全双工无线数传电台设计方案
突发无线数传电台的设计与实现
突发无线数传电台的设计与实现随着科技的不断发展和创新,无线通信技术已经成为现代社会不可或缺的一部分。
无线电台作为其中重要的一环,广泛应用于通信、广播、紧急救援等领域。
本文将介绍一种突发无线数传电台的设计与实现。
首先,我们需要了解突发无线数传电台的基本要求。
突发无线数传电台主要用于应急通信,因此在设计之初,我们需要考虑其紧急通信功能、便携性和适应性等方面。
其次,我们需要考虑到无线数传的传输速率和传输距离等因素,以满足实际应用的需求。
为了实现突发无线数传电台,我们采用了以下几个关键技术。
首先,我们使用了软件定义无线电技术,通过软件定义的方式实现了多种无线通信模式的切换和切换。
其次,我们采用了高性能的射频芯片,提供了更稳定、更高效的无线通信性能。
此外,我们还结合了现代通信协议,实现了数据的可靠传输和加密。
在实际设计中,我们将突发无线数传电台分为硬件和软件两个部分。
硬件部分主要包括射频芯片、天线、电源管理等组件。
软件部分则负责控制与管理无线通信的各个功能。
通过合理的硬件设计和软件编程,我们能够实现突发无线数传电台的各项功能。
在实际应用中,突发无线数传电台可以用于多种场景。
例如,在自然灾害发生时,突发无线数传电台可以作为紧急救援通信工具,快速建立起救援队伍之间的通信链路,提供实时的救援指令和信息传递。
此外,突发无线数传电台还可以用于野外探险、军事行动等领域,为人们提供可靠的通信保障。
总之,突发无线数传电台的设计与实现是一项复杂而重要的任务。
通过合理的技术选择和设计,我们能够实现突发无线数传电台的各项功能,为应急通信提供强有力的支持。
未来,随着科技的不断进步,突发无线数传电台将会在更多的领域发挥重要作用,为人们的生活和工作带来更多便利和安全。
全双工无线对讲机课程设计
学号:专业:通信工程姓名:宋腾非线性电子线路实验设计实验名称:双工调频无线对讲机一、实验目的1、在模块实验的基础上掌握调频发射机、接收机,整机组成原理,建立调频系统概念。
2、掌握系统联调的方法,培养解决实际问题的能力。
二、实验内容1、完成调频发射机整机联调。
2、完成调频接收机整机联调。
3、进行调频发送与接收系统联调。
三、实验仪器1、高频实验箱 2台2、双踪示波器 1台四、实验原理图 19-1 无线对讲机原理框图半双工调频对讲机组成原理框图如上图所示,发射机由音源,音频放大,调频、上变频、高频功放等电路组成。
接收机则由高放,下变频、中频放大、鉴频、音频功放、耳机等部分组成。
半双工是指接收与发送共用一个载波信道,但同一时刻只能发送或只能接收的传输方式,从上图中可以看到,发送与接收频率同为10.7MHz,公用一根天线。
收发的切换依靠10号板的J1完成。
J1在没有按下去的情况下为接收状态,按下去为发送。
为了避免自身的发送对接收的干扰,所以加入了电源控制。
电源控制的作用是当接收电路工作时,发送电路关闭,反之亦然。
五、实验步骤1、准备两台实验箱,分别在关电状态下按下表连线:发送部分:2、将3号板S1拨为“01”,S2拨为“01”,2号板SW1拨置“4.5MHz”,SW2拨置“OFF”;5号板SW1拨置“4.5MHz”;10号板SW1拨到上方。
3、打开电源,将1号板信号源调到6.2MHz,RF幅度最大。
4、调整3号板的W2,使TP8频率接近4.5MHz。
5、将2号板的W3旋到1/2处,10号板的W1,W2旋到1/3处。
6、将拉杆天线接到10号板Q1接口。
6、按下10号板的J1,对方应能听到音乐声,然后微调各单元电路,使声音最清晰。
7、将话筒插入10号板“MIC1”,SW1拨到下方实现两台实验箱人声对讲。
六、实验箱整体图实验所接线的是全双工的对讲机,两个实验箱都可以发射信号,接受信号。
七、波形图如图所示,为各个端口的波形图。
电台无线传输方案
电台无线传输方案无线通信技术的发展已经给人们的生活带来了极大的便利,其中电台无线传输方案在广播、通信等领域得到广泛应用。
本文将就电台无线传输方案的原理、应用和未来发展进行探讨。
一、原理电台无线传输方案主要依靠无线电波进行信号传输。
在电台无线传输中,电台设备充当发送器的角色,将音频信号转换为电磁波信号,并通过天线进行发射。
接收设备则利用天线接收到电磁波信号,并将其转换为可听见的音频信号。
无线电波传输是基于电磁波的传播特性而实现的。
电磁波具有很强的穿透能力,在无线传输中能够有效地穿透建筑物、山脉和其他障碍物,使得电台无线传输方案在广播通信等领域具有独特的优势。
二、应用1. 广播电台无线传输方案广泛应用于广播领域。
通过设立电台站点,广播公司可以将音频信号传输到各个收音机中,让广大听众随时随地收听到各种广播节目。
电台无线传输方案使得广播节目的传播范围大大扩展,大大提高了传播效果。
2. 通信电台无线传输方案还在通信领域得到广泛应用。
通过设置电台设备,人们可以进行远距离的通信,不受地理位置的限制。
这在军事通信、应急通信等方面具有重要意义。
电台无线传输方案的应用使得通信变得方便快捷,大大提高了信息的传递效率。
三、未来发展随着科技的不断进步,电台无线传输方案也在不断创新和发展。
未来的电台无线传输方案可能在以下几个方面有更大的突破和应用。
1. 高清音质随着音频技术的提高,未来的电台无线传输方案可能实现更高质量的音频传输。
这将使得广播和通信时可以获得更加清晰、真实的音质体验。
2. 多频段传输未来的电台无线传输方案可能实现多频段传输,以满足不同频段的需求。
这将拓宽了传输的频率范围,提高了传输的稳定性和可靠性。
3. 跨平台应用未来的电台无线传输方案可能实现跨平台应用。
例如,通过将电台与互联网技术相结合,可以实现在线收听电台节目、互动交流、点播等功能。
总之,电台无线传输方案在广播、通信等领域发挥着重要作用,拥有广阔的应用前景。
双向甚高频电台项目技术方案
双向甚高频电台项目技术方案目录1项目概述 (1)2甚高频VHF介绍 (1)2.1甚高频VHF通讯基本原理 (1)2.2甚高频VHF通讯特点 (2)2.3甚高频VHF工作种类和方式 (3)2.4甚高频VHF频道的划分和使用 (4)2.5甚高频VHF频道的构成及特点 (5)2.6甚高频VHF海陆通讯距离 (5)3双向甚高频无线电话框架结构 (6)4双向甚高频无线电话性能 (6)4.1设备产品的功能特点 (6)4.2设备产品的质量可靠性 (7)4.3设备产品的稳定性 (10)5双向甚高频无线电话终端设计要求 (10)6双向甚高频无线电话终端性能指标 (11)1项目概述中国是国际海事组织IMO理事国,也是国际电信联盟ITU理事国,为保障船舶航行安全,更好地履行沿岸国义务,全球海上遇险与安全设备(GMDSS)建设目标:在面对海上事故时,充分调动周围不同国籍、不同种类的船舶加入到救援工作中,以最快速、最有效的方式挽救人民生命、减少财产损失。
坚持安全、高效地进行渔业生产、指挥和管理,是每一个生产者和管理者始终追求的最高目标。
在信息技术对传统产业不断地改进过程中,提高安全生产条件和装备技术水平,减少事故的发生,同时也降低了生产成本,提高了生产效率。
双向甚高频电台项目目标是:加强渔业GMDSS设施建设,加强对渔船日常安全监督,实现对渔船动态和数字化管理,预防和减少海上事故的发生,并对渔船险情进行快速、有效救助,实现应急指挥数据综合查询,搜救行动辅助决策,搜救力量联动指挥,改善、提升渔业部门应急的组织、指挥、协调能力,提高海上监管的效率。
2甚高频VHF介绍VHF通信是水上移动无线电通信中的一个重要系统,用于近距离通信。
其工作频段是156MHz--174MHz,属于VHF频段。
VHF电台是GMDSS中A1航区的主要通信设备,是完成现场通信的主要手段,也是完成驾驶台与驾驶台间通信的重要手段。
根据1988年SOLAS公约修正案要求所有总吨位在300总吨以上的船舶必须配备VHF电台。
无线数传电台
无线数传电台折叠编辑本段简介无线数传电台大致分为两种,一种是传统的模拟电台,另一种为采用DSP技术的数字电台,传统的模拟电台一般是射频部分后面加调制解调器转换为数字信号方式来传输数据,全部调制、解调、滤波和纠错由模拟量处理完成,如果需要进行数据的任何其它处理,那么附加的部件、专用的芯片、或微处理机必须加到设计中。
因为收发机相当多的功能是在硬件中完成,任何校准或无线电的调整必须在硬件级上进行;例如,扭动一个螺丝调整或更换部件。
又因为设计是以硬件为基础的,因而它是一个固定的设计。
这就是说,不改变硬件就不能改变功能和性能。
芬兰SATEL数传电台美国MDS数传电台这种模拟电台大部分由调频对讲机或车载电台的基础上加装了一个低速率的调制解调芯片,所以严格来说只是一款话音电台的"改装机",还不是真正意义上的专业的数传电台,其速率比较低,时延大,操作也不方便,但是因为价格比较低廉,在自来水监控、远程抄表、水文检测等实时性不高的地方有着广泛应用,而且占据数传大部分市场,无线数传电台可与PLC,RTU,雨量计、液位计等数据终端相连接。
芬兰SATEL数传电台美国MDS数传电台随着在最近的二十多来年集成电路的复杂性和集成度的飞速增加,开发出专用处理芯片器,它能实时或"在线"进行数字信号处理(DSP技术),无线数传电台部分甚至全部采用数字处理技术技术,这些电台通常被称为数字电台,随着DSP技术广泛应用,技术成本和核心器件降低能够是大多数厂家所能接受,使其DSP技术进入更多产品领域,相比较传统的模拟电台,数字电台的数据信号处理允许很复杂的算法在实时中使用并可被嵌入产品内,DSP相关的芯片是软件控制的,在不改变硬件的情况下,可在系统内改变它们的性能和/或任务。
这意味着在产品售出后的升级或另增加的特性可加到产品上,不必把电台返回到制造厂,从某种意义上来讲,数字电台控制精度更高,没有与模拟量元件有关的误差问题,功耗更低,实时性稳定性更高,市场中占据大部分中高端用户,比如铁路场站调度、工业控制,GPS 差分,远程测量测控等行业处于主流地位。
双工无线语音数据传输系统的设计
双工无线语音数据传输系统的设计学生:刘X X,物理与信息工程学院指导老师:肖X X,X X大学摘要电通信系统的作用,是将产生消息的信源信息发送到一个或多个目的地。
一般情况下,通信系统可以用功能框图进行表示。
信源所产生的信息可以是声音(语音图像),图像(影像源),或以某些特殊语言如英语,日语,德语,法语等写成的纯文本。
产生信息的任何一个信源,都有一个基本的特征.通信系统的核心由三个部分构成,即发信机,信道和接收机。
本设计的核心芯片为D1800,它作为收音接收专用集成电路,功放部分选用D2822。
对讲的发射部分采用两级放大电路,第一级为振荡兼放大电路:第二级为发射部分,采用专用的发射管使发射效率和对讲距离大大提高。
它具有造型美观、体积小、外围元件少、灵敏度极高、性能稳定、耗电省、输出功率大等优点。
它既能收到电台又能相互对讲。
接收机的参数:调频波段30MHZ-90 MHZ;工作电源电压范围2.5-5V;静态电流13.5mA;信噪比>80dB;谐波失真<0.8%;输出功率≥350mA。
发射机工作电流:18mA,对讲距离50-100米。
关键词双工无线语音数据传输系统、信息、芯片D1800T riple wireless voice data transmission system design Student : Liu figure, physics and information engineering collegesInstructor : Xiao Y un hong, Jianghan UniversityABSTRACTElectrical communication systems are designed to send messages or information from a source that generates the message to one more destinations. In general, a communication system can be represented by the functional block diagram shown . The information generated by the source may be of the form of voice (speech source), a picture (image source), or plain text in some particular language, such as English , Japanese, German , French, etc. An essential feature of any source that generates information is that its output is described in probabilistic terms。
成都亿佰特(Ebyte)-全双工通讯无线数传电台E62-DTU-100用户手册(433M自动跳频)
.三. 工作模式........................................................................................................................................................... 6 .四. 指令格式........................................................................................................................................................... 6
一. 模块介绍............................................................................................................................................................ 2 1.1 特点简介..................................................................................................................................................... 2 1.2 电气参数..................................................................................................................................................... 3 1.3 系列产品..................................................................................................................................................... 3 1.4 常见问题..................................................................................................................................................... 3
无线数传电台的设计
图1 系统工作原理
(下转第202页)
图2 系统结构
ATK-VS1053 MP3模块支持两种格式的WAV文件录音:格式和IMA ADPCM格式。
其中,PCM(脉冲编码调制)是最基本的WAVE文件格式,这种文件可以直接存储采样音频数据,没有经过任何压缩。
而IAM ADPCM则是使用了压缩的算法,压缩比率为4∶1。
设计VS1053与单片机系统
图3 VS1053与单片机端口连接
7 结 语
本项目基于STM32,所以使用成本较低,适合大规模推广。
且设计本身有很大的实用性,给大数据传输带来极大的便利。
与传统的U盘相比,数传电台摆脱了电脑的束缚;与手机相比,数传电台存储容量大,且传输速度快;与国外相比,国内在这一领域相对落后,相信在不久的将来,市场会出现种类繁多的数传电台以弥补数据传输上不便。
参考文献
[1]李俊,吴燕,王文娟.一种点对多点的无线数传系统设计[J].科技视界,2017(24):1-3,21.
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亿佰特(Ebyte)-E62-DTU-1W是一款433MHz的全双工数传电台RS485-232工业级数传电台E62-DTU 433MHz的全双工
1.模块介绍 (2)1.1.特点简介 (2)1.2.电气参数 (3)1.3.系列产品 (3)1.4.常见问题 (3)2.功能简述 (4)2.1.引脚定义 (4)2.2.连接方法 (5)3.工作模式 (6)4.指令格式 (6)4.1.出厂默认参数 (6)4.2.参数设置指令 (7)4.3.工作参数读取 (8)4.4.版本号读取 (8)4.5.复位指令 (8)4.6.RSSI读取 (8)5.参数配置 (9)6.定制合作 (10)7.关于我们 (10)1.模块介绍1.1.特点简介E62-DTU-1W是一款“点对点”传输的全双工无线数传模块(同时具有RS232和RS485),发射功率1W,透明传输方式,工作在425~450MHz频段(默认433MHz)。
模块具有跳频扩频功能(FHSS),模块在数传过程中收发双方会根据跳频算法自动在多至50个频点中同步跳变(用户可自定义调频数量和序列),大大提高模块的抗干扰性,该433M跳频技术在业界处于领先地位。
模块具有时分全双工特性(TDD),在接收数据的同时,可以发送数据,无需等待接收完成。
在某些空中速率和串口波特率的组合下可实现全双工连续传输。
例如:在64K的空中速率下,9600bsp及以下的串口波特率可实现全双工连续传输数据,在这种情况下不限收发双方的数据包大小,同时模块能保持低延迟/高响应,确保数据尽快传输到对方。
1.2.电气参数1.3.系列产品1.4.常见问题2.功能简述2.1.引脚定义2.2.连接方法●RS232连接方法●RS485连接方法3.4.工作模式5.指令格式5.1.出厂默认参数5.2.参数设置指令工作参数可以使用C0或C2命令,其区别是:C0命令会将参数写入模块FLASH,掉电保存。
5.3.工作参数读取5.4.版本号读取5.5.复位指令5.6.RSSI读取6.参数配置。
数传电台方案
几个分站或全部分站因为通讯距离太远或高山、建筑物阻隔等原因无 法直接与中心站进行通讯,此时需要通过架设中继台才能与中心站通 讯,有二种中继方案(具体请参见下一页中的中继方案简介): ◇ 数字中继:
找一个制高点架设一个全双工或半双工数字中继台(可以是
◇ 直流稳压电源:要求抗高频干扰能力强、纹波小、并有 足够的带载能力及连续工作能力;最好还具有电流电压指示、过流、 过压保护及防雷等功能,一般选用线性电源为好。
◇ 天馈系统:一般采用全向高增益天线及低损耗馈线或馈 管,并配上优质的高频接插件;天线有条件架高的尽量架高,以确保 信号质量;多雷电地区应按要求架设避雷针、配上同轴避雷器。 2.2 分站(下位机,可以有多套)
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数传电台通讯方案
3. 通讯距离
很多用户,特别是初次使用数传电台的用户为了最经济、最合理地 进行设备选型,会特别关心发射功率与通讯距离的关系。其实这是个 比较复杂的问题,不能一概而论。一般说来,数传电台的通讯距离取
决于以下很多因素:如发射功率、接收灵敏度、抗干扰性能、MODEM 解调灵敏度、数据传输速率、天线架设高度、天线增益、馈线损耗、
分站(也叫下位机)一般由以下几部份组成: ◇ 一次仪表:如压力、流量、电流、电压、水位、流速、
雨量传感器或开关量等等。 ◇ PLC(可编程控制器)或 RTU:含数据采集、处理软件及
与上位机的通信软件。 ◇ 数传电台:含 MODEM,可根据通信距离的远近选择不同
功率的数传电台;如果需要在野外的恶劣环境中工作,则必须选择环 境特性良好的数传电台;在需要太阳能供电的使用场合,一定要选择
1. 总览
数传电台通讯方案
广播电台工程设计方案
广播电台工程设计方案一、前言随着社会的不断发展与进步,广播电台已成为人们获取信息、娱乐、学习的重要途径。
而广播电台的工程设计方案则是保障广播电台正常运行的重要基础。
本文将就广播电台工程设计方案进行深入探讨。
二、概述广播电台工程设计方案是指为广播电台的正常运行而进行的各项设计工作。
包括广播设备的选型与配置、信号传输线路的规划、广播电台的建筑设计等内容。
一个完善的广播电台工程设计方案对于广播电台的正常运行和服务质量具有重要意义。
三、广播设备选型与配置1. 广播设备选型广播设备选型是广播电台工程设计中的关键环节。
根据广播电台的规模和需求,需选择合适的广播设备。
主要包括调频发射设备、调频发射天线、调频发射功放器、调频发射控制系统等。
同时应根据广播电台的发射功率、覆盖范围等因素,选择性能稳定、质量可靠的广播设备。
2. 广播设备配置根据广播电台的需求与现实情况,对广播设备进行合理配置是非常重要的。
如对于大功率调频发射设备,需考虑其散热条件、供电需求等因素。
对于调频发射天线,需考虑其安装地址、天线增益等因素。
配置合理的广播设备能够保障广播电台的正常运行。
四、信号传输线路规划1. 信号传输线路选材广播电台的信号传输线路选择适当的材料对于保障信号传输的质量至关重要。
常用的信号传输线路材料有同轴电缆、光纤等。
对于同轴电缆的选择应考虑其阻抗、传输损耗等因素。
对于光纤线路的选择则需考虑其耐磨性、抗干扰性等因素。
2. 信号传输线路规划信号传输线路的规划需要考虑广播电台的覆盖范围、传播距离、传输损耗等因素。
应根据广播电台的实际情况,对信号传输线路进行合理规划,保障信号传输的质量。
五、广播电台建筑设计1. 建筑设计原则广播电台建筑设计应遵循经济、实用、美观、安全的原则。
根据广播电台的功能需求,设计合理的空间布局和使用面积。
2. 建筑设计内容广播电台建筑设计内容主要包括广播大厦、发射楼、天线塔、调频发射控制室、调频发射机房等。
无线调频广播方案设计
无线调频广播方案设计1. 引言无线调频广播是一种常见的广播技术,在无线通信领域得到广泛应用。
本文将介绍一个基于无线调频技术的广播方案设计。
2. 方案概述该方案设计旨在实现一个稳定可靠的无线调频广播系统,能够覆盖大范围的广播接收区域。
方案采用先进的调频技术,可以实现频段的选择和调整,以提供更多频率资源的利用效率。
3. 系统设计3.1 调频器设计调频器是无线调频广播系统的核心组件之一。
它负责发射和接收广播信号,并控制频率的调整。
调频器应具有稳定的频率输出,低功耗,高灵敏度和广播信号的强大覆盖能力。
3.2 频率规划频率规划是设计一个无线调频广播系统不可或缺的一环。
通过合理规划广播频率,可以避免不同广播信号之间的干扰,并且确保广播信号能够覆盖目标接收区域。
频率规划需要考虑地理环境、接收设备的接收特性以及其他无线电频段的使用情况。
3.3 发射设备设计发射设备是将广播信号发送至接收设备的关键组成部分。
它应具有高功率输出、宽带传输和低失真的特点,以确保广播信号能够以高质量传送给用户。
3.4 接收设备设计接收设备是无线调频广播系统中用于接收广播信号的设备。
它应具备高敏感度、低噪声和宽带接收的能力,以确保用户能够收到清晰、稳定的广播信号。
4. 实施方案4.1 系统集成在实施方案过程中,需要将调频器、发射设备和接收设备进行集成。
通过连接和配置这些组件,可以实现整个无线调频广播系统的工作。
4.2 测试和优化一旦系统集成完成,就需要进行测试和优化工作。
测试应包括系统的信号覆盖范围、信号强度、传输质量等方面的评估。
在测试过程中,可能需要对部分组件进行调整和优化,以提高整个系统的性能。
5. 系统部署完成测试和优化后,就可以进行系统的部署工作。
部署过程中需要考虑天线的位置和方向,以最大程度地提高信号的覆盖范围和质量。
6. 结论通过设计一个无线调频广播方案,可以实现稳定可靠的无线调频广播系统。
该系统能够提供清晰、稳定的广播信号,覆盖广阔的接收区域。
最新-设计具有ARQ功能的全双工数据电台 精品
设计具有ARQ功能的全双工数据电台摘要对一般的电台和电台而言,它们采用半双工的工作方式,要实现功能,电台必须进行收发转换,牺牲了系统资源。
本文设计的数据电台采用-协议,利用、扩频芯片9310及射频模块9306构成全双工数据电台,为系统提供全双工信道,用户在终端设备通过软件编程,实现功能。
关键词半以工全双工数据电台协议1系统组成系统由全双工数据电台和用户的终端设备组成,框图如图1所示。
全双工数据电台提供数传通道,全双工最大传输速率为64,功能由终端通过软件编程实现。
范文先生网收集整理2数据电台的硬件设计全双工数据电台由8951、扩频芯片9310、射频模块9360、238232接口芯片、扩展并口8255及电台的参数设置、波道显示等电路组成,如图2所示。
9310为直接序列扩频加解扩和数据处理芯片,它内部包括6个功能模块*串行总线接口—与实现双向通信;*接收机—完成扩频接收机的所有数字信号处理功能;*发射机—产生扩频的码,并将加扩结果输出到射频模块9360;*控制器—实现协议和各种握手信号、接口信号;*发送和接收的—作为发送和接收数据的缓冲器;*主时钟产生器—产生驱动9310各模块的时钟信号。
图2中,各部分的作用是*238为4入4出的232接口芯片,实现电平与232电平转换。
*9310的串口信号线、、、、、、通过238与终端相接。
另外,9310为用户提供接收时钟_和发送时钟2_,在2_的上升沿采样引脚上的信号,在_的下降沿采样引脚上的信号。
*9310与射频模块9360的接口信号线有、、、和。
其中,是9360接收机送来的解调信号;是9310扩频后的基带信号,它输出给9360射频模块;控制射频模块的收发转换;用来切换电台的;控制发射机功放电源的开关。
*8951通过8255读取电台的工作参数设置,包括全双工半双工、发射的高低功率、码组、同步特字、主叫方被叫方、电台的工作波道等;8951在读取电台的工作参数后,通过它的1口设置9310、9360的相应寄存器并将相关的引脚设置为高、低电平;8951通过8255将当前工作的波道号送显示,电台的各种工作状态指示送发送二极管显示。
数字双工无线通话器的设计与实现
数字双工无线通话器的设计与实现发表时间:2017-12-29T15:20:46.040Z 来源:《防护工程》2017年第22期作者:安强力李文涛毛菊萍[导读] 无线对讲机的应用非常广泛,经济实用,不用支付通话费用。
陕西烽火通信集团有限公司陕西宝鸡 721006 1 概述无线对讲机的应用非常广泛,经济实用,不用支付通话费用,但该类产品和我们常用通信工具(如手机)相比只能点对点通信,不能进行无中心组网,需要按PTT开关进行收发转换,只能一方讲话对方听,不能随时插话。
数字双工无线通话器可使通话者之间实现全双工无线通话联络与沟通(类似手机),不需中心基站就可实现三人以上通话。
2 通信协议的实现 2.1 TDD帧结构数字双工无线通话器通过时分双工(Time Division Duplex,TDD)方式实现全双工无线通话。
数字通信可以提供丰富的业务种类,TDD 方式通俗讲就是利用同一载频下的两个时隙,一个接收,一个发送,交替进行。
TDD的主要优点是可以在单个载频上实现发射和接收,不需要上行和下行两个载频,不需要频率切换就可实现双工通话。
数字双工无线通话器将数据(话音需进行编码)以突发高速帧的形式接收或发送,数据帧格式如图1。
图1 数字双工无线通话器数据帧格式图1中位同步属于前导字段,占8个字节,每一字节均为交替的0和1,即用0x55H或0XAAH进行位同步。
图1中块同步用于数据块同步,标志着一帧数据的开始,占用2个字节。
图1中系统识别码用于识别同频段其它无线通信系统,占用2个字节。
图1中本机识别码用于识别通话器本机身份,占用2个字节。
图1中目标识别码用于标识本机要发送到目的终端的号码,占用2个字节。
图1中状态码用于指示通话终端所发生的行为、过程和状态,占用2个字节。
一帧数据长度为142字节,除去位同步、块同步及帧结束字段,数据域共占用138字节。
通话器采用的射频模块工作在115.2kbps,传输一位的时间约需1/115.2=0.00868ms,一帧数据的传输时间为142×8×0.00868=9.86048ms。
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全双工无线数传电台设计方案
0 引言
数传电台在工业控制领域的应用已经十分广泛,目前仍然是工业控制领域的主要传输手段。
无线数传电台作为一种最简捷的通信方式,其最基本的特征是通连方便、简捷。
然而,目前国内外绝大多数都是单工电台。
全双工数传电台还不多见,而有些工程项目又确实需要全双工的数传电台来进行数据传输,为此,本文提出了一种全双工的数传电台的设计思路。
1 全双工无线数传电台的结构原理
本文所介绍的全双工数传电台主要采用频分双工(FDD—Frequency Division Duplexing)工作方式。
它主要由接收单元、激励器单元、功放单元、控制单元、电源单元、基带单元六
部分组成。
图1所示是其结构原理框图。
2 系统结构单元设计
2.1 激励器单元
激励器单元完成射频信号的调制和音频信号的处理,即把要调制的话音、数据送到VC 0调制并进行电压放大。
它由话放处理、数字锁相环、压控振荡器、电压放大器、功率调整电路、电源电路组成。
图2所示是激励器单元的组成框图。
图中,麦克风送来的微弱信号首先送给话放处理电路,以进行话音放大、滤波、预加重等信号处理,然后经过电子开关送给压控振荡器进行直接调频,同时将基带处理后的数字信号也经过电子开关切换后送给压控振荡器进行直接调频。
锁相环路可选用快恢复二极管来提高锁相环路的锁定速度,环路滤波器可选用无源比例积分滤波器,VCO则采用模块化设计。
数字锁相环芯片采用日本富士通的MBl504H集成电路芯片,该芯片集成化程度高、体积小,特别是其泵电源高达8 V,可相对降低VCO的压控灵敏度。
为了减小发射机在较宽温度范围内的频率变化,建议采用温补晶体振荡器作基准频率。
由于VCO输出的信号较弱,只有数个毫瓦,故可经过功分器后,将一路送给鉴相器与基准频率进行比较,并产生误差电压以控制VCO的频率至设定频点,另一路送给电压放大器,然后经3级放大处理,使其能够推动功放电路工作。
考虑到一般需要外接蓄电池作为电源,激励器电源输入可采用7809三端稳压器稳压,以提供较宽的电压动态范围。
同时,也可采用多级LC滤波来改善稳压和降噪效果。
2.2 功放单元
功放单元的主要任务是把激励器送来的射频信号经功放模块放大到44 dBm,然后经过低通滤波器滤除高次谐波后送给双工器,最后通过天线发射出去。
如果天线出现开路或短路,那么功率将反射回来,此时检测电路将进行检波,然后比较放大,再送一个信号给MCU,由MCU控制相关电路关断功放,以达到保护功放模块的目的。
功放电路的组成如图3所示。
2.3 接收机单元
接收单元可完成射频信号的解调和音频信号的处理。
它一般由滤波器、选择回路、高放、双平衡混频器、一中放、二中放组成。
其中二中放由二本振、二混频、鉴相器、静噪控制电路组成,混频器中的一中频为21.4 MHz,二中频为455 kHz,混频方式为外差式。
当射频信号经天线送到双工器后,再经过第一级带通滤波器滤波,并经限幅后将送给高放电路。
然后进入第二级带通滤波器滤波,最后送给双平衡混频器混频。
限幅电路的作用是
防止强干扰信号损坏高放前端组件。
高放电路一般采用双调谐回路和一级放大形式,输入输出回路均采用抽头形式可使电路匹配、增益兼顾。
高放管可选用低噪声管2SC3356,其特点是具有很低的噪声和较高的功率增益。
经高放放大的信号再与压控送来的第一本振信号经过双平衡混频器进行混频。
2SC33 56是集成组件,特点是噪声低,高次组合少。
一中频为21.4 MHz的信号经过两级中频放大后,可送到中放集成电路TA31136FN,与20.945 MHz晶体振荡器产生的二本振进行混
频,而混出的455 kHz二中频信号,则经过455 kHz陶瓷滤波器滤波后,通过二中放的5脚输入。
限幅放大器的输出可在内部直接驱动,并在外部通过相移线圈完成鉴频,鉴频输出的音频信号由9脚输出。
该信号一路经电子开关送给去加重、滤波、放大后送给扬声器还原声音。
另一路经过滤波后送给基带信号处理器。
接收机中的数字锁相环可选用日本富士通公司MBl504集成电路来进行设计,由于该器件集成化程度高、体积小,串行数据接收编程简单。
因此,将VCO和温补晶体振荡器送出的射频信号耦合到MBl504H,然后经过内部分频比相以得到误差电压,再反馈回VCO控制微调其频率,可使其锁定在设定的信道上。
而当VCO失锁后,也可以由失锁指示电路提供一个失锁电平来点亮一个贴片发光二极管,给后续维修提供方便。
图4所示是接收机单元原
理结构框图。
2.4 电源设计
通过系统电源可对外接直流电源进行滤波、反极性保护等处理,然后输出稳定的电源电压,同时,电源还必须进行必要的短路和过流保护。
系统电源可外接+12 V直流电,然后通过反极性保护电路,来防止电源接反。
再经过多级LC滤波电路来滤除各种杂波和高低频交流干扰后,送到电源继电器,由继电器控制面板电源开关,来开关整机电源。
其电源电路的
结构原理图如图5所示。
2.5 控制和基带单元
控制单元以ATMEGA64为核心来完成本机工作状态的控制,包括收发信机的频合数据,面板显示器、键盘的控制,工作频段控制,数传以及话音通信状态的控制等。
基带单元则负责处理本机和计算机终端的数据交换。
它以DSP芯片ADSP一2185M为核心,并以单片机AT90S8515以及CPLD复杂可编程逻辑器件来组成控制和接口电路。
同时以数模和模数转换,以及运算放大器等构成信号与电台的接口电路。
基带单元则采用DS P进行数字信号的调制与解调。
图6给出了基带单元的构成原理框图。
3 整机通信测试
样机设计完成后,可以对其进行测试。
测试时,天线架设高度应为6m,全向天线可选择7.8dBi的高增益天线,甲、乙两设备之间直线距离应大于30km。
设置完成后,可通过串口调试助手来收发数据,并进行全双工数据通信。
信道速率可选为19200 bps,每包100字节,PTT延时选择20 ms。
一般情况下,系统话音质量以及丢包率应符合表1所列的参数。
4 结束语
本文提出了一种全双工无线数传电台的设计方案,利用该方案设计的全双工无线数传电台稳定性好,可靠性高,而且高低温特性良好,故障率低。
只要系统中的电子元器件选型正确,一般均可达到一定的稳定性,同时可靠性也很好。