单工无线发射接收系统的制作

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单工无线发射接收系统的制作

1总体设计方案

设计要求为：设计一个单工无线发射接收系统 , 实现无线发射机至接收机间的单工

语音传输业务。

具体设计要求：

⑴设计发射频率在 32MHz左右，无线发射机传送信号的输入采用线路输入方式，

采用分立元件构成音频无线发射电路。

⑵ 设计一个与发射机相对应的频率的无线接收机，接收机采用第三代立体声接

收机要求采用立体声播放，音质好。放收音机电路CXA1238组成的单片收音机，用扬声器收听语音信号。

⑶传送信号为正弦波，在300Hz～3400Hz时，系统发射功率20mW左右。

⑷要求无线收发室内通信距离不小于 5 米。

⑸要求无线天线采用拉杆天线或导线，长度小于等于 1 米。

⑹ 系统可实现无明显失真的语音传输。

2方案论证与比较

2.1 音频无线发射电路设计方案论证与选择

方案 1：采用集成芯片MC2833及相关电路构成。它可构成发射高频率信号的功

率放大器。电路主要由音频放大器、可变电抗器、射频振荡器、输出缓冲器以及放大

电路构成。本方案调频发射机的工作原理：先将语音通过话筒变成音频电压信号送给

音频放大器进行音频电压放大，此音频电压信号经耦合电容送给可变电抗改变电抗

值，而由可变电抗以及电感、晶体与高频振荡器组成调频振荡电路，产生调频波经缓冲送给两级二倍频放大器。电路基本框图如图 1 所示。但由于该方案涉及到的谐振回

路较多，不易统调，因而频率不易控制，导致信号不稳定，容易跑台，实现较为困难。

音频输入前置可变振荡

放大电抗电路

射频输出放大二倍频缓冲

电路电路放大

图 1 MC2833电路基本框图

方案 2：采用集成芯片BA1404及相关电路构成。它主要由前置音频放大器，立

体声调制器， FM 调制器及射频放大器组成。利用内部参考电压改变变容二极管的电

容值，可实现发射频率的调整，电路框图如图 2 所示。本方案可实现立体声调频发射，

典型调频频段为75-108MHz，不足是振荡频率不易调整，尤其是低端频率实现困难，

难以实现要求频段的调整。

左声道输入

调频放大射频

右声道输入

电路

电路输出

图 2 BA1404 电路基本框图

方案3：采用分立元件构成音频无线发射电路。图3 所示为分立元件调频电路框图。利用三极管构成高频振荡器，调节相应的电感和电容的大小，可产生稳定的中心频率，在音频信号的作用下，可产生相应的调频波，再经过缓冲放大和末级功率放大，得到需要的调频信号。相对前两种方案，本方案不仅电路简单，而且调试控制非常灵活，可靠性好，抗干扰能力强，容易实现调频的要求。

音频输入振荡调调谐功率射频

制电路放大放大输出

图 3 分立元件调频电路框图

综上所述，本设计选择方案 3，即利用分立元件构成音频无线发射电路。

2.2 音频无线接收电路设计方案论证与比较

方案 1：采用芯片 MC3362。该芯片是美国 MOTOROLA公司生产的单片窄带调频接收电路，主要应用于语音通讯和数据传输的无线接收机。调频接收电路框图如图4所示。 MC3362片内包含振荡电路、混频电路、限幅放大器、积分鉴频器、场强指示

驱动及载频检波电路等电路。具有低供电电压、低功耗、灵敏度高等特点，主要应用

于语音和数字通讯的接收设备。但是该电路较多用于调频广播接收，在要求的频段内

进行调试相对困难。

高放中放1中放2鉴频低放

本振1本振2

图 4 MC3362 调频接收电路框图

方案 2：采用集成芯片 CXA1019S。该芯片内部电路包括了AM/FM收音机从天线输入经调频高放、本振、混频在由中放、检波、直至调频功放的整个环节。调频接收电

路，将调幅输入端IC 对变频信号公共端短路，拉杆天线经耦合电容到带通滤波器，

该滤波器的作用是抑制调频波段以外的信号的干扰。CXA1019S虽然把调频头电路集成进去，提高了集成度，但是相对CXA1238S增益较低，因而接收灵敏度较低。调频

接收电路框图如图 5 所示。

高放中放鉴频低放

FAF

本振

图 5 CXA1019S 调频接收电路框图

方案 3：采用集成芯片 CXA1238S。在片内集成了混频、中放、鉴频及立体声解码

等功能，该芯片内部包含FM前置放大、立体声解调放大、 FM中频放大及鉴频等环节，

尤其是芯片内采用了锁相技术，由于芯片高度的集成化，因而接收机电路外围元件极少、中心稳定，调谐简单、抗干扰性强、电路稳定，调整方便等优点。

综上所述，本设计选择方案3，即采用 CXA1238S构成的 FM解调电路。

3单元电路设计

3.1 音频无线发射电路的设计

本设计中的声音调频发射部分采用常用分立元件构成电路。如图6所示。射频电

路由高频振荡器、缓冲放大器、末级功率放大器及天线组成。高频振荡器用来产生载

频信号，频点落在 32MHz内，通过改变电感量即可改变发射频率。在音频信号的作用下，通过改变晶体管极间电容实现调频，产生相应的调频波，射频信号由三极管Q1的发射极输出，送到三极管 Q2、电感 L2、电容 C8、电阻 R5 等组成的缓冲放大器进行

功率提升，并可减轻末级放大电路对振荡器的影响。末级为高频丙类窄带放大，通

过后级功率放大器对功率再进一步放大，经电容C13 耦合到发射天线向周围空间辐射。

调频电路是通过改变晶体管极间电容实现调频的，由于任何PN结在加反向电压

时，反向电压的变化将会引起结电容的变化，即所谓变容效应。在晶体三极管电路中，集电结就是一个加有反向电压的 PN结。利用集电结的变容效应也可实现调频。

图 6 中，三极管 Q1、电感 L1、电容 C3、C5、C7和 C b’c构成电容三点式振荡电路，其工作原理如下：

对高频而言， Q1 基极是接地的，所以是共基极电路。集电极 - 基极间的 PN结处于反