接收電路 - 基于CXA1019的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)
1 接收電路
接收電路包括射頻前端和數(shù)字處理兩部分, 下面分別予以介紹。
(1) 射頻前端
射頻接收的一般結(jié)構(gòu)應包括天線、預選濾波器、低噪放大器、混頻器和中頻濾波器, 如果每一部分都獨立設計, 則不僅設計調(diào)試的難度和工作量很大, 成本也會較高。本文利用CXA1019 的內(nèi)部電路, 配以少許外部元件, 不但完全實現(xiàn)了射頻接收的功能, 而且簡化了設計,節(jié)省了時間和造價兩方面的設計開銷。
CXA1019 是日本索尼公司研制的單片大規(guī)模收音電路, 因其集成度高、外圍元件少、性能優(yōu)良, 在我國相當流行, 廣受歡迎的“ 德生” 收音機內(nèi)部多數(shù)采用了這款芯片[ 2]。CXA1019 包括了AM/FM 收音機從天線輸入、高放、混頻、本振、中放、檢波直至音頻功放的全部功能。
圖3 所示為CXA1019 調(diào)頻電路部分( 圖中檢波解碼部分是本設計的擴展) 。
采用CXA1019 調(diào)頻收音時, 無線信號經(jīng)帶通濾波器濾除87 MHz~109 MHz 以外的信號, 進入12 腳進行高頻放大。接收機設計中第一級放大器是關(guān)鍵,CXA1019 內(nèi)置的低噪聲高放性能優(yōu)異, 保證了系統(tǒng)具有較高的靈敏度。放大后的信號與本振混頻產(chǎn)生10.7 MHz 的中頻信號。在正常收音模式下( 如圖中虛線所示) , 該中頻信號經(jīng)10.7 MHz 陶瓷濾波器選頻后接至17 腳, 在內(nèi)部鑒頻、檢波和音頻放大, 最后驅(qū)動揚聲器發(fā)聲。
由以上分析可以做一設想: 如果有一ASK ( 振幅鍵控) 信號, 載頻在87 MHz~109 MHz 之間, 則這個信號可以通過帶通濾波器進入高放和混頻電路。通過調(diào)節(jié)本振, 可以在陶瓷濾波器輸出端獲得10.7 MHz 的ASK 信號, 此信號仍保留著原始的調(diào)制信息, 只是載頻有所降低, 這正是希望得到的中頻ASK 信號。對這個信號再做檢波和解碼處理, 即可得到所需的數(shù)字信號。經(jīng)實驗驗證, 這個設想是可行的。
具體設計如圖3 所示。改造方法十分簡單, 在原CXA1019 調(diào)頻電路的基礎上, 斷開10.7 MHz 濾波器與17 腳的連接, 將濾波器的輸出接至后面的檢波電路。
CXA1019 的其他功能如中波和短波接收均未用到, 與之關(guān)聯(lián)的電路皆可省去, 使設計和調(diào)試的任務大大減輕。
實際調(diào)試時要注意適當調(diào)節(jié)高放和本振的兩個調(diào)諧回路, 同時觀察陶瓷濾波器的輸出, 盡量使輸出幅度最大,噪聲和失真最小。
2 發(fā)射電路
待發(fā)送的信號首先通過PT2262 編碼生成脈沖串,然后調(diào)制高頻振蕩器產(chǎn)生ASK 信號經(jīng)天線發(fā)射出去,其結(jié)構(gòu)如圖4 所示。數(shù)字信號控制發(fā)射管基極導通與關(guān)斷, 從而使振蕩器輸出振幅隨調(diào)制信號的變化而在最大值和零值兩種狀態(tài)間變化, 即得到所需的ASK 信號。振蕩器接成克拉潑形式, 采用聲表面波器件SAW 穩(wěn)頻。
SAW 工作在串聯(lián)諧振狀態(tài), 使電路具有很高的穩(wěn)定性。
振蕩器工作頻率計算公式為:
?
本設計將振蕩頻率設定在90 MHz 。
?
3 編解碼電路
無線通信易受干擾影響, 需要采用編解碼技術(shù)提高檢錯和容錯能力, 保證數(shù)據(jù)通信穩(wěn)定可靠。系統(tǒng)采用PT2262/PT2272 完成編解碼功能。PT2262/PT2272 是一對帶地址、數(shù)據(jù)編碼功能的無線發(fā)射接收芯片。發(fā)射時( 見圖4) 單片機將數(shù)據(jù)送至PT2262 數(shù)據(jù)引腳(7、8 、10-13) , 置14 腳為低電平啟動發(fā)射, 由17 腳輸出串行脈沖信號作為調(diào)制信號。解碼時( 見圖5 ) , 來自10.7 MHz 濾波器的ASK 信號先經(jīng)VD、C1、R2檢波, 再通過LM358 放大后送入PT2272 的解碼輸入14 腳。解碼成功時VT 由低變高, 解碼后的數(shù)據(jù)出現(xiàn)在數(shù)據(jù)引腳上供單片機讀取。需要注意的是, 發(fā)射和接收芯片地址碼設置必須相同,PT2272 對收到的信號要進行2 次地址比對, 只有地址正確才有有效數(shù)據(jù)輸出。
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- 第 1 頁:基于CXA1019的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)
- 第 2 頁:接收電路
- 第 3 頁:單片機程序設計
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( 發(fā)表人:大本 )