
四川信息职业核术季院 《高颜电号技孝》释品资源共享澜 任务5.4小型无线数字广播系统的设计 设计内容 设计一种用P山实现的小型无线数字广播系统,采用模块化设计。 基本要求:】、采用L实现的无线数字发射机 2、采用L实现的无线数字接收机 3、采用集成块实现,且收、发频率为2出: 4、设计硬件原理电路图:5、完成电路的仿真及调试系统. www.scite.com.cn 1/4打《高频电子技术》精品资源共享课建设项目 组
www.scitc.com.cn 1 / 41 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目 组 《高频电子技术》精品资源共享课 任务 5.4 小型无线数字广播系统的设计 设计内容 设计一种用 PLL 实现的小型无线数字广播系统,采用模块化设计。 基本要求:1、采用 PLL 实现的无线数字发射机; 2、采用 PLL 实现的无线数字接收机; 3、采用集成块实现,且收、发频率为 2.4GHz; 4、设计硬件原理电路图;5、完成电路的仿真及调试系统

四川信息职业枝术学院 《高颜电子技本》升品遭源共享深 目录 摘 第1章绪论 2 第2章设计思路及方案原理 21设计要求 4 22立体声信号的产生 23FM立体声信号的解码.… 24无线数字音频收发模块的原理 5 24.1发射模块原理 242接收模块原理. 6 第3章小型无线数字广播系统的实现 3.1FM调频技术介绍 7 32顿相环电路的组成 8 32.1PLL的构成 8 32.2PLL的相位模型 9 323锁相环在须率合成电路中的应用 9 33数字无线广播系统实现 9 第4章广播系统电路原理 11 4.1PR0TEL99介绍 11 42发射机电路 11 43接收机电路 12 第5章无线调频广播的优缺点 15 17 结论, 参考文就 18 www.seite.com.cn 1/41《高频电子技术)精品资源共享课建设项目 组
www.scitc.com.cn 1 / 41 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目 组 《高频电子技术》精品资源共享课 目 录 摘 要 ............................................................................................... 1 第 1 章 绪 论 .................................................................................. 2 第 2 章 设计思路及方案原理............................................................... 4 2.1 设计要求................................................................................... 4 2.2 立体声信号的产生...................................................................... 4 2.3 FM 立体声信号的解码 ................................................................ 5 2.4 无线数字音频收发模块的原理 ..................................................... 5 2.4.1 发射模块原理 ...................................................................... 5 2.4.2 接收模块原理 ...................................................................... 6 第 3 章 小型无线数字广播系统的实现.................................................. 7 3.1 FM 调频技术介绍....................................................................... 7 3.2 锁相环电路的组成...................................................................... 8 3.2.1 PLL 的构成 ......................................................................... 8 3.2.2 PLL 的相位模型................................................................... 9 3.2.3 锁相环在频率合成电路中的应用 ............................................ 9 3.3 数字无线广播系统实现 ............................................................... 9 第 4 章 广播系统电路原理 ................................................................ 11 4.1 PROTEL99 介绍 ......................................................................... 11 4.2 发射机电路 ............................................................................. 11 4.3 接收机电路 ............................................................................. 12 第 5 章 无线调频广播的优缺点.......................................................... 15 结 论 ............................................................................................. 17 参考文献.......................................................................................... 18

四川信息职业技术学院 《高频电子技术》利品资源共事佛 摘要 自二十世纪20年代广插开始普及以来,广掃对社会进步和经济发展起到了 巨大的推动作用。无线数字广播是一种以无线发射的方式来传输广播的设各。具 有无需立杆架线,覆盖范围广,无限扩容,安装维护方便,投资省,音质优美清 晰的特点。因此无线数字广插具有传统的有线广播无法比拟的优越性。 在广播传输方面有调须、调幅和调相三种,在广播和电视技术中应用得较多 的是调幅和调频。相对于子调幅广播发射机而言,调频广播发射机具有线性失真小, 无串扰现象。信噪比好、高保真度效率高、可实现立体声广播和多路广播等突出 优点,且体积小、价格便宜、活用面广,因此调频广播发展的很快。随着技术的 进步,数字技术的发展与应用使得原有的调频广播以全新的面貌和优异的特性出 现。近两三年来,数字音须工作站、数字传输,数字调顿激励器等设备不断面市, 标准的制定与不断完善加速了数字化进程。现在完全可以组成一套全数字化的系 统,进行开路调频广播,其技术指标完全可以做到与CD(激光唱片)和DTA(数 字者颜磁带)的相同。从而提高现有的广播质量。 模拟FM技术经过60多年的发展和完善,所能达到的各项指标不断提高,时 至今日,FM无线广播越来越普避。FM无线广播采用模拟音频传送,存在噪声大、 抗干扰能力差和音频保真度低等问题,而随数字无线电技术的发展,利用PL, 采用模块化设计,使无线数字广摄越来越普及,也是人们日常娱乐休闲的常备品。 关键词无线广播:调顿:P山 www.scitc.com.cn 1/41 《高類电子技术》精品魔源共享课建设项目组
www.scitc.com.cn 1 / 41 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 摘 要 自二十世纪 20 年代广播开始普及以来,广播对社会进步和经济发展起到了 巨大的推动作用。无线数字广播是一种以无线发射的方式来传输广播的设备。具 有无需立杆架线,覆盖范围广,无限扩容,安装维护方便,投资省,音质优美清 晰的特点。因此无线数字广播具有传统的有线广播无法比拟的优越性。 在广播传输方面有调频、调幅和调相三种,在广播和电视技术中应用得较多 的是调幅和调频。相对于调幅广播发射机而言,调频广播发射机具有线性失真小, 无串扰现象。信噪比好、高保真度效率高、可实现立体声广播和多路广播等突出 优点,且体积小、价格便宜、活用面广,因此调频广播发展的很快。随着技术的 进步,数字技术的发展与应用使得原有的调频广播以全新的面貌和优异的特性出 现。近两三年来,数字音频工作站、数字传输、数字调频激励器等设备不断面市, 标准的制定与不断完善加速了数字化进程。现在完全可以组成一套全数字化的系 统,进行开路调频广播,其技术指标完全可以做到与 CD(激光唱片)和 DTA(数 字音频磁带)的相同,从而提高现有的广播质量。 模拟 FM 技术经过 60 多年的发展和完善,所能达到的各项指标不断提高,时 至今日,FM 无线广播越来越普遍。FM 无线广播采用模拟音频传送,存在噪声大、 抗干扰能力差和音频保真度低等问题,而随数字无线电技术的发展,利用 PLL, 采用模块化设计,使无线数字广播越来越普及。也是人们日常娱乐休闲的常备品。 关键词 无线广播;调频;PLL

四川估息职业技术学院 《高频电等拉孝》升品资源共享课 第1章绪论 广播通常是指通过无线电波或导线传送声音信息的具有多功能的现代化的 信息传插工具。传统的理解为:一类是通过无线电波传送节目的无线广播,一类 是通过导线传送节目的有线广播。广播是最先出现的电子大众传蝶,广播的发展 是动态的。是在电子技术和通信技术的基础上发展起来的,他为人类文明的进步 起了巨大的作用。目前,全国存在的广播电台有1000多家,所采用的技术主要 是调频广搭技术,还有少量的中波广插、短波广播。根据现在人们对广播的需求, 未来广插的发展方向是数字音顿广插DAB)、网络广播和同步调频广插. 人类社会的发展可视为一部信息传播技术的发展史。信息传播促进社会进步 和科学技术的发展:科学技术的进步又不断地改进、更新人类信息传搭的媒体和 工具,并促进信息更迅速、更广泛的传播。在21世纪的今天,广播的主要技术 方式是调频广播,他是继调幅广播(20世纪20年代开始的的第二代广插,他开 始于20世纪50年代,克服了中波广播的很多致命不足,知中台严重、顿带不够 分配,信噪比差等,而实现了高保真度、动态范围宽、信噪比较好、较少串台现 象。当今调频广插主要采用调频调幅导频制广插制式,风行了大半个世纪 在模拟音频技术中音须信号的振幅是随时间连续变化的,他的记录和处理存 在着机械传输抖动、媒体本地噪声及非线性失真等缺陷,人们为克服这些不足所 付出的代价极高,面得到的改善几乎到了极限。在这种情况下,广播技术只有走 一条新路才有前途,那就是数字音频技术,即把音频伯号数字化,并在数字状态 下进行传递、记录、重放以及其他的加工处理,在数字音類技术中,音颠信号是 以0,1数字方式出现的,在信号处理时,软件算法的能力可产生精确的结果, 数字音频信号具有信噪比5/N高、失真小、动态范围大等模拟音频不可比拟的优 势。当今,各种新的数字媒体接收设备不断出现,这种情况下,广播还维续走模 拟之路,必将犯下历史性错误,使广播传统的受众被其他蝶体夺走,因此,从战 略上考虑,广播必须全面数字化才能面对桃战。 数字音顿广播技术由两部分组成:一部分是记录声音的数字音频技术,一部 www.scitc.com.cn 2/41《高顿电子技术》精品资源共享课建授项目组
www.scitc.com.cn 2 / 41 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 第 1 章 绪 论 广播通常是指通过无线电波或导线传送声音信息的具有多功能的现代化的 信息传播工具。传统的理解为:一类是通过无线电波传送节目的无线广播,一类 是通过导线传送节目的有线广播。广播是最先出现的电子大众传媒,广播的发展 是动态的,是在电子技术和通信技术的基础上发展起来的,他为人类文明的进步 起了巨大的作用。目前,全国存在的广播电台有 1000 多家,所采用的技术主要 是调频广播技术,还有少量的中波广播、短波广播。根据现在人们对广播的需求, 未来广播的发展方向是数字音频广播(DAB)、网络广播和同步调频广播。 人类社会的发展可视为一部信息传播技术的发展史。信息传播促进社会进步 和科学技术的发展;科学技术的进步又不断地改进、更新人类信息传播的媒体和 工具,并促进信息更迅速、更广泛的传播。在 21 世纪的今天,广播的主要技术 方式是调频广播,他是继调幅广播(20 世纪 20 年代开始的)的第二代广播,他开 始于 20 世纪 50 年代,克服了中波广播的很多致命不足,如串台严重、频带不够 分配,信噪比差等,而实现了高保真度、动态范围宽、信噪比较好、较少串台现 象。当今调频广播主要采用调频-调幅导频制广播制式,风行了大半个世纪。 在模拟音频技术中音频信号的振幅是随时间连续变化的,他的记录和处理存 在着机械传输抖动、媒体本地噪声及非线性失真等缺陷,人们为克服这些不足所 付出的代价极高,而得到的改善几乎到了极限。在这种情况下,广播技术只有走 一条新路才有前途,那就是数字音频技术,即把音频信号数字化,并在数字状态 下进行传递、记录、重放以及其他的加工处理。在数字音频技术中,音频信号是 以 0,1 数字方式出现的,在信号处理时,软件算法的能力可产生精确的结果。 数字音频信号具有信噪比 S/N 高、失真小、动态范围大等模拟音频不可比拟的优 势。当今,各种新的数字媒体接收设备不断出现,这种情况下,广播还继续走模 拟之路,必将犯下历史性错误,使广播传统的受众被其他媒体夺走,因此,从战 略上考虑,广播必须全面数字化才能面对挑战。 数字音频广播技术由两部分组成:一部分是记录声音的数字音频技术,一部

四川信息职业技术李院 《高麵电等执求》升品资源共享深 分是广插卫星和发射系统的数字技术。数字音频广播技术首先应用于数字音频设 备,DAT,优越性,广插设备的数字化更新更是非常迅速。结合计算机技术的数 字音频工作站的应用使广播工作者更为方便,使人们处理音顿变得极为全面、快 捷、精细,使节目制作、编辑、交换、传递、播出全面进入数字化、网路化管理。 广东电台更走在全国前面,播控中心己全部实现一体化、数字化、网络化,网络 化的构建、数字化的传输是由音频光纤传输网,计算机控制网实现。而作为广播 卫犀和发射系统的数字技术的研究是当今世界的一个热门课题,他具有模拟广播 无法比拟的优势:音质纯净、抗干扰能力强、性能稳定、所需发射功率小、覆盖 面积大、顿谱利用率高,并可提供传送数据、图像多种业务,是广插发展的必然 趋势,是广播发展中一个新的里程碑。 在世界各国,须率资源是有限的。国家己严格限制频率的使用范围。广播频 率是政府部门顾发的,现在很多公司、媒体都愿意斥巨资竞标顿谱使用权。无线 广播中,单一找顿用来传输单一的或者单套立体声节目。传统的大功率的调频广 播频率资源的限制,使广播技术工作者开辟了另一种广播技术形式:小调顿同步 广播,他的特点是多布点、小功率、同频、同相、同步广播,使用的是现有的调 顿技术,不过存在着多点同步问题,这在技术上是可以克服的。信号传输可使用 微被、有线甚至卫星方式。一个地区、一个城市都需要有很多专业的服务及新闻 宜传,如交通信息咨询、健康咨询、股市信息咨询等,广播又是大众最灵活的信 息接受媒体,这需要建立很多的广搭电台,而作为一个国家的颜率资源是严格控 制和有限的,因此,小调顿插就成了未来广提的另一种主要形式,他是广播发 展的其中一个方向,是数字音频广插(DAB)、网铬广播的有力补充,既节约了频增 资源,又实现了广播功能。19的3年7月广东电台交通台第一家采用同步调顿广播 技术进行广播,已实现了社会效益和经济效益的成功。现在,广东就已建立了健 康咨询、股市咨询等多家小调频广播电台,全国更有多家电台采用这种广播技术。 当今世界新技术的发展相当迅速,技术革新非常快,广插的发展也是如此, 联系实际,根据预测,数字音顿广搭(DB)、网络广播、同步调频广插己代表了未 来十年广播技术的发展趋势。 www.scitc.com.cn 3/41 《高频电子技术》精品贤源共享课建授项目组
www.scitc.com.cn 3 / 41 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 分是广播卫星和发射系统的数字技术。数字音频广播技术首先应用于数字音频设 备,DAT,优越性,广播设备的数字化更新更是非常迅速,结合计算机技术的数 字音频工作站的应用使广播工作者更为方便,使人们处理音频变得极为全面、快 捷、精细,使节目制作、编辑、交换、传递、播出全面进入数字化、网络化管理。 广东电台更走在全国前面,播控中心已全部实现一体化、数字化、网络化,网络 化的构建、数字化的传输是由音频光纤传输网、计算机控制网实现。而作为广播 卫星和发射系统的数字技术的研究是当今世界的一个热门课题,他具有模拟广播 无法比拟的优势:音质纯净、抗干扰能力强、性能稳定、所需发射功率小、覆盖 面积大、频谱利用率高,并可提供传送数据、图像多种业务,是广播发展的必然 趋势,是广播发展中一个新的里程碑。 在世界各国,频率资源是有限的。国家已严格限制频率的使用范围。广播频 率是政府部门颁发的,现在很多公司、媒体都愿意斥巨资竞标频谱使用权。无线 广播中,单一载频用来传输单一的或者单套立体声节目。传统的大功率的调频广 播频率资源的限制,使广播技术工作者开辟了另一种广播技术形式:小调频同步 广播,他的特点是多布点、小功率、同频、同相、同步广播,使用的是现有的调 频技术,不过存在着多点同步问题,这在技术上是可以克服的。信号传输可使用 微波、有线甚至卫星方式。一个地区、一个城市都需要有很多专业的服务及新闻 宣传,如交通信息咨询、健康咨询、股市信息咨询等,广播又是大众最灵活的信 息接受媒体,这需要建立很多的广播电台,而作为一个国家的频率资源是严格控 制和有限的,因此,小调频广播就成了未来广播的另一种主要形式,他是广播发 展的其中一个方向,是数字音频广播(DAB)、网络广播的有力补充,既节约了频谱 资源,又实现了广播功能。1993 年 7 月广东电台交通台第一家采用同步调频广播 技术进行广播,已实现了社会效益和经济效益的成功。现在,广东就已建立了健 康咨询、股市咨询等多家小调频广播电台,全国更有多家电台采用这种广播技术。 当今世界新技术的发展相当迅速,技术革新非常快,广播的发展也是如此。 联系实际,根据预测,数字音频广播(DAB)、网络广播、同步调频广播已代表了未 来十年广播技术的发展趋势

四川信息职业技术学院 《高频电子技术》利品资源共事佛 第2章设计思路及方案原理 无线数字广插是一种以无线发射的方式来传输广播的设备。具有无需立杆架 线,履盖范田广,无限扩容,安装维护方便,投资省,音质优美清晰的特点。因 此无线数字广播具有传统的有线广插无法比拟的优越性。 2.1设计要求 设计一种用PL实现的小型无线数字广播系统,采用模块化设计,基本要求: 1,采用PL实现的无线数字发射机: 2,采用PLL实现的无线数字接收机: 3,采用集成块实现,且收、发顿率为2,4GHz: 4,设计硬件原理电路图: 5。完成电路的仿真及调试系统, 2.2立体声信号的产生 将L(左声道)和R信号(右声道)进行叠加(即+R》我们称这种和信号 为M信号:将L信号与R信号相减即L-R,我们称这种信号为5信号,将5信号 调制于38KHz的副载波(调幅制AM),调制后再将38KHz的已调波通过一个称为 平行器的将38Hz副载波抑斜掉,仅留下38KHz已调波的上下边带分量。将5信 号进行这样的处理目的是使S信号变成5。抑制副视波的目的是因为调幅波在能 量的角度上看载顿占有最大的能量,而边顿幅度(上下边带)不超过载顿幅度的 1/2,也就是说,边频能量最多只有载波的50%,当调制度达到100%时边顿的能 量一共只占13,如果调制度再少一些,比例还将更少。但是,信息是靠边带来 传送的,所以幅度恒定的刷载波是无用的,将它抑制掉这对提高信噪比和节钓发 射机的发射功率都有好处,然而,在接收端就必须要将物制了的38:载波信号 www.scitc.com.cn 4/41 《高類电子技术》精品魔源共享课建设项目组
www.scitc.com.cn 4 / 41 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 第 2 章 设计思路及方案原理 无线数字广播是一种以无线发射的方式来传输广播的设备。具有无需立杆架 线,覆盖范围广,无限扩容,安装维护方便,投资省,音质优美清晰的特点。因 此无线数字广播具有传统的有线广播无法比拟的优越性。 2.1 设计要求 设计一种用 PLL 实现的小型无线数字广播系统,采用模块化设计,基本要求: 1.采用 PLL 实现的无线数字发射机; 2.采用 PLL 实现的无线数字接收机; 3.采用集成块实现,且收、发频率为 2.4GHz; 4.设计硬件原理电路图; 5.完成电路的仿真及调试系统。 2.2 立体声信号的产生 将 L(左声道)和 R 信号(右声道)进行叠加(即 L+R)我们称这种和信号 为 M 信号;将 L 信号与 R 信号相减即 L-R,我们称这种信号为 S 信号。将 S 信号 调制于 38KHz 的副载波(调幅制 AM),调制后再将 38KHz 的已调波通过一个称为 平行器的将 38KHz 副载波抑制掉,仅留下 38KHz 已调波的上下边带分量。将 S 信 号进行这样的处理目的是使 S信号变成±S。抑制副载波的目的是因为调幅波在能 量的角度上看载频占有最大的能量,而边频幅度(上下边带)不超过载频幅度的 1/2,也就是说,边频能量最多只有载波的 50%,当调制度达到 100%时边频的能 量一共只占 1/3,如果调制度再少一些,比例还将更少。但是,信息是靠边带来 传送的,所以幅度恒定的副载波是无用的,将它抑制掉这对提高信噪比和节约发 射机的发射功率都有好处。然而,在接收端就必须要将抑制了的 38KHz 载波信号

A四川估息职业技术学院 《高频电等技求》升品资源共享球 进行恢复才能正确解调出S信号,而且恢复的38KHz载波信号必须要和发射端的 38K位在相位上保持一致。那么如何解决这个问圈呢?可行的办法是在发射端发 送一个导频控制信号此信号用以在接收机中从新建立38KH位的副载波。将+R信 号和上下边带信号与19Hz导顿信号同时加到环形调制器中进行混合叠加成为立 体声复合信号,将立体声复合信号与主载被(88一10gM化)以FM方式进行调制 后发射出去。 2.3FM立体声信号的解码 立体声信号的主要部分是差信号S,在单声道接收机中此信号被去加重电路 滤除了,在立体声解码中就必须依靠S信号,将5信号和M信号相加减来获得, R信号。M+5=(L+R)+(L-R)=2L、M-5=(L+R)一(L-R)=2R。立体声解码电路 是通过一个环形检波器来实现以上的功能的。 2.4无线数字音频收发模块的原理 DB接收机将从天线接收到的信号经过高频头转为中频模拟信号,放大后进 行AWD变换,得到数字信号。其中AD采样时钟受品振VCXO的控制,采样时钟 偏移由采样时钟同步部分估计得到。A/D转换后的数据一路做AGC检测去控制高 顿头的输出,另一路经过R/C变换成FFT所需要的两路实虚部数据信号。时间同 步部分估计得到一个时域符号的同步头,并粗略地估计由于收发频率不一致而引 起的频偏。经过FT变换后,類率同步单元定出FT的窗口位置,校正带有频偏 的数据。校正后的数据经过信道估计,得到当前实时的信道响应,经过信道均衡 处理以消除信道多径衰落的影响,然后再经过解映射软判决译码和解扰,然后将 音频信号送入信道解码器解码,接着进行信源解码和音频综合,最后经DA还原 成模拟音频。 2.4.1发射模块原理 发射模块如图2-1所示,当普通的立体声音须信号L,R输入后,首先由模 www.scitc.com.cn 5/41《高频电子技术》精品资源共享课建授项目组
www.scitc.com.cn 5 / 41 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 进行恢复才能正确解调出 S 信号,而且恢复的 38KHz 载波信号必须要和发射端的 38KHz 在相位上保持一致。那么如何解决这个问题呢?可行的办法是在发射端发 送一个导频控制信号此信号用以在接收机中从新建立 38KHz 的副载波。将 L+R 信 号和上下边带信号与 19KHz 导频信号同时加到环形调制器中进行混合叠加成为立 体声复合信号。将立体声复合信号与主载波(88~108MHz)以 FM 方式进行调制 后发射出去。 2.3 FM 立体声信号的解码 立体声信号的主要部分是差信号±S,在单声道接收机中此信号被去加重电路 滤除了,在立体声解码中就必须依靠 S信号,将 S 信号和 M 信号相加减来获得 L、 R 信号。M+S=(L+R)+(L-R)=2L、M-S=(L+R)-(L-R)=2R。立体声解码电路 是通过一个环形检波器来实现以上的功能的。 2.4 无线数字音频收发模块的原理 DAB 接收机将从天线接收到的信号经过高频头转为中频模拟信号,放大后进 行 A/D 变换,得到数字信号。其中 A/D 采样时钟受晶振 VCXO 的控制,采样时钟 偏移由采样时钟同步部分估计得到。A/D 转换后的数据一路做 AGC 检测去控制高 频头的输出,另一路经过 R/C 变换成 FFT 所需要的两路实虚部数据信号。时间同 步部分估计得到一个时域符号的同步头,并粗略地估计由于收发频率不一致而引 起的频偏。经过 FFT 变换后,频率同步单元定出 FFT 的窗口位置,校正带有频偏 的数据。校正后的数据经过信道估计,得到当前实时的信道响应,经过信道均衡 处理以消除信道多径衰落的影响,然后再经过解映射软判决译码和解扰,然后将 音频信号送入信道解码器解码,接着进行信源解码和音频综合,最后经 D/A 还原 成模拟音频。 2.4.1 发射模块原理 发射模块如图 2-1 所示,当普通的立体声音频信号L、R输入后,首先由模

四川信息职业技术李院 《高麵电等执求》升品资源共享深 数转换器(AWD)进行处理,产生44.1KHz/16bt的数据流,然后将数据流送到数 字信号处理器(DSP)中进行处理,最后由24GHz锁相环的GFSK(高斯顿移键控 的简写,在调制之前通过一个高斯低通滤波器来限制信号的顿谱宽度)调制器进 行调制,射频信号通过放大后从天线发送出去, A/D DSP 2.4GH PA PLITX 图21发射模块框图 2.4.2接收模块原理 接收模块原理框图如图2-2所示,接收到的信号首先由低噪声放大器(NA) 进行放大,然后进入2,4GH:领相环的GSK解调器进行解调。解输出的数据进 入到数字处理器(DSP)中进行处理,处理后输出44.1Hz/16bt)的数据蓬,最后 通过数模转换器(DA)将数据转换成音频信号. 24GH2. LNA DSP 风LTX D/A 图2-2接收横块框图 www实1ecom.cn 6/41《高频电子技术》精品蛋源共享课建设项目组
www.scitc.com.cn 6 / 41 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 数转换器(A/D)进行处理,产生 44.1KHz/(16bit)的数据流,然后将数据流送到数 字信号处理器(DSP)中进行处理,最后由 2.4GHz 锁相环的 GFSK(高斯频移键控 的简写,在调制之前通过一个高斯低通滤波器来限制信号的频谱宽度)调制器进 行调制,射频信号通过放大后从天线发送出去。 2.4.2 接收模块原理 接收模块原理框图如图 2-2 所示,接收到的信号首先由低噪声放大器(LNA) 进行放大,然后进入 2.4GHz 锁相环的 GFSK 解调器进行解调。解调输出的数据进 入到数字处理器(DSP)中进行处理,处理后输出 44.1KHz/(16bit)的数据流,最后 通过数模转换器(D/A)将数据转换成音频信号。 D/A 2.4GHz. PLLTX LNA DSP L R 图 2-2 接收模块框图 A/D 2.4GHz. PLLTX DSP PA L R 图 2-1 发射模块框图

四川信息职业技术学院 《高频电子技术》利品资源共事佛 第3章小型无线数字广播系统的实现 调频广插己成为全球最主要的大众传播媒介之一。由于世界各地购买和使用 调频牧音机的所众不断增加,越来越多的便携式产品设计人员开始将调顿收音机 功能加入其产品,例如MP3播放机和行动电话。了解调顿收音机的基本原理可 以协助设计人员开发更高效能的产品,包括传统的独立收音机或下一代多用途装 置 3.1FM调频技术介绍 Edwin H.Armstrong是无线广播技术的发展先驱之一,他在1918和1933年 分别发明了超外差无线接收机和调顿技术,这两项概念和他在1912年发展的再 生电路技术已成为现代无线电子的基础。调頓收音机在1940年问世时仅支持单 声道,立体声则要到1960年才出现. 频率调变是模拟角度调变的一种,它会利用携带信息的基带信号改变载波频 率,这些基带信号通常称为信息或信息信号m)。调频广播通讯最常传送音频信 号,但它也能传送带有低带宽数字信息的数字数据,这些数字信息在欧洲称为无 线数据系统(RD),在美国则称为无线广播数据系统(RBDS), 单声道音频广播在1961年以前是调幅、调顿和电视的标准,当时的调顿广 播还包含辅助通讯授权(Subsidiary Communications Authorization,SCA)服务,它会 通过多路方式与主要声道共同播送,提供背景音乐和其它服务给企业和商店,到 了1961年,美国联邦通讯委员会CC)核准播送立体声道,这将信号多路的想法 扩大到立体音频的产生。立体多路信号的一项要求是兼容于众多现有的调顿单声 道收音机,为了达成这个目标,多路信号MPX的0-15kHz基带部份须同时包含左 声道)和右声道(®信息+),让单声道收音机也能收听立体广播。除此之外,它 还会利用(L)信息对2353k州z基带顿谱内的38k州z物制副载被进行振幅调变,以 便提供立体音效。多路信号还会包含一个19kHz的前导信号,协助调频立体接收 www.scitc.com.cn 7/41 《高類电子技术》精品魔源共享课建设项目组
www.scitc.com.cn 7 / 41 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 第 3 章 小型无线数字广播系统的实现 调频广播已成为全球最主要的大众传播媒介之一。由于世界各地购买和使用 调频收音机的听众不断增加,越来越多的便携式产品设计人员开始将调频收音机 功能加入其产品,例如 MP3 播放机和行动电话。了解调频收音机的基本原理可 以协助设计人员开发更高效能的产品,包括传统的独立收音机或下一代多用途装 置。 3.1 FM 调频技术介绍 Edwin H. Armstrong 是无线广播技术的发展先驱之一,他在 1918 和 1933 年 分别发明了超外差无线接收机和调频技术,这两项概念和他在 1912 年发展的再 生电路技术已成为现代无线电子的基础。调频收音机在 1940 年问世时仅支持单 声道,立体声则要到 1960 年才出现。 频率调变是模拟角度调变的一种,它会利用携带信息的基带信号改变载波频 率,这些基带信号通常称为信息或信息信号 m(t)。调频广播通讯最常传送音频信 号,但它也能传送带有低带宽数字信息的数字数据,这些数字信息在欧洲称为无 线数据系统(RDS),在美国则称为无线广播数据系统(RBDS)。 单声道音频广播在 1961 年以前是调幅、调频和电视的标准,当时的调频广 播还包含辅助通讯授权(Subsidiary Communications Authorization,SCA)服务,它会 通过多路方式与主要声道共同播送,提供背景音乐和其它服务给企业和商店。到 了 1961 年,美国联邦通讯委员会(FCC)核准播送立体声道,这将信号多路的想法 扩大到立体音频的产生。立体多路信号的一项要求是兼容于众多现有的调频单声 道收音机,为了达成这个目标,多路信号(MPX)的 0-15kHz 基带部份须同时包含左 声道(L)和右声道(R)信息(L+R),让单声道收音机也能收听立体广播。除此之外,它 还会利用(L-R)信息对 23-53kHz 基带频谱内的 38kHz 抑制副载波进行振幅调变,以 便提供立体音效。多路信号还会包含一个 19kHz 的前导信号,协助调频立体接收

A四川估息职业技术学院 《高频电等技求》升品资源共享课 机检测和解码左声道与右声道信号,这种复合基带信号格式既兼容于现有的调顿 单声道接收机,又提供足够信息让调须立体接收机解码产生左声道和右声道立体 输出。 3.2锁相环电路的组成 锁相环的英文全称是Phas0-Loc加d Loop,简称PL。它是由鉴相器(PO)、入环 路滤波器(LPF)和压控振荡器(VC0)三部分构成的一种信号相差自动调节反馈 电路(环)。它是能够完成两个电信号相位同步的自动控制闭环系统。 3.2.1PLL的构成 PL电路框图如31所示,其具体工作过程为,当输入信号M(t)=0时,环 路滤波器的输出((t)为某一固定值。这时,压控振荡器按其因有顿率=和进 行自由振荡。当有频率为币的M(t)输入时,听(t)和o(t)同时加到鉴相器 进行鉴相。如果二者相差不大,鉴相器输出一个与二者相位差成正比的误差电压 V(t),再经过环路滤波器滤去(t)中的高须成分,输出一个直流控制电压 收,收将使压控报荡器的频率W(和相位)发生变化,向输入信号频率有靠找, 最后使,环路锁定。环路一旦进入锁定状态后,压控振荡器的输出信号与环 路的输入信号(参考信号)之间只有一个固定的稳态相位差,而没有频差存在, 面且当输入信号频率在捕捉带范围内变化时或相位变化时,VC0输出信号跟踪输 入信号的频率和相位。(跟踪是有条件的,即输入信号频率变化在一定范围内, 否则PL失锁)。 Uot) Uolt) PD LPF VCO 图31横拟顿相环构成框图 www.scitc.com.cn 8/41《高颜电子技术》精品货源共享课建设项目组
www.scitc.com.cn 8 / 41 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 机检测和解碼左声道与右声道信号。这种复合基带信号格式既兼容于现有的调频 单声道接收机,又提供足够信息让调频立体接收机解碼产生左声道和右声道立体 输出。 3.2 锁相环电路的组成 锁相环的英文全称是 Phase-Locked Loop,简称 PLL。它是由鉴相器(PD)、环 路滤波器(LPF)和压控振荡器(VCO)三部分构成的一种信号相差自动调节反馈 电路(环)。它是能够完成两个电信号相位同步的自动控制闭环系统。 3.2.1 PLL 的构成 PLL 电路框图如 3-1 所示,其具体工作过程为,当输入信号 Vi(t)=0 时,环 路滤波器的输出 Vc(t)为某一固定值。这时,压控振荡器按其固有频率 fv=f0 进 行自由振荡。当有频率为 fi 的 Vi(t)输入时,Vi(t)和 Vo(t)同时加到鉴相器 进行鉴相。如果二者相差不大,鉴相器输出一个与二者相位差成正比的误差电压 Vd(t),再经过环路滤波器滤去 Vd(t)中的高频成分,输出一个直流控制电压 Vc,Vc 将使压控振荡器的频率 fv(和相位)发生变化,向输入信号频率 fi 靠拢, 最后使 fv=fi,环路锁定。环路一旦进入锁定状态后,压控振荡器的输出信号与环 路的输入信号(参考信号)之间只有一个固定的稳态相位差,而没有频差存在, 而且当输入信号频率在捕捉带范围内变化时或相位变化时,VCO 输出信号跟踪输 入信号的频率和相位。(跟踪是有条件的,即输入信号频率变化在一定范围内, 否则 PLL 失锁)。 Ui(t) Ud(t) Uc(t) Uo(t) PD LPF VCO 图 3-1 模拟锁相环构成框图