锁相环调频发射接收系统.pdf

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1、ＩＳＳＮ１００２－４９５６实验技术与管理第３１卷第１０期２０１４年１０月ＣＮ１１－２０３４／ＴＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔＶｏｌ．３１Ｎｏ．１０Ｏｃｔ．２０１４锁相环调频发射接收系统杨光义，闫燕莺，熊飏，陈奕欣，谢泽浩，王岚（武汉大学电子信息学院，湖北武汉４３００７２）摘要：基于锁相环技术在通信中的重要作用，设计了锁相环调频发射与接收系统。该系统以锁相环７４ＨＣ４０４６为核心，利用锁相环实现系统的调制与解调，石英晶体振荡器用来产生载波信号，通过莲花插座ＲＣＡ采集音频信号，经运算放大器调理后，输入到锁相环调制，利用音频功放将锁相环输出的解调信号放大输

2、出。该系统抗干扰能力强，功耗低，输出信号稳定，易于在实验室中自制。关键词：发射接收系统；锁相环；调制解调中图分类号：ＴＮ７６１文献标志码：Ａ文章编号：１００２－４９５６（２０１４）１０－０１２３－０５ＰＬＬＦＭｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇａｎｄｒｅｃｅｉｖｉｎｇｓｙｓｔｅｍＹａｎｇＧｕａｎｇｙｉ，ＹａｎＹａｎｙｉｎｇ，ＸｉｏｎｇＹａｎｇ，ＣｈｅｎＹｉｘｉｎ，ＸｉｅＺｅｈａｏ，ＷａｎｇＬａｎ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＣｏｌｌｅｇｅ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｏｆＰＬＬ（ｐｈａｓｅ

3、－ｌｏｃｋｅｄｌｏｏｐ）ｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｏｆＰＬＬＦＭｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｒｅｃｅｉｖｅｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｔａｋｅｓｔｈｅ７４ＨＣ４０４６ｐｈａｓｅ－ｌｏｃｋｅｄａｓｔｈｅｃｏｒｅｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅＦＭｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇａｎｄｒｅｃｅｉｖｉｎｇｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｕｓｅｏｆｐｈａｓｅ－ｌｏｃｋｅｄｌｏｏｐａｃｈｉｅｖｅｓｍｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｑｕａｒｔｚｃｒｙｓｔａｌｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｉｓｕｓｅｄｔｏｇｅｎｅｒａｔ

4、ｅａｃａｒｒｉｅｒｓｉｇｎａｌ．ＡｕｄｉｏｓｉｇｎａｌｉｓｃｏｌｌｅｃｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｏｕｔｓｉｄｅｂｙＣｉｎｃｈＲＣＡ．Ａｎｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌａｍｐｌｉｆｉｅｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｐｒｏｃｅｓｓｔｈｅａｃｑｕｉｒｅｄａｕｄｉｏｓｉｇｎａｌ，ｗｈｉｃｈｉｓｔｈｅｎｉｎｐｕｔｔｏｔｈｅｐｈａｓｅ－ｌｏｃｋｅｄｌｏｏｐｆｏｒｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ．ＡｎａｕｄｉｏａｍｐｌｉｆｉｅｒｉｓｕｓｅｄｔｏｍａｇｎｉｆｙｔｈｅｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｏｕｔｐｕｔｓｉｇｎａｌｏｆＰＬＬ．Ｗｉｔｈｔｈｅａｎｔｉ－ｊａｍｍｉｎｇａｂｉｌｉｔｙ，ｌｏｗｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ａｎｄｏｕｔｐｕｔ

5、ｓｉｇｎａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎｂｅｅａｓｉｌｙｒｅａｌｉｚｅｄａｎｄｕｓｅｄｉｎｔｈｅｌａｂｏｒａｔｏｒｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇａｎｄｒｅｃｅｉｖｉｎｇｓｙｓｔｅｍ；ｐｈａｓｅ－ｌｏｃｋｅｄｌｏｏｐ；ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ锁相环具有频率锁定、载波跟踪、调制和低门限等教学效果。特性，尤其是集成锁相环的出现，使锁相环在移动通信１原理介绍中获得了广泛的应用。在调频发射系统中加入锁相环可以很好地解决信号的同步问题，采用锁相环设计的１．１锁相环原理调频发射接收系统不会受到相位突变的影响，信号完基本锁相环路是由鉴相器（ＰＤ）、

6、环路滤波器全同步，使接收到的信号能够稳定地输出。该系统采（ＬＦ）和压控振荡器（ＶＣＯ）组成的自动相位调节系［１－４］用Ｐｈｉｌｉｐｓ公司生产的锁相环７４ＨＣ４０４６，该芯片是通统，如图１所示。用的ＣＭＯＳ锁相环集成电路，功耗小，在电源电压ＶＣＣ＝４．５Ｖ时上限频率能达到１７ＭＨｚ，一般的锁相环只能做到１ＭＨｚ，其优势明显。本文基于７４ＨＣ４０４６锁相环设计调频发射接收系统，帮助学生深刻理解锁相环的工作原理，易于在实验室实现，提高图１基本锁相环组成相位比较器（即鉴相器）是实现相位比较的装置，收稿日期：２０１４－０３－０３修改日期：２０１４－０３－１０基金项目：武汉大学开放实验项目（２１２－２

7、７６００６）用来比较参考信号ｖｒ（ｔ）与压控振荡器输出信号υ０（ｔ）作者简介：杨光义（１９８３—），男，湖北孝感，工学硕士，实验师，从事高频的相位，产生对应于这２个信号相位差的误差电压电子线路教学和软件无线电等科研．ｖθ（ｔ）。环路滤波器的作用是让低频信号通过，滤除误Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｇｙ＠ｗｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ差电压υ（ｔ）中的高频分量及噪声，取出平均电压去控θ制ＶＣＯ，改善控制电压的频谱纯度，以保证环路所要实验技术与管理