TN-0893.0101高频电子技术思考题答案(3)

2019-01-27 13:39

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4.7、无线接收电路中,输入调谐电路起什么作用?输入调谐电路与天线之间有哪几种连接方式?各有哪些优缺点?

答:输入调谐电路也称输入选择电路,由电感L和可变电容C组成,改变电容C,可以调节电路的谐振频率,从而达到选择有用信号的目的。 天线与调谐回路之间的常用耦合方式有以下四种。(1)直接耦合方式;(2)电容耦合方式;(3)电感耦合方式;(4)电感-电容耦合方式。直接耦合方式会导致回路Q值下降并引起失谐,因此在实际接收电路中很少使用;电容耦合时,耦合电容C1的容量取得小,与天线—地之间形成的电容C0串联后减弱了电容C0对输入回路的影响。缺点是C1的容抗随频率变化,高频端传输系数大,低频端传输系数下降,影响低频端信号接收;电感耦合时,低频传输传输系数大,高频端传输系数小,不过传输系数随频率变化比较缓慢,因此这种耦合方式用得比较多;天线与调谐回路之间既有电容耦合,又有电感耦合,电感耦合对低端信号传输有利,电容耦合对高端信号有利,综合的结果,可以在整个接收范围内得到比较均匀的传输系数。在一些高性能的接收机中都采用这种耦合方式。

4.8、超外差式接收电路中,本地振荡电路的振荡频率为什么要稳定?不稳定会发生什么问题?如何产生稳定的正弦波振荡?

答:超外式接收机能否稳定地接收到某一个信号,主要决定于本地振荡的频率能否跟踪该输入信号,即能否始终保持与输入信号差一个中频信号。假设某个时刻已经收到某个调频台的信号,这时,本地振荡的频率却因温度升高等原因发生了漂移,本振频率与输入信号频率之差偏离中频,接收信号质量就会下降,严重时甚至会丢失。为了解决这个问题,除了尽可能地保持本地振荡频率稳定之外,一个行之有效的办法便是引入自动频率控制电路,简称AFC电路。通过AFC电路的自动控制作用,能使本地振荡频率始终跟随输入信号频率变化,从而使两者之差始终等于或接近于中频。

4.9、变频电路可分为自激式和它激式变频电路等两类,这两类电路有什么差别?

答:它激式变频电路,其本振电压由单独的振荡电路产生;自激式变频电路,其本振电压由变频管自身产生的。

4.10、中频放大电路有哪些主要指标,是如何定义的? 答:(1)中频放大增益,是指超外差调频及调幅接收机框图中“中频放大电路”的增益;(2) 选择性,指中放电路抑制邻频干扰信号的能力;(3)通频带, 是指中频放大电路能有效放大的信号频率宽度。 4.11、常用的中频放大电路有哪几类?各有什么优缺点?

答:常用的中频放大电路有调谐式和集中选频式放大电路两大类,调谐式中频放大电路又分单调谐和双调谐中频放大电路。

调谐式中放电路的缺点是选择性较差、电路元器件多、调整麻烦等缺点,因此不宜集成化。采用集中放大和滤波的集中滤波选频式中放电路则可克服这些缺点,能在获得高增益的同时有良好的选择性。这种电路容易集成化,因此已获得广泛的应用。

4.12、何谓AGC和AFC电路?这两个电路在接收电路中起什么作用?

答:接收机工作时,由于不同频率电台的发射功率大小不等、接收机与与电台之间的距离各异等原因,天线所接收到的不同电台的信号强弱在很大范围内变化,信号微弱时只有几微伏至几十微伏,信号强的可达几百毫伏。为了获得稳定的音量,需要让中频放大电路的放大倍数随输入信号的强弱而自动变化,输入信号强时,放大倍数下降,信号弱时放大倍数上升。用来实现这一功能的电路即为自动增益控制电路,简称AGC电路。

AFC是频率自动控制的简称,通过AFC电路的自动控制作用,能使本地振荡频率始终跟随输入信号频率变化,从而使两者之差始终等于或接近于中频。

4.13、超外差式调频接收机的高频头由哪几部分组成,画出框图并说明各组成部分的作用。 答:调频广播高频头电路框图如下所示,它由输入电路、高频放大电路和变频电路组成。

中频信号输出 输入电路 高频放大电路 变频电路 来自鉴频器的AFC信号 12

输入电路由天线和LC谐振回路组成,用于选择性地接收特定频段的信号(例如调频广播频段88~108MHz的信号)并抑制接收频段外的干扰。高频放大电路的作用是对接收到的高频信号进行放大。变频电路通过它激或自激的方式将放大后的高频信号转换为中频信号,来自鉴频器的AFC信号用来稳定本振频率。

4.14、无线收发芯片有哪些技术指标?哪些是用来说明接收功能的?哪些是用来说明发射功能的?

答:由于无线收发芯片分为发射芯片、接收芯片和收发芯片三大类,因此芯片所涉及的主要特性指标也分为三类:第一类是这三类芯片都使用的性能指标,称其为共有指标;第二类是描述发射特性的指标,称为发射模式指标;第三类是描述接收特性的指标,称为接收模式指标。

共有指标有(1)电源电压;(2)工作温度;(3)芯片封装形式和尺寸;(4)外接元件数目;(5)天线尺寸;(6)低功耗模式电流等。描述发射特性的指标有(1)发射频率;(2)晶振频率;(3)调制方式;(4)数据速率;(5)最大输出功率;(6)发射模式电流等。描述接收特性的指标有(1)输入频率;(2)接收灵敏度;(3)接收模式电流;(4)基准频率和中频;(5)调制方式和数据速率等。 4.15、比特率和波特率是如何定义的,彼此有什么差异?两个量的单位各是什么?

答:比特率定义为每秒传输的二进制代码的有效位数,单位是bit/s,表示每秒可传输多少个二进制位数。波特率是指数字信号对载波的调制速率,它用单位时间内载波调制状态改变次数来表示,其单位是baud/s。

波特率和比特率是两个不同的概念,但又有联系。如果数字信号所用的是二进制幅移键控调制,则载波的振幅只有两种状态,要么有高电平振幅,要么振幅为零。如果载波调制状态每秒变化1000次,则其波特率为1000baud/s,每次变化所传输的是一个二进制位,因此传输速率为1000bit/s,波特率和比特率在数值上相等。假如采用的是四进制幅移键控调制,这时载波的振幅有四种状态。如果载波状态每秒变化1000次,其波特率仍为1000 baud/s。由于载波状态变化一次所传输的是一位四进制数,相当于两个二进制位,因此,这种情况下信号传输的速率为2000bit/s。比特率(信号传输速率)和波特率(载波调制速率)不仅含义不同,数值上也不相等。

4.16、无线收发芯片按用途划分,可分为哪几类?

答:按用途划分,无线收发芯片可分为以下五大类:收音机集成电路;电视机集成电路;手机等通信专用芯片;射频卡芯片和数据传输和遥控芯片。

4.17、无线收发模块与芯片有什么联系和差别?为使用方别起见,首选的应该是无线收发芯片还是收发模块?

答:高频电路集成化后所形成的集成电路常称无线收发电路芯片,或射频电路芯片。为便于使用,减少用户对于芯片外接元器件布局设计及调试工作,许多厂家无线收发芯片和高频晶体管,配以必须的电阻、电感、电容等元器件,组成具有无线收发功能的单元即为无线收发模块。为方便起见,首选的应该是收发模块。

第五章 高频电子技术在遥控电路中的应用

5.1、无线遥控装置中,被传输的控制指令为什么要编码?举例说明不编码的遥控装置在使用时会存在的问题。

答:控制指令为什么不直接输入无线发射电路对载波进行调制,而要经过编码后才用来对载波进行调制呢?主要有以下两点理由:

(1)利于区别不同的指令。以遥控玩具汽车为例,控制汽车右转、后退、前进或左转等四种运动,用简单的按键一按一放所形成的单脉冲无法实现四种运动的控制。对控制指令进行编码,不同的指令被变为不同的指令代码,接收方就能正确判断所接收到的属什么指令;

(2)提高抗干扰能力。用简单的按键一按一放所形成的单脉冲很难与接收机周围空间存在的无线电干扰相区分。例如,接收机附近一台手持电钻突然开启,接收电路也会接收到高频信号,解调后也

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是一个脉冲,这一脉冲就会引起玩具汽车的误动作,因此,遥控装置的抗干扰能力就很差。进行控制指令编码则可大大提高遥控装置的抗干扰能力,只要将控制指令编为稍微复杂一些的指令码,接收电路就容易区分干扰和控制指令。

5.2、无线遥控装置由哪几部分组成,画出组成框图,简要说明各部分的功能及各部分相互之间的关系。

答:无线遥控装置由控制指令电路、指令编码电路、无线发射电路、无线接收电路、解码电路、译码电路和执行电路组成,如下图所示。

控制指 令电路 指令编 码电路 无线发 射电路 无线接 收电路 解码 电路 译码 电路 执行 电路 一般无线遥控电路框图

“控制指令电路”用来产生控制受控对象的指令,该指令经“指令编码电路”转换为与各条指令相对应的编码脉冲,然后输入“无线发射电路”对载波进行调制并向外发射。“无线接收电路”通过天线接收来自发射方的射频信号,进行放大、解调并复原发射方所发射的基带信号,再通过“解码电路”和“译码电路”将指令编码信号恢复为控制指令,经执行电路控制受控对象。

5.3、何谓“通路”,何谓“通道”,两者有什么联系?有何差别? 答:高频无线电波所经过的路径称为“通路”,简称“路”;控制信号传播所经过的路径称为“通道”。高频无线电波只在发射电路和接收天线之间传播,因此遥控装置的“通路”只存在于无线发射电路和接收电路之间。控制指令则不同,在无线发射电路和接收电路之间,控制指令由高频信号携带着传输,控制信号与高频无线电波沿着相同的路径传播,但从控制指令产生以后直至输入发射电路前,以及接收电路解调出指令编码以后直至执行电路,控制信号并没有与高频信号混在一起。因此,遥控电路中控制指令所经过的“通道”与高频无线电波传播的“通路”是两个不同的概念,两者既有联系,又可以明确地区分。

5.4、按通路和通道的不同,无线遥控装置可分为哪些类型? 答:按通路和通道数,遥控电路分为以下4类:(1)单路单通道遥控(2)单路多通道遥控(3)多路单通道遥控(4)多路多通道遥控

5.5、举出单路多通道、单路单通道遥控装置的例子,画出其组成框图。 答:下图所示的遥控玩具汽车控制装置是单路多通道遥控装置的一个实例:

3V R2~R5 K1 K2 K3 K4 指令编 码电路 无线发 射电路 无线接 收电路 解码 电路 遥控玩具汽车控制装置框图

下图所示的无线门铃控制装置即属单路单通道控制装置。

K1 无线发 射电路 无线接 收电路 无线遥控门铃框图

音乐 芯片 14

5.6、举出多路单通道、多路多通道遥控装置的例子,画出其组成框图。 答:多路单通道遥控装置的一个实例是家用照明灯遥控装置,如下图所示

无线接 收电路1 解码译 码电路1 执行电 路1

单通道 无线接 收电路2 解码译 码电路2 执行电 路2 控制指 令电路 指令编 码电路 无线发 射电路 单通道 ……… 无线接 收电路N 家用照明灯控制装置框图 解码译 码电路N 执行电 路N

单通道 多路多通道的一个实例是医院病床呼叫系统,框图如下

发1 指示灯1 1 发2 收 N 2 指示灯2 …… 发N …… 指示灯N 医院病床呼叫系统框图

5.7、按照性能的不同,编解码芯片可分为哪几类?各类芯片之间主要差异是什么? 答:目前常用的编解码芯片可分为以下3类。

(1)固定型编解码芯片,典型的芯片是编码/解码芯片SC2262/2272等,(2)学习码型编解码芯片,典型的编码芯片是eV1527,对应的解码芯片为TDH6300,(3)滚动码型编解码芯片,滚动码编码解码芯片也是配对使用的,常用的滚动码编码芯片是HCS300/301,与其配套使用的解码芯片有HCS500/512/515和NT2174/2184/2175/2185等。

由固定型编解码芯片组成的遥控电路,缺点是线路复杂,保密性较差。学习码型芯片取消了地址线,改为片内预烧编码,增加了保密性,同时编码重复率也下降到100万分之一。滚动码型编解码芯片最基本的功能也是进行加密通信。和前面两种编解码芯片不同,滚动码编解码芯片所使用的密码是滚动式变化的,因此具有特别高的保密性。

5.8、解码芯片PT2272-M6和PT2272-L6有什么差别?图5.16中,将芯片PT2272-M4更换为PT2272-L4,会出现什么问题?

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答:PT2272-M6型号后缀中的M表示输出为非锁存型,6表示有6条数据线;PT2272-L6型号后缀中的L表示输出为锁存型,6表示有6条数据线,图5.16中,将芯片PT2272-M4更换为PT2272-L4, 因17脚锁存为高电平,K键释放后音乐不会停止。

5.9、仿照5.3.6,用编解码芯片MX5326/5327组成64路病房呼叫系统,画出电路图并与PT2262/2272组成的遥控装置进行比较。

答:PT2262/PT2272组成病床呼叫系统时,需要6条 数据线对64路病床进行编码,改用MX5326/MX5327后,由 于MX5326/MX5327只有4条数据线,一组MX5326/MX5327 只能对16路病床进行编码,因此用它们组成呼叫系统时需要 4对MX5326/MX5327,每对的收发方的地址编码相同。发射 方电路如右,每床的数据编码不同。

5.10、试用PT2262/2272组成14路家庭照明遥控装置,画出电路图,简要说明其工作原理。 答:发射电路如图101。开关K和G1、G2、G3、G4的差别是按钮K按下时接通,释放后断开, G1、G2、G3、G4按下时接通,放手后维持接通状态不变,再按一次后按键上升,开关断开。

接收电路共14块,每一块控制一路照明装置。这14块接收电路彼此间的差异是地址线的连接方式不同,其他电路的接法都相同,如图102所示。14块电路PT227212条地址线中,1~8的接法(接地、接高电平或悬空)都和发射电路相同,10~13的接法彼此不同,每一块线路板的接法分别对应于发射电路开关G1、G2、G3、G4的一种有效组态。遥控装置工作原理如下

9V K 18 G1 G2 G3 G4 R1 13 R2 R3 R4 12 11 15 16 17 R3 3 1 F05E 4 9V K 18 1 2 3 4 5 6 MX5326 16 17 1013 ~6 10~9 7 15 R1 3 1 F05E 2 4 MX5326/5327组成病房呼叫系统发

10 1~8 8条地址线 2 PT2262 14 9 图-101 14路家庭照明遥控发射电路

以14路照明装置中某一路(例如设该路G1、G2、G3、G4设定为0110)的控制为例,按下遥控发射电路的K键,由于编码启动端接地,芯片PT2262即开始编码,并通过天线向外发射经编码地址信号调制的无线电波。14路接收电路都会接收到这一无线电信号,经过放大、解调后送入各自的解码芯片PT2227进行解码并将解码所得的地址码与自己的地址码进行对照。14块接收电路板中只有G1、G2、


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