無線電發(fā)送與接收實驗

一、 實驗目的
1．組建調(diào)頻、調(diào)幅無線傳輸，建立系統(tǒng)概念；
2．掌控把握系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的方法，培養(yǎng)解決實際問題的能力。
二、實驗使用儀表器具
1．高頻實驗箱各種電子回路實驗板
2．20MH雙蹤示波器
3. 萬用表
三、實驗基礎原理與電子回路
1. 調(diào)頻無線傳輸系統(tǒng)原理
調(diào)頻系統(tǒng)由于高頻振蕩器輸出的振幅不變，因而設定有較強的抗干擾能力與較高的效率。所以在無線通信、廣播電視、遙控遙測等方面獲取廣泛應用。本實驗不要求發(fā)射的功率（W）達到多大，只要能達到信號發(fā)射、接收的效果。因此，整機電子回路對比簡便。

四、實驗內(nèi)容
1．調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)組建。
2．調(diào)頻接收系統(tǒng)的組建。
3．調(diào)頻發(fā)射與調(diào)頻接收系統(tǒng)的統(tǒng)調(diào)。
五、實驗步驟
1．調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)組建
(1).按框圖12-1 插好所需模型塊并按圖中紅色提醒字部分調(diào)節(jié)好和模型塊的狀態(tài)，用電纜線將各模型塊寫入輸出連接好，接通各模型塊電源。
(2)．將變?nèi)荻O管調(diào)頻實驗電子回路模型塊輻射頻率調(diào)到10.7MHZ，低頻信號源頻率設定為1KH z 并送入諧振放大器。
(3)．用示波器測量試驗各模型塊寫入輸出波動線，并調(diào)節(jié)各模型塊可調(diào)元件，使輸出達最佳狀態(tài)。

（2）調(diào)頻接收系統(tǒng)組建
(1).按框圖12-2 插好所需模型塊，用電纜線將各模型塊寫入輸出連接好，接通各模型塊電源。
(2)．將電容耦合相位鑒頻器實驗模型塊中心頻率調(diào)到10.7MHZ，解調(diào)后低頻信號送到實驗箱音頻放大器，調(diào)動音量控制電位器，使其正常發(fā)音。
(3)．用示波器測量試驗各模型塊寫入輸出波動線，并調(diào)節(jié)各模型塊可調(diào)元件，使輸出達最佳狀態(tài)。
六、實驗報告要求
1. 畫出方案中各方框?qū)懭胼敵霾▌泳€，并標明其頻率。
2. 記錄實驗數(shù)值，并作出解析和寫出實驗心得體會。



電視信號FM調(diào)制解調(diào)模型塊功能與使用說明

一、基礎簡介
電視信號FM調(diào)制解調(diào)模型塊是本公司通用高頻實驗箱的配套實驗模型塊之一，其功能是完成電視基帶信號的頻率調(diào)制與解調(diào)，以便在無線、光纖等介質(zhì)信道中傳輸。由于應用了脈沖FM調(diào)制，有效信息表現(xiàn)在高頻載波頻率的改變上，而與傳輸后的載波幅度無關，因此，傳輸中由于各類幅度改變引起的噪聲干擾可以便利的加以消除，完成可再生中繼，大大提升了傳輸重量并延長了傳輸距離。以該核心技術(shù)設計出的工業(yè)設備早已成功應用來多個省市電視臺的信號傳輸網(wǎng)路，例如演播中心到發(fā)射臺站的傳輸干線中，并逐漸推廣到各種遠距離視頻監(jiān)控的應用場合，實踐證明達到了很好的效果。
電子回路模型塊的核心部位件是NE568高頻鎖相環(huán)和MC13155寬帶FM限幅正交鑒頻器。前者用來頻率調(diào)制，后者用來鑒頻解調(diào)，這兩種芯片全部是用來衛(wèi)星通信的進口包括電子回路。應用NE568代替簡便的變?nèi)荻O管調(diào)頻電子回路，可使電子回路的一致性、可靠性和溫度（℃）平穩(wěn)性大大提升，系統(tǒng)整體功能明顯躍升，體現(xiàn)了現(xiàn)代高重量電子元件優(yōu)異的技術(shù)功能。學生在使用"變?nèi)荻O管調(diào)頻電子回路模型塊"經(jīng)過對低頻話音信號的調(diào)頻過程學習掌控把握了簡便而原始的基礎調(diào)頻原理后，再應用"電視信號FM調(diào)制解調(diào)模型塊"熟悉和理解現(xiàn)代新型器件在更高的頻率界限內(nèi)的實際使用技術(shù)，可以更加開闊眼界，貼近FM調(diào)制解調(diào)技術(shù)的實際應用，無疑是十分有益和必要的。

二、電子回路包括及作業(yè)原理
從視頻寫入插頭座送入的頻率界限為0～6.5MHz的視頻基帶信號，首先經(jīng)過UG01緩沖隔離與視頻加重。視頻界限很寬，其4.43MHz的彩色副載波及其以上的高頻部分在傳輸中受到的衰減要大于低頻部分。如果不采取必要的措施，將會造成接收的信號發(fā)生頻率失真，高頻分量的不足表現(xiàn)在電視畫面中可能讓圖像細節(jié)模糊不清，表現(xiàn)在色彩方面可能讓顏色還原失真，嚴重的甚至使色彩消失。解決這一問題的常用的、簡便易行的方法是在發(fā)端有意識的人為提升信號的高頻分量，經(jīng)傳輸后，再按照收端接收信號的實際現(xiàn)象，將高頻分量恢復到正常數(shù)值。提升發(fā)端信號高頻分量的過程稱為"加重"，而收端將高頻分量恢復到正常數(shù)值的過程稱為"去加重"。
加重處置整理后的視頻信號經(jīng)幅度調(diào)節(jié)到一定數(shù)值后，經(jīng)電容CG04、電阻RG23送到FM調(diào)制芯片NE568的17腳實行頻率調(diào)制。NE568的振蕩中心頻率F0必須與接收端相匹配，否則收端無法正確的實行鑒頻。在這里，中心頻率F0是由CG14和電位器WG02來確定的，該頻率的微調(diào)可經(jīng)過電位器WG02完成，出廠時已精確調(diào)節(jié)為36MHz。NE568的FM輸出引腳是19和20腳，以差分形式輸出，因此在后續(xù)電子回路中設定了差分寫入-單端輸出的高頻放大器，充分運用差分信號使增益比單端寫入的電子回路提升一倍。信號放大并經(jīng)超高頻三極管TG01處置整理后達到3V峰峰值，進入鉗位電子回路，將等幅的FM信號鉗位于0～2V之間，以便實行TTL電平到PECL電平的變換。眾所周知，ECL信號的規(guī)范是專門設計用來傳輸高頻數(shù)字信號的，為降低器件功耗其信號擺幅很小，只有0.8～1.0Vpp，常以差分形式雙線傳輸，但最初的設計規(guī)范是以負電平形式作業(yè)的，不論數(shù)值是"1"還是"0"，其實際電平均在負電壓（V）界限內(nèi)，使得電源配備和與其他電子回路連接口全部對比麻煩。PECL電平的含義是"正極性的ECL電平"，解決了上述問題，目前應用十分廣泛。本模型塊的TTL-PECL變換是在UG04芯片中完成的，由UG04的3、4兩腳輸出PECL電平的差分信號，發(fā)端電阻RG09～RG12、收端電阻RG30～RG33是雙方的PECL阻抗匹配互聯(lián)網(wǎng)，該信號適合與雙絞線、光纖收發(fā)器等高速數(shù)值傳輸介質(zhì)或設備連接口，可以便利的實行遠距離高速傳輸。（本模型塊主要側(cè)重于體現(xiàn)調(diào)制與解調(diào)技術(shù)，收發(fā)雙方的連接應用了電子回路板上的一對簡短銅線連接）。
經(jīng)傳輸?shù)腇M信號經(jīng)RG35-CG19和RG36-CG20以差分形式送入收端FM鑒頻芯片MC13155的1腳與16腳，實行寬帶FM限幅正交鑒頻。電容Cx、電感LG03包括的線路必須精確調(diào)節(jié)，使與發(fā)端頻率匹配。經(jīng)鑒頻解調(diào)后恢復的視頻信號仍應用差分形式，經(jīng)由芯片的4腳與5腳輸出。由于解調(diào)的信號幅度對比小，不足以直接驅(qū)動視頻監(jiān)視設備，還必需經(jīng)過UG06A實行差分到單端信號的變換和放大，此時的信號含有加重部分的頻率成分，并混有36MHz載波與其上下邊帶的大量高頻成分，需要經(jīng)過低通互聯(lián)網(wǎng)和UG06B芯片進一步處置整理，完成去加重和殘余載波分量的濾除，最后經(jīng)阻抗匹配電阻RG53送到"視頻輸出"插頭座。
模型塊設定了寫入視頻、視頻加重V+、壓控振蕩器VCO輸出、調(diào)頻信號輸出FM、鉗位偏置信號、解調(diào)寫入、收端載波、FM解調(diào)信號、+/F視放輸出以及最終的+/A去加重后輸出等諸多的測量試驗查看孔，方便應用示波器查看解析信號路由上各個關鍵點的波動線，全面理解FM信號調(diào)制解調(diào)的整個過程。
電視信號FM調(diào)制解調(diào)模型塊的完整電子回路原理圖見下頁。



三、實驗方法與注意事項
1、信源幅度的調(diào)節(jié)：
信源應用小攝像頭的輸出視頻信號，小攝像頭的輸出信號幅度空載時一般為2Vpp左右。（視圖像信號的內(nèi)容會有一些改變）將該信號用75歐姆同軸電纜引入本模型塊的"視頻寫入"插頭座，經(jīng)低阻寫入電子回路匹配后，幅度降為1Vpp左右。電位器WG01用來調(diào)節(jié)調(diào)制器的寫入信號幅度，設備出廠時已調(diào)至最佳位置，一般無需調(diào)節(jié)。但建議用戶自行記下TPG01（V/+）測量試驗孔處的視頻信號峰峰值，以理解調(diào)制芯片所需要的實際寫入信號幅度，請注意：該值一般較小，只約為小攝像頭輸出信號的數(shù)分之一，調(diào)節(jié)不當將使系統(tǒng)超載飽和，作業(yè)狀態(tài)惡化，甚至無法正常作業(yè)。

2、調(diào)制后FM信號的查看：
調(diào)制器UG02中心頻率為36MHz的載波經(jīng)視頻調(diào)制后FM信號的輸出端的19、20腳是差分形式的輸出，每腳上的單端信號幅度均在200～240mVpp之間（隨視圖像信號內(nèi)容而變，下同）。當視頻圖像信號未接入時，可用數(shù)字示波器直接讀取到基礎平穩(wěn)的載波中心頻率（可調(diào)節(jié)WG02實行校準）；而當視頻圖像信號接入后，調(diào)頻信號的振蕩波動線由于角度調(diào)制的作用而"發(fā)虛"，非常直觀。如希望查看該FM信號放大后的波動線，可將示波器接于TPG03（FM調(diào)頻信號）測量試驗點，信號幅度在2～3Vpp之間。

4、FM信號送入線路傳輸前的鉗位與電平變換過程查看：
UG02的19、20腳的信號需經(jīng)UG03A雙單端變換、放大并經(jīng)TG01緩沖放大方能達到足以驅(qū)動TTL/PECL電平變換器的幅度，但還必須使其底端鉗位于TTL信號規(guī)定的0電平上，才能有效驅(qū)動TTL器件。將示波器設于直線DC檔、1V/格的檔位上,可以在無寫入信號的現(xiàn)象下設定0電平基線水平位置，然后將探頭接于二極管DG01的負極（上端）實行查看，調(diào)節(jié)電位器WG03，將放大后的FM信號底端鉗位于地電平基線上。傳輸線上的PECL電平信號可在TPG04（解調(diào)寫入）查看孔處測量試驗，注意其PECL數(shù)值信號的波動線特別點、電平界限并實行差分信號的對比。

5、FM信號的解調(diào)電子回路的調(diào)節(jié)：
在TPG04（解調(diào)寫入）查看孔查看到正確的PECL電平FM信號后，經(jīng)過調(diào)節(jié)鑒頻解調(diào)芯片近旁的微型可調(diào)電容CG25，改變諧振線路的中心頻率，使收發(fā)雙方匹配，方能讓解調(diào)電子回路處于正常作業(yè)狀態(tài)。如果始終無法調(diào)節(jié)到同步狀態(tài)，需要重新檢驗測試發(fā)端載波的這些頻率是否偏離規(guī)定值過多。正常鎖定狀態(tài)下，TPG05測量試驗孔（FM解調(diào)）處可查看到解調(diào)還原出的視頻信號，但尚未經(jīng)過放大所以幅度很小。

6、視頻放大器與視頻去加重部分的查看與調(diào)節(jié)：
視頻輸出TPG08測量試驗孔處應查看到與發(fā)端原始視頻信號近似的波動線，其幅度經(jīng)過視頻放大器的增益調(diào)節(jié)電位器WG04可以實行調(diào)節(jié)。注意應使最終送到視頻監(jiān)視器的信號幅度與發(fā)端原始信號幅度盡量保持一致。注意：視頻信號收發(fā)端的幅度全部應該細心加以調(diào)節(jié)，若調(diào)節(jié)不當，過大或過小全部將使圖像發(fā)生失真：同步頭被壓縮將產(chǎn)生圖像抖動、變形扭曲甚至完全不能成像；彩色副載波的衰減過大將使圖像彩色消失，等等。
說明：
由于本模型塊解調(diào)后續(xù)低通濾波電子回路受模型塊體積所限較為簡便，可能信號中殘留一部分未濾除干凈的高頻載波成分，但一般視頻監(jiān)視器對這樣高頻率的成分不敏感，故對還原后的圖像影響不大。