一种简易单工无线传呼系统

随着通信行业的飞速发展，电子产品广泛用于生活的各个方面，给人们的日常生活带来了巨大的改变。目前，手机在通信中有着不可替代的作用。然而，在短距离多人通信中物美价廉的对讲机更实用。传统的对讲机只能完成语音通信，为了满足应用要求，有必要增加文字通信功能。

1 系统整体设计

发射部分系统框图如图1所示，发射机由基带信号发生器、信号输入接口电路、控制器、FM调制器、功率放大器及阻抗匹配网络、天线等组成。其中FM调制器由PLL芯片MC145152，压控振荡器(VCO)MC1648，高速分频器MC12022，环路滤波器等电路组成。基带信号发生器由编码芯片PT2262，键盘，音频拾取器等组成。调制信号包括选呼、群呼、英文短信构成的数字信号，线路输入和话筒输入的模拟信号。



接收部分选用TI公司的低功耗单片机MSP430F449，收音芯片CXA1238作为解调电路的主体，PT2272完成数字信号的解码与串并转换。接收部分的整体框图如图2所示。



2 重要理论分析

2.1 关于传输距离的分析

传输距离是单工无线呼叫系统的综合性能指标。无线通信最大传输距离为：



式中：Pt为发射机天线端辐射的有效功率；Smin为接收机的最小检测功率；Gt，Gr分别为发射机天线和接收机天线的增益；K值在发射频率确定的情况下基本是一个常量。要增大通信距离Rmax就必需提高天线的发射功率，使Pt尽量大，提高接收灵敏度，即降低Smin。

2.2 关于降低信号失真度的分析

输出信号失真度也是单工无线呼叫系统的重要指标。该指标的优劣取决于接收和发射两个分机。收发系统要调整正常，两者的频率要对准，直流稳压电源纹波要小，还要防止外部干扰串入系统。

音频信号的拾取要抑制背景干扰噪声，滤波和放大时应选低噪声低失调低频运算放大器，并且工作在放大器的线性区，确保音频信号经过滤波与放大后不产生失真。收发系统采用调频(FM)体制，以变容二极管做调谐元件，采用部分接入方式，并使变容二极管工作在线性区。

在多级电路中，噪声系数主要取决于第一级，因此在信号接入CXA1238进行FM解调之前应选用低噪声放大器放大小信号。本振LC回路的Q值越高越好，线绕电感应采取措施固定好。

3 部分主要功能电路的设计

3.1 压控振荡器

压控振荡器(VCO)以压控振荡器芯片MC1648为核心，外接LC谐振回路构成，变容二极管V149作为调谐原件。
3.2 锁相环电路

MC145152是大规模集成锁相环芯片，集鉴相器、可编程分频器、参考分频器于一体，为使分频系数连续可调，由高速分频器MC12022及MC145152内部的计数器完成吞咽脉冲计数法。锁相环主要由相位比较器(PC)、压控振荡器(VCO)、低通滤波器三部分组成，如图3所示。



阻抗变换电路



4 系统软件的设计

4.1 发射部分程序设计

发射部分的程序主要分为按键处理模块、液晶显示模块、数据处理模块和字符转换模块四大部分，主要程序流程图如图5所示。



4．2 接收部分程序设计

接收部分的程序主要完成液晶显示、按键处理和台号转换等功能。主要程序流程如图6所示。



5 结语

本实验中，在抗干扰方面采取了大量措施，如采用磁珠、电感、电容等去除电源纹波噪声，数地和模地通过磁珠或电感隔离后再单点共地，重要模块制成PCB板提高电源稳定性，模块与模块之间的信号互联采用屏蔽线防辐射与干扰。本设计集模拟与数字通信于一体，能广泛地应用于日常生活中。

编辑：小宇