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全双工无线数传电台设计方案

发布时间:2020-06-30 16:22:19 阅读: 来源:离心机厂家

0 引言

本文引用地址: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VC0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。

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