基于TA31136的電臺(tái)接收模塊的設(shè)計(jì)

0 引言
數(shù)傳通信在水、電、氣、油、燈等市政工程和工業(yè)領(lǐng)域的無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)中具有廣泛應(yīng)用，其核心部分就是數(shù)傳電臺(tái)。數(shù)傳電臺(tái)性能的優(yōu)劣直接影響到監(jiān)控系統(tǒng)的通信質(zhì)量，因而是監(jiān)控終端中的關(guān)鍵設(shè)備，也是典型的數(shù)字通信射頻無(wú)線收發(fā)設(shè)備，它比最為常見(jiàn)的對(duì)講機(jī)多了數(shù)字通信接口。其內(nèi)部電路包含了幾乎所有射頻通信設(shè)備常用的電路和射頻通信系統(tǒng)解決方案，因此，數(shù)傳電臺(tái)常用來(lái)構(gòu)建無(wú)線射頻監(jiān)控系統(tǒng)。在通信系統(tǒng)中，最難設(shè)計(jì)的部分是接收機(jī)。因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/接收">接收機(jī)必須具備低噪聲系數(shù)、小的群時(shí)延變化、小的互調(diào)失真(IMD)、大的頻率動(dòng)態(tài)范圍、穩(wěn)定的自動(dòng)增益控制(AGC)、適當(dāng)?shù)纳漕l(RF)和中頻(IF)增益、好的頻率穩(wěn)定度、滿意的增益穩(wěn)定度(特指多路信道)、低相位噪聲、可以忽略的帶內(nèi)干擾、足夠的可選擇性、適當(dāng)?shù)恼`比特率等特點(diǎn)。同時(shí)，可能還要受費(fèi)用的約束。

1 接收機(jī)方案
一般來(lái)說(shuō)，接收機(jī)的設(shè)計(jì)方案主要包括超外差接收機(jī)方案、直接下變頻方案和數(shù)字零中頻方案。超外差接收機(jī)方案具有實(shí)現(xiàn)容易、穩(wěn)定度高和干擾少等的優(yōu)點(diǎn)，在較低的固定中頻上比較容易實(shí)現(xiàn)解調(diào)，缺點(diǎn)是組合頻率干擾較為嚴(yán)重；直接下變頻方案不存在鏡像干擾，缺點(diǎn)是有本振泄漏、噪聲性能較差和產(chǎn)生直流偏置；數(shù)字零中頻方案在設(shè)計(jì)中將數(shù)字化的過(guò)程提到了系統(tǒng)的中頻
部分，故可使信噪比(SNR)得到改善，提高了可靠性，缺點(diǎn)是系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本較高?？紤]到本數(shù)傳電臺(tái)主要工作于野外環(huán)境，要求抗干擾、抗噪聲能力強(qiáng)，還要做到小型化和低成本，因此，選擇超外差接收機(jī)方案最為適合。
超外差接收機(jī)在處理信號(hào)過(guò)程中一般都使用中頻，因此也稱為中頻接收機(jī)。它具有成熟的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐背景，并已獲得廣泛的應(yīng)用。該結(jié)構(gòu)在第一代蜂窩移動(dòng)電話、模擬FM對(duì)講機(jī)以及FM收音機(jī)中比較常見(jiàn)。在通常的應(yīng)用中，第一中頻有10．7 MHz、21．4 MHz和45 MHz等，第二中頻是455 kHz 。然而，該結(jié)構(gòu)需要使用高階帶通濾波器，以用于抑制鏡像信號(hào)和實(shí)現(xiàn)信號(hào)原則，因此難以集成。

2 調(diào)頻接收機(jī)的組成
圖1所示是典型的超外差接收機(jī)的基本機(jī)構(gòu)，即調(diào)頻接收機(jī)的組成框圖。當(dāng)天線接收到高頻信號(hào)并經(jīng)輸入調(diào)諧回路后，經(jīng)過(guò)射頻放大級(jí)放大，便可進(jìn)入混頻級(jí)。此時(shí)本機(jī)振蕩器輸出的另一高頻信號(hào)亦進(jìn)入混頻級(jí)，而混頻級(jí)的輸出則是含有和頻、差頻等頻率分量的信號(hào)。混頻級(jí)的輸出經(jīng)調(diào)諧回路選出中頻信號(hào)，再經(jīng)中頻放大器放大，以獲得足夠高的增益，然后經(jīng)TA31136二次混頻后，并經(jīng)鑒頻器解調(diào)出低頻信號(hào)，最后由低頻功放級(jí)放大。由于天線接收到的高頻信號(hào)經(jīng)過(guò)混頻后，將成為固定的中頻再加以放大，因此，該接收機(jī)的靈敏度較高。

本接收機(jī)采用超外差接收方式，并使用兩次下變頻，第一中頻是21．4 MHz，第二中頻是455kHz。它的接收頻道為162．025 MHz，信號(hào)帶寬為25 kHz，解調(diào)方式采用FSK方式，靈敏度為-110dBm，無(wú)線阻抗為50 Ω。