PLL和TDA7010T的无线收发系统设计

PLL和TDA7010T的无线收发系统设计

　　摘要：设计一种基于PLL和TDA7010T的无线收发系统。该系统由发射电路、接收电路和控制电路3部分组成。发射电路采用FM和FSK调制方式，用锁相环(PLL)稳定栽渡频率，实现模拟语音信号和英文短信的发射。接收电路以 TDA7010T集成器件为核心，外围电路简单，工作稳定可靠。而控制电路由单片机AT89S51、编码器PT2262、解码器PT2272组成，实现英文短信的编写和显示。

　　无线收发系统在工程上应用广泛，设计一种基于PLL和TDA7010T的无线收发系统。发射电路采用锁相环频率合成器技术，输出载波为33．984 MHz，稳定度达4xlO-5，准确度达3×10-5，接收电路采用TDA7010T集成器件，其单片单声道便携式调频收音机集成电路的重要组成部分，具有频锁相环(FLL)系统，70 kHz低中频使得系统工作稳定可靠。通过调整谐振回路电容的大小可选择接收频率，外围电路极其简单。

　　1 系统总体设计

　　本系统由发射电路、接收电路和控制电路组成。发射电路将来自话筒模拟信号或控制电路的数字信号经锁相环(PLL)调制电路调制后，由天线发射出去；接收电路接收并解调来自天线的小信号再将其送入末级功放放大，然后将语音信号送至扬声器处理，将短信送至单片机处理；控制电路由单片机最小系统和编解码器组成，可实现英文短息的编写和显示。整个系统采用5 V供电。

　　2 硬件电路设计

　　2．1 发射电路设计

　　发射电路的设计如图l和图2所示，由集成频率合成器MCl45151、无源低通滤波器、集成压控振荡器MCl648和前置分频器MCl2022组成。其中 MCl648需外接1个由电感和变容二极管组成的谐振回路，改变R7的大小，确保变容二级管A点的电压在1．5～3．5 V之间，使MCl648进入锁定状态。MCl648引脚3输出的信号经前置分频器MCl2022分频，其分频系数有4种，在该电路中选用分频比M=64。分频后的信号送入MCl4515l，其内部有R分频器和N分频器，分别对晶振的参考信号fx和输入信号fi分频。分频后的2路信号送至内部鉴相器，鉴相器输出信号经外接低通滤波器滤波后控制压控振荡器。环路锁定后，满足以下基本关系为：

　　MCl4515l的RA0、RAl、RA2分别置为“1”，“0”，“1”，即R=2 048，选fx=2．048 MHz的晶振，可计算出，拨码开关的N值每增加1，压控振荡器的频率步进为64 kHz。例如，取N=(531)D=(00001000010011)B，M=64，fx=2．048 MHz，R=2 048，则可得fvco=33．984MHz。通过拨码开关选定N值，即设置载波频率。

　　话筒采集的语音信号经以9018为核心的三极管放大器放大后送至跳线端conl，编码后短信数字信号送至con2，通过选择conl、con2的导通与断开决定发送语音信号或英文短信，并能将任意l路被选信号传输至A点。当A点信号电压变化时，引起变容管的结电容变化，导致压控振荡器的瞬时频率发生变化，从而实现调频。

　　2．2 接收电路设计

　　图3为接收电路。采用专用频率解调器件TDA7010T，具有FLL(频锁相环)系统，70 kHz低中频使得系统工作稳定可靠，内部集成有压控振荡器。在该器件的引脚4和5之间连接合适的电容、电感来决定本振频率)。因为发射载波 fc="33"．984 MHz，所以本振频率fL=fc+70 kHz="34"．054 MHz，选Ll=O．2μH，则本振回路调谐电容C=110 pF，实际选用80 pF的电容和20 pF／40 pF的可变电容器并联组成。接收信号时，只需调整谐振回路可变电容C15值即可选择接收频率，外围电路简单。从TDA7010T解调输出的信号幅度很小，经LM386进一步放大后，语音信号和英文短信分别送至扬声器和单片机处理。

　　2．3 控制电路设计

　　控制电路由单片机、液晶显示器、编解码器件组成。其中编码电路由单片机控制PT2262完成英文短信的编写，每1个英史字母对应1个码组，如A对应 000000．B对应00000l，C对应0000l0等。英文短信由液晶显示器显示发送的内容，然后将调制信号送至发射电路发送。

 　　解码器采用PT2272，其地址必须与PT2262的地址相同。PT2272将来自TAD7010T的信号解码，送至单片机，由单片机进行查表处理，即接收到的数据是000000则显示A，是00000l则显示B，是0000l0则显示C等，并送至液晶显示器显示所接收到的英文短信。编码和解码电路分别如图4和图5所示。

　　3 软件程序设计

　　控制程序采用Keil C51高级语言开发，程序结构简单，可读性和可移植性强，图6为其编码程序流程，图7为解码程序流程。

　　4 测试结果

　　对该系统进行测试，发射电路载波频率的范同为32．832～40．128 MHz．通过改变N值可实现发射频率64 kHz步进；由天线发射的已调信号的Vpp=600 mV；所接收的语音信号清晰，收发英文短信息误码率极小。

　　5 结论

　　本系统实现模拟语音信号和数字英文短信的发射与接收，采用PLL技术以保证发射频率稳定度和晶振的频率稳定度在同一个数量级，接收部分采用高灵敏频率解调器TDA7010T，配合使用编解码器PT2262和PT2272，外围电路简单，易于调节，所接收的声音信号经放大后清晰洪亮，英文短信误码率小，整个系统工作稳定、可靠。此外，还可将本系统应用到其他模拟信号和数字信号的无线发射与接收中，只需将调制信号变换为合适的电压加载到调制端A点，便可发射出去，解调信号从TDA7010T的引脚2输出。