"Mereka bentuk dan mengeluarkan transceiver wayarles yang melakukan penghantaran campuran isyarat analog digital pada saluran yang sama. Antaranya, isyarat digital terdiri daripada satu set 4 nombor dari 0 hingga 9; isyarat analog ialah isyarat suara dengan julat frekuensi 100 Hz hingga 5 kHz. Menggunakan penghantaran tanpa wayar, julat frekuensi pembawa ialah 20 ~ 30MHz, lebar jalur saluran tidak lebih daripada 25kHz, dan jarak penghantaran terpendek antara peralatan transceiver tidak kurang daripada 100cm.
"
Pertandingan elektronik pelajar kolej tahun ini telah berakhir, berikut adalah analisis soalan E.
1. Tugas
Mereka bentuk dan mengeluarkan transceiver wayarles yang melakukan penghantaran campuran isyarat analog digital pada saluran yang sama. Antaranya, isyarat digital terdiri daripada satu set 4 nombor dari 0 hingga 9; isyarat analog ialah isyarat suara dengan julat frekuensi 100 Hz hingga 5 kHz. Menggunakan penghantaran tanpa wayar, julat frekuensi pembawa ialah 20 ~ 30MHz, lebar jalur saluran tidak lebih daripada 25kHz, dan jarak penghantaran terpendek antara peralatan transceiver tidak kurang daripada 100cm.
Hujung pemancar transceiver melengkapkan pemprosesan gabungan isyarat digital dan isyarat analog, dan memodulasi dan menghantar pada saluran yang sama.
Hujung penerima transceiver melengkapkan penerimaan dan penyahmodulatan, dan memisahkan isyarat digital dan isyarat analog. Isyarat digital dipaparkan dengan tiub digital, dan isyarat analog diperhatikan dengan osiloskop.
2. Keperluan
1. Keperluan asas
(1) Realisasikan penghantaran isyarat analog. Isyarat analog ialah isyarat suara 100 Hz hingga 5 kHz, dan bentuk gelombang isyarat analog terdemodulasi pada hujung penerima diperlukan untuk tidak mempunyai herotan yang jelas. Apabila hanya isyarat analog sedang dihantar, paparan digital pada hujung penerima dimatikan.
(2) Realisasikan penghantaran isyarat digital. Pertama taip dalam kumpulan 4 nombor dari 0 hingga 9 dan simpan dan memaparkan mereka pada hujung penghantaran, dan kemudian tekan butang hantar untuk menghantar isyarat digital secara berterusan dan kitaran. Isyarat digital dinyahmodulasi pada hujung penerima dan dipaparkan melalui 4 tiub digital. Masa tindak balas yang diperlukan untuk mula menghantar ke paparan tiub digital adalah tidak lebih daripada 2 saat. Apabila pengirim menekan butang berhenti, penghantaran isyarat digital ditamatkan, dan pada masa yang sama, paparan nombor yang dihantar dikosongkan pada pengirim, dan nombor baharu menunggu untuk input.
(3) Merealisasikan penghantaran campuran isyarat digital-analog. Masukkan sekumpulan nombor sewenang-wenangnya, campurkan dan modulasi dengan isyarat analog untuk penghantaran. Hujung penerima diperlukan untuk dapat menyahmodulasi isyarat digital dan isyarat analog dengan betul, paparan digital adalah betul, dan bentuk gelombang isyarat analog tidak mempunyai herotan yang jelas.
(4) Jalur lebar saluran transceiver tidak lebih daripada 25kHz, dan julat frekuensi pembawa ialah 20~30MHz. Transceiver perlu dipilih dan ditetapkan dalam tidak kurang daripada 3 frekuensi pembawa, dan frekuensi pembawa khusus ditentukan dengan sendirinya.
2. Main bahagian
(1) Selepas penghantaran isyarat digital dihentikan di hujung pemancar, paparan digital di hujung penerima akan terpadam secara automatik selepas kelewatan 5 saat.
(2) Pada premis memenuhi keperluan asas, semakin rendah penggunaan kuasa transceiver, semakin baik.
(3) Pada premis memenuhi keperluan asas, julat frekuensi isyarat analog yang dihantar oleh transceiver dilanjutkan kepada 50Hz~10kHz.
(4) Lain-lain.
Tiga, penerangan
(1) Isyarat digital dan analog mesti diproses oleh gabungan litar pertama, dan kemudian dimodulasi dan dihantar pada saluran yang sama. Kaedah modulasi dan tahap modulasi ditentukan sendiri. Perlu ada port cerapan di hujung keluaran litar gabungan untuk osiloskop memerhati perubahan bentuk gelombang isyarat gabungan.
(2) Tidak boleh ada apa-apa hubungan antara penghantar dan penerima transceiver.
(3) Hujung pemancar transceiver dan antena disambungkan oleh palam SMA, hujung pemancar ialah kepala F (perempuan), dan hujung antena ialah kepala M (lelaki). Panjang antena tidak melebihi 1 meter.
(4) Kedua-dua hujung pemancar dan hujung penerima transceiver dikuasakan oleh bekalan kuasa bateri tunggal, dan litar bekalan kuasa di hujung pemancar harus mempunyai port ujian untuk bekalan voltan dan semasa.
(5) Kekerapan pembawa transceiver hendaklah dipilih sejauh mungkin untuk mengelakkan gangguan gelombang radio persekitaran.
(6) Jalur lebar saluran dalam topik ini dipersetujui sebagai lebar jalur -40dB bagi isyarat termodulat, yang diukur oleh penganalisis spektrum. Butirannya ditunjukkan dalam rajah di bawah.
Analisis topik dan reka bentuk projek
Topik ini adalah sistem transceiver wayarles yang agak lengkap yang memerlukan penghantaran serentak isyarat analog dan digital.
Mengikut penerangan keperluan penghantaran isyarat analog dalam tajuk, isyarat analog menggunakan kaedah penghantaran analog. Julat frekuensi isyarat analog yang perlu dihantar ialah 50 Hz hingga 10 kHz. Jika modulasi AM digunakan, lebar jalur saluran yang diperlukan ialah 20 kHz.
Isyarat digital yang perlu dihantar ialah nombor perpuluhan 4 digit, ditambah dengan maklumat berlebihan seperti pengepala penyegerakan dan kod semak bingkai data, bilangan bit yang perlu dihantar tidak boleh melebihi 40. Tajuk juga menetapkan bahawa masa dari permulaan penghantaran ke paparan terminal tidak boleh melebihi 2 saat, jadi kadar bit penghantaran sebenar boleh serendah 20bps. Menurut teorem Shannon, selagi nisbah isyarat kepada hingar saluran tidak terlalu teruk, lebar jalur saluran yang diperlukan untuk penghantaran data adalah sangat sempit, yang hampir boleh diabaikan berbanding dengan isyarat analog.
Jalur lebar saluran yang ditentukan oleh tajuk ialah 25kHz, isyarat analog menduduki 20kHz tengah, dan lebar jalur 2.5kHz ditinggalkan pada kedua-dua belah, dan saluran digital yang disebutkan di atas adalah lebih daripada mencukupi. Oleh itu, anda boleh memilih frekuensi subcarrier antara 10kHz~12.5kHz (contohnya, 11.2kHz, iaitu purata geometri 10kHz dan 12.5kHz), dan memodulasi subcarrier ini dengan isyarat digital untuk mendapatkan isyarat termodulat digital (modulasi paling mudah kaedah ialah modulasi OOK).
Akhir sekali, isyarat termodulat digital dan isyarat analog ditindih, dan isyarat campuran bertindih dimodulasi dengan modulasi AM pada pembawa, dikuatkan dan kemudian dihantar ke antena untuk penghantaran. Struktur spektrum keseluruhan adalah seperti berikut:
Struktur litar skema ini ditunjukkan dalam rajah di bawah.
Dalam skema ini, penapis yang membezakan kedua-dua isyarat adalah kuncinya.
Keperluan penapis laluan rendah isyarat analog ialah: terdapat jumlah pengecilan yang cukup besar berhampiran frekuensi sub-pembawa isyarat digital, dan pengecilan pada 12.5kHz harus lebih besar daripada 40dB. Mengikut dua keperluan ini, adalah pilihan yang lebih baik untuk menggunakan penapis eliptik tertib tinggi dan mereka bentuk frekuensi sifar pertama penapis berhampiran frekuensi subpembawa isyarat digital. Contohnya, menggunakan penapis laluan rendah elips tertib ke-7 dengan turun naik dalam jalur 0.5dB, pengecilan pada 11.2kHz (frekuensi subpembawa digital) dan lebih besar daripada 12.5kHz boleh melebihi 45dB.
Keperluan penapis laluan jalur bagi isyarat digital ialah: perlu ada pengecilan yang mencukupi pada 10kHz dan 12.5kHz. Oleh kerana lebar jalur isyarat digital adalah sangat rendah, melata berbilang penapis titik-laluan adalah kaedah yang paling mudah. Sebagai contoh, jika tiga penapis laluan titik dengan frekuensi tengah 11.2kHz dan nilai Q 25 dilantunkan, jumlah lebar jalurnya ialah kira-kira 20Hz, dan pengecilan pada 10kHz dan 12.5kHz ialah kira-kira 45dB.
Bahagian penerima ialah struktur penerima superheterodyne biasa, di mana penerimaan isyarat analog pada asasnya adalah sama dengan penerima AM biasa.
Litar penguat perantaraan harus mempunyai fungsi AGC untuk memastikan amplitud isyarat keluaran tidak banyak berubah apabila keadaan penerimaan berubah, untuk memudahkan penyahmodulasi isyarat digital berikutnya.
Struktur penyahkod bahagian penerima digital berbeza dengan kaedah modulasi. Jika ia adalah modulasi OOK, amplitud isyarat selepas penapis laluan jalur ialah 1 dan 0 isyarat jalur asas, dan ia boleh dihantar ke mikropemproses untuk penyahkodan selagi ia dibentuk semula oleh pembanding. Jika ia kaedah modulasi lain, mungkin perlu memulihkan subpembawa sebagai isyarat penyegerakan sebelum melakukan penyahkodan penyegerakan.
Jelas sekali, untuk situasi di mana lebar jalur kedua-dua isyarat topik ini adalah luas dan satu lagi sempit, selagi spektrum disusun secara munasabah, skim penghantaran hibrid yang disebutkan di atas adalah berkesan dan litarnya agak mudah. Daripada parameter yang diberikan dan keperluan asas 1, perihalan 1, dan syarat-syarat lain, boleh diagak bahawa proposisi itu nampaknya berdasarkan skema transmisi campuran ini.
Pertandingan elektronik pelajar kolej tahun ini telah berakhir, berikut adalah analisis soalan E.
1. Tugas
Mereka bentuk dan mengeluarkan transceiver wayarles yang melakukan penghantaran campuran isyarat analog digital pada saluran yang sama. Antaranya, isyarat digital terdiri daripada satu set 4 nombor dari 0 hingga 9; isyarat analog ialah isyarat suara dengan julat frekuensi 100 Hz hingga 5 kHz. Menggunakan penghantaran tanpa wayar, julat frekuensi pembawa ialah 20 ~ 30MHz, lebar jalur saluran tidak lebih daripada 25kHz, dan jarak penghantaran terpendek antara peralatan transceiver tidak kurang daripada 100cm.
Hujung pemancar transceiver melengkapkan pemprosesan gabungan isyarat digital dan isyarat analog, dan memodulasi dan menghantar pada saluran yang sama.
Hujung penerima transceiver melengkapkan penerimaan dan penyahmodulatan, dan memisahkan isyarat digital dan isyarat analog. Isyarat digital dipaparkan dengan tiub digital, dan isyarat analog diperhatikan dengan osiloskop.
2. Keperluan
1. Keperluan asas
(1) Realisasikan penghantaran isyarat analog. Isyarat analog ialah isyarat suara 100 Hz hingga 5 kHz, dan bentuk gelombang isyarat analog terdemodulasi pada hujung penerima diperlukan untuk tidak mempunyai herotan yang jelas. Apabila hanya isyarat analog sedang dihantar, paparan digital pada hujung penerima dimatikan.
(2) Realisasikan penghantaran isyarat digital. Pertama taip dalam kumpulan 4 nombor dari 0 hingga 9 dan simpan dan paparkannya pada hujung penghantaran, dan kemudian tekan butang hantar untuk menghantar isyarat digital secara berterusan dan kitaran. Isyarat digital dinyahmodulasi pada hujung penerima dan dipaparkan melalui 4 tiub digital. Masa tindak balas yang diperlukan untuk mula menghantar ke paparan tiub digital adalah tidak lebih daripada 2 saat. Apabila pengirim menekan butang berhenti, penghantaran isyarat digital ditamatkan, dan pada masa yang sama, paparan nombor yang dihantar dikosongkan pada pengirim, dan nombor baharu menunggu untuk input.
(3) Merealisasikan penghantaran campuran isyarat digital-analog. Masukkan sekumpulan nombor sewenang-wenangnya, campurkan dan modulasi dengan isyarat analog untuk penghantaran. Hujung penerima diperlukan untuk dapat menyahmodulasi isyarat digital dan isyarat analog dengan betul, paparan digital adalah betul, dan bentuk gelombang isyarat analog tidak mempunyai herotan yang jelas.
(4) Jalur lebar saluran transceiver tidak lebih daripada 25kHz, dan julat frekuensi pembawa ialah 20~30MHz. Transceiver perlu dipilih dan ditetapkan dalam tidak kurang daripada 3 frekuensi pembawa, dan frekuensi pembawa khusus ditentukan dengan sendirinya.
2. Main bahagian
(1) Selepas penghantaran isyarat digital dihentikan di hujung pemancar, paparan digital di hujung penerima akan terpadam secara automatik selepas kelewatan 5 saat.
(2) Pada premis memenuhi keperluan asas, semakin rendah penggunaan kuasa transceiver, semakin baik.
(3) Pada premis memenuhi keperluan asas, julat frekuensi isyarat analog yang dihantar oleh transceiver dilanjutkan kepada 50Hz~10kHz.
(4) Lain-lain.
Tiga, penerangan
(1) Isyarat digital dan analog mesti diproses oleh litar gabungan terlebih dahulu, dan kemudian dimodulasi dan dihantar pada saluran yang sama. Kaedah modulasi dan tahap modulasi ditentukan sendiri. Perlu ada port cerapan di hujung keluaran litar gabungan untuk osiloskop memerhati perubahan bentuk gelombang isyarat gabungan.
(2) Tidak boleh ada apa-apa hubungan antara penghantar dan penerima transceiver.
(3) Hujung pemancar transceiver dan antena disambungkan oleh palam SMA, hujung pemancar ialah kepala F (perempuan), dan hujung antena ialah kepala M (lelaki). Panjang antena tidak melebihi 1 meter.
(4) Kedua-dua hujung pemancar dan hujung penerima transceiver dikuasakan oleh satu bekalan kuasa bateri, dan litar bekalan kuasa di hujung pemancar harus mempunyai port ujian untuk bekalan voltan dan arus.
(5) Kekerapan pembawa transceiver hendaklah dipilih sejauh mungkin untuk mengelakkan gangguan gelombang radio persekitaran.
(6) Jalur lebar saluran dalam topik ini dipersetujui sebagai lebar jalur -40dB bagi isyarat termodulat, yang diukur oleh penganalisis spektrum. Butirannya ditunjukkan dalam rajah di bawah.
Analisis topik dan reka bentuk projek
Topik ini adalah sistem transceiver wayarles yang agak lengkap yang memerlukan penghantaran serentak isyarat analog dan digital.
Mengikut penerangan keperluan penghantaran isyarat analog dalam tajuk, isyarat analog menggunakan kaedah penghantaran analog. Julat frekuensi isyarat analog yang perlu dihantar ialah 50 Hz hingga 10 kHz. Jika modulasi AM digunakan, lebar jalur saluran yang diperlukan ialah 20 kHz.
Isyarat digital yang perlu dihantar ialah nombor perpuluhan 4 digit, ditambah dengan maklumat berlebihan seperti pengepala penyegerakan dan kod semak bingkai data, bilangan bit yang perlu dihantar tidak boleh melebihi 40. Tajuk juga menetapkan bahawa masa dari permulaan penghantaran ke paparan terminal tidak boleh melebihi 2 saat, jadi kadar bit penghantaran sebenar boleh serendah 20bps. Menurut teorem Shannon, selagi nisbah isyarat kepada hingar saluran tidak terlalu teruk, lebar jalur saluran yang diperlukan untuk penghantaran data adalah sangat sempit, yang hampir boleh diabaikan berbanding dengan isyarat analog.
Jalur lebar saluran yang ditentukan oleh tajuk ialah 25kHz, isyarat analog menduduki 20kHz tengah, dan lebar jalur 2.5kHz ditinggalkan pada kedua-dua belah, dan saluran digital yang disebutkan di atas adalah lebih daripada mencukupi. Oleh itu, anda boleh memilih frekuensi subcarrier antara 10kHz~12.5kHz (contohnya, 11.2kHz, iaitu purata geometri 10kHz dan 12.5kHz), dan memodulasi subcarrier ini dengan isyarat digital untuk mendapatkan isyarat termodulat digital (modulasi paling mudah kaedah ialah modulasi OOK).
Akhir sekali, isyarat termodulat digital dan isyarat analog ditindih, dan isyarat campuran bertindih dimodulasi dengan modulasi AM pada pembawa, dikuatkan dan kemudian dihantar ke antena untuk penghantaran. Struktur spektrum keseluruhan adalah seperti berikut:
Struktur litar skema ini ditunjukkan dalam rajah di bawah.
Dalam skema ini, penapis yang membezakan kedua-dua isyarat adalah kuncinya.
Keperluan penapis laluan rendah isyarat analog ialah: terdapat jumlah pengecilan yang cukup besar berhampiran frekuensi sub-pembawa isyarat digital, dan pengecilan pada 12.5kHz harus lebih besar daripada 40dB. Mengikut dua keperluan ini, adalah pilihan yang lebih baik untuk menggunakan penapis eliptik tertib tinggi dan mereka bentuk frekuensi sifar pertama penapis berhampiran frekuensi subpembawa isyarat digital. Contohnya, menggunakan penapis laluan rendah elips tertib ke-7 dengan turun naik dalam jalur 0.5dB, pengecilan pada 11.2kHz (frekuensi subpembawa digital) dan lebih besar daripada 12.5kHz boleh melebihi 45dB.
Keperluan penapis pas jalur bagi isyarat digital ialah: Perlu ada pengecilan yang mencukupi pada 10kHz dan 12.5kHz. Oleh kerana lebar jalur isyarat digital adalah sangat rendah, melata berbilang penapis titik-laluan adalah kaedah yang paling mudah. Sebagai contoh, jika tiga penapis laluan titik dengan frekuensi tengah 11.2kHz dan nilai Q 25 dilantunkan, jumlah lebar jalurnya ialah kira-kira 20Hz, dan pengecilan pada 10kHz dan 12.5kHz ialah kira-kira 45dB.
Bahagian penerima ialah struktur penerima superheterodyne biasa, di mana penerimaan isyarat analog pada asasnya adalah sama dengan penerima AM biasa.
Litar penguat perantaraan harus mempunyai fungsi AGC untuk memastikan amplitud isyarat keluaran tidak banyak berubah apabila keadaan penerimaan berubah, untuk memudahkan penyahmodulasi isyarat digital berikutnya.
Struktur penyahkod bahagian penerima digital berbeza dengan kaedah modulasi. Jika ia adalah modulasi OOK, amplitud isyarat selepas penapis laluan jalur ialah 1 dan 0 isyarat jalur asas, dan ia boleh dihantar ke mikropemproses untuk penyahkodan selagi ia dibentuk semula oleh pembanding. Jika ia kaedah modulasi lain, mungkin perlu memulihkan subpembawa sebagai isyarat penyegerakan sebelum melakukan penyahkodan penyegerakan.
Jelas sekali, untuk situasi di mana lebar jalur kedua-dua isyarat topik ini adalah luas dan satu lagi sempit, selagi spektrum disusun secara munasabah, skim penghantaran hibrid yang disebutkan di atas adalah berkesan dan litarnya agak mudah. Daripada parameter yang diberikan dan keperluan asas 1, perihalan 1, dan syarat-syarat lain, boleh diagak bahawa proposisi itu nampaknya berdasarkan skema transmisi campuran ini.
Pautan: SKIIP39GA12T4V1 CM600DU-5F