實(shí)驗(yàn)六 紅外調(diào)幅調(diào)頻發(fā)射接收系統(tǒng)-

1、 實(shí)驗(yàn)六紅外調(diào)頻/調(diào)幅發(fā)射接收系統(tǒng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解紅外編、解碼的原理;2、熟悉調(diào)頻/調(diào)幅接收的原理、方法和頻譜;3、熟悉調(diào)頻發(fā)射機(jī)的工作原理。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、使用紅外系統(tǒng)進(jìn)行編解碼,并在數(shù)碼管上顯示結(jié)果;2、調(diào)試調(diào)頻/調(diào)幅接收機(jī)電路,接收收音機(jī)信號(hào)3、產(chǎn)生88MHz108MHz的調(diào)頻信號(hào),實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的正常通信三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、20M雙蹤示波器一臺(tái)2、鞭狀天線一根3、帶話筒耳機(jī)一套四、實(shí)驗(yàn)原理(一紅外編、解碼電路原理1、紅外編碼電路紅外編碼調(diào)制采用編碼芯片SC2262IR,典型應(yīng)用電路如圖6-1所示。 圖6-1 SC2262IR典型應(yīng)用電路 該芯片第18腳,第1013腳為地址管腳,共1

2、2位。其中,第7、8、10、11、12和13腳還可作為數(shù)據(jù)管腳使用。芯片17腳輸出的編碼信號(hào)由地址碼、數(shù)據(jù)碼和同步碼組成一個(gè)完整的碼字。每個(gè)碼字的周期由芯片15腳和16腳所接電阻的大小確定。地址管腳狀態(tài)不同,芯片17腳輸出的碼型也不同。即該芯片完成以地址碼(數(shù)據(jù)碼為調(diào)制信號(hào)的脈寬調(diào)制,調(diào)制后的信號(hào)從芯片17腳所接的紅外二極管輸出。2、紅外解碼原理本實(shí)驗(yàn)采用一體化紅外接收器。當(dāng)紅外接收器沒有接收到信號(hào)時(shí),輸出高電平。但由于空間中的許多干擾信號(hào),導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)時(shí),即使紅外發(fā)射電路沒有發(fā)射信號(hào),紅外接收器也有雜波輸出。一般紅外接收器的輸出信號(hào)波形如圖6-2所示。 同步碼A0A1A4A5A8A10A11A3

3、A9A6A2A7圖6-2 紅外接收器輸出信號(hào)波形圖中,A0A11分別對(duì)應(yīng)于發(fā)射芯片第18腳和第1013腳的狀態(tài)。這里,記圖52-2中A0A7和A10所對(duì)應(yīng)的波形為11,A8和A11所對(duì)應(yīng)的波形為00,A9所對(duì)應(yīng)的波形為10。則當(dāng)發(fā)射芯片地址管腳接低電平時(shí),解碼部分對(duì)應(yīng)輸出11;當(dāng)發(fā)射芯片地址管腳接高電平時(shí),解碼部分對(duì)應(yīng)輸出00;當(dāng)發(fā)射芯片地址管腳懸空時(shí),解碼部分對(duì)應(yīng)輸出10。本實(shí)驗(yàn)電路,發(fā)射芯片第18腳(A0A7接地,第11腳(A9懸空,第12腳(A10接地,第10腳(A8和第13腳(A11分別由按鍵S1(+和S2(-控制,當(dāng)按鍵按下時(shí),管腳接高電平,按鍵不按動(dòng)時(shí),管腳接低電平。將解碼輸出信號(hào)

4、給單片機(jī)識(shí)別處理,可實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)中的相關(guān)控制。本實(shí)驗(yàn),單片機(jī)一旦識(shí)別到A8為00且A11為11,則輸出相關(guān)控制字給BH1415(調(diào)頻發(fā)射芯片,該芯片識(shí)別單片機(jī)輸出的控制字,將發(fā)射載波頻率按0.1MHz步進(jìn)增大。單片機(jī)一旦識(shí)別到A8為11且A11為00,則輸出相關(guān)控制字給BH1415(調(diào)頻發(fā)射芯片,該芯片識(shí)別單片機(jī)輸出的控制字,將發(fā)射載波頻率按0.1MHz步進(jìn)減小。模塊上數(shù)碼管LED6LED9(單位為MHz顯示調(diào)頻發(fā)射芯片的發(fā)射頻率,開機(jī)默認(rèn)為88MHz。(二調(diào)頻/調(diào)幅接收系統(tǒng)原理調(diào)頻/調(diào)幅解調(diào)電路由索尼公司生產(chǎn)的CXA1691BM和少量外圍元件組成。CXA1691BM既可以接收中波調(diào)幅信號(hào),也

5、可接收調(diào)頻信號(hào)。它包含了中放、混頻、限幅、鑒頻、檢波等電路,內(nèi)部框圖如圖6-3所示。當(dāng)開關(guān)S1向下?lián)軙r(shí),CXA1691BM工作在調(diào)幅接收的狀態(tài),接收載頻范圍為535kHz1605KHz。當(dāng)開關(guān)S1向上撥時(shí),CXA1691BM 工作在調(diào)頻接收的狀態(tài),接收載頻范圍為88MHz108MHz。 圖6-3 CXA1691BM內(nèi)部框圖1、調(diào)幅接收電路分析(1輸入回路:調(diào)幅波經(jīng)調(diào)幅天線線圈(由L1、C1和四聯(lián)電容中的1個(gè)可調(diào)電容組成進(jìn)入芯片的第10腳。(2調(diào)幅本振電路:調(diào)幅本振電路由L4、C4、四聯(lián)電容中的1個(gè)可調(diào)電容和芯片內(nèi)部電路組成。(3混頻、中放和檢波外部調(diào)幅波與調(diào)幅本振電路產(chǎn)生的本振信號(hào)混頻得到45

6、5KHz的調(diào)幅中頻信號(hào),此中頻信號(hào)經(jīng)中頻變壓器(T1耦合到455KHz陶瓷濾波器CF1的輸入端。經(jīng)陶瓷濾波器濾波后的中頻信號(hào)進(jìn)入芯片第16腳,即進(jìn)入中放。信號(hào)經(jīng)芯片內(nèi)部中放、檢波電路處理后得到解調(diào)信號(hào),從芯片的23腳輸出。(4音頻放大檢波輸出經(jīng)C15耦合到芯片的24腳,即音頻放大器的輸入端。經(jīng)過(guò)芯片內(nèi)部的音頻放大電路后,從芯片的27腳輸出,此信號(hào)接到耳機(jī)電路,即可接收到語(yǔ)音信號(hào)。調(diào)節(jié)RV1可調(diào)節(jié)語(yǔ)音信號(hào)的大小。2、調(diào)頻接收電路分析(1輸入回路調(diào)頻波經(jīng)調(diào)頻天線(ANT、帶通濾波器進(jìn)入芯片的第12腳(FM RF IN。L2、C2和四聯(lián)電容中的1個(gè)可調(diào)電容組成選頻網(wǎng)絡(luò),用于選中某一載頻信號(hào)。(2調(diào)頻

7、本振電路調(diào)頻本振電路由L3、C3、四聯(lián)電容中的1個(gè)可調(diào)電容和芯片內(nèi)部電路組成。 (3混頻、中放和鑒頻經(jīng)選頻網(wǎng)絡(luò)選中的載頻與調(diào)頻本振電路產(chǎn)生的本振信號(hào)混頻得到10.7MHz的調(diào)頻中頻信號(hào)。此中頻信號(hào)經(jīng)C11、R4、R5接到10.7MHz陶瓷濾波器CF2的輸入端。經(jīng)陶瓷濾波器濾波后的中頻信號(hào)進(jìn)入芯片第17腳,即進(jìn)入中放。信號(hào)經(jīng)芯片內(nèi)部中放、鑒頻電路處理后得到解調(diào)信號(hào),從芯片的23腳輸出。(4音頻放大鑒頻輸出經(jīng)C15耦合到芯片的24腳,即音頻放大器的輸入端。經(jīng)過(guò)芯片內(nèi)部的音頻放大電路后,從芯片的27腳輸出,此信號(hào)接到耳機(jī)電路,即可接收到語(yǔ)音信號(hào)。調(diào)節(jié)RV1可調(diào)節(jié)語(yǔ)音音量。3、其它功能說(shuō)明在芯片19腳

8、加一調(diào)諧指示燈D1,可隨時(shí)觀測(cè)接收信號(hào)的強(qiáng)度。信號(hào)強(qiáng)度越大,芯片19腳輸出的電壓越小,發(fā)光二極管D1越亮,解調(diào)信號(hào)的質(zhì)量越高。4、實(shí)驗(yàn)?zāi)K使用說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)調(diào)幅天線線圈放置在PCB板的反面,調(diào)頻天線為鞭狀天線。開關(guān)K5向左撥,則CXA1691BM為調(diào)幅接收機(jī),開關(guān)K5向右撥,CXA1691BM為調(diào)頻接收機(jī)。四聯(lián)電容通過(guò)大撥盤(黑色來(lái)調(diào)節(jié),LED5用于指示調(diào)諧程度。語(yǔ)音信號(hào)可通過(guò)揚(yáng)聲器Speaker或耳機(jī)(Phone接收。當(dāng)開關(guān)K6向左撥時(shí),用揚(yáng)聲器接收;當(dāng)開關(guān)K6向右撥時(shí),用耳機(jī)接收。可調(diào)電阻(V olume用于調(diào)節(jié)語(yǔ)音音量。(三調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)原理1、立體聲廣播目前立體聲廣播普遍采用頻率調(diào)制來(lái)發(fā)送,

9、但在調(diào)頻之前,首先采用抑制載波雙邊帶調(diào)制將左右兩個(gè)聲道信號(hào)之差(L-R與左右兩個(gè)聲道信號(hào)之和(L+R實(shí)現(xiàn)頻分復(fù)用。立體聲廣播調(diào)制信號(hào)的頻譜如圖6-4所示。 fkH z圖6-4 立體聲廣播信號(hào)的頻譜圖中,015KHz用于傳送(L+R信號(hào),2353KHz用于傳送(L-R信號(hào),59 75KHz則用于輔助通信。(L-R信號(hào)的載波頻率為38KHz,19KHz處發(fā)送一個(gè)單頻信號(hào)用作立體聲指示,并為接收端提取同頻同相相干載波使用。立體聲調(diào)頻廣播與普通調(diào)頻廣播是兼容的。在普通調(diào)頻廣播中只發(fā)送015KHz的(L+R信號(hào)。 2、立體調(diào)頻發(fā)射機(jī)本調(diào)頻發(fā)射機(jī)核心芯片為無(wú)線音頻傳輸集成電路BH1415F,它可將立體音頻

10、信號(hào)進(jìn)行立體聲調(diào)制發(fā)射傳輸。BH1415F由預(yù)加重限幅電路、低通濾波電路、立體聲調(diào)制電路、鎖相環(huán)電路(PLL等組成。其引腳和內(nèi)部電路框圖如圖6-5所示。 圖6-5 BH1415F引腳和內(nèi)部電路框圖高頻電子線路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 （1）音頻輸入 左聲道和右聲道信號(hào)分別從芯片第 22 腳和 1 腳，經(jīng)過(guò)限幅預(yù)加重電路和低通電路進(jìn)入 MPX 電路。 （2）調(diào)頻載波 本調(diào)頻發(fā)射機(jī)能產(chǎn)生 88MHz108MHz 的調(diào)頻信號(hào)。芯片第 9 腳一般接由變?nèi)荻O管組 成的振蕩回路，構(gòu)成載波振蕩電路。 芯片 17 腳為數(shù)據(jù)輸入端，此信號(hào)可由單片機(jī)提供。不同的數(shù)據(jù)，所指示的頻率不同。當(dāng) 數(shù)據(jù)所指示的頻率與芯片第 9 腳振蕩

11、回路的頻率不同時(shí)，芯片第 7 腳輸出的直流電平會(huì)反映 這種不同現(xiàn)象，將此直流電平接到第 9 腳的變?nèi)荻O管的兩端。經(jīng)過(guò)內(nèi)部電路的控制，使變 容二極管振蕩回路的振蕩頻率與數(shù)據(jù)所指示的頻率相等，即通過(guò)控制數(shù)據(jù)管腳的信號(hào)來(lái)控制 載波頻率。 （3）19KHz 導(dǎo)頻和 38KHz 載頻 芯片 13 腳和 14 腳接 7.6MHz 的晶振。7.6MHz 信號(hào)經(jīng)信號(hào)內(nèi)部 400（4×50×2）分頻得到 19KHz 的導(dǎo)頻信號(hào)，7.6MHz 信號(hào)經(jīng) 200（4×50）分頻得到 38KHz 的載頻信號(hào)。 19KHz 信號(hào)、38KHz 信號(hào)和經(jīng)過(guò)處理的左右聲道信號(hào)經(jīng)芯片內(nèi)部合成電路的

12、處理，其頻 譜分布如圖 541 所示。 （4）調(diào)頻 圖 541 所示的調(diào)制信號(hào)從芯片的第 5 腳輸出，接到芯片第 9 腳的變?nèi)荻O管振蕩回路 中，調(diào)制幅度的大小影響變?nèi)荻O管的容量，即實(shí)現(xiàn)變?nèi)荻O管調(diào)頻。調(diào)頻撥從芯片第 11 腳 輸出，經(jīng)過(guò)天線發(fā)射出去。 3、實(shí)驗(yàn)原理 紅外編解碼電路控制發(fā)射機(jī)的載頻，開機(jī)默認(rèn)載頻為88M Hz，按動(dòng)按鍵S1、S2使紅外編 碼器發(fā)射相應(yīng)信號(hào)，經(jīng)紅外解碼器解調(diào)出來(lái)的信號(hào)送給單片機(jī)。單片機(jī)根據(jù)解碼器的輸入信 號(hào)，向BH1415F的17腳（DATA）輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。從而完成由按鍵S1、S2控制調(diào)頻波載頻的 過(guò)程。 語(yǔ)音信號(hào)由模塊上的Mic提供，經(jīng)過(guò)分離放大得出左右聲道

13、信號(hào)。 數(shù)碼管 LED6LED9 顯示發(fā)射載波的頻率值，LED6LED9 分別為 100MHz、10MHz、 MHz、100KHz 位。每按動(dòng)一次 S1 鍵或 S2 鍵，數(shù)碼管 LED9 所顯示的數(shù)值加 1 或減 1。 五、實(shí)驗(yàn)步驟 （一）紅外編、解碼實(shí)驗(yàn) 紅外編、解碼實(shí)驗(yàn) 1、連接實(shí)驗(yàn)線路 在主板上正確插好紅外遙控調(diào)幅接收調(diào)頻收發(fā)模塊， 向左撥。 K3 主板 GND 接模塊 GND， 主板5V 接模塊5V。檢查連線正確后，打開實(shí)驗(yàn)箱右側(cè)的船形開關(guān)，開關(guān) K3 向右撥，若 正確連接，則模塊上的電源指示燈 LED4 亮，數(shù)碼管 LED7LED9 顯示 88.0。 -6- 高頻電子線路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

14、2、觀察紅外接收器的波形 （1）用示波器在 TT3 處測(cè)量，按下按鍵“”、“”，觀察數(shù)碼管 LED6LED9 的變化 情況，并觀察此處紅外發(fā)射信號(hào)的波形。 （2）用示波器在 TT2 處測(cè)量，觀察紅外接收信號(hào)的波形。 3、用不透明物擋在紅外發(fā)光二極管和紅外接收頭之間，重復(fù)步驟 2。 調(diào)幅接收實(shí)驗(yàn) （二）調(diào)頻/調(diào)幅接收實(shí)驗(yàn) 調(diào)頻 調(diào)幅接收 1、連接實(shí)驗(yàn)電路 在主板上正確插好紅外遙控調(diào)幅接收調(diào)頻收發(fā)模塊，開關(guān) K1、K2、K3、K4 向左撥。主 板 GND 接模塊 GND，主板5V 接模塊5V。檢查連線正確無(wú)誤后，打開實(shí)驗(yàn)箱右側(cè)的船 形開關(guān)，K4 向右撥。若正確連接，則模塊上的電源指示燈 LED1

15、亮。 2、調(diào)幅接收 （1）K5 向左撥，即 CXA1691BM 工作在調(diào)幅接收狀態(tài)。 （2）K6 向左撥，即采用揚(yáng)聲器接收語(yǔ)音信號(hào)。若使用耳機(jī)接收語(yǔ)音，則 K6 向右撥，將 耳機(jī)插在 Phone 處，調(diào)節(jié)耳機(jī)上的音量旋鈕，使語(yǔ)音音量適當(dāng)。 （3）緩慢調(diào)節(jié)黑色的大撥盤，并適當(dāng)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻 Volume，使 LED5 最亮且揚(yáng)聲器輸 出語(yǔ)音清晰。 （4）繼續(xù)調(diào)節(jié)大撥盤，接收其它頻道的信號(hào)。 3、調(diào)頻接收 （1）K5 向右撥，即 CXA1691BM 工作在調(diào)頻接收狀態(tài)。 （2）K6 向左撥，即采用揚(yáng)聲器接收語(yǔ)音信號(hào)。若使用耳機(jī)接收語(yǔ)音，則 K6 向右撥，將 耳機(jī)插在 Phone 處，調(diào)節(jié)耳機(jī)上的音量

16、旋鈕，使語(yǔ)音音量適當(dāng)。 （3）緩慢調(diào)節(jié)黑色的大撥盤，并適當(dāng)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻 Volume，使 LED5 最亮且揚(yáng)聲器輸 出語(yǔ)音清晰。 （4）繼續(xù)調(diào)節(jié)大撥盤，接收其它頻道的信號(hào)。 （三）調(diào)頻發(fā)射、接收系統(tǒng) 調(diào)頻發(fā)射、接收系統(tǒng) 1、連接實(shí)驗(yàn)電路 在主板上正確插好紅外遙控調(diào)幅接收調(diào)頻收發(fā)模塊，開關(guān) K1、K2、K3、K4 向左撥。主 板 GND 接模塊 GND，主板12V 接模塊12V，主板12V 接模塊12V，主板5V 接模 塊5V。檢查連線正確無(wú)誤后，打開實(shí)驗(yàn)箱右側(cè)的船形開關(guān)，K1、K2、K3 向右撥。若正確 連接，則模塊上的電源指示燈 LED2LED4，數(shù)碼管 LED7LED9 顯示 880。 2、接入天線和話筒耳機(jī) 將實(shí)驗(yàn)箱附帶的鞭狀天線安裝在 Receive 和 Transmit 處。 將話筒耳機(jī)插入到 Mic 和 Phone 插座中。 3、接通調(diào)頻接收機(jī)電路 -7- 高頻電子線路