无线电发送与接收实验

无线电发送与接收实验

一、 实验目的
1．组建调频、调幅无线传输，建立系统概念；
2．掌控把握系统联调的方法，培养解决实际问题的能力。
二、实验使用仪表器具
1．高频实验箱各种电子回路实验板
2．20MH双踪示波器
3. 万用表
三、实验基础原理与电子回路
1. 调频无线传输系统原理
调频系统由于高频振荡器输出的振幅不变，因而设定有较强的抗干扰能力与较高的效率。所以在无线通信、广播电视、遥控遥测等方面获取广泛应用。本实验不要求发射的功率（W）达到多大，只要能达到信号发射、接收的效果。因此，整机电子回路对比简便。

四、实验内容
1．调频发射系统组建。
2．调频接收系统的组建。
3．调频发射与调频接收系统的统调。
五、实验步骤
1．调频发射系统组建
(1).按框图12-1 插好所需模型块并按图中红色提醒字部分调节好和模型块的状态，用电缆线将各模型块写入输出连接好，接通各模型块电源。
(2)．将变容二极管调频实验电子回路模型块辐射频率调到10.7MHZ，低频信号源频率设定为1KH z 并送入谐振放大器。
(3)．用示波器测量试验各模型块写入输出波动线，并调节各模型块可调元件，使输出达最佳状态。

（2）调频接收系统组建
(1).按框图12-2 插好所需模型块，用电缆线将各模型块写入输出连接好，接通各模型块电源。
(2)．将电容耦合相位鉴频器实验模型块中心频率调到10.7MHZ，解调后低频信号送到实验箱音频放大器，调动音量控制电位器，使其正常发音。
(3)．用示波器测量试验各模型块写入输出波动线，并调节各模型块可调元件，使输出达最佳状态。
六、实验报告要求
1. 画出方案中各方框写入输出波动线，并标明其频率。
2. 记录实验数值，并作出解析和写出实验心得体会。



电视信号FM调制解调模型块功能与使用说明

一、基础简介
电视信号FM调制解调模型块是本公司通用高频实验箱的配套实验模型块之一，其功能是完成电视基带信号的频率调制与解调，以便在无线、光纤等介质信道中传输。由于应用了脉冲FM调制，有效信息表现在高频载波频率的改变上，而与传输后的载波幅度无关，因此，传输中由于各类幅度改变引起的噪声干扰可以便利的加以消除，完成可再生中继，大大提升了传输重量并延长了传输距离。以该核心技术设计出的工业设备早已成功应用来多个省市电视台的信号传输网路，例如演播中心到发射台站的传输干线中，并逐渐推广到各种远距离视频监控的应用场合，实践证明达到了很好的效果。
电子回路模型块的核心部位件是NE568高频锁相环和MC13155宽带FM限幅正交鉴频器。前者用来频率调制，后者用来鉴频解调，这两种芯片全部是用来卫星通信的进口包括电子回路。应用NE568代替简便的变容二极管调频电子回路，可使电子回路的一致性、可靠性和温度（℃）平稳性大大提升，系统整体功能明显跃升，体现了现代高重量电子元件优异的技术功能。学生在使用"变容二极管调频电子回路模型块"经过对低频话音信号的调频过程学习掌控把握了简便而原始的基础调频原理后，再应用"电视信号FM调制解调模型块"熟悉和理解现代新型器件在更高的频率界限内的实际使用技术，可以更加开阔眼界，贴近FM调制解调技术的实际应用，无疑是十分有益和必要的。

二、电子回路包括及作业原理
从视频写入插头座送入的频率界限为0～6.5MHz的视频基带信号，首先经过UG01缓冲隔离与视频加重。视频界限很宽，其4.43MHz的彩色副载波及其以上的高频部分在传输中受到的衰减要大于低频部分。如果不采取必要的措施，将会造成接收的信号发生频率失真，高频分量的不足表现在电视画面中可能让图像细节模糊不清，表现在色彩方面可能让颜色还原失真，严重的甚至使色彩消失。解决这一问题的常用的、简便易行的方法是在发端有意识的人为提升信号的高频分量，经传输后，再按照收端接收信号的实际现象，将高频分量恢复到正常数值。提升发端信号高频分量的过程称为"加重"，而收端将高频分量恢复到正常数值的过程称为"去加重"。
加重处置整理后的视频信号经幅度调节到一定数值后，经电容CG04、电阻RG23送到FM调制芯片NE568的17脚实行频率调制。NE568的振荡中心频率F0必须与接收端相匹配，否则收端无法正确的实行鉴频。在这里，中心频率F0是由CG14和电位器WG02来确定的，该频率的微调可经过电位器WG02完成，出厂时已精确调节为36MHz。NE568的FM输出引脚是19和20脚，以差分形式输出，因此在后续电子回路中设定了差分写入-单端输出的高频放大器，充分运用差分信号使增益比单端写入的电子回路提升一倍。信号放大并经超高频三极管TG01处置整理后达到3V峰峰值，进入钳位电子回路，将等幅的FM信号钳位于0～2V之间，以便实行TTL电平到PECL电平的变换。众所周知，ECL信号的规范是专门设计用来传输高频数字信号的，为降低器件功耗其信号摆幅很小，只有0.8～1.0Vpp，常以差分形式双线传输，但最初的设计规范是以负电平形式作业的，不论数值是"1"还是"0"，其实际电平均在负电压（V）界限内，使得电源配备和与其他电子回路连接口全部对比麻烦。PECL电平的含义是"正极性的ECL电平"，解决了上述问题，目前应用十分广泛。本模型块的TTL-PECL变换是在UG04芯片中完成的，由UG04的3、4两脚输出PECL电平的差分信号，发端电阻RG09～RG12、收端电阻RG30～RG33是双方的PECL阻抗匹配互联网，该信号适合与双绞线、光纤收发器等高速数值传输介质或设备连接口，可以便利的实行远距离高速传输。（本模型块主要侧重于体现调制与解调技术，收发双方的连接应用了电子回路板上的一对简短铜线连接）。
经传输的FM信号经RG35-CG19和RG36-CG20以差分形式送入收端FM鉴频芯片MC13155的1脚与16脚，实行宽带FM限幅正交鉴频。电容Cx、电感LG03包括的线路必须精确调节，使与发端频率匹配。经鉴频解调后恢复的视频信号仍应用差分形式，经由芯片的4脚与5脚输出。由于解调的信号幅度对比小，不足以直接驱动视频监视设备，还必需经过UG06A实行差分到单端信号的变换和放大，此时的信号含有加重部分的频率成分，并混有36MHz载波与其上下边带的大量高频成分，需要经过低通互联网和UG06B芯片进一步处置整理，完成去加重和残余载波分量的滤除，最后经阻抗匹配电阻RG53送到"视频输出"插头座。
模型块设定了写入视频、视频加重V+、压控振荡器VCO输出、调频信号输出FM、钳位偏置信号、解调写入、收端载波、FM解调信号、+/F视放输出以及最终的+/A去加重后输出等诸多的测量试验查看孔，方便应用示波器查看解析信号路由上各个关键点的波动线，全面理解FM信号调制解调的整个过程。
电视信号FM调制解调模型块的完整电子回路原理图见下页。



三、实验方法与注意事项
1、信源幅度的调节：
信源应用小摄像头的输出视频信号，小摄像头的输出信号幅度空载时一般为2Vpp左右。（视图像信号的内容会有一些改变）将该信号用75欧姆同轴电缆引入本模型块的"视频写入"插头座，经低阻写入电子回路匹配后，幅度降为1Vpp左右。电位器WG01用来调节调制器的写入信号幅度，设备出厂时已调至最佳位置，一般无需调节。但建议用户自行记下TPG01（V/+）测量试验孔处的视频信号峰峰值，以理解调制芯片所需要的实际写入信号幅度，请注意：该值一般较小，只约为小摄像头输出信号的数分之一，调节不当将使系统超载饱和，作业状态恶化，甚至无法正常作业。

2、调制后FM信号的查看：
调制器UG02中心频率为36MHz的载波经视频调制后FM信号的输出端的19、20脚是差分形式的输出，每脚上的单端信号幅度均在200～240mVpp之间（随视图像信号内容而变，下同）。当视频图像信号未接入时，可用数字示波器直接读取到基础平稳的载波中心频率（可调节WG02实行校准）；而当视频图像信号接入后，调频信号的振荡波动线由于角度调制的作用而"发虚"，非常直观。如希望查看该FM信号放大后的波动线，可将示波器接于TPG03（FM调频信号）测量试验点，信号幅度在2～3Vpp之间。

4、FM信号送入线路传输前的钳位与电平变换过程查看：
UG02的19、20脚的信号需经UG03A双单端变换、放大并经TG01缓冲放大方能达到足以驱动TTL/PECL电平变换器的幅度，但还必须使其底端钳位于TTL信号规定的0电平上，才能有效驱动TTL器件。将示波器设于直线DC档、1V/格的档位上,可以在无写入信号的现象下设定0电平基线水平位置，然后将探头接于二极管DG01的负极（上端）实行查看，调节电位器WG03，将放大后的FM信号底端钳位于地电平基线上。传输线上的PECL电平信号可在TPG04（解调写入）查看孔处测量试验，注意其PECL数值信号的波动线特别点、电平界限并实行差分信号的对比。

5、FM信号的解调电子回路的调节：
在TPG04（解调写入）查看孔查看到正确的PECL电平FM信号后，经过调节鉴频解调芯片近旁的微型可调电容CG25，改变谐振线路的中心频率，使收发双方匹配，方能让解调电子回路处于正常作业状态。如果始终无法调节到同步状态，需要重新检验测试发端载波的这些频率是否偏离规定值过多。正常锁定状态下，TPG05测量试验孔（FM解调）处可查看到解调还原出的视频信号，但尚未经过放大所以幅度很小。

6、视频放大器与视频去加重部分的查看与调节：
视频输出TPG08测量试验孔处应查看到与发端原始视频信号近似的波动线，其幅度经过视频放大器的增益调节电位器WG04可以实行调节。注意应使最终送到视频监视器的信号幅度与发端原始信号幅度尽量保持一致。注意：视频信号收发端的幅度全部应该细心加以调节，若调节不当，过大或过小全部将使图像发生失真：同步头被压缩将产生图像抖动、变形扭曲甚至完全不能成像；彩色副载波的衰减过大将使图像彩色消失，等等。
说明：
由于本模型块解调后续低通滤波电子回路受模型块体积所限较为简便，可能信号中残留一部分未滤除干净的高频载波成分，但一般视频监视器对这样高频率的成分不敏感，故对还原后的图像影响不大。