鐘曉玲，于 真，張揚(yáng)敏

ZHONG Xiao-ling, YU Zhen, ZHANG Yang-min

（成都理工大學(xué) 信息工程學(xué)院，成都 610059）

一種抗干擾的中低頻雙頻傳輸系統(tǒng)接收電路設(shè)計(jì)

A design of receiver circuit of an anti-jamming dual-band transmission system in medium or low frequency

鐘曉玲，于 真，張揚(yáng)敏

ZHONG Xiao-ling, YU Zhen, ZHANG Yang-min

（成都理工大學(xué) 信息工程學(xué)院，成都 610059）

本文針對山地、丘陵地區(qū)、城市建筑物等復(fù)雜環(huán)境設(shè)計(jì)研究了一種中低頻雙頻數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。利用中低頻電磁波的長波特點(diǎn)，可保證在有障條件下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)采用雙頻點(diǎn)工作，通信可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。接收電路中的本振電源控制電路，設(shè)計(jì)簡單、可靠。本文主要設(shè)計(jì)以MC3363為核心的接收電路。各部分電路通過仿真，得到了預(yù)期成果。

中低頻；雙頻；接收電路；MC3363

0 引言

隨著城市建設(shè)和城鄉(xiāng)一體化的不斷加快,高層建筑數(shù)量日益增長, 現(xiàn)有的通訊手段無法滿足在某些山地、城市等有障環(huán)境下的通信。為滿足有障環(huán)境的通訊需求，設(shè)計(jì)一種適用于復(fù)雜地理環(huán)境下的遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)顯得十分重要。該系統(tǒng)可用于民用保障通訊、軍事有障遙控指揮系統(tǒng)以及礦山爆破等領(lǐng)域。

1 接收電路總體設(shè)計(jì)方案

圖1 系統(tǒng)收發(fā)工作時(shí)序圖

接收電路的系統(tǒng)模型如圖2所示。天線接收來自發(fā)端的 和 信號經(jīng)選頻、放大和濾波后，送入單片窄帶VHF調(diào)頻接收電路MC3363. .MC3363片內(nèi)包含一個(gè)高放晶體管，振蕩電路、混頻電路、限幅放大器、積分鑒頻器、場強(qiáng)指示驅(qū)動及載頻檢波電路等，并包含了從天線輸入到音頻輸出的二次變頻所有的全部電路，雙頻信號進(jìn)入接收系統(tǒng)后，通過本振1或本振2進(jìn)行第一級混頻產(chǎn)生 的第一中頻信號，再經(jīng)過MC3363片內(nèi)第二級混頻產(chǎn)生 的第二中頻信號，中頻信號經(jīng)放大后再鑒頻解調(diào)為低頻信號，低頻信號經(jīng)濾波放大和整形得到數(shù)據(jù)信號送入下級處理電路。

2 電路設(shè)計(jì)

電路采用分立元件和集成芯片相結(jié)合的設(shè)計(jì)方案，完成了無線接收功能并滿足各項(xiàng)性能指標(biāo)。下面將對接收電路的設(shè)計(jì)分單元進(jìn)行分述。

2.1 無源選頻網(wǎng)絡(luò)

圖2 接收電路系統(tǒng)框圖

調(diào)制信號經(jīng)天線接收進(jìn)入無源選頻網(wǎng)絡(luò)，接收天線采用同軸偶極子天線，電壓增益不小于6dB ，輸入阻抗75Ω。無源選頻網(wǎng)絡(luò)電路由兩個(gè)LC選頻回路級聯(lián)構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)1.6MHz～1.8MHz的200kHz 寬通頻帶，對選頻網(wǎng)絡(luò)電路仿真獲得了較平滑的矩形特性曲線，匹配網(wǎng)絡(luò)完成了前級功放管所要求的阻抗匹配，同時(shí)具有滿足工作頻率要求的通頻帶。無源選頻網(wǎng)絡(luò)電路如圖3 (a)所示，無源選頻網(wǎng)絡(luò)幅頻特性仿真結(jié)果如圖3(b)所示。

圖3 無源選頻網(wǎng)絡(luò)

2.2 選頻放大電路

信號經(jīng)過選頻網(wǎng)絡(luò)濾波后，輸出信號送放大電路。由于單級放大的倍數(shù)有限，采用兩級放大電路級聯(lián)。兩級放大電路的總增益約為100。

第一級放大電路采用FET器件，第二級選頻放大電路采用共射―共基放大電路，既保持共射放大電路電力壓放大能力較強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，又獲得共基放大電路較好的頻率特性。電路如圖4(a)所示。共基放大電路的射級負(fù)載分別是1.8MHz和1.6MHz的LC選頻網(wǎng)絡(luò)，能有效放大濾波特定頻點(diǎn)信號。電路的增益頻率特性仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4(b)所示。

2.3 本振控制電路

本振控制電路主要啟動和停止第一級混頻中的兩個(gè)本振電路。電路由RC延時(shí)振蕩電路、D觸發(fā)器、和兩個(gè)本振電路（本振1、本振2）組成。為滿足第一中頻10.7MHz 的要求，對應(yīng)于發(fā)端f'1= 1.6MHz和f'2= 1.8MHz的載波頻率，本振1的振蕩頻率為f'1= 12.3MHz ，本振2的振蕩頻率為f'2= 12.5MHz 。控制電路由RC延時(shí)振蕩電路向D觸發(fā)器提供時(shí)鐘信號，使觸發(fā)器端輸出周期為24s的方波，一個(gè)周期中高電平脈沖的寬度不小于12s。端和端分別做本振1及本振2電路的電源。當(dāng)端輸出高電平時(shí)，端輸出低電平，本振1工 作，本振2停止；當(dāng)端變?yōu)榈碗娖剑溯敵龈唠娖綍r(shí)，本振1停止，本振2工作。這樣設(shè)計(jì)可保障無論發(fā)端發(fā)送載波頻率為f1或f1的已調(diào)信號（每個(gè)頻率連續(xù)發(fā)送6s），收端一次12s的連續(xù)工作時(shí)間內(nèi)，至少可以完整接收其中一個(gè)頻率的已調(diào)信號。從而大大提高了系統(tǒng)的抗干擾能力以及安全性，實(shí)現(xiàn)了200kHz間隔的雙頻點(diǎn)接收。本振電路及其工作時(shí)序如圖5所示。

圖4 選頻放大電路

圖5 本振控制電路框圖

2.4 MC3363 解調(diào)電路

由選頻放大電路輸出的已放大的信號和本振電路輸出的本振信號進(jìn)入MC3363完成解調(diào)。MC3363是美國MOTOROLA公司生產(chǎn)的單片窄帶VHF調(diào)頻接收電路。混頻及鑒頻電路如圖6所示。 對來自發(fā)端的載波頻率為f1= 1.6MHz或f2=1.8MHz的FSK調(diào)制載波信號，收端采用兩級混頻放大后再鑒頻的解調(diào)方法。本振頻率分別為 f'1=12.3MHz,f'2= 12.5MHz ，它們與f1和f2的信號分別進(jìn)行第一級混頻后都輸出10.245MHz的第一中頻信號，經(jīng)陶瓷濾波后再與455MHz晶體產(chǎn)生的本振信號進(jìn)行第二級混頻，輸出 的第二中頻信號。經(jīng)片內(nèi)鑒頻解調(diào)、放大后輸出解調(diào)信號，經(jīng)放大整形得到的數(shù)字信號送入下級電路處理，從而完成了中低頻信號的雙頻接收工作。

圖6 MC3363解調(diào)電路

3 結(jié)論

本文創(chuàng)新點(diǎn)是，采用了大跨度的單點(diǎn)跳頻的抗干擾措施，實(shí)現(xiàn)了中低頻雙頻傳輸系統(tǒng)中接收電路的設(shè)計(jì)，解決了在山地、丘陵、城市等復(fù)雜地區(qū)高可靠性的數(shù)據(jù)傳輸與接收問題。設(shè)計(jì)中采用了雙頻點(diǎn)工作，提高了通信的可靠性。接收電路中的本振控制電路，設(shè)計(jì)新穎，簡單，可靠。該接收電路的設(shè)計(jì)完成了預(yù)期的功能, 可以作為一種新的設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于通信接收機(jī)中。

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TN919.72

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1009-0134(2010)10(上)-0213-03

10.3969/j.issn.1009-0134.2010.10(上).66

2010-03-25

鐘曉玲（1976 - ），女，四川瀘州人，講師，研究生，研究方向?yàn)殡娮有畔⒓夹g(shù)。