"Progettare e produrre un ricetrasmettitore wireless che esegue la trasmissione mista di segnali digitali-analogici sullo stesso canale. Tra questi, il segnale digitale è composto da un insieme di 4 numeri da 0 a 9; il segnale analogico è un segnale vocale con una gamma di frequenza da 100 Hz a 5 kHz. Utilizzando la trasmissione wireless, l'intervallo di frequenza della portante è 20~30 MHz, la larghezza di banda del canale non è superiore a 25 kHz e la distanza di trasmissione più breve tra l'apparecchiatura del ricetrasmettitore non è inferiore a 100 cm.
"
Il concorso elettronico per studenti universitari di quest'anno è terminato, la seguente è un'analisi delle domande E.
1. Compito
Progettare e produrre un ricetrasmettitore wireless che esegue la trasmissione mista di segnali digitali-analogici sullo stesso canale. Tra questi, il segnale digitale è composto da un insieme di 4 numeri da 0 a 9; il segnale analogico è un segnale vocale con una gamma di frequenza da 100 Hz a 5 kHz. Utilizzando la trasmissione wireless, l'intervallo di frequenza della portante è 20~30 MHz, la larghezza di banda del canale non è superiore a 25 kHz e la distanza di trasmissione più breve tra l'apparecchiatura del ricetrasmettitore non è inferiore a 100 cm.
L'estremità trasmittente del ricetrasmettitore completa l'elaborazione combinata del segnale digitale e del segnale analogico e modula e trasmette sullo stesso canale.
L'estremità ricevente del ricetrasmettitore completa la ricezione e la demodulazione e separa il segnale digitale e il segnale analogico. Il segnale digitale viene visualizzato con un tubo digitale e il segnale analogico viene osservato con un oscilloscopio.
2. Requisiti
1. Requisiti di base
(1) Realizzare la trasmissione del segnale analogico. Il segnale analogico è un segnale vocale da 100 Hz a 5 kHz e la forma d'onda del segnale analogico demodulato all'estremità ricevente non deve presentare distorsioni evidenti. Quando vengono trasmessi solo segnali analogici, il display digitale sul lato ricevente è spento.
(2) Realizzare la trasmissione del segnale digitale. Digitare prima un gruppo di 4 numeri da 0 a 9 e memorizzare e dalla visualizzazione loro all'estremità di invio, quindi premere il pulsante di invio per trasmettere continuamente e ciclicamente il segnale digitale. Il segnale digitale viene demodulato all'estremità ricevente e visualizzato attraverso 4 tubi digitali. Il tempo di risposta richiesto per avviare l'invio al display del tubo digitale non è superiore a 2 secondi. Quando il mittente preme il pulsante di arresto, la trasmissione del segnale digitale viene terminata e, allo stesso tempo, la visualizzazione dei numeri trasmessi viene cancellata sul mittente e si attende l'immissione di nuovi numeri.
(3) Realizzare la trasmissione mista di segnali digitali-analogici. Inserisci arbitrariamente un gruppo di numeri, mescola e modula con segnali analogici per la trasmissione. L'estremità ricevente deve essere in grado di demodulare correttamente il segnale digitale e il segnale analogico, il display digitale è corretto e la forma d'onda del segnale analogico non presenta distorsioni evidenti.
(4) La larghezza di banda del canale del ricetrasmettitore non è superiore a 25kHz e la gamma di frequenza portante è 20~30MHz. È necessario che il ricetrasmettitore possa essere selezionato e impostato in non meno di 3 frequenze portanti e la frequenza portante specifica sia determinata da sé.
2. Gioca a parte
(1) Dopo che la trasmissione del segnale digitale è stata interrotta all'estremità trasmittente, il display digitale all'estremità ricevente si spegnerà automaticamente dopo un ritardo di 5 secondi.
(2) Partendo dal presupposto di soddisfare i requisiti di base, minore è il consumo energetico del ricetrasmettitore, meglio è.
(3) Con la premessa di soddisfare i requisiti di base, la gamma di frequenza del segnale analogico trasmesso dal ricetrasmettitore è estesa a 50Hz~10kHz.
(4) Altri.
Tre, descrizione
(1) I segnali digitali e analogici devono essere elaborati dal combinato circuito prima, e poi modulata e trasmessa sullo stesso canale. Il metodo di modulazione e il grado di modulazione sono determinati da soli. Dovrebbe esserci una porta di osservazione all'estremità di uscita del circuito combinato per consentire all'oscilloscopio di osservare i cambiamenti della forma d'onda del segnale combinato.
(2) Non deve esserci alcun collegamento tra il trasmettitore e il ricevitore del ricetrasmettitore.
(3) L'estremità di trasmissione del ricetrasmettitore e l'antenna sono collegate da spine SMA, l'estremità di trasmissione è la testa F (femmina) e l'estremità dell'antenna è la testa M (maschio). La lunghezza dell'antenna non supera 1 metro.
(4) Sia l'estremità trasmittente che l'estremità ricevente del ricetrasmettitore sono alimentate da un'unica batteria e il circuito di alimentazione all'estremità trasmittente dovrebbe avere una porta di prova per l'alimentazione voltaggio e attuale.
(5) La frequenza portante del ricetrasmettitore deve essere selezionata il più possibile per evitare interferenze ambientali con le onde radio.
(6) La larghezza di banda del canale in questo argomento è concordata per essere la larghezza di banda di -40 dB del segnale modulato, che viene misurata da un analizzatore di spettro. I dettagli sono mostrati nella figura sottostante.
Analisi del tema e progettazione del progetto
Questo argomento è un sistema ricetrasmettitore wireless relativamente completo che richiede la trasmissione simultanea di segnali analogici e digitali.
Secondo la descrizione dei requisiti di trasmissione del segnale analogico nel titolo, il segnale analogico adotta il metodo di trasmissione analogico. L'intervallo di frequenza del segnale analogico che deve essere trasmesso è compreso tra 50 Hz e 10 kHz. Se viene utilizzata la modulazione AM, la larghezza di banda del canale richiesta è 20 kHz.
Il segnale digitale che deve essere trasmesso è un numero decimale a 4 cifre, più informazioni ridondanti come l'intestazione di sincronizzazione e il codice di controllo del frame di dati, il numero di bit che devono essere trasmessi non deve superare 40. Il titolo stabilisce anche che il tempo dall'inizio della trasmissione al display del terminale non deve superare i 2 secondi, quindi il bit rate di trasmissione effettivo può essere di appena 20 bps. Secondo il teorema di Shannon, finché il rapporto segnale-rumore del canale non è estremamente negativo, la larghezza di banda del canale richiesta per la trasmissione dei dati è estremamente ridotta, il che è quasi trascurabile rispetto ai segnali analogici.
La larghezza di banda del canale specificata dal titolo è 25kHz, il segnale analogico occupa i 20kHz centrali e la larghezza di banda di 2.5kHz è lasciata su entrambi i lati e il canale digitale sopra menzionato è più che sufficiente. Pertanto, è possibile selezionare una frequenza della sottoportante compresa tra 10kHz~12.5kHz (ad esempio 11.2kHz, che è la media geometrica di 10kHz e 12.5kHz) e modulare questa sottoportante con un segnale digitale per ottenere un segnale modulato digitale (la modulazione più semplice metodo è la modulazione OOK).
Infine, il segnale modulato digitale e il segnale analogico vengono sovrapposti, e il segnale misto sovrapposto viene modulato con modulazione AM sulla portante, amplificato e quindi inviato all'antenna per la trasmissione. La struttura complessiva dello spettro è la seguente:
La struttura del circuito di questo schema è mostrata nella figura seguente.
In questo schema, il filtro che distingue i due segnali è la chiave.
Il requisito del filtro passa-basso del segnale analogico è: c'è una quantità sufficientemente grande di attenuazione vicino alla frequenza della sottoportante del segnale digitale e l'attenuazione a 12.5kHz dovrebbe essere maggiore di 40dB. Secondo questi due requisiti, è una scelta migliore utilizzare un filtro ellittico di ordine superiore e progettare la prima frequenza zero del filtro vicino alla frequenza di sottoportante del segnale digitale. Ad esempio, utilizzando un filtro passa-basso ellittico del 7° ordine con una fluttuazione in banda di 0.5 dB, l'attenuazione a 11.2 kHz (frequenza della sottoportante digitale) e maggiore di 12.5 kHz può essere maggiore di 45 dB.
Il requisito del filtro passa banda del segnale digitale è: dovrebbe esserci un'attenuazione sufficiente a 10kHz e 12.5kHz. Poiché la larghezza di banda del segnale digitale è estremamente bassa, il metodo più semplice è quello di mettere in cascata più filtri point-pass. Ad esempio, se vengono collegati in cascata tre filtri point-pass con una frequenza centrale di 11.2kHz e un valore Q di 25, la loro larghezza di banda totale è di circa 20Hz e l'attenuazione a 10kHz e 12.5kHz è di circa 45dB.
La parte ricevente è una tipica struttura del ricevitore supereterodina, in cui la ricezione del segnale analogico è sostanzialmente la stessa di quella di un normale ricevitore AM.
Il circuito amplificatore intermedio dovrebbe avere una funzione AGC per garantire che l'ampiezza del segnale di uscita non cambi molto al variare delle condizioni di ricezione, in modo da facilitare la successiva demodulazione del segnale digitale.
La struttura del decodificatore della parte ricevente digitale varia con il metodo di modulazione. Se si tratta di modulazione OOK, l'ampiezza del segnale dopo il filtro passa banda è l'1 e lo 0 del segnale in banda base, e può essere inviato al microprocessore per la decodifica purché venga rimodellato dal comparatore. Se si tratta di un altro metodo di modulazione, potrebbe essere necessario ripristinare la sottoportante come segnale di sincronizzazione prima di eseguire la decodifica di sincronizzazione.
Ovviamente, per la situazione in cui la larghezza di banda dei due segnali di questo argomento è ampia e l'altra è stretta, purché lo spettro sia disposto ragionevolmente, lo schema di trasmissione ibrida sopra menzionato è efficace e il circuito è relativamente semplice. Dai parametri forniti e dai requisiti di base 1, dalla descrizione 1 e da altre condizioni, si può intuire che la proposta sembra essere basata su questo schema di trasmissione misto.
Il concorso elettronico per studenti universitari di quest'anno è terminato, la seguente è un'analisi delle domande E.
1. Compito
Progettare e produrre un ricetrasmettitore wireless che esegue la trasmissione mista di segnali digitali-analogici sullo stesso canale. Tra questi, il segnale digitale è composto da un insieme di 4 numeri da 0 a 9; il segnale analogico è un segnale vocale con una gamma di frequenza da 100 Hz a 5 kHz. Utilizzando la trasmissione wireless, l'intervallo di frequenza della portante è 20~30 MHz, la larghezza di banda del canale non è superiore a 25 kHz e la distanza di trasmissione più breve tra l'apparecchiatura del ricetrasmettitore non è inferiore a 100 cm.
L'estremità trasmittente del ricetrasmettitore completa l'elaborazione combinata del segnale digitale e del segnale analogico e modula e trasmette sullo stesso canale.
L'estremità ricevente del ricetrasmettitore completa la ricezione e la demodulazione e separa il segnale digitale e il segnale analogico. Il segnale digitale viene visualizzato con un tubo digitale e il segnale analogico viene osservato con un oscilloscopio.
2. Requisiti
1. Requisiti di base
(1) Realizzare la trasmissione del segnale analogico. Il segnale analogico è un segnale vocale da 100 Hz a 5 kHz e la forma d'onda del segnale analogico demodulato all'estremità ricevente non deve presentare distorsioni evidenti. Quando vengono trasmessi solo segnali analogici, il display digitale sul lato ricevente è spento.
(2) Realizzare la trasmissione del segnale digitale. Digitare prima un gruppo di 4 numeri da 0 a 9 e memorizzarli e visualizzarli all'estremità dell'invio, quindi premere il pulsante di invio per trasmettere continuamente e ciclicamente il segnale digitale. Il segnale digitale viene demodulato all'estremità ricevente e visualizzato attraverso 4 tubi digitali. Il tempo di risposta richiesto per avviare l'invio al display del tubo digitale non è superiore a 2 secondi. Quando il mittente preme il pulsante di arresto, la trasmissione del segnale digitale viene terminata e, allo stesso tempo, la visualizzazione dei numeri trasmessi viene cancellata sul mittente e si attende l'immissione di nuovi numeri.
(3) Realizzare la trasmissione mista di segnali digitali-analogici. Inserisci arbitrariamente un gruppo di numeri, mescola e modula con segnali analogici per la trasmissione. L'estremità ricevente deve essere in grado di demodulare correttamente il segnale digitale e il segnale analogico, il display digitale è corretto e la forma d'onda del segnale analogico non presenta distorsioni evidenti.
(4) La larghezza di banda del canale del ricetrasmettitore non è superiore a 25kHz e la gamma di frequenza portante è 20~30MHz. È necessario che il ricetrasmettitore possa essere selezionato e impostato in non meno di 3 frequenze portanti e la frequenza portante specifica sia determinata da sé.
2. Gioca a parte
(1) Dopo che la trasmissione del segnale digitale è stata interrotta all'estremità trasmittente, il display digitale all'estremità ricevente si spegnerà automaticamente dopo un ritardo di 5 secondi.
(2) Partendo dal presupposto di soddisfare i requisiti di base, minore è il consumo energetico del ricetrasmettitore, meglio è.
(3) Con la premessa di soddisfare i requisiti di base, la gamma di frequenza del segnale analogico trasmesso dal ricetrasmettitore è estesa a 50Hz~10kHz.
(4) Altri.
Tre, descrizione
(1) I segnali digitali e analogici devono essere prima elaborati dal circuito combinato, quindi modulati e trasmessi sullo stesso canale. Il metodo di modulazione e il grado di modulazione sono determinati da soli. Dovrebbe esserci una porta di osservazione all'estremità di uscita del circuito combinato per consentire all'oscilloscopio di osservare i cambiamenti della forma d'onda del segnale combinato.
(2) Non deve esserci alcun collegamento tra il trasmettitore e il ricevitore del ricetrasmettitore.
(3) L'estremità di trasmissione del ricetrasmettitore e l'antenna sono collegate da spine SMA, l'estremità di trasmissione è la testa F (femmina) e l'estremità dell'antenna è la testa M (maschio). La lunghezza dell'antenna non supera 1 metro.
(4) Sia l'estremità trasmittente che l'estremità ricevente del ricetrasmettitore sono alimentate da un'unica batteria e il circuito di alimentazione all'estremità trasmittente dovrebbe avere una porta di prova per la tensione e la corrente di alimentazione.
(5) La frequenza portante del ricetrasmettitore deve essere selezionata il più possibile per evitare interferenze ambientali con le onde radio.
(6) La larghezza di banda del canale in questo argomento è concordata per essere la larghezza di banda di -40 dB del segnale modulato, che viene misurata da un analizzatore di spettro. I dettagli sono mostrati nella figura sottostante.
Analisi del tema e progettazione del progetto
Questo argomento è un sistema ricetrasmettitore wireless relativamente completo che richiede la trasmissione simultanea di segnali analogici e digitali.
Secondo la descrizione dei requisiti di trasmissione del segnale analogico nel titolo, il segnale analogico adotta il metodo di trasmissione analogico. L'intervallo di frequenza del segnale analogico che deve essere trasmesso è compreso tra 50 Hz e 10 kHz. Se viene utilizzata la modulazione AM, la larghezza di banda del canale richiesta è 20 kHz.
Il segnale digitale che deve essere trasmesso è un numero decimale a 4 cifre, più informazioni ridondanti come l'intestazione di sincronizzazione e il codice di controllo del frame di dati, il numero di bit che devono essere trasmessi non deve superare 40. Il titolo stabilisce anche che il tempo dall'inizio della trasmissione al display del terminale non deve superare i 2 secondi, quindi il bit rate di trasmissione effettivo può essere di appena 20 bps. Secondo il teorema di Shannon, finché il rapporto segnale-rumore del canale non è estremamente negativo, la larghezza di banda del canale richiesta per la trasmissione dei dati è estremamente ridotta, il che è quasi trascurabile rispetto ai segnali analogici.
La larghezza di banda del canale specificata dal titolo è 25kHz, il segnale analogico occupa i 20kHz centrali e la larghezza di banda di 2.5kHz è lasciata su entrambi i lati e il canale digitale sopra menzionato è più che sufficiente. Pertanto, è possibile selezionare una frequenza della sottoportante compresa tra 10kHz~12.5kHz (ad esempio 11.2kHz, che è la media geometrica di 10kHz e 12.5kHz) e modulare questa sottoportante con un segnale digitale per ottenere un segnale modulato digitale (la modulazione più semplice metodo è la modulazione OOK).
Infine, il segnale modulato digitale e il segnale analogico vengono sovrapposti, e il segnale misto sovrapposto viene modulato con modulazione AM sulla portante, amplificato e quindi inviato all'antenna per la trasmissione. La struttura complessiva dello spettro è la seguente:
La struttura del circuito di questo schema è mostrata nella figura seguente.
In questo schema, il filtro che distingue i due segnali è la chiave.
Il requisito del filtro passa-basso del segnale analogico è: c'è una quantità sufficientemente grande di attenuazione vicino alla frequenza della sottoportante del segnale digitale e l'attenuazione a 12.5kHz dovrebbe essere maggiore di 40dB. Secondo questi due requisiti, è una scelta migliore utilizzare un filtro ellittico di ordine superiore e progettare la prima frequenza zero del filtro vicino alla frequenza di sottoportante del segnale digitale. Ad esempio, utilizzando un filtro passa-basso ellittico del 7° ordine con una fluttuazione in banda di 0.5 dB, l'attenuazione a 11.2 kHz (frequenza della sottoportante digitale) e maggiore di 12.5 kHz può essere maggiore di 45 dB.
Il requisito del filtro passa banda del segnale digitale è: Dovrebbe esserci un'attenuazione sufficiente a 10kHz e 12.5kHz. Poiché la larghezza di banda del segnale digitale è estremamente bassa, il metodo più semplice è quello di mettere in cascata più filtri point-pass. Ad esempio, se vengono collegati in cascata tre filtri point-pass con una frequenza centrale di 11.2kHz e un valore Q di 25, la loro larghezza di banda totale è di circa 20Hz e l'attenuazione a 10kHz e 12.5kHz è di circa 45dB.
La parte ricevente è una tipica struttura del ricevitore supereterodina, in cui la ricezione del segnale analogico è sostanzialmente la stessa di quella di un normale ricevitore AM.
Il circuito amplificatore intermedio dovrebbe avere una funzione AGC per garantire che l'ampiezza del segnale di uscita non cambi molto al variare delle condizioni di ricezione, in modo da facilitare la successiva demodulazione del segnale digitale.
La struttura del decodificatore della parte ricevente digitale varia con il metodo di modulazione. Se si tratta di modulazione OOK, l'ampiezza del segnale dopo il filtro passa banda è l'1 e lo 0 del segnale in banda base, e può essere inviato al microprocessore per la decodifica purché venga rimodellato dal comparatore. Se si tratta di un altro metodo di modulazione, potrebbe essere necessario ripristinare la sottoportante come segnale di sincronizzazione prima di eseguire la decodifica di sincronizzazione.
Ovviamente, per la situazione in cui la larghezza di banda dei due segnali di questo argomento è ampia e l'altra è stretta, purché lo spettro sia disposto ragionevolmente, lo schema di trasmissione ibrida sopra menzionato è efficace e il circuito è relativamente semplice. Dai parametri forniti e dai requisiti di base 1, dalla descrizione 1 e da altre condizioni, si può intuire che la proposta sembra essere basata su questo schema di trasmissione misto.
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