无线发射与接收复习过程

无线发射与接收

基于BH1417芯片的FM无线发射电路设计

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BH1417是FM无线发射芯片，它可工作于87MHz～108MHz频段，与简单的外围电路配合使用，可发射音频FM信号，它可以将计算机声卡、游戏机、CD、DVD、MP3、调音台等立体声音频信号进行立体声调制发射传输，配合普通的调频立体声接收机就可实现无线调频立体声传送。适用于生产立体声的无线音箱、无线耳机、CD、MP3、DVD、PAD、笔记本电脑等的无线音频适配器。

BH1417的原理特性

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9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11引脚输出，同时输送到锁相环电路进行比较后，从第7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7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。

1) 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BA1404、NJM2035等)有很大改进。

2) 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。

3) 采用了4位拔码开关进行频率设定，可设定14个频点，使用非常方便。

BH1417的内部结构如图1所示。它由5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。外围电路主要有拔码开关组成的频率控制电路、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。

应用电路

音频输入端的限幅电路设计

BH1417音频输入有最大电平限制，过大的输入电平会损坏芯片。在前期的试验阶段，输入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，利用可变电位器即可。电路如图2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。

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压控振荡器参数设计

结合BH1417频点可知，压控振荡器的频率变化范围必须覆盖芯片的所有频点。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。假定频带为：80MHz～120MHz。压控振荡器的电路如图3所示。L采用普通的磁芯可调式电感，电感量标称值为(30 nH～60nH)；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(7pF～35pF)。为了保证电路的稳定性，C2与C3值不能相差太大，这里假定C2取51pF，C3范围取为7 pF～35pF。下面确定C1的值。由式(1)、式(2) 可知电感L、电容C3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(1)、(2)，得：

其中，C2，C3串接后电容范围为：6.16 pF～20.76pF，将L、C3的极限值代入式(3)，整理后有：

上式中C1的单位是pF。计算得：45.27

通过上面计算可知，各元器件的值并不是唯一的，这里只是演示计算的思路和方法。希望能为设计电路提供理论参考。

FM发射电路设计

立体声信号通过1、22引脚输入，配合2、3、20、21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5脚输出。1 5、16、17、18引脚输入的频率代码经过解码和鉴相后，由7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调频的载波信号，并通过一个达林顿三极管2SD2142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BH1417，经过内部的射频放大器放大后的射

频信号由11脚输出。输出后的信号可以直接接到发射天线上进行发射，或者输入到射频功率放大器进行放大后发射，以扩大发射距离。13、14脚需要外接7.6MHz的晶体

振荡器，提供给BH1417内部的鉴相、立体声信号调制等部分所需要的稳定时钟。

综上可得BH1417无线发射芯片的典型应用电路，如图4所示。用户可以通过改

变拨码开关JP1的闭合与断开来设置发射频率(具体如表1所示)，以避开可能存在的区域内强广播电台的干扰。

03-09

nrf401无线收发芯片应用电路图

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在本设计中,无线射频模块采用挪威nordic公司推出的nrf401无线收发芯片。该芯片使用433mhz ism频段,是真正的单片uhf无线收发一体芯片,他在一个20脚的芯片中包括了高频发射、高频接收、pll合成、fsk调制、fsk解调、多频道切换等,是目前集成度最高的无线数传产品[1]。无线射频模块采用在板差分环形天线,天线端口的负载阻抗为380ω,其电路原理见图,图中列出了各外围元件的参数,其中j1口为无线射频模块与控制模块的接口。

硬件电路的设计要点如下：

（1）射频电路对于电源噪声相当敏感,必须采用星形布线的方法使数字部分和rf部分有各自的电源线路,并且应在靠近集成电路电源引脚处分别去耦[2]。

（2）外接vco电感应选用高频电感,q＞45,精度为2％,本设计采用深圳顺百科技有限公司的lqw18an22ng00,电感的精度对无线通信的距离有较大的影响,也可使用精度为5％的,但通信距离会大大减小。vco电感连线应与其他控制线保持一定的距离,应避免数字控制线从电感引脚之间经过,并且应该使 vco电感元件的中心距离nrf401的vco1,vco2引脚焊盘的中心5.4mm左右,电感元件的选择与布局很重要,是设计成败的关键点。

无线遥控发射和接收电路图

时间：2008-10-10 23:39:02

发射电路：

接收电路：