PLL和TDA7010T的無線收發系統設計

　　摘要：設計一種基于PLL和TDA7010T的無線收發系統。該系統由發射電路、接收電路和控制電路3部分組成。發射電路采用FM和FSK調制方式，用鎖相環(PLL)穩定栽渡頻率，實現模擬語音信號和英文短信的發射。接收電路以 TDA7010T集成器件為核心，外圍電路簡單，工作穩定可靠。而控制電路由單片機AT89S51、編碼器PT2262、解碼器PT2272組成，實現英文短信的編寫和顯示。

　　無線收發系統在工程上應用廣泛，設計一種基于PLL和TDA7010T的無線收發系統。發射電路采用鎖相環頻率合成器技術，輸出載波為33．984 MHz，穩定度達4xlO-5，準確度達3×10-5，接收電路采用TDA7010T集成器件，其單片單聲道便攜式調頻收音機集成電路的重要組成部分，具有頻鎖相環(FLL)系統，70 kHz低中頻使得系統工作穩定可靠。通過調整諧振回路電容的大小可選擇接收頻率，外圍電路極其簡單。

　　1 系統總體設計

　　本系統由發射電路、接收電路和控制電路組成。發射電路將來自話筒模擬信號或控制電路的數字信號經鎖相環(PLL)調制電路調制后，由天線發射出去；接收電路接收并解調來自天線的小信號再將其送入末級功放放大，然后將語音信號送至揚聲器處理，將短信送至單片機處理；控制電路由單片機最小系統和編解碼器組成，可實現英文短息的編寫和顯示。整個系統采用5 V供電。

　　2 硬件電路設計

　　2．1 發射電路設計

　　發射電路的設計如圖l和圖2所示，由集成頻率合成器MCl45151、無源低通濾波器、集成壓控振蕩器MCl648和前置分頻器MCl2022組成。其中 MCl648需外接1個由電感和變容二極管組成的諧振回路，改變R7的大小，確保變容二級管A點的電壓在1．5～3．5 V之間，使MCl648進入鎖定狀態。MCl648引腳3輸出的信號經前置分頻器MCl2022分頻，其分頻系數有4種，在該電路中選用分頻比M=64。分頻后的信號送入MCl4515l，其內部有R分頻器和N分頻器，分別對晶振的參考信號fx和輸入信號fi分頻。分頻后的2路信號送至內部鑒相器，鑒相器輸出信號經外接低通濾波器濾波后控制壓控振蕩器。環路鎖定后，滿足以下基本關系為：

　　MCl4515l的RA0、RAl、RA2分別置為“1”，“0”，“1”，即R=2 048，選fx=2．048 MHz的晶振，可計算出，撥碼開關的N值每增加1，壓控振蕩器的頻率步進為64 kHz。例如，取N=(531)D=(00001000010011)B，M=64，fx=2．048 MHz，R=2 048，則可得fvco=33．984MHz。通過撥碼開關選定N值，即設置載波頻率。

　　話筒采集的語音信號經以9018為核心的三極管放大器放大后送至跳線端conl，編碼后短信數字信號送至con2，通過選擇conl、con2的導通與斷開決定發送語音信號或英文短信，并能將任意l路被選信號傳輸至A點。當A點信號電壓變化時，引起變容管的結電容變化，導致壓控振蕩器的瞬時頻率發生變化，從而實現調頻。

　　2．2 接收電路設計

　　圖3為接收電路。采用專用頻率解調器件TDA7010T，具有FLL(頻鎖相環)系統，70 kHz低中頻使得系統工作穩定可靠，內部集成有壓控振蕩器。在該器件的引腳4和5之間連接合適的電容、電感來決定本振頻率)。因為發射載波 fc="33"．984 MHz，所以本振頻率fL=fc+70 kHz="34"．054 MHz，選Ll=O．2μH，則本振回路調諧電容C=110 pF，實際選用80 pF的電容和20 pF／40 pF的可變電容器并聯組成。接收信號時，只需調整諧振回路可變電容C15值即可選擇接收頻率，外圍電路簡單。從TDA7010T解調輸出的信號幅度很小，經LM386進一步放大后，語音信號和英文短信分別送至揚聲器和單片機處理。

　　2．3 控制電路設計

　　控制電路由單片機、液晶顯示器、編解碼器件組成。其中編碼電路由單片機控制PT2262完成英文短信的編寫，每1個英史字母對應1個碼組，如A對應 000000．B對應00000l，C對應0000l0等。英文短信由液晶顯示器顯示發送的內容，然后將調制信號送至發射電路發送。

?　　解碼器采用PT2272，其地址必須與PT2262的地址相同。PT2272將來自TAD7010T的信號解碼，送至單片機，由單片機進行查表處理，即接收到的數據是000000則顯示A，是00000l則顯示B，是0000l0則顯示C等，并送至液晶顯示器顯示所接收到的英文短信。編碼和解碼電路分別如圖4和圖5所示。

　　3 軟件程序設計

　　控制程序采用Keil C51高級語言開發，程序結構簡單，可讀性和可移植性強，圖6為其編碼程序流程，圖7為解碼程序流程。

　　4 測試結果

　　對該系統進行測試，發射電路載波頻率的范同為32．832～40．128 MHz．通過改變N值可實現發射頻率64 kHz步進；由天線發射的已調信號的Vpp=600 mV；所接收的語音信號清晰，收發英文短信息誤碼率極小。

　　5 結論

　　本系統實現模擬語音信號和數字英文短信的發射與接收，采用PLL技術以保證發射頻率穩定度和晶振的頻率穩定度在同一個數量級，接收部分采用高靈敏頻率解調器TDA7010T，配合使用編解碼器PT2262和PT2272，外圍電路簡單，易于調節，所接收的聲音信號經放大后清晰洪亮，英文短信誤碼率小，整個系統工作穩定、可靠。此外，還可將本系統應用到其他模擬信號和數字信號的無線發射與接收中，只需將調制信號變換為合適的電壓加載到調制端A點，便可發射出去，解調信號從TDA7010T的引腳2輸出。