经过横轴上点的垂直线上。将simith阻抗圆图旋转就可以得到Smith导纳圆图。(a)电阻圆(b)电抗图(c)阻抗导纳圆图图Smith圆图如图中的(c)所示当给定归一化阻抗串联电感后新的归一化阻抗电抗为与z相比增加了因此将z沿着等电阻圆按顺时针方向移动即得到当给定阻抗z串联电容时新的归一化阻抗其电抗变为与z相比电抗减小了因此将z沿着等电阻圆按逆时针方向旋转即可得到。当归一化导纳并联电感L后新的归一化导纳其电纳为与y相比电纳减小了因此将y沿等电导图按逆时针方向移动即可得到当给归一化导纳,并联电容后新的归一化导纳其电纳为与y相比电纳增加了因此将y沿着等电导图按顺时针方向移动即可得到。这是理解用smith圆图进行阻抗匹配的基础。可以通过图的圆图直接解出反射系数Γ。画出阻抗点(等阻抗圆和等电抗圆的交点)只要读出它们在直角坐标水平轴和垂直轴上的投影就得到了反射系数的实部Γr和虚部Γi(见图)。图从XY轴直接读出反射系数Γ的实部和虚部阻抗匹配网络的设计L形网络L形网络是一个窄带网络具有滤波功能滤波性能取决于匹配网络的Q。根据负载电阻和信号源电阻的相对大小关系有两种L型匹配网络。当信号源电阻大于负载电阻时L形匹配网络的结构如图(a)所示。当信号源电阻小于负载电阻时L型匹配网络的结构如图(b)所示。(a)(b)图L型匹配网络在图中当为电感时应为电容为电容时为电感。若已知信号源电阻、负载电阻和工作频率则可以求出匹配网络中电感L和电容C的值。()当时:()()其中。()当时:()()其中。形和T形匹配网络若要设计给定Q值的匹配网络时可以采用个电抗元件的匹配网络称为形和T形匹配网络如图所示。(a)形网络(b)T形网络图形和T形匹配网络()形网络的计算形网络中的电感L分为两部分:和这样网络就分裂为两个L网络源电阻经向右变换为中间的假象电阻必定有负载电阻经向左也变换为中间电阻也必定有。当两个中间电阻相等时就完成了阻抗匹配。实际上为与并联电路等效的串联电路的电阻。根据L网络的变换公式由组成的L网络的单臂Q值为()此L网络的有载Q为()而由组成的L网络的单臂Q为()此L网络的有载Q值为()由于是未知数所以和二者中可以由设计师自己假定一个。整个网络的带宽是由和共同决定的但较大的那个Q值占主导作用。因此在设定Q值时可以根据带宽的要求设定较高的那个Q值。()T形网络的计算如图所示将T形网络分解为两个L形匹配网络。信号源电阻经过网络变换为中间电阻且负载电阻经网络变换为中间电阻且。当两个中间电阻相等时就完成了阻抗匹配。组成的L形网络的支路Q值和有载Q值可分别表示为()图T形网络分解为两个L形网络()同样组成的L形网络支路Q值和有载Q值可分别表示为()()高Q应该设置在电阻较小的一侧。如则为根据滤波要求而定的一个较高的Q。天线天线是无线电设备的重要组成部分其主要功能是将电磁波发射到空气中或从空气中接收电磁波。天线的性能好坏直接影响无线设备的性能。天线的基本指标天线的基本指标介绍如下:()天线增益相同的条件下增益越高电波传播的距离越远。增益一般与天线方向图有关方向图主瓣越窄后瓣、副瓣越小增益越高。。定义为()式中为被测天线距离R处所接收到的功率密度单位为为全向天线距离R处所接收到的功率密度单位为。增益为的天线距离R处的功率密度应为接收功率密度即()()天线输入阻抗()式中是在馈入点的射频电压为在馈入点的射频电流。天线是单口网络输入驻波比或反射系数是一个基本指标为了使天线辐射尽可能多的功率必须使天线与空气匹配输入驻波比尽可能小。阻抗、驻波比与反射系数的关系为()()辐射效率定义为()式中为天线辐射出去的功率单位为W为馈入天线的功率单位为W。()辐射方向:用极坐标图来表示天线的辐射场强度与辐射功率的分布如图所示。图天线辐射方向图()半功率角如图所示。图半功率波束宽度()旁瓣在主辐射波瓣旁还有许多副瓣如图所示。图主瓣和旁瓣()方向系数定义为()式中为最大功率密度单位为为平均辐射功率密度单位为。常见的天线方向系数如下:偶极天线D=或dB单级天线D=或dB抛物面天线喇叭天线式中为抛物面半径为信号波长为喇叭口面面积。系统硬件设计与实现系统概述及功能框图系统硬件整体分为单片机控制模块、调频调制及高频放大发射模块、天线模块、音频输入模块、电源模块五部分通过单片机实现频率的输入及输出控制。五部分的有机结合将单调的调频发射变得更加自动化、合理化、人性化。控制电路采用AT系列单片机加BHF调频调制及高频放大电路、音频输入电路、小键盘、液晶显示电路、立体声指示电路、天线、V电源组成一个完整调频调制系统。V电源由VHz工频交流经VV交直流适配器(ACDCAdapter)整流、稳压、滤波得到V电源由V直流经三端稳压IC稳压得到键盘为三按键式上调整键、下调整键、立体声设置键此外若系统要长时间工作最好加装散热装置。整个系统经过测试单元电路能够很好的协调工作。功能框图如图所示:图功能框图模块电路和器件的介绍单片机控制电路控制电路如图所示。本电路中包括单片机、独立键盘电路、电源电路、时钟电路、复位电路、液晶显示电路当然还有和BHF通信的接口和立体声提示电路。图控制电路单片机的介绍:本次设计用到的单片机为ATc系列。其主要性能如下:与MCS单片机产品兼容·K字节在系统可编程Flash存储器·次擦写周期·全静态操作:Hz~Hz·三级加密程序存储器·个可编程IO口线·三个位定时器计数器·八个中断源·全双工UART串行通道·低功耗空闲和掉电模式掉电后中断可唤醒功能特性描述ATS是一种低功耗、高性能CMOS位微控制器具有K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造与工业C产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程亦适于常规编程器。在单芯片上拥有灵巧的位CPU和在系统可编程Flash使得ATS为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。ATS具有以下标准功能:k字节Flash字节RAM位IO口线看门狗定时器个数据指针三个位定时器计数器一个向量级中断结构全双工串行口片内晶振及时钟电路。另外ATS可降至Hz静态逻辑操作支持种软件可选择节电模式。空闲模式下CPU停止工作允许RAM、定时器计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下RAM内容被保存振荡器被冻结单片机一切工作停止直到下一个中断或硬件复位为止。引脚介绍引脚的排列如图所示:图单片机引脚个引脚按引脚功能大致可分为个种类:电源、时钟、控制和IO引脚。⒈电源⑴VCC芯片电源接V⑵VSS接地端注:用万用表测试单片机引脚电流一般为v或者v这是标准的TTL电平但有时候在单片机程序正在工作时候测试结果并不是这个值而是介于vv之间其实这之是万用表反映没这么快而已在某一个瞬间单片机引脚电流还是保持在v或者v的。⒉时钟:XTAL、XTAL晶体振荡电路反相输入端和输出端。⒊控制线:控制线共有根⑴ALEPROG:地址锁存允许片内EPROM编程脉冲ALE功能:用来锁存P口送出的低位地址②PROG功能:片内有EPROM的芯片在EPROM编程期间此引脚输入编程脉冲。⑵PSEN:外ROM读选通信号。⑶RSTVPD:复位备用电源。RST(Reset)功能:复位信号输入端。VPD功能:在Vcc掉电情况下接备用电源。⑷EAVpp:内外ROM选择片内EPROM编程电源。EA功能:内外ROM选择端。Vpp功能:片内有EPROM的芯片在EPROM编程期间施加编程电源Vpp。⒋IO线C共有个位并行IO端口:P、P、P、P口共个引脚。P口还具有第二功能用于特殊信号输入输出和控制信号(属控制总线)。本次用到了单片机的外部中断的功能。中断标志与中断控制寄存器:TCON地址(H)可位寻址D   D  D  D  DDDDTFTRTFTRIEITIEITTR、TR是T、T的启动控制位置起动。置停止定时计数器。TF、TF是T、T的溢出标志位溢出时由硬件置CPU响应中断后由硬件清软件查询时由软件清。IT、IT为外部中断、的触发控制位IT=时为电平触发=时下降沿触发。IE、IE为外部中断、请求标志当有中断信号时由硬件置完成中断时由硬件清。中断允许控制寄存器:IE地址(AH)可位寻址D       D    D   DD  D   DDEA――――――ESETEXETEXEA:总控位EA=""时关所有中断。EA=""时所有中断请求均被开放。ES:串行口ES=""时开ES=""时关串行中断。ET、ET定时计数=时开=时关EX、EX外部中断=时开=时关。发射机模块介绍FM发射电路采用稳定频率的锁相环系统。这一部分由高频振荡器、高频放大器及锁相环频率合成器组成。调频由变容二极管组成的高频振荡器实现高频振荡器是锁相环的VCO立体声复合信号通过它直接进行调频。高频振荡器由第引脚外部的LC回路与内部电路组成振荡信号经过高频放大器从引脚输出同时输送到锁相环电路进行比较后从第引脚输出一个信号对高频振荡器的值进行修正确保频率稳定。一但超过锁相环设定的频率第引脚将输出的电平拉高如果低于设定频率它将输出的电平拉低相同的时候它的电平将不变。电路如图所示。图发射机电路)将预加重电路、限幅电路、低通滤波电路(LPF)一体化使音频信号的质量比分立元件的电路(如BA、NJM等)有很大改进。)采用锁相环锁频并与调频发射电路一体化使得发射的频率非常稳定。)采用了单片机进行数字直接频率设定可设定MHz频率使用上非常方便。BH的内部结构如图。它由部分组成:音频预处理电路(加重、限幅和低通滤波)基频产生电路(晶振、分频)锁相环电路(相位检测、锁频)频率设定电路(高低电平转换)调频发射电路。外围电路主要有单片机的数字频率控制和指示电路、压控振荡器组成的载波产生电路、定时器以及一些耦合电容。BHF引脚功能说明、右声道输入端:通过电容器与右声道音频信号相连VCC、左音源输入端:通过电容器与左声道音频信号相连、时间常数端:它连接一个电容为时间常数τ=kΩC、LPF时间常数端:这是KHzLPF它连接P电容VCC、滤波器端:它是声频部份滤波器叁考电压VCC、立体声复合信号输出端:接一只滑动变阻器可调节立体声声音的大小它连接到调频调制器VCC、接地端GND、PLL相位检波器输出端:它连接到PLLLPF电路-、电源供给端Vcc、射频振荡器端:这是振荡器基端它连接振荡时间常数Vcc、射频地端GND、射频发送输出端Vcc、PLL电源供给端Vcc、Xtal振荡器端:它连接一个MHz晶振、Xtal振荡器端:它连接一个MHz晶振、芯片允许端:连续输入高电平数据、时钟输入端:带数据和同步的时钟在序列数据输入。、数据输入端:串行数据输入、静音端:Vcc≤Pin:MuteONVCC≥Pin:MuteOFF、控制信号调节端Vcc图BH的内部结构和引脚压控振荡器压控振荡器参数设计结合BHF频点可知压控振荡器产生的载频信号频率变化范围必须覆盖芯片的所有频点,频点落在MHZ内并完成频率感量即可改变发射频率。考虑到通用元器件的精度和加工工艺水平这里适当放宽频段以保证芯片能正常地锁住频点。压控振荡器的电路如图所示。图压控振荡器电路L采用普通的磁芯可调式电感电感量标称值为(nHOnH)变容二极管的电容随偏置电压的变化而改变其极限范围为(pFpF)。为了保证电路的稳定性C与C值不能相差太大这里C取pFC范围取为pFpF。下面确定C值。由式()、式()可知电感L、电容C均取最小值时压控振荡器取得最大振荡频率反之,取得最小频率。()()合并式()、()得():()其中CC串接后电容范围为:pF~pF将L、C的极限值带入式(),整理后有:()上式中C的单位是pF。计算得:<C<。于是C值可取pF。立体声信号通过、引脚输入配合、、、这几个引脚外部的阻容组合完成立体声信号的低通滤波、预加重和调制调制后的复合信号通过脚输出。、、引脚输入的频率代码经过解码和鉴相后由脚输出PLL振荡器的控制信号VCO。此VCO控制外部由分立元件组成的高频振荡电路产生FM调制的载波信号并通过一个达林三极管SD对5脚输出的复合立体声信号进行FM频率调制。调制后的信号通过9脚输入到BHF经过内部的射频放大器放大后发射以扩大发射距离。、脚需要外接MHz的晶振提供给BHF内部的鉴相、立体声信号调制等部分所需要的稳定时钟。预加重电路预加重电路是一个非线性音频放大器它的内部工作点为Vcc因为它是非线性放大器所以输入阻抗取决为内部电阻R=KΩ预加重时间取决于内部电阻R=K和外部电容C=p。图预加重电路R=K是一个限流电阻防止自激的产生。为了能够使发射机和FM接收机的频率响应相互匹配在输入端需加预加重网络其时间系数为μs。限幅电路图限幅电路限幅电路是由二极管限幅的反相放大器组成它的内部工作点为Vcc。低通滤波电路低通滤波电路是由二阶低通反馈放大电路组成它的分频点为KHz。图低通滤波电路具体的公式如下:Q=、ω=、fc=KHzR=R=R=Rf=KΩCf=ωRf=(π**K*K)=pFC=QCf=**pF=pF≈pFC=CfQ=p(*)=≈pF立体声调制电路音频信号从第脚和第脚输入后通过预加重电路、限幅电路和低通滤波电路后送到混合器(MPX)中另外由第、脚接入MHz晶体的振荡电路通过分频后产生的KHz副载波信号同时KHz副载波通分频产生的KHz导频信号。音频信号和KHz的副载波信号被多路复合器进行了平衡调制产生了一个主信号(LR)和一个通过DSB调制的KHz副载波信号(LR)并与KHz导频信号组成复合信号从第脚输出。图立体声调制电路FM发射电路FM发射电路采用稳定频率的锁相环系统。这一部分由高频振荡器、高频放大器及锁相环频率合成器组成。调频调制由变容二极管组成的高频振荡器实现高频振荡器是一个锁相环的VCO立体声复合信号通过它直接进行调频调制。图FM发射电路高频振荡器是由第脚外部的LC回路与内部电路组成振荡信号经过高频放大器从脚输出同时输送到锁相环电路进行比较后从第脚输出一个信号对高频振荡器的值进行修正确保频率稳定。一但频率超过锁相环设定的频率第脚将输出的电平变高如果是低于设定频率它将输出的电平变低相同的时候它的电平将不变。天线模块天线的选择对发射距离起了致关重要的决定作用。若正确选择了天线即使很弱的射频信号也能传送很远所以制作一副性能良好的天线比单纯提高发射功率有效得多。若制作的天线阻抗不匹配会自激反射烧坏高频管若不能正常高效极化辐射杂波带宽很大会造成接收效果不好杂波较多。天线与馈线的阻抗不匹配或天线与发信机的阻抗不匹配高频能量就会产生反射折回并与前进的部分干扰汇合发生驻波。发射功率较大时不要试图打开一个阻抗不匹或没有接天线负载的发射机那样反射回来的高频能量会损坏高频功率管甚至烧坏后级各功放电路元器件将假负载换成发射天线时也要先把电源关掉。天线匹配性能好坏一般用反射系数或驻波比的大小来衡量通常采用驻波比。终端负载阻抗和特性阻抗越接近反射系数越小驻波比越接近于1匹配也就越好。天线驻波是出厂必须检测的一项天线电气性能指标天线驻波高低直接影响天馈系统整体性能以前天线出厂驻波比要求小于,现在随着天线厂家技术水平不断提高加上通信运营商对天线指标要求越来越高天线出厂驻波比一般小于。为了表征和测量天线系统中的驻波特性也就是天线中正向波与反射波的情况人们建立了“驻波比”这一概念SWR=Rr=(K)(K)反射系数K=(Rr)(Rr)(K为负值时表明相位相反)。式中R和r分别是输出阻抗和输入阻抗。当两个阻抗数值一样时即达到完全匹配反射系数K等于驻波比为。这是一种理想的状况实际上总存在反射所以驻波比总是大于的。天线的输入阻抗是以收发机与天线间的接口往天线端看入所得到的阻抗值。为了让天线与收发机电路间达到阻抗匹配(ImpedanceMatching)以降低因不匹配现象所造成的反射损失(ReturnLoss)故天线的输入阻抗必须与收发机电路的输出阻抗互相匹配如此一来才不至于使得大部份能量在天线与收发机之间就损耗掉。以一般的天线设计来说通常输入阻抗是无法做大范围的改变。最普遍的设计方式是将天线的输入阻抗设计在一般电路中所常使用的欧姆如此便可以与收发机电路的输出阻抗达到欧姆匹配。音频输入模块音频输入端的限幅电路设计BHF音频输入有最大电平V限制过大的输入电平会损坏芯片。在前期的试验阶段输人音频电平幅值具有不可预测性为了保护芯片需对输入音频信号进行限幅处理。限幅电路很简单利用(衰弱电阻)可变电位器即可。电路如图所示图中电容的作用是将音频信号耦合到芯片中同时有隔直流功能。模块音量调节已设计成固定的形式调制度通过音源的音量调节来调整。在接入音频后将音源音量开到较大位置接收机的音量固定在略小于的音量的位置上。再慢慢调小音源音量直到接收机中听到的声音不失真。模块基本已处在最佳调制状态(在调整中只要接收机不出现声音失真应尽量调大音源音量以获得最佳的调制度和较高信噪比)。注意:请勿于音频输入端开路时测试本机信噪比因调制器灵敏度高音频输入开路会引入低频哼声给测试带来错误。CK是外部信号输出插座可以将电视机耳机插座或者随身听耳机插座等外部声音信号源通过专用的连接线引入调频发射机。图限幅电路软件系统设计单片机控制原理图BH的频率控制字及传输格式()控制命令合成子和写入函数BH的频率控制字为两个字节(如图)。二个字节中低位(DD)为频率数据其值乘以即为BH的输出频率(单位为MHz)。高位(DD)为控制位其中D(MONO)位为单声道立体声控制位时为单声道发射模式时为立体声发射模式D(PD)、D(PD)位用于相位控制通常为当分别为和是可使发射频率在最低和最高处D(T)和D(T)为测试模式通常为当为时为测试模式。合成是控制命令(位)与数据的最高三位合成一个字节。按照BH字节传送要求按低位先送、低字节先送的原则。传送的延时应精确在延时中用了nop()库函数。()键盘扫描及显示函数系统采用五个独立按键分别接到PP其中PP用来改变发射机的发射频率用到了外部中断。采用液晶显示的程序中显示四位频率值百位为时清零显示三位频率值。通过外部中断来控制频率是加、减或加减。总程序的系统框图如图所示。图软件流程图部分程序如下:#include<reg()键盘扫描函数voiddelay(uintz)延时函数voidwritecom(ucharcom)写lcd指令函数voidwritedata(uchardate)写lcd数据函数voidinit()初始化液晶voidsenddata(intData,ucharMODO)送的位控制字结论在调通程序及硬件的情况下,调频发射器应基本能工作,在BHF的脚接上一段电线作发射天线,在室内应能收到调频广播了。当发现频率的最高端上不去(达不到MHz)时,应将振荡电感减小(减少匝数),而在低端的频率达不到时(MHz)应增加振荡电感的匝数。电感调整后还是没有达到频率覆盖范围时应考虑更换变容二极管(换变容范围更大的)。振荡电感调整后应用高频蜡封好,防止发射器工作时因振动而产生频率范围漂移。用BHF设计的小功率调频发射器不仅设计简单方便,而且体积小,可靠性高,频率设定灵活,可有效地避开当地或邻近的调频台干扰,并且非常适合与磁带放音机、CD、电脑等媒体播放机集成,可广泛应用于学校教室内小范围的音频无线调频转播。因为工作频率变化范围较宽,其功率放大级的选频回路带通应较宽,与市场上的单点调频发射器相比,发射效率不是很高。谢辞通过本次实验使我对锁相环整个工作过程有了更加深入的了解知道了锁相环中VCO所起的作用同时对高频技术有了更多的实验调试经验相信对以后的工作会有帮助其中涉及到了功率放大器、天线、匹配网络虽然我以前也用过了单片机但是这次实验让我的单片机技术和经验更加丰富这个非常实用的技术相信能让我向多方面发展提供了非常好的基础。在此感谢所有在学习和生活帮助过我的人们。在做本毕业设计期间感谢指导老师宾辰忠老师为我提供了一些必须实验设备使期间遇到的问题能够更好把握大大的促进了毕设的进程。再一次感谢宾辰忠老师。在本次毕设设计期间遇到了频率锁定的问题感谢经验丰富同学提供的参考意见和资料。最后感谢各位评委老师在百忙之中抽出宝贵时间认真审阅本文。参考文献徐伟、徐富军、沈建良C单片机高效入门北京:机械工业出版社李群芳、张士军、黄建单片微型计算机与接口技术北京:电子工业出版社李智群、王志功射频集成电路与系统北京:科学出版社雷振亚射频微波电路导论西安:西安电子科技大学出版社张厥盛、郑继禹、万心平锁相技术西安:西安电子科学出版社周贻春、楼然苗小功率数控调频发射器的设计科技创新导报北京精电蓬远显示技术有限公司点阵字符型液晶显示模块使用手册彭沛伏微波技术与实验北京:清华大学出版社附录附录:部分程序ucharcodetable={"FMTransmitter"}ucharcodetable={"Freout:"}sbitlcden=P^sbitlcdrw=P^sbitlcdrs=P^sbitkey=P^sbitkey=P^sbitkey=P^sbitkey=P^用于外部中断sbitkey=P^sbitsoundTS=P^sbitCLK=P^时钟信号CLKsbitDA=P^数据信号DAsbitCE=P^锁存信号CEbitbiaozhiintset=intfreoutucharnumbitmodo=立体声数据寄存器intKeyscan()键盘扫描函数voidDelay(void){nop()nop()nop()nop()}voiddelay(uintz){uintx,yfor(x=zx>x)for(y=y>y)}voidwritecom(ucharcom)写lcd指令函数{lcdrw=lcdrs=lcden=P=comdelay()lcden=delay()lcden=lcdrw=}voidwritedata(uchardate)写lcd数据函数{lcdrw=lcdrs=lcden=P=datedelay()lcden=delay()lcden=lcdrw=}voidinit(){delay()writecom(x)设置液晶显示模式Hwritecom(x)液晶清零设置writecom(xc)开显示开光标闪烁writecom(x)writecom(x)设置光标位置for(num=num<num)第一行显示“FMTransmitter”{writedata(tablenum)delay()}writecom(xx)第二行显示"Fre:"for(num=num<num){writedata(tablenum)delay()}}intscankey(){uchara,b,c,dif(biaozhi==){if(!key){delay()if(!key){while(!key)set=setif(set>)set=}}if(!key){delay()if(!key){delay()while(!key)set=setif(set<)set=}}}if(biaozhi==){if(!key){delay()if(!key){while(!key)set=setif(set>)set=}}if(!key){delay()if(!key){delay()while(!key)set=setif(set<)set=}}}a=setb=(set)c=((set))d=setif(a==){writecom(xxx)writedata(xb)writecom(xxx)writedata(xc)writecom(xxxa)writedata(xe)writecom(xxxb)writedata(xd)writecom(xxxc)writedata(xd)writecom(xxxd)writedata(x)writecom(xxxe)writedata(xa)writecom(xxxf)writedata(x)}else{writecom(xxx)writedata(xa)writecom(xxx)writedata(xb)writecom(xxxa)writedata(xc)writecom(xxxb)writedata(xe)writecom(xxxc)writedata(xd)writecom(xxxd)writedata(xd)writecom(xxxe)writedata(x)writecom(xxxf)writedata(xa)}if(!key){delay()if(!key){while(!key)modo=~modosoundTS=~modo}}}voidsenddata(intData,ucharMODO){uchariCLK=CE=CE=连续保持高电平可输入数据for(i=i>i){DA=Datax传输BHF个子节频率控制字低位DD)频率数据Data>>=Delay()CLK=Delay()CLK=}DA=MODODelay()CLK=MONODelay()CLK=Delay()DA=Delay()PDCLK=Delay()CLK=Delay()DA=Delay()PDCLK=Delay()CLK=Delay()DA=Delay()测试模式控制关闭CLK=Delay()CLK=Delay()DA=Delay()测试模式控制关闭CLK=Delay()CLK=CE=输入数据结束}voidmain()主函数{init()EX=EA=开外部中断IT=while(){scankey()senddata(set,modo)}}voidoutfre()interrupt{biaozhi=~biaozhi}毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文)是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知除文中特别加以标注和致谢的地方外不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名:     日 期:     ​​​​​​​​​​​​指导教师签名:     日  期:     使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版并提供目录检索与阅览服务学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文在不以赢利为目的前提下学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名:     日 期:     ​​​​​​​​​​​​学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版允许论文被查阅和借阅。本人授权    大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日指导教师评阅书指导教师评价:一、撰写(设计)过程、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神□优□良□中□及格□不及格、学生掌握专业知识、技能的扎实程度□优□良□中□及格□不及格、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力□优□良□中□及格□不及格、研究方法的科学性技术线路的可行性设计方案的合理性□优□良□中□及格□不及格、完成毕业论文(设计)期间的出勤情况□优□良□中□及格□不及格二、论文(设计)质量、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?□优□良□中□及格□不及格、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?□优□良□中□及格□不及格三、论文(设计)水平、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?□优□良□中□及格□不及格、论文(设计说明书)所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩:□优□良□中□及格□不及格(在所选等级前的□内画“√”)指导教师:(签名)单位:(盖章)年月日评阅教师评阅书评阅教师评价:一、论文(设计)质量、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?□优□良□中□及格□不及格、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?□优□良□中□及格□不及格二、论文(设计)水平、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?□优□良□中□及格□不及格、论文(设计说明书)所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩:□优□良□中□及格□不及格(在所选等级前的□内画“√”)评阅教师:(签名)单位:(盖章)年月日教研室(或答辩小组)及教学系意见教研室(或答辩小组)评价:一、答辩过程、毕业论文(设计)的基本要点和见解的叙述情况□优□良□中□及格□不及格、对答辩问题的反应、理解、表达情况□优□良□中□及格□不及格、学生答辩过程中的精神状态□优□良□中□及格□不及格二、论文(设计)质量、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?□优□良□中□及格□不及格、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?□优□良□中□及格□不及格三、论文(设计)水平、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?□优□良□中□及格□不及格、论文(设计说明书)所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格评定成绩:□优□良□中□及格□不及格(在所选等级前的□内画“√”)教研室主任(或答辩小组组长):(签名)年月日教学系意见:系主任:(签名)年月日学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者(本人签名):年月日学位论文出版授权书本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”)愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊(光盘版)电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版并同意编入CNKI《中国知识资源总库》在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播同意按“章程”规定享受相关权益。论文密级:□公开□保密(年月至年月)(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)作者签名:导师签名:年月日年月日独创声明本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文)是本人在指导老师的指导下独立进行研究工作所取得的成果成果不存在知识产权争议。尽我所知除文中已经注明引用的内容外本设计(论文)不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:二〇一〇年九月二十日 毕业设计(论文)使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定。本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版同意学校保存学位论文的印刷本和电子版或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计(论文)同意学校在不以营利为目的的前提下建立目录检索与阅览服务系统公布设计(论文)的部分或全部内容允许他人依法合理使用。(保密论文在解密后遵守此规定) 作者签名:二〇一〇年九月二十日致谢时间飞逝大学的学习生活很快就要过去在这四年的学习生活中收获了很多而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。首先非常感谢学校开设这个课题为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计我的能力有了很大的提高比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助我将无法顺利完成这次设计。首先我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导为我理清了设计思路和操作方法并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。其次我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求感谢他们对我学习上和生活上的帮助使我了解了许多专业知识和为人的道理能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。另外我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持与他们一起学习、生活让我在大学期间生活的很充实给我留下了很多难忘的回忆。最后我要感谢我的父母对我的关系和理解如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持我将无法顺利完成今天的学业。四年的大学生活就快走入尾声我们的校园生活就要划上句号心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出对我的人生来说将是踏上一个新的征程要把所学的知识应用到实际工作中去。回首四年取得了些许成绩生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲对我成长的关心和爱护。学友情深情同兄妹。四年的风风雨雨我们一同走过充满着关爱给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。在我的十几年求学历程里离不开父母的鼓励和支持是他们辛勤的劳作无私的付出为我创造良好的学习条件我才能顺利完成完成学业感激他们一直以来对我的抚养与培育。最后我要特别感谢我的导师赵达睿老师、和研究生助教熊伟丽老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励给了我很多解决问题的思路在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中都给与我很大的帮助使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助感谢他耐心的辅导。在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助帮助解决了不少的难点使得论文能够及时完成这里一并表示真诚的感谢。unknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknow

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新课改视野下建构高中语文教学实验成果报告(32KB)

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