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无线信息交互终端设计

  • 简介:无线信息交互终端设计 (毕业论文51页、21066字) 摘要:随着通信技术的迅速发展,短距离无线通信设备在医疗、工业、智能建筑、消费电子等领域得到日益广泛的使用,并呈现强劲的增长势头。针对无线信息收发终端的特点和功能要求,设计了基于语音通信的无...
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无线信息交互终端设计 (毕业论文51页、21066字)

摘要:随着通信技术的迅速发展,短距离无线通信设备在医疗、工业、智能建筑、消费电子等领域得到日益广泛的使用,并呈现强劲的增长势头。针对无线信息收发终端的特点和功能要求,设计了基于语音通信的无线收发系统。系统采用数字调制传输技术,由发射终端与接收终端两部分组成。发射终端硬件电路主要包括语音录入放大电路、PCM编码电路和ASK调制发射电路,接收终端电路硬件主要包括ASK接收解调电路、PCM解码电路和语音输出放大电路。其中ASK调制部分使用功能强大的集成芯片来完成数字调制和RF发射,ASK接收部分使用与之对应的芯片来实现RF接收和数字解调,这在很大程度上简化了传统的射频电路,实现无线信息传输。

关键词:无线通信;PCM;ASK;调制解调


 
The Design Of Wireless Information Communicate Interactive Terminal

Abstract: With the rapid development of communication technology, the equipments of short distance wireless communication are widely used in the medical treatment, industry, the intelligence building, consumable electronics field and etc, which presents a sturdy growth momentum. For the characteristic and function request of the wireless information receiving and sending terminals, a wireless sending and receiving system based on voice communication has been designed out in this paper. Digital communication technology has been used in this system which is consisted of sending terminal and receiving terminal. The hardware circuit of sending terminal mainly includes voice amplifying circuit、Pulse Code Modulation circuit、ASK modulation transmitting circuit. The hard circuit of Receiving terminal mainly includes ASK receives demodulating circuit、Pulse Code Modulation demodulating circuit and voice outputs amplifying circuit. The digital modulation and RF emission are achieved by a powerful function integrated chip in the part of ASK modulation circuit, RF receiving and digital demodulation is achieved by a corresponding chip in the part of ASK demodulation circuit. It highly simplifies the traditional radio frequency circuit, and achieves the wireless information transmits.

Key words:  Wireless communication,  PCM,  ASK,  Modulation and demodulation

 
目    录
第1章  绪 论 1
1.1  无线通信的发展、应用和研究现状 1
1.2  课题的目的及意义 2
1.3  论文主要内容 2
第2章  无线信息交互终端总体方案设计 3
2.1  语音无线传输系统总体方案设计原理 3
2.2  语音编解码理论实现 4
2.2.1  脉冲编码调制(PCM) 4
2.2.2  语音编解码方式选择 6
2.3  数字信号调制解调理论实现 7
2.3.1  数字调制的基本概念及模型 7
2.3.2  ASK调制解调 8
2.3.3  数字调制方式选择 10
第3章  电路设计 11
3.1  总体电路图 11
3.2  语音前置放大电路 11
3.3  语音编解码电路 13
3.3.1  TP3057芯片简介 14
3.3.2  PCM编解码器内部原理分析 16
3.3.3  时钟电路 18
3.4  发射电路 21
3.4.1  MAX1472芯片简介 22
3.4.2  ASK调制发射电路分析 23
3.5  接收电路 23
3.5.1  MAX1470芯片简介 24
3.5.2  ASK解调接收电路分析 26
3.6  语音输出功率放大电路 31
3.7  电路印制板设计 32
3.7.1  设计流程 32
3.7.2  射频收发电路PCB板的设计 32
3.7.3  常用参数设置 33
3.7.4  电源去耦电路和接地 34
3.7.5  谐振电路 35
3.7.6  RF输出与RF输入分开 35
第4章  电路调试 37
4.1  调试仪器及方法 37
4.2  调试内容 37
4.2.1  检查连线 37
4.2.2  语音信号衰减 37
4.2.3  时钟电路晶振不能起振 38
4.2.4  TP3057编解码电路的测试和分析 38
总结 40
致谢 41
参考文献 42
附录1 43
附录2 45
附录3 46

 
第1章  绪  论
1.1  无线通信的发展、应用和研究现状
    通信按照传统的理解就是信息的传输与交换,是人类社会活动的工具。人类自从存在以来,在生存斗争中总要进行思想交流和消息传递。从表情,动作,到声音,文字,它们都以各自的方式传递着不同的信息。克服距离上的障碍,迅速而准确地传递信息,是通信的任务。在当今信息社会,通信则与传感、计算机技术紧密结合,成为整个社会的高级“神经中枢”。一般来说,社会生产力水平要求社会通信水平与之相适应。
在电信号出现以前,人们创造了多种多样的信息传递方式,古代的烽火台烽火告警、金鼓、旌旗、航行时使用的信号灯等等。这些方式,可以在较远的距离上及时地完成特定信息的传递[1]。
1837年,莫尔斯(Morse)第一个发明了电信号的通信,即有线电报的通信。这种通信是利用导线中的电流有无来区别传号和空号的,并利用传号和空号的长短进行电报符号的编码,这给远距离的消息传递揭开了崭新的一页。
紧随莫尔斯的电报和贝尔(Bell)的电话(1876年)之后的就是赫兹(Hertz)的第一个无线电实验(1887年)。赫兹的系统还只是一个实验室里的设备,而马可尼(Marconi)则在1899年和1901年分别实现了横跨英古利海峡和大西洋的通信。从此以后,便拉开了无线通信发展的序幕。
无线通信通常指利用无线电波进行通信。无线通信经历从电子管到半导体再到集成电路,从第一代模拟通信到第二代数字通信再到第三代多媒体通信,从短波通信、长波通信到卫星通信、微波通信,从地面通信到航空航天通信,从点对点到点对多,无线通信正以飞快的速度向前发展。
目前,蜂窝电话、卫星电话和移动数据传输正在为人们的生产生活服务。而数字蜂窝网刚刚进入实用阶段,正方兴未艾之时,关于未来移动通信的讨论已如火如荼地展开。各种方案纷纷出台,其中最热门的是个人移动通信网。关于这种系统的概念和结构,各家解释并未一致。但有一点是肯定的,即未来移动通信系统将提供全球性优质服务,真正实现在任何时间、任何地点、向任何人提供通信服务这一移动通信的最高目标。
随着社会的发展,人们对通信的需求也日益迫切,对通信的要求也越来越高。理想的目标是能在任何时候、在任何地方、与任何人都能够及时沟通和联系、交流信息。显然,没有无线通信,这种愿望是无法实现的[2]。
1.2  课题的目的及意义
课题主要目的是依据无线通信和语音数字化相关理论知识,设计出一个实现基于语音信号无线传输的系统,以达到对无线通信技术的深入理解和研究。它的意义在于:由于无线通信技术的迅速发展使得短距离无线通信设备在各个领域得到日益广泛的使用,所以这个课题的内容具有很大的研究和设计价值。同时还能更好的学习无线电通信知识,并能应用于实践过程中,锻炼查阅资料和进行完整电路系统设计的能力,学习使用MATLAB软件进行电路仿真、用PROTEL绘制电路图和PCB印刷电路板,在完成毕业设计的过程中提高理论知识和动手能力。
1.3  论文主要内容
全文的主要内容共分为四个章节,首先介绍了无线通信的发展、应用、研究现状、课题目的和研究意义;然后主要介绍了系统电路设计的总体思路和设计中具体应用的相关理论知识:语音编解码(PCM)和数字调制解调(ASK),并对多个功能电路模块进行了详细的分析:语音输入放大模块、PCM编码模块、ASK调制发射模块、ASK接收解调模块、PCM解码模块和语音输出模块;最后介绍了PCB设计以及硬件焊接与调试过程中所出现的问题,以及分析问题解决问题的方法和心得体会。

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