接收电路 - 基于CXA1019的无线数据传输系统

　　1 接收电路

　　接收电路包括射频前端和数字处理两部分， 下面分别予以介绍。

　　（1） 射频前端

　　射频接收的一般结构应包括天线、预选滤波器、低噪放大器、混频器和中频滤波器， 如果每一部分都独立设计， 则不仅设计调试的难度和工作量很大， 成本也会较高。本文利用CXA1019 的内部电路， 配以少许外部元件， 不但完全实现了射频接收的功能， 而且简化了设计，节省了时间和造价两方面的设计开销。

　　CXA1019 是日本索尼公司研制的单片大规模收音电路， 因其集成度高、外围元件少、性能优良， 在我国相当流行， 广受欢迎的“ 德生” 收音机内部多数采用了这款芯片[ 2]。CXA1019 包括了AM/FM 收音机从天线输入、高放、混频、本振、中放、检波直至音频功放的全部功能。

　　图3 所示为CXA1019 调频电路部分（ 图中检波解码部分是本设计的扩展） 。

采用CXA1019 调频收音时， 无线信号经带通滤波器滤除87 MHz~109 MHz 以外的信号， 进入12 脚进行高频放大。接收机设计中第一级放大器是关键，CXA1019 内置的低噪声高放性能优异， 保证了系统具有较高的灵敏度。放大后的信号与本振混频产生10.7 MHz 的中频信号。在正常收音模式下（ 如图中虚线所示） ， 该中频信号经10.7 MHz 陶瓷滤波器选频后接至17 脚， 在内部鉴频、检波和音频放大， 最后驱动扬声器发声。

　　由以上分析可以做一设想： 如果有一ASK （ 振幅键控） 信号， 载频在87 MHz~109 MHz 之间， 则这个信号可以通过带通滤波器进入高放和混频电路。通过调节本振， 可以在陶瓷滤波器输出端获得10.7 MHz 的ASK 信号， 此信号仍保留着原始的调制信息， 只是载频有所降低， 这正是希望得到的中频ASK 信号。对这个信号再做检波和解码处理， 即可得到所需的数字信号。经实验验证， 这个设想是可行的。

　　具体设计如图3 所示。改造方法十分简单， 在原CXA1019 调频电路的基础上， 断开10.7 MHz 滤波器与17 脚的连接， 将滤波器的输出接至后面的检波电路。

　　CXA1019 的其他功能如中波和短波接收均未用到， 与之关联的电路皆可省去， 使设计和调试的任务大大减轻。

　　实际调试时要注意适当调节高放和本振的两个调谐回路， 同时观察陶瓷滤波器的输出， 尽量使输出幅度最大，噪声和失真最小。

　　2 发射电路

　　待发送的信号首先通过PT2262 编码生成脉冲串，然后调制高频振荡器产生ASK 信号经天线发射出去，其结构如图4 所示。数字信号控制发射管基极导通与关断， 从而使振荡器输出振幅随调制信号的变化而在最大值和零值两种状态间变化， 即得到所需的ASK 信号。振荡器接成克拉泼形式， 采用声表面波器件SAW 稳频。

　　SAW 工作在串联谐振状态， 使电路具有很高的稳定性。

　　振荡器工作频率计算公式为：

　　本设计将振荡频率设定在90 MHz 。

　　3 编解码电路

　　无线通信易受干扰影响， 需要采用编解码技术提高检错和容错能力， 保证数据通信稳定可靠。系统采用PT2262/PT2272 完成编解码功能。PT2262/PT2272 是一对带地址、数据编码功能的无线发射接收芯片。发射时（ 见图4） 单片机将数据送至PT2262 数据引脚（7、8 、10-13） ， 置14 脚为低电平启动发射， 由17 脚输出串行脉冲信号作为调制信号。解码时（ 见图5 ） ， 来自10.7 MHz 滤波器的ASK 信号先经VD、C1、R2检波， 再通过LM358 放大后送入PT2272 的解码输入14 脚。解码成功时VT 由低变高， 解码后的数据出现在数据引脚上供单片机读取。需要注意的是， 发射和接收芯片地址码设置必须相同，PT2272 对收到的信号要进行2 次地址比对， 只有地址正确才有有效数据输出。