文档介绍：无线半双工多路数据传输系统
第1页，本讲稿共36页
《无线半双工多路数据传输系统》
一. 命题意图及知识要点
二. 系统设计方案讨论
三. 竞赛作品综述
第2页，本讲稿共36页
一、命题意图及知识要点
题目解读（①任
系统划分为发射、接收、天馈（收发）、控制等若干子系统
控制子系统需完成协议实现、收发控制方案、接收数据处理、人机界面
编码
控制系统
人机界面
调制
载波发生
功 率 放 大
接收／解调 电路
解码
天馈和收发控制
第13页，本讲稿共36页
二、系统设计方案讨论
总体论证（④数字调制／解调方案）
综合技术指标 ① ASK 抗干扰能力较弱，误码率较高
② PSK、MSK、QAM等方案实现电路较复杂
③ 按照DTMF规范，其数据率不高
数字调制方式 ① 基本数字调制：ASK、FSK、PSK及其多进制
② 高效数字调制：QPSK、MSK、GMSK、QAM等
③ 双音多频编码 DTMF
较好的采用方案为FSK
第14页，本讲稿共36页
二、系统设计方案讨论
射频部分方案论证
射频调制方案 ① 数字已调信号作二次调制：AM、FM
② FM实现：VCO、PLL、专用器件芯片
③ DDS 直接作数字信号调频
综合技术分析 ① AM 非恒定包络对提高发射机效率不利
② VCO方案的频率稳定度不易把握
③ PLL或专用器件要采用晶体振荡器
较好的方案 ① 采用FM射频调制
② 首选专用集成发射芯片
③ 振荡源可采用D DS或晶振
④DDS直接作射频调频的电路设计
第15页，本讲稿共36页
二、系统设计方案讨论
接收方案论证
综合技术分析
① 上面两个方案都可以采用
② PLL方案可以选用集成锁相环
③ 测频方案可以采用FPGA实时
接收解调方案 ：外差接收+鉴频，解调出已调基带信号
滤 波
一级混频
一级中放
二级混频
二级中放
二次变频调频接收机
高 放
鉴 频
已调FSK基带信号的解调
① 用PLL进行频率跟踪
② 对FSK测频解调
采用专用芯片实现：选择一次变频芯片(如MC3361，MC3357，TDA7021等)或二次变频芯片(如MC3362、MC3363等)
第16页，本讲稿共36页
二、系统设计方案讨论
收发转换开关
作用： ① 半双工通信控制发射信号和接收信号的通路
② 发射时阻断接收电路以避免接收放大器饱和
③接收时关断发射通道以避免接收小信号短路
实现 ： ① 晶体管作开关，控制相关电路的电源
② 二极管作开关切换相应通路
③ 集成收发开关芯片
第17页，本讲稿共36页
二、系统设计方案讨论
收发转换开关
作用： ① 半双工通信控制发射信号和接收信号的通路
② 发射时阻断接收电路以避免接收放大器饱和
③接收时关断发射通道以避免接收小信号短路
实现 ： ① 晶体管作开关，控制相关电路的电源
② 二极管作开关切换相应通路
③ 集成收发开关芯片
如Hittite公司
第18页，本讲稿共36页
二、系统设计方案讨论
天线和馈线
①先回顾一些基本理论：
天线可视为一个四端网络
振子
1/2波长
1/4波长
1/4波长
1/2波长
波长
两臂长度相等的振子叫做对称振子（半波振子）
第19页，本讲稿共36页
二、系统设计方案讨论
天线和馈线：②平衡转换
负载和传输线，根据其对地的关系，都可以分成平衡和不平衡两类。若负载两端或传输线两导体与地之间阻抗相同，则称为平衡负载或平衡（馈线）传输线，否则为不平衡负载或不平衡（馈线）传输线
1/4波长
同轴电缆是不平衡传输线
对于对称振子天线，就需要采用非平衡到平衡转换
第20页，本讲稿共36页
二、系统设计方案讨论
天线的输入阻抗： Zin = Rin + j Xin
输入阻抗与天线的结构、尺寸以及工作波长有关
输入阻抗具有电阻分量和电抗分量，电抗分量的存在会减少天线从馈线对信号功率的提取
半波对称振子的输入阻抗为 Zin = ＋ (欧)
当馈线和天线匹配时，高频能量全部被负载吸收，馈线上只有入射波，没有反射波。而当天线和馈线不匹配即天线阻抗不等于馈线特性阻抗时，负载就不能全部将馈线上传输的高频能量吸收，而只能吸收部分能量。入射波的一部分能量反射回来形成反射波。
天线和馈线：③阻