「同じチャネルでデジタルアナログ信号の混合伝送を実行するワイヤレストランシーバーを設計および製造します。 その中で、デジタル信号は4から0までの9つの数字のセットで構成されています。 アナログ信号は、100 Hz〜5kHzの周波数範囲の音声信号です。 無線伝送を使用する場合、搬送周波数範囲は20〜30MHz、チャネル帯域幅は25kHz以下、トランシーバー機器間の最短伝送距離は100cm以上です。
「
今年の大学生の電子コンテストは終了しました。以下はEの質問の分析です。
1.タスク
同じチャネルでデジタルアナログ信号の混合伝送を実行するワイヤレストランシーバーを設計および製造します。 その中で、デジタル信号は4から0までの9つの数字のセットで構成されています。 アナログ信号は、100 Hz〜5kHzの周波数範囲の音声信号です。 無線伝送を使用する場合、搬送周波数範囲は20〜30MHz、チャネル帯域幅は25kHz以下、トランシーバー機器間の最短伝送距離は100cm以上です。
トランシーバーの送信側は、デジタル信号とアナログ信号の複合処理を完了し、同じチャネルで変調して送信します。
トランシーバーの受信側は受信と復調を完了し、デジタル信号とアナログ信号を分離します。 デジタル信号はデジタルチューブで表示され、アナログ信号はオシロスコープで観測されます。
2。 要件
1.基本要件
（1）アナログ信号伝送を実現します。 アナログ信号は100Hz〜5 kHzの音声信号であり、受信側の復調されたアナログ信号波形には明らかな歪みがないことが求められます。 アナログ信号のみを送信しているときは、受信側のデジタル表示が消灯します。
（2）デジタル信号伝送を実現します。 最初に4から0までの9つの数字のグループに入力し、 ディスプレイ 送信側で送信ボタンを押して、デジタル信号を連続的かつ周期的に送信します。 デジタル信号は受信側で復調され、4本のデジタルチューブを通して表示されます。 デジタル管ディスプレイへの送信を開始するために必要な応答時間は2秒以内です。 送信者が停止ボタンを押すと、デジタル信号の送信が終了すると同時に、送信者の送信番号の表示がクリアされ、新しい番号の入力を待ちます。
（3）デジタルアナログ信号の混合伝送を実現します。 数字のグループを任意に入力し、送信用のアナログ信号と混合して変調します。 受信側は、デジタル信号とアナログ信号を正しく復調できる必要があり、デジタル表示が正しく、アナログ信号の波形に明らかな歪みがありません。
（4）トランシーバーのチャネル帯域幅は25kHz以下で、搬送周波数範囲は20〜30MHzです。 トランシーバーは3つ以上の搬送周波数で選択および設定できる必要があり、特定の搬送周波数はそれ自体で決定されます。
2.役割を果たす
（1）送信側でデジタル信号の送信を停止した後、5秒遅れて受信側のデジタル表示が自動的に消灯します。
（2）基本的な要件を満たすことを前提として、トランシーバーの消費電力は低いほど良いです。
（3）基本要件を満たすことを前提として、トランシーバーが送信するアナログ信号の周波数範囲を50Hz〜10kHzに拡張します。
（4）その他。
三、説明
（1）デジタル信号とアナログ信号は、組み合わせて処理する必要があります 回路 最初に変調され、同じチャネルで送信されます。 変調方式と変調度は独自に決定します。 オシロスコープが結合信号の波形変化を観測するために、結合回路の出力端に観測ポートが必要です。
（2）トランシーバーの送信機と受信機の間に接続があってはなりません。
（3）トランシーバーの送信端とアンテナは、SMAプラグで接続され、送信端はF（メス）ヘッド、アンテナ端はM（オス）ヘッドです。 アンテナの長さは1メートルを超えません。
（4）トランシーバーの送信側と受信側の両方が単一のバッテリー電源から電力を供給され、送信側の電源回路には供給用のテストポートが必要です。 電圧 そして現在。
（5）トランシーバーの搬送周波数は、環境電波の干渉を避けるために可能な限り選択する必要があります。
（6）このトピックのチャネル帯域幅は、スペクトラムアナライザによって測定される変調信号の-40dB帯域幅であることが合意されています。 詳細を下図に示します。
トピック分析とプロジェクト設計
このトピックは、アナログ信号とデジタル信号の同時送信を必要とする比較的完全なワイヤレストランシーバーシステムです。
タイトルのアナログ信号伝送要件の説明によると、アナログ信号はアナログ伝送方式を採用しています。 送信する必要のあるアナログ信号の周波数範囲は50Hz〜10kHzです。 AM変調を使用する場合、必要なチャネル帯域幅は20kHzです。
送信する必要のあるデジタル信号は、4桁の40進数に加えて、データフレームの同期ヘッダーやチェックコードなどの冗長情報であり、送信する必要のあるビット数は2を超えてはなりません。タイトルにも規定があります。送信開始から端末表示までの時間は20秒を超えてはならないため、実際の送信ビットレートはXNUMXbpsまで低くすることができます。 シャノンの定理によれば、チャネルの信号対雑音比が極端に悪くない限り、データ伝送に必要なチャネル帯域幅は非常に狭く、アナログ信号と比較してほとんど無視できます。
タイトルで指定されているチャネル帯域幅は25kHz、アナログ信号は中央の20kHzを占め、両側に2.5kHzの帯域幅が残っており、上記のデジタルチャネルで十分です。 したがって、10kHz〜12.5kHzのサブキャリア周波数（たとえば、11.2kHzと10kHzの幾何平均である12.5kHz）を選択し、このサブキャリアをデジタル信号で変調して、デジタル変調信号（最も単純な変調）を取得できます。方法はOOK変調です）。
最後に、デジタル変調信号とアナログ信号が重ね合わされ、重ね合わされた混合信号がキャリア上でAM変調で変調され、増幅されてからアンテナに送信されて送信されます。 全体的なスペクトル構造は次のとおりです。
この方式の回路構成を下図に示します。
このスキームでは、XNUMXつの信号を区別するフィルターが重要です。
アナログ信号のローパスフィルタの要件は次のとおりです。デジタル信号のサブキャリア周波数の近くに十分な量の減衰があり、12.5kHzでの減衰は40dBより大きくなければなりません。 これらの7つの要件によれば、高次の楕円フィルターを使用し、デジタル信号のサブキャリア周波数の近くにフィルターの最初のゼロ周波数を設計することをお勧めします。 たとえば、帯域内変動が0.5dBの11.2次楕円ローパスフィルターを使用すると、12.5kHz（デジタルサブキャリア周波数）および45kHzを超える減衰はXNUMXdBを超える可能性があります。
デジタル信号のバンドパスフィルターの要件は次のとおりです。10kHzと12.5kHzで十分な減衰が必要です。 デジタル信号の帯域幅は非常に低いため、複数のポイントパスフィルターをカスケード接続するのが最も簡単な方法です。 たとえば、中心周波数が11.2kHz、Q値が25の20つのポイントパスフィルターをカスケード接続すると、それらの合計帯域幅は約10Hzになり、12.5kHzと45kHzでの減衰は約XNUMXdBになります。
受信部は典型的なスーパーヘテロダイン受信機の構造で、アナログ信号の受信は基本的に通常のAM受信機と同じです。
中間増幅器回路は、その後のデジタル信号復調を容易にするために、受信条件が変化したときに出力信号の振幅があまり変化しないことを保証するAGC機能を備えている必要があります。
デジタル受信部のデコーダ構造は、変調方式によって異なります。 OOK変調の場合、バンドパスフィルター後の信号振幅はベースバンド信号の1と0であり、コンパレーターによって再形成されている限り、マイクロプロセッサーに送信してデコードすることができます。 別の変調方式の場合は、同期デコードを実行する前に、サブキャリアを同期信号として復元する必要がある場合があります。
明らかに、このトピックの1つの信号の帯域幅が広く、もう一方の信号の帯域幅が狭い状況では、スペクトルが適切に配置されている限り、上記のハイブリッド伝送方式が効果的であり、回路は比較的単純です。 与えられたパラメータと基本要件1、説明XNUMX、およびその他の条件から、提案はこの混合伝送方式に基づいているように思われると推測できます。
今年の大学生の電子コンテストは終了しました。以下はEの質問の分析です。
1.タスク
同じチャネルでデジタルアナログ信号の混合伝送を実行するワイヤレストランシーバーを設計および製造します。 その中で、デジタル信号は4から0までの9つの数字のセットで構成されています。 アナログ信号は、100 Hz〜5kHzの周波数範囲の音声信号です。 無線伝送を使用する場合、搬送周波数範囲は20〜30MHz、チャネル帯域幅は25kHz以下、トランシーバー機器間の最短伝送距離は100cm以上です。
トランシーバーの送信側は、デジタル信号とアナログ信号の複合処理を完了し、同じチャネルで変調して送信します。
トランシーバーの受信側は受信と復調を完了し、デジタル信号とアナログ信号を分離します。 デジタル信号はデジタルチューブで表示され、アナログ信号はオシロスコープで観測されます。
2。 要件
1.基本要件
（1）アナログ信号伝送を実現します。 アナログ信号は100Hz〜5 kHzの音声信号であり、受信側の復調されたアナログ信号波形には明らかな歪みがないことが求められます。 アナログ信号のみを送信しているときは、受信側のデジタル表示が消灯します。
（2）デジタル信号伝送を実現します。 まず、4から0までの9つの数字のグループを入力し、送信側に保存して表示します。次に、送信ボタンを押して、デジタル信号を連続的かつ周期的に送信します。 デジタル信号は受信側で復調され、4本のデジタルチューブを通して表示されます。 デジタル管ディスプレイへの送信を開始するために必要な応答時間は2秒以内です。 送信者が停止ボタンを押すと、デジタル信号の送信が終了すると同時に、送信者の送信番号の表示がクリアされ、新しい番号の入力を待ちます。
（3）デジタルアナログ信号の混合伝送を実現します。 数字のグループを任意に入力し、送信用のアナログ信号と混合して変調します。 受信側は、デジタル信号とアナログ信号を正しく復調できる必要があり、デジタル表示が正しく、アナログ信号の波形に明らかな歪みがありません。
（4）トランシーバーのチャネル帯域幅は25kHz以下で、搬送周波数範囲は20〜30MHzです。 トランシーバーは3つ以上の搬送周波数で選択および設定できる必要があり、特定の搬送周波数はそれ自体で決定されます。
2.役割を果たす
（1）送信側でデジタル信号の送信を停止した後、5秒遅れて受信側のデジタル表示が自動的に消灯します。
（2）基本的な要件を満たすことを前提として、トランシーバーの消費電力は低いほど良いです。
（3）基本要件を満たすことを前提として、トランシーバーが送信するアナログ信号の周波数範囲を50Hz〜10kHzに拡張します。
（4）その他。
三、説明
（1）デジタル信号とアナログ信号は、最初に直並列回路で処理され、次に変調されて同じチャネルで送信される必要があります。 変調方式と変調度は独自に決定します。 オシロスコープが結合信号の波形変化を観測するために、結合回路の出力端に観測ポートが必要です。
（2）トランシーバーの送信機と受信機の間に接続があってはなりません。
（3）トランシーバーの送信端とアンテナは、SMAプラグで接続され、送信端はF（メス）ヘッド、アンテナ端はM（オス）ヘッドです。 アンテナの長さは1メートルを超えません。
（4）トランシーバーの送信側と受信側の両方が単一のバッテリー電源から電力を供給され、送信側の電源回路には供給電圧と電流のテストポートが必要です。
（5）トランシーバーの搬送周波数は、環境電波の干渉を避けるために可能な限り選択する必要があります。
（6）このトピックのチャネル帯域幅は、スペクトラムアナライザによって測定される変調信号の-40dB帯域幅であることが合意されています。 詳細を下図に示します。
トピック分析とプロジェクト設計
このトピックは、アナログ信号とデジタル信号の同時送信を必要とする比較的完全なワイヤレストランシーバーシステムです。
タイトルのアナログ信号伝送要件の説明によると、アナログ信号はアナログ伝送方式を採用しています。 送信する必要のあるアナログ信号の周波数範囲は50Hz〜10kHzです。 AM変調を使用する場合、必要なチャネル帯域幅は20kHzです。
送信する必要のあるデジタル信号は、4桁の40進数に加えて、データフレームの同期ヘッダーやチェックコードなどの冗長情報であり、送信する必要のあるビット数は2を超えてはなりません。タイトルにも規定があります。送信開始から端末表示までの時間は20秒を超えてはならないため、実際の送信ビットレートはXNUMXbpsまで低くすることができます。 シャノンの定理によれば、チャネルの信号対雑音比が極端に悪くない限り、データ伝送に必要なチャネル帯域幅は非常に狭く、アナログ信号と比較してほとんど無視できます。
タイトルで指定されているチャネル帯域幅は25kHz、アナログ信号は中央の20kHzを占め、両側に2.5kHzの帯域幅が残っており、上記のデジタルチャネルで十分です。 したがって、10kHz〜12.5kHzのサブキャリア周波数（たとえば、11.2kHzと10kHzの幾何平均である12.5kHz）を選択し、このサブキャリアをデジタル信号で変調して、デジタル変調信号（最も単純な変調）を取得できます。方法はOOK変調です）。
最後に、デジタル変調信号とアナログ信号が重ね合わされ、重ね合わされた混合信号がキャリア上でAM変調で変調され、増幅されてからアンテナに送信されて送信されます。 全体的なスペクトル構造は次のとおりです。
この方式の回路構成を下図に示します。
このスキームでは、XNUMXつの信号を区別するフィルターが重要です。
アナログ信号のローパスフィルタの要件は次のとおりです。デジタル信号のサブキャリア周波数の近くに十分な量の減衰があり、12.5kHzでの減衰は40dBより大きくなければなりません。 これらの7つの要件によれば、高次の楕円フィルターを使用し、デジタル信号のサブキャリア周波数の近くにフィルターの最初のゼロ周波数を設計することをお勧めします。 たとえば、帯域内変動が0.5dBの11.2次楕円ローパスフィルターを使用すると、12.5kHz（デジタルサブキャリア周波数）および45kHzを超える減衰はXNUMXdBを超える可能性があります。
デジタル信号のバンドパスフィルターの要件は次のとおりです。10kHzと12.5kHzで十分な減衰が必要です。 デジタル信号の帯域幅は非常に低いため、複数のポイントパスフィルターをカスケード接続するのが最も簡単な方法です。 たとえば、中心周波数が11.2kHz、Q値が25の20つのポイントパスフィルターをカスケード接続すると、それらの合計帯域幅は約10Hzになり、12.5kHzと45kHzでの減衰は約XNUMXdBになります。
受信部は典型的なスーパーヘテロダイン受信機の構造で、アナログ信号の受信は基本的に通常のAM受信機と同じです。
中間増幅器回路は、その後のデジタル信号復調を容易にするために、受信条件が変化したときに出力信号の振幅があまり変化しないことを保証するAGC機能を備えている必要があります。
デジタル受信部のデコーダ構造は、変調方式によって異なります。 OOK変調の場合、バンドパスフィルター後の信号振幅はベースバンド信号の1と0であり、コンパレーターによって再形成されている限り、マイクロプロセッサーに送信してデコードすることができます。 別の変調方式の場合は、同期デコードを実行する前に、サブキャリアを同期信号として復元する必要がある場合があります。
明らかに、このトピックの1つの信号の帯域幅が広く、もう一方の信号の帯域幅が狭い状況では、スペクトルが適切に配置されている限り、上記のハイブリッド伝送方式が効果的であり、回路は比較的単純です。 与えられたパラメータと基本要件1、説明XNUMX、およびその他の条件から、提案はこの混合伝送方式に基づいているように思われると推測できます。