单工无线呼叫系统（D题）摘要：单工无线呼叫系统分发射和接收两大部分。
发射部分采用锁相环式频率合成器技术，MC145152和MC12022芯片组成锁相环，将载波频率精确锁定在35MHz，输出载波的稳定度达到4×10-5，准确度达到3×10-5，由变容二极管V149和集成压控振荡器芯片MC1648实现对载波的调频调制；末级功放选用三极管2SC1970，使其工作在丙类放大状态，提高了放大器的效率，输出功率达到设计要求。
接收部分以超大规模AM/FM立体声收音集成芯片CXA1238S为主体，灵敏度、镜像抑制、信噪比等各项性能指标均达到设计要求；音频功率放大器采用集成芯片LM386，电压放大倍数最大为200。
音频输入和数据输入可自动转换；AT89S52作为整个系统的控制部分，程序设计采用C语言在KEIL51的编译器上编程实现；显示采用128×64点阵型液晶显示。
经测试，整机功能齐全，各项性能指标符合系统要求，接收波形稳定，无明显失真。
关键词：锁相环、压控振荡器、灵敏度simplex wireless-calling systemAbstract:The simplex wireless-calling system consists of two parts: transmit part and receive part.The transmit part adopts the phase-locked loop pattern of frequency synthesizing technology and uses the MC145152 and MC12022 chips to compose the phase-locked loop.It locks the frequency of the carrier-wave at 35MHz.The stabilization of the carrier-wave can be 4×10-5,the accuracy can be 3×10-5.The frequency modulation and the confection of the carrier-wave are realized by the capacity-changing diode V149 and the integration voltage-control oscillator MC1648 chip.The end power amplifier uses the audion 2SC1970 to make it work in the third magnifying state,it improves the efficiency of the magnifier and the power of the output reaches the design demand.The receive part uses the super cosmically AM/FM dimensional sound stereo radio reception integration chip CXA1238S as the main part.The sensitivity、the mirror-control restrain、the SNR and every capability index all reach the design demand.The audio frequency power amplifier adopts the integration chip LM386.The maximum voltage amplifying multiple is 200..The input of the audio frequency and the data can be automatically transformed. AT89S52 is used as the controlling part of the whole system.The design of the program adopts the C language to make it be programmingly realized in the translator.The display adopts 128×64 lattice LCD to show.After tested,the whole machine’s function is very complete,every demand can be realized,the receiving wave is stable,without evident distortion.Key word:PLL、VCO 、Sensitivity目录1、系统设计 (1)1.1 总体设计方案 (1)1.1.1 设计思路 (2)1.1.2 方案论证与比较 (3)1.1.3 系统组成 (3)2、核心单元硬件电路设计 (4)2.1 发射部分电路的设计 (4)2.1.1 压控振荡器的设计 (4)2.1.2 锁相环电路设计 (7)2.1.3 功率放大电路设计 (9)2.2 接收部分电路的设计 (9)2.2.1 CXA1238S芯片 (9)2.2.2 高放选频回路 (11)2.2.3 中频窄带滤波器 (12)2.2.4 音频功率放大器 (12)3、软件设计 (13)3.1 软件设计思路 (13)3.2 发射部分程序设计 (14)3.3 接收部分程序设计 (15)4、测试结果4.1 (16)4.2 (17)参考文献 (17)1.方案设计1.1 总体设计方案1.1.1 设计思路题目要求设计一个单工无线呼叫系统，实现主站至从站间的单工语音及数据传输业务。
设计分发射和接收两大模块，方框图如图1.1.1所示。
发射部分采用数字频率合成技术，由变容二极管和集成压控振荡器芯片实现振荡频率的电压控制及对载波的调频调制；加入由频率合成芯片、高速分频器、运算放大器和晶体振荡器等组成的数字锁相环路，使输出频率稳定度达到与参考晶振同等水平；收音电路以超大规模AM/FM立体声收音集成芯片为主体，用一个固定的电压值控制振荡器的振荡频率，使其接收频率与发射频率对应。
采用编码解码电路实现题目所要求的一点对多点、主站具有拨号选呼和群呼功能以及数据传输业务的功能；显示部分利用液晶显示模块，显示呼叫方式、业务类型以及英文短信内容。
为了尽量增加传输距离和降低系统的波形失真，必须采取有效的措施。
图1.1.1 系统基本框图1.1.2 方案论证与比较（1）调制体制的方案论证与选择采用调频体制2FSK。
它由三部分组成，即频率合成器、音频处理器和FM波的缓冲放大器。
频率合成器的作用是产生一个振荡频率稳定度极高的FM信号，它是调制器的核心部件；音频处理器的作用是将各种各样的音频信号经过处理后，变成输出阻抗和电平基本一样的信号，再将这些信号加至压控振荡器的变容二极管上；射频缓冲放大器起缓冲、放大、匹配和滤波的作用。
调频系统与调幅系统相比，具有较强的抗干扰能力。
故本系统采用调频体制，数据收发也采用2FSK方案。
（2）载波信号产生电路的设计方案论证与选择采用PLL频率合成。
用MC145152和VCO电路进行频率合成，采用闭环控制。
故存在反馈，能得到精度和稳定度很高的频率信号，本题目要求发射频率在30MHz~40MHz之间，选定35MHz作为载波信号。
原理框图如图1.1.2所示。
图1.1.2 频率合成原理框图载波信号发生器是主机发射部分的重要组成部分，应能产生等幅高频正弦信号，其振荡频率应十分稳定。
采用PLL频率合成法产生的高频振荡信号的频率稳定度接近晶振的频率稳定度，可达10-5～10-6；且失真度很小。
（3）接收模块的设计方案论证与选择采用CXA1238作为接收机电路的核心IC。
CXA1238是索尼公司在20世纪80年代后期正式推出的集调幅、调频、锁相环、立体声解码等电路为一体的AM/FM立体声收音集成电路。
它的电源电压适应范围宽：2～10V范围内电路均能正常工作，且具有立体声和调谐指示LED驱动电路以及FM静噪功能等。
（5）自动控制模块的设计方案论证与选择单工无线呼叫系统的自动控制部分直接关系到系统“智能化”与“自动化”的实现，其控制方案的拟定，考虑了以下两个方面。
发射和接收的控制方框图分别如图1.1.3和图1.1.4所示。
图1.1.3 发射部分控制方框图图1.1.4 接收部分控制方框图采用基于单片机技术的控制方案。
相对于FPGA的并行处理方式，单片机是通过对程序语句的顺序执行来建立与外部设备的通信和完成其内部运算处理，从而实现对信号的采集、处理和输出控制。
它最主要的特点是其串行处理特性。
1.1.3 系统组成系统主要分为发射和接收两大模块，经过方案比较与论证，发射和接收部分的组成框图分别如图1.1.5和图1.1.6所示。
其中发射部分的集成电路MC1648、MC145152、MC12022、低通滤波器和晶振构成锁相环频率合成器、音频处理器、数据编码器、单片机进行数据处理、按键处理、LCD驱动。
接收部分由收音模块、音频输出模块、数据接收模块以及控制模块四大部分组成，单片机起控制作用。
由于电路中既有数字电路又有高频电路，需将高频地和数字地分开以及高频电路用金属屏蔽隔离，以减小交叉调制等干扰。
图1.1.5 发射部分组成框图图1.1.6 接收部分组成框图2.核心单元硬件电路设计2.1 发射部分电路的设计2.1.1压控振荡器的设计压控振荡器主要由压控振荡器芯片MC1648、变容二极管V149以及LC谐振回路构成。
MC1648需要外接一个由电感和电容组成的并联谐振回路。
为达到最佳工作性能，在工作频率时要求并联谐振回路的Q L≥100。
电源采用+5V的电压，一对串联变容二极管背靠背与该谐振回路相连，调整加在变容二极管上的电压大小，使振荡器的输出频率稳定在35MHz。
图2.1.1为压控振荡器电路图。
图2.1.2为MC1648的内部电路图。
图2.1.1 压控振荡器电路图OUTPUTPOINT图2.1.2 MC1648内部电路图压控振荡电路由芯片内部的VT8、VT5、VT4、VT1、VT7和VT6，10脚和12脚外接LC 谐振回路（含V149）组成正反馈（反相720°）的正弦振荡电路。
其振荡频率由式2.1.1计算。
LCf c π21=（2.1.1）其中21111D D C C C +=， 即2121D D D D C C C C C +⋅= VCO 的芯片管脚3为缓冲输出，一路供前置分频器MC12022，一路供放大后输出。