第2章 基带传输系统设计方案
少，方程求解越难，但电路调整较方便。现在已经用计算机完成了方程组的求解，并将具有巴特沃斯、切比雪夫响应的n=2，3，?，8阶各种类型的有源滤波器的电路及其所用的R、C元器件的值制成设计圾，设计时只需要查表就能得到滤波器的电路及R、C元器件的值，这种查表法实际上就是有源滤波器的快速设计方法。具体设计步骤如下：
a 根据截止频率fc，从图2-10中选定一个电容C（uF）的标称值，使其满足
K?100 （2-15） fCCK值不能太大，否则会使电阻的取值较大，从而使引入的误差增加，通常取1≤K≤10。实际
取fc=3400Hz，作为低通滤波器的截止频率，由式（2-12）可知C在0.0029-0.029uF之间取值，由图2-10查得C=0.01uF,K=3。
图2-10 截止频率fc，电容C及参数K的对应关系
（a）截止频率fc（1Hz-10Hz） （b）截止频率fc（10Hz-10Hz）
b 从表2-4查出与Av对应的电容值及K=1时的电阻值，再将这些电阻值乘以参数K，得电阻的设计值。取Av=2，则R1=1.126K=3.378KΩ，R2=2.250K=6.750 KΩ,R3=6.752K=20.256KΩ,R4=6.752K=20.256 KΩ，C1=C=0.1uF。
表2-4 二阶低通滤波器设计表 Av 1 2 4 6 8 10 R1 1.422 1.126 0.824 0.617 0.521 0.462 R2 5.399 2.250 1.537 2.051 2.429 2.742 R3 开路 6.752 3.148 3.203 3.372 3.560 R4 0 6.752 9.444 16.012 23.602 32.038 C1 0.33C C 2C 2C 2C 2C c 理论验算。将R1、R2、R3、R4、C1、C代入式（2-14）得fc=3.35KHz,Av=2, 经过上述步骤就确定了电路中的所有参数，见表2-5。
表2-5 抗混叠滤波器的参数 R1/KΩ 3.378 R2/KΩ 6.750 R3/ KΩ 20.256 R4/ KΩ 20.256 12
2
2
4
第2章 基带传输系统设计方案
C/ uF C1/ uF 2.1.3 A/D转换和基带串行发送的设计
0.1 0.1 (1)基本要求[7]
微弱的语音进号经前置放大电路线性放大后就可进行A/D转化，获得的数字量输入数字调制发射模块进行发射，本设计中只作基带发送。放大后待量化的语音信号频率范围仍然在300-3400Hz之间，根据采样定理，采样频率必须大于等于基带最高频率的2倍，才可以由采样信号恢复出原信号。取最高频率为4KHz，则采样频率为8KHz。本设计利用PIC16F877单片机内置A/D转换电路实现10位量化，然后取高8位通过单片机的SPI模式进行基带串行送。
A/D转换电路应达到下列要求：
a 每次A/D转换周期（包括采样保持和量化两过程）不超过1/8KHz=125us
b 串行数据传输速率不得低于8bit/125us=64kb/s,并行传输速率每路不低于1bit/125us=8kb/s
(2)基本方案[8]
a A/D转换时间间隔。查询PIC16F877单片机手册，了解到每次A/D转换分两个阶段：采样保持，量化。最小采样保持时间为12us，量化用时12TAD。其中TAD由软件设置为TAD=8TOSC，TOSC为单片机所接晶振的周期，通常都是用4MHz晶振，TOSC=1/4MHz=0.25us，TAD=2us，量化用24us。则一次A/D转换最少用时为12+24=36us。所以每次A/D转换的间隔应控制在36us和125us之间，可用单片机内的定时器0进行定时，量化后的10位数字量结果只取高8位，采用单片机SPI主模式串行输出，流程图见图2-11。
图2-11 A/D转换流程图
b A/D转换参考电压。理论上放大后的语音信号电压在±15V之间变化，实际中可能难以达到，但可以确定是在正负电压之间变化，所以先以±5V作参考电压。
(3)程序代码
#include
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第2章 基带传输系统设计方案
//采用PIC16F877A的SPI主模式传输8位的AD转换数据
//SPI主模式下只要向SSPBUF存入数据，就可由SDO串行输出 //在中断中进行A/D转换并将结果放入SSPBUF，从而直接发送 void interrupt usart_seve() {
T0IF=0;TMR0=0xf6; ADGO=1; wait: if(ADIF==0) goto wait; SSPBUF=ADRESH;ADIF=0; //TMR0=0xc8; }
main() {
TRISC3=0;//RC3为输出作SCK TRISC5=0;//RC5为输出作SDO TRISC4=1;//RC4为输入作SDI SSPCON=0X31; SSPSTAT=0x40; INTCON=0xe0; OPTION=0x00;
ADCON0=0X41;//AD转换时钟为8分频,AN0为模拟输入，接通AD电路的电源；
ADCON1=0X0f;//选择采样数据左对齐，选择通道AN0为模拟输入,AN3,AN2外接正负基准电压 TMR0=0; loop:goto loop;}
2.2 基带接收部分的设计
基带接收部分的设计包括基带串行接收、D/A转换电路、平滑滤波器和功率放大器四部分的设计。
2.2.1 基带串行接收的设计
(1)基本方案
直接利用单片机的SPI从模式进行基带串行接收，然后由PORTB端口并行输出数据以供D/A转换。
(2)程序代码
#include
//采用PIC16F877A的SPI从模式接收8位的AD转换数据
//SPI从模式下按输入的SCK时钟由SDI串行输入8bit数据,然后存入SSPBUF //将SSPBUF内数据送至PORTB并行输出从而进行DA转换 void interrupt usart_seve()
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第2章 基带传输系统设计方案
{
SSPIF=0;
PORTB=SSPBUF;//并行输出8位数字量 }
main() {
TRISB=0;//并行输出数字量以供DA转换
TRISC3=1;//RC3为输入作SCK，说明是从模式 TRISC5=0;//RC5为输出作SDO TRISC4=1;//RC4为输入作SDI
SSPCON=0X35;//选择从动模式，不使能/SS
SSPSTAT=0x40;//每比特数据输出的中间时刻采样，SCK下降沿输出下一比特数据 INTCON=0xe0;//使能外围中断 SSPIE=1;SSPIF=0; loop:
goto loop;}
2.2.2 D/A转换电路和平滑滤波器的设计
（1）D/A转换芯片选择[9]
由于是并行接收，为简化设计，选用并行输入的D/A转换芯片，对芯片的要求主要是转换速率要足够高。设计采用DAC0832，其转换时间仅1us，远小于接收数据的周期125us，满足设计要求。
（2）DAC0832芯片性能结构
图2-12和图2-13分别为DAC0832的引脚图和内部结构图。其主要参数如下：分辨率为8位，转换时间为1μs，满量程误差为±1LSB，参考电压为(+10～-10)V，供电电源为(+5～+15)V，逻辑电平输入与TTL兼容。从图2-12中可见，在DAC0832中有两级锁存器，第一级锁存器称为输入寄存器，它的允许锁存信号为ILE，第二级锁存器称为DAC寄存器，它的锁存信号也称为通道控制信号 /XFER。
当ILE为高电平，片选信号 /CS 和写信号 /WR1为低电平时，输入寄存器控制信号为1，这种情况下，输入寄存器的输出随输入而变化。此后，当 /WR1由低电平变高时，控制信号成为低电平，此时，数据被锁存到输入寄存器中，这样输入寄存器的输出端不再随外部数据DB的变化而变化。
对第二级锁存来说，传送控制信号 /XFER 和写信号 /WR2同时为低电平时，二级锁存控制信号为高电平，8位的DAC寄存器的输出随输入而变化，此后，当 /WR2由低电平变
高时，控制信号变为低电平，于是将输入寄存器的信息锁存到DAC寄图2-12 DAC0832引脚15 图 第2章 基带传输系统设计方案
存器中。
图2-13 DAC0832内部结构图
（2）DAC0832工作方式
DAC0832有三种工作方式：直通方式，单缓冲方式，双缓冲方式。
a 直通方式 ：当ILE接高电平，CS、WR1、WR2和XFER都接数字地时，DAC处于直通方式，8位数字量一旦到达DI7～DI0输入端，就立即加到8位D/A转换器，被转换成模拟量。例如在构成波形发生器的场合，就要用到这种方式，即把要产生基本波形的数据存在ROM中，连续取出送到DAC去转换成电压信号。
b 单缓冲方式 ：只要把两个寄存器中的任何一个接成直通方式，而用另一个锁存器数据，DAC就可处于单缓冲工作方式。一般的做法是将WR2和XFER都接地，使DAC寄存器处于直通方式，另外把ILE接高电平，CS接端口地址译码信号，WR1接CPU的WR信号，这样就可以通过一条MOVX指令，选中该端口，使CS和WR1有效，启动D/A转换。
c 双缓冲方式 ：主要在以下两种情况下需要用双缓冲方式的D/A转换。
? 需在程序的控制下，先把转换的数据输入输入缓存器，然后在某个时刻再启动
D/A转换。这样，可先选中CS端口，把数据写入输入寄存器；再选中XFER端口，把输入寄存器内容写入DAC寄存器，实现D/A转换。
? 在需要同步进行D/A转换的多路DAC系统中，采用双缓冲方式，可以在不同的
时刻把要转换的数据打入各DAC的输入寄存器，然后由一个转换命令同时启动多个DAC转换。先用3条输出指令选择3个端口，分别将数据写入各DAC的输
入寄存器，当数据准备就绪后，再执行一次写操作，使XFER变低同时选通3个D/A的DAC寄存器，实现同步转换。
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无线对讲机设计(基带信号处理单元)毕业论文
