无线半双工多路数据传输系统设计.docx

无线半双工多路数据传输系统
（本科C题）
18组尚勇郭小虎陈文辉
摘要：无线半双工多路数据传输系统分发射和接收两大部分。发射部分采用锁相环式频率合成器技术，MC145152和MC12022芯片组成锁相环，将载波频率精确锁定在35MHz，输出载波的稳定度达到4×10-5，准确度达到3×10-5，由变容二极管V149和集成压控振荡器芯片MC1648实现对载波的调频调制；末级功放选用三极管2SC1970，使其工作在丙类放大状态，提高了放大器的效率，输出功率达到设计要求。接收部分以超大规模AM/FM立体声收音集成芯片CXA1238S为主体，灵敏度、镜像抑制、信噪比等各项性能指标均达到设计要求。采用PT2262/2272编码/解码电路实现了数据传输业务等功能；AT89S52作为整个系统的控制部分，程序设计采用C语言在KEIL51的编译器上编程实现；显示采用16位液晶显示。
关键词：锁相环、压控振荡器、灵敏度、编码/解码

目录
1、系统设计 1
1.1设计要求 1
1.1.1任务 1
1.1.2要求 1
1.1.3说明 1
1.2总体设计方案 2
1.2.1设计思路 2
1.2.2方案论证与比较 2
1.2.3系统组成 10
2、单元硬件电路设计 11
2.1发射部分电路的设计 11
2.1.1压控振荡器的设计 11
2.1.2锁相环电路设计 13
2.1.3功率放大电路设计 15
2.1.4阻抗变换电路设计 16
2.2接收部分电路的设计 17
2.2.1CXA1238S芯片 17
2.2.2天线输入网络 19
2.2.3高放选频回路 19
2.2.4本机振荡器 19
2.2.5中频窄带滤波器 20
2.3PT2262/2272编码/解码电路设计 20
2.3.1PT2262/2272芯片介绍 20
2.3.2PT2262/2272编码/解码电路 21
2.4抗干扰措施 22
3、软件设计 22
3.1软件设计和硬件设计的关键 23
3.2发射部分程序设计 23
3.3接收部分程序设计 24
4、系统测试 24
4.1测试使用的仪器 24
4.2指标测试和测试结果 24
4.2.1发射部分的指标测试和测试结果 24
4.3波形观察及距离测试 25
4.4结果分析 26
参考文献 26
附录1电路原理图 26
附录2程序清单 29

1.系统设计
1.1设计要求
1.1.1任务
设计并制作一个无线半双工多路数据传输系统，实现主站至从站间的数据传输业务。
1.1.2要求
（1）基本要求
①系统按照1个主站，31个从站的规模进行设计（实际制作2个从站），主站以轮询
方式收集从站的数据（见说明1），轮询每个从站的次数不低于1次／秒，每次传
送一组仿真数据；
②从站的仿真数据是人为生成的两组数字信号（见说明2）；从站传输哪一组数据由
主站决定；
③设计制作无线半双工收发单元，其工作频率在（30～40）MHz中自行选择，各收－4单元工作频率的相对准确性（以主站工作频率为基准）优于10，所有收发单元的
发射功率不大于10mW（在75欧姆假负载上测定）；
④主、从站收发天线采用长度小于等于1米的拉杆天线，垂直放置，馈线部分自行设
计；
⑤在比特误码率（见说明3）不大于10条件下，主从站通信距离不小于8米；
⑥主站能实时显示发送数据的从站号及其数据；
⑦从站能实时显示本站发送给主站的数据；从站采用电池供电。
（2）发挥部分
①在轮询式收集的基础上增加从站主动申请报告数据的功能（见说明4），为便于测试该功能，可在从站上设置按键开关或其它启动方式；
②主站具有对所有从站数据进行存储和回放的功能，并能按站号显示此前30秒的历史数据；
③在保持发射功率不变且比特误码率不大于10条件下，尽量增大通信距离；
④特色与创新。
1.1.3说明
（1）主站以轮询方式收集从站的数据，即由主站指定从站站号并发出要求传输数据的呼叫，从站收到主站呼叫后，应答上报本站的一组数据；
（2）为方便测试，要求从站的仿真数据是对以下
①正弦波：s(t)=［2.5+2sin(2πt)］V
②直流：2.5V
两个模拟信号进行人为处理而生成的数字信号，即假定用一个参考电压为5V、采样频
率为10Hz的单极性8位A／D转换器对上述两个模拟信号进行1秒钟采样，由此生成的两组数据（每组10个数据）即为对应上述两个模拟信号的仿真数据；
（3）比特误码率的测定可以使用专门仪器，也可以在主站接收一定时长（如30秒钟）的已知数据，通过比较出现错误的次数作出大致判断；
（4）“从站主动申请报告数据”是指由从站发出报告数据的申请。当某从站发出申请时，主站临时停止轮询，向该从站发出传输数据呼叫，再由从站应答上报；
（5）收发单元不能使用成品收发模块，但允