卫星调试和对讲机调试.docx
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卫星调试和对讲机调试
摘要
在当今时代,电子科技已经越来越发达,而通信和广播等领域也随之高速发展。
我国的卫星通信干线主要用于中央、各大区局、省局、开放城市和边远城市之间的通信。
它是国家通信骨干网的重要补充和备份,为保证地面网过负荷时以及非常时期(如地面发生自然灾害时)国家通信网的畅通,有着十分重要的作用。
卫星通信不仅能够远距离传送信息,还有质量好、干扰小、容量大等优点。
此次调试的重点是通信质量。
在通信中有时为了提高通信质量和使信号便于处理,需要在将语音、图象等有用信息经过调制后再发送出去。
通常信号的调制有调幅,调频和调相。
本次制作的收音机、对讲机就是一种简易的频率调制电路,对我们学习通信电路很有帮助。
关键词:
卫星通信;通信质量;频率调制;对讲机
Abstract
Inthisera,theelectronictechnologyhasbecomeincreasinglydeveloped,andthecommunicationsandbroadcastingalsohigh-speeddevelopment.
China'ssatellitecommunicationslinesusedmainlyforthecentral,majorRC,opencitiesandremotecommunicationbetweencities.Itisanationalcommunicationsbackbonenetworkasanimportantcomplementandbackup,inordertoensurethegroundnetworkoverload,aswellasduringanextraordinarytimewhen(suchasground-basedeventofnaturaldisasters)nationalcommunicationnetworkissmooth,hasaveryimportantrole.Satellitemmunicationscannotonlylong-distancetransmissionofinformation,aswellasgoodquality,interferencesmall,theadvantagesoflargecapacity.Thefocusofdebuggingcommunicationquality.
Incommunicationsometimesinordertoenhancecommunicationqualityandeaseofsignalprocessing,theneedforvoice,imagesandotherusefulinformationandthensentthroughmodulation.UsuallysignalmodulationhaveAM,FMandPM.Theproductionofradios,walkie-talkieisasummaryofthefrequencymodulationcircuit,forustolearnhelpfulcommunicationcircuit.
Keywords:
Satellitecommunications;communicationquality;frequencymodulation;walkie-talkie
目录
引言1
1对讲机调试1
1.1中夏牌ZX-2028简介1
1.2电路原理1
1.2.1收音机(或接收)部分2
1.2.2对讲发射部分2
1.2.3调制信号及调制原理2
1.3对讲机印制板电路2
1.4元件清单3
1.5芯片简述4
1.6焊接与安装5
1.7安装提示5
1.8测试与调整5
2卫星调试6
2.1卫星通信6
2.1.1基本概念6
2.1.2特点6
2.1.3应用领域7
2.2通信卫星7
2.3发送站8
2.4卫星通信系统8
2.4.1组成部分8
2.4.2星座10
2.4.3三种星座卫星移动通信系统11
2.5卫星接收重要组成设备11
2.6寻星13
2.6.1C波段寻星13
2.6.2KU波段的调星13
2.7卫星通信中的极化概念14
2.8天线方位角和仰角的计算14
3卫星电视接收机的安装与调试15
4实战调试19
4.1调试参数设置19
4.2调试结果20
5通信卫星相关问题及解答20
6实训心得21
谢辞23
参考文献24
引言
本次实训首先进行了对讲机调试,该电路具有发射和接收两种功能,既能接收电台,又能相互对讲,具有原理简单,电路清晰,易学易用的特点。
第二部分为卫星调试,卫星在空中起中继站的作用,即把地球站发上来的电磁波放大后再反送回另一地球站。
卫星通信是未来全球信息高速公路的重要组成部分,它以其覆盖广、通信容量大、通信距离远、不受地理环境限制、质量优、经济效益高等优点在我国得到应用,并迅速发展成为我国当代远距离通信的支柱,因此对它的学习显得尤为重要。
1对讲机调试
1.1中夏牌ZX-2028简介
中夏牌ZX-2028型收音机、对讲机实验套件是在原来ZX-2014型的基础上修改而成,它克服了克服了第一代收音机、对讲机的突出矛盾,并在原来的基础上进行优化组合,使性能大大提高,对讲距离20米迅速提高为50~100米。
表1:
收音机的参数
调频波段
88MHz-108MHz
工作电源电压范围
2.5V-5V
静态电流
l3.5mA
信噪比>80dB
谐波失真<0.8%
输出功率
≥350mA
发射机工作电流
18mA
对讲距离
50--100米
1.2电路原理
图1:
中夏牌ZX-2028
1.2.1收音机(或接收)部分
调频信号由TX接收,经C9藕合到IC1的19脚内的混频电路,元件构成本振的调谐回路。
在ICl内部混频后的信号经低通滤波器后得到l0.7MHz的中频信号,中频信号由IC1的7、8、9脚内电路进行中频放大、检波,7、8、9脚外接的电容为高频滤波电容,此时,中频信号频率仍然是变化的,经过鉴频后变成变化的电压。
10脚外接电容为鉴频电路的滤波电容、这个变化的电压就是音频信号,经过静噪的音频信号从14脚输出耦合至12脚内的功放电路,第一次功率放大后的音频信号从ll脚输出,经过R10、C25、RP,耦合至IC2进行第二次功率放大,推动扬声器发出声音。
1.2.2对讲发射部分
变化着的声波被驻极体转换为变化着的电信号,经过R1、R2、C1阻抗均衡后,由VT1进行调制放大。
C2、C3、C4、C5、Ll以及VTl集电极与发射极之间的结电容Cce构成一个LC振荡电路,在调频电路中,很小的电容变化也会引起很大的频率变化。
当电信号变化时,相应的Cce也会有变化,这样频率就会有变化,就达到了调频的目的。
经过VT1调制放大的信号经C6耦合至发射管VT2通过TX、C7向外发射调频信号。
VT1为9018是振荡放大三极管,VT2为D40是专用发射管。
1.2.3调制信号及调制原理
人的话音通过麦克风转换成音频的电信号,音频信号通过放大电路及带通滤波器进入振荡器直接进行调制。
1.3对讲机印制板电路
图2:
对讲机印制板电路图
1.4元件清单
表2:
元件清单
序号
名称
型号与规格
位号
数量
1
集成块
D1800
ICI
1块
2
集成块
D2822
IC2
1块
3
高频三极管
9018
VT1
1支
4
发射管
D40
VT2
1支
5
开关极管
lN4148
VD
1支
6
发光极管
φ3红
LED
1支
7
驻极体
50dB
BM
1个
8
扬声器
φ36mm
BL
1个
9
电感线圈
φ35T
L1、L3、L4
3支
10
电感线圈
φ36T
L2
1支
11
电阻器
15Ω.47Ω.100Ω
R12、R11、R4
各1支
12
电阻器
120Ω.330Ω.560Ω
R1、R13、R9
各1支
13
电阻器
22K.4.7K
R10、R2
各1支
14
电阻器
1K.IOK.36K
R6、R5、R3
各1支
15
电阻器
501k
R7、R8
2支
16
电位器
5K
RP1
1支
17
瓷片电容
10P—15P
C10、C9
各l支
18
瓷片电容
18P.33P
C15、C19
各1支
19
瓷片电容
36P
C3、C7、C8
3支
20
瓷片电容
39P.68P、75P
Cll、C4、C16
各l支
21
瓷片电容
101.221、102
Cl7、Cl4、C2
各l支
22
瓷片电容
6P.153
C5、C6、C20、C26
各2支
23
瓷片电容
223、104
C12、C13、C23、C25
各2支
24
瓷片电容
103
C18、C21、C22
3支
25
瓷片电容
103
C28、C29、C31
3支
26
电解电容
0.47u、lOu
C1、C27
各1支
27
电解电容
220μ
C24、C30
2支
28
双联电容
CBM—223P
C
1支
29
按钮开关
KI
1个
30
耳机插座
φ35
J
1个
31
集成电路插座
8脚
1个
32
集成电路插座
22脚
各1个
33
导线
5Omm
BL
2根
34
导线
100mm
GB、BM
4根
35
粗导线
100mm
TX
1根
36
印刷电路板
1块
37
频率指那标牌
1块
38
装配说明
1份
39
前、后、电池盖
各4个
40
塑料按扭
1个
41
不干胶标牌
1块
42
大、小拔盘
各1个
43
正、负极、连体片
各1片
44
拉杆天线
TX
1根
45
小焊片
φ3.2mm
1片
46
自攻螺丝
φ2×5
电路板、天线、电池盖
4粒
47
自攻螺丝
φ2x8
后盖上端
1粒
48
自攻螺丝
φ2x12
双联
2粒
49
平机螺丝
φ2.5x5
双联及拔盘
1粒
50
元机螺丝
φ1.6×5
电位器拔盘
1粒
1.5芯片简述
本套件采用了D1800和D2822这两种芯片,它们的内部结构如图3和图4所示。
核心芯片为D1800,它作为收音接收专用集成电路,功放部分选用D2822。
对讲的发射部分采用两级放大电路,第一级为振荡兼放大电路;第二级为发射部分,采用专用的发射管使发射效率和对讲距离大大提高。
它具有造型美观、体积小、外围元件少、灵敏度极高、性能稳定、耗电省、输出功率大等优点。
只要按要求装配无误,装好后稍加调试即可收到电台,无需统调,是电子技术改进更新的理想套件。
它既能收到电台又能相互对讲。
图3:
D1800内部框图及静态参考电压
图4:
D2822方框图及静态电压参考值
1.6焊接与安装
一般先装低矮、耐热的元件,最后装集成电路。
应按如下步骤进行焊接:
(l)清查元器件的质量,并及时更换不合格的元件;
(2)确定元件的安装方式,由孔距决定,并对照电路图核对电路板;
(3)将元器件弯曲成形,本电路所有的电阻(除Rl2外)均采用立式插装,尽量将字符置于易观察的位置,字符应从左到右,从上到下。
以便于以后检查,将元件脚上锡,以便于焊接;
(4)插装。
应对照电路图对号插装,有极性的元件要注意极性,如集成电路的脚位等;
(5)焊接。
各焊点加热时间及用锡量要适当,防止虚焊、错焊、短路。
其中耳机插座、三极管等焊接时要快,以免烫坏:
(6)悍后剪去多余引脚,检查所有焊点,并对照电路图仔细检查,并确认无误后方可通电。
1.7安装提示
(l)发光二极管应焊在印制板反面,对比好高度和孔位再焊接;
(2)由于本电路工作频率较高,安装时请尽量紧贴线路板,以免高频衰减而造成对讲距离缩短;
(3)焊接前应先将双联用螺丝上好,并剪去双联拔盘圆周内多余高出的引脚再焊接;
4)Jl可以用剪下的多余元件脚代替,TX的引线用粗软线连接;
(5)为了防止集成电路被烫坏,套件中配备了集成电路插座,22脚插座由一个14脚插座和一个8脚插座组成,请务必要焊上;
(6)耳机插座上的脚要插好,否则后盖可能会盖不紧;
7)按钮开关Kl外壳上端的脚要焊接起来,以保证VD的正极与电源负极连通。
1.8测试与调整
元器件以及连接导线全部悍接完后,经过认真仔细检查后即可通电调试:
(l)收音(或接收)部分的调整:
首先用万用表100mA电流档(其它挡也行,只要≥50mA档即可)的正负表笔分别跨接在地和K的GB之间,这时的读数应在10--I5mA左右,这时打开电源开关K,并将音量开至最大,再细调双联,这时应收得到广播电台,若还收不到应检查有没有元件装错,印刷电路板有没有短路或开路,有没有焊接质量不高,而导致短路或开路等,还可以试换一下IC1,本机只要装配无误可实现一装即响。
排除故障后找一台标准的调频收音机,分别在低端和高端收一个电台,并调整被调收音机L4的松紧度,使被调收音机也能收到这两个电台,那么这台被调收音机的频率覆盖就调好了。
如果在低端收不到这个电台,说明应减少L4的匝数,在高端收不到这个电台,说明应增加L4的匝数,直至这两个电台都能收到为止。
调整时注意请用无感起子或牙签、牙刷柄(处理后)拔动L4的松紧度。
当L4拔松时,这时的频率就增高,反之则降低,注意调整前请将频率指示标牌贴好,使整个圆弧数值都能在前盖的小孔内看得见〈旋转调台拔盘〉。
(2)发射(或对讲)部分的调整:
首先将一台标准的调频收音机的频率指示调在10OMHz左右,然后将被调的发射部分的开关K1按下,并调节L1的松紧度,使标准收音机有啸叫,若没有啸叫则可将距离拉开0.2-0.5米左右,直到有啸叫声为止,然后再拉开距离对着驻极体讲话,若有失真,则可调整标准收音机的调台旋钮,直到消除失真,还可以调整L2和L3的松紧度,使距离拉得更开,信号更稳定。
若要实现对讲,请再装一台本套件并按同样的方法进行调整,对讲频率可以自己定,如88MHz、98MHz、108MHz……这样可以实现互相保密也不至相互干扰。
2卫星调试
2.1卫星通信
2.1.1基本概念
卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电信号,在两个或多个地面站之间进行的通信过程或方式。
它属于宇宙无线电通信的一种形式,工作在微波频段。
如果各地球站均属于某一卫星通信系统,就可以利用卫星对信号的转发实现相互之间的通信。
卫星通信是在地面微波中继通信和空间技术的基础上发展起来的。
微波中继通信是一种“视距”通信,即只有在“看得见”的范围内才能通信。
而通信卫星的作用相当于离地面很高的微波中继站。
由于作为中继的卫星离地面很高,因此经过一次中继转接之后即可进行长距离的通信。
2.1.2特点
通信范围大。
只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内,从任何两点之间都可进行通信。
不易受陆地灾害的影响(可靠性高)。
只要设置地球站电路即可开通(开通电路迅速)。
同时可在多处接收,能经济地实现广播、多址通信(多址特点)。
电路设置非常灵活,可随时分散过于集中的话务量。
同一信道可用于不同方向或不同区间(多址联接)。
2.1.3应用领域
国家公众通信
电视广播
海事
气象
国防
信息高速公路
远程医疗
电子商务
金融
远程教育
电视会议
电脑直联
政府上网
工程
农村电话
2.2通信卫星
无线电通信中继站的人造地球卫星。
通信卫星反射或转发无线电信号,实现卫星通信地球站之间或地球站与航天器之间的通信。
通信卫星是各类卫星通信系统或卫星广播系统的空间部分。
一颗静止轨道通信卫星大约能够覆盖地球表面的40%,使覆盖区内的任何地面、海上、空中的通信站能同时相互通信。
在赤道上空等间隔分布的3颗静止通信卫星可以实现除两极部分地区外的全球通信。
通信卫星按轨道分为静止通信卫星和非静止通信卫星;按服务区域不同可分为国际通信卫星和区域通信卫星或国内通信卫星;按用途可分为专用通信卫星和多用途通信卫星,前者如电视广播卫星、军用通信卫星、海事通信卫星、跟踪和数据中继卫星等,后者如军民合用的通信卫星,兼有通信、气象和广播功能的多用途卫星等。
作为无线电通信中继站。
通信卫星像一个国际信使,收集来自地面的各种“信件”,然后再“投递”到另一个地方的用户手里。
由于它是“站”在36000公里的高空,所以它的“投递”覆盖面特别大,一颗卫星就可以负责1/3地球表面的通信。
如果在地球静止轨道上均匀地放置三颗通信卫星,便可以实现除南北极之外的全球通信。
当卫星接收到从一个地面站发来的微弱无线电信号后,会自动把它变成大功率信号,然后发到另一个地面站,或传送到另一颗通信卫星上后,再发到地球另一侧的地面站上,这样,我们就收到了从很远的地方发出的信号。
通信卫星一般采用地球静止轨道,这条轨道位于地球赤道上空35786公里处。
卫星在这条轨道上以每秒3075米的速度自西向东绕地球旋转,绕地球一周的时间为23小时56分4秒,恰与地球自转一周的时间相等。
因此从地面上看,卫星象挂在天上不动,这就使地面接收站的工作方便多了。
接收站的天线可以固定对准卫星,昼夜不间断地进行通信,不必像跟踪那些移动不定的卫星一样而四处“晃动”,使通信时间时断时续。
现在,通信卫星已承担了全部洲际通信业务和电视传输。
2.3发送站
卫星通信中分为上行发送站和下行地面接收站:
(1)上行发送站
作用是将欲传送的电视及附加信号(如广播图文等)通过上行信道送往赤道上空同步地球卫星,现以接收C波段(下行频率为3.7-4.2GHZ)加以说明。
地球站将电视中心送来的光缆和微波信号解调,得到多路视频和音频信号,经过视、音频切换器选出一路优质信号送往视、音频分配器,其输出分成两路相同的信号,分别送往各自的小信号处理单元,对信号进行调制、均衡、变频处理,将基带信号变为6GHZ的高频信号,经高功率放大后送至馈源,并由上行天线发送至卫星,小信号和高功率放大器一般为两套,经波导开关切换互为备份,这样可提高可靠性。
(2)下行地面接收站
下行站可以是大型集体站或个人直接接收简易站,一般作为电视接收,只需单向接收即可。
其设备较简单,由三部分组成:
天线系统、高频头(室外单元)和接收机(室内单元)。
天线由反射面、馈源、极化器、天线指向调整机构及天线基座组成。
高频头包括低噪声放大器和下变频器,它将下行接收频率4.1GHZ(山东卫视台)变为950-1450MHZ的频率信号(第一中频)输入到接收机,接收机再将第一中频信号处理,转变为视、音频信号输出,供用户使用。
当电视信号不理想时,还可通过天线控制单元及驱动控制电路调整天线方位角和仰角等,使图声达到满意的效果,实现对卫星跟踪遥测的目的。
2.4卫星通信系统
2.4.1组成部分
卫星移动通信系统由
1.空间部分;
2.地面部分;
3.用户部分
三大部分组成。
空间部分与地面部分、用户部分的互联是靠无线链路。
下图是一种比较简单的卫星通信系统图。
地球站A通过定向天线朝着通信卫星方向发射的无线电信号,首先被通信卫星天线所接收,经过卫星转发器放大和变换后,由卫星天线转发到地球站B,当地球站B接收到信号后,就完成了从A站到B站的信息传递过程。
从地球站发射的信号到空间站(通信卫星)所经过的通信线路称为上行线路。
从空间站(通信卫星)发射信号到地球站所经过的通信线路称为下行线路。
同样,地球站B也可以通过卫星向地球站A发射信号来传递信息。
图5:
卫星通信系统图
图6是一种简单的卫星通信系统示意图,它是由一颗通信卫星和多个地面通信站组成的。
图6:
卫星通信示意图
由上图可见,离地面高度为ho的卫星中继站,看到地面的两个极点是A和B点,即S长度将是以卫星为中继站所能达到的最大通信距离。
其计算公式为:
式中,Ro为地球半径,Ro=6378km;o为AB所对应的圆心角(弧度);he为通信卫星到地面的高度,单位为km。
上式说明,he越高,地面上最大通信距离越大。
(1)he=500kin时,由公式求得S=4892km;
(2)he=35800km时,S=18100km。
卫星通信工作频段的选择是个十分重要的问题,它将影响到系统的传输容量、地球站及转发器的发射功率,天线尺寸及设备的复杂程度等。
选择工作频段主要考虑如下几个因素:
(1)天线系统接收的外界噪声要小;
(2)电波传播损耗及其他损耗要小;
(3)设备重量要轻,耗电要省;
(4)可用频段要宽,以满足通信的容量需求;
(5)与其他地面无线系统之间的相互干扰要小;
(6)能充分利用现有技术设备,并便于与现有通信设备配合使用等。
2.4.2星座
星座是卫星移动通信系统的关键。
运行于一定的轨道上,构成一个中、低轨卫星系统需要的所有卫星习惯上称为一个星座。
卫星星座的轨道高度及星座配置是关系到卫星覆盖能力和通信质量的重要参数。
以下是有关的星座参数。
(1)轨道高度
就卫星在空间运行的轨道形状来说,有园轨道和椭园轨道之分。
卫星轨道与地球í道可以构成不同的夹角(称为倾角),倾角等于零的称为赤道轨道;倾角等于90o的称为极轨道;倾角在0o~90o之间的称为倾斜轨道。
园轨道又可分为三种:
低轨道(LEO)500km (2)与H有关的参数 最小仰角(αm)和单星覆盖面积 在卫星移动通信系统中,由于移动用户的位置是随机的,此时通信链路的多径效应严重程度完全取决于卫星仰角的高低。 研究结果表明仰角小于20符o时,卫星移动通信系统的特性完全与地面移动通信信道特性一样存在多径现象;当仰角在20o~40o之间时,其通信链路已基本不存在多径现象,仅有漫反射;如果仰角大于40o,信道质量会更好;如果仰角大于70o,则信道质量总是好的。 由此可见卫星仰角的大小决定了通信链路的传输质量,但在一个卫星移动通信系统中,由于移动用户的位置不定,其对卫星的仰角也不可能完全一致。 为了便于对不同卫星移动通信系统进行比较,我们引入了卫星最小仰à的概念。 最小仰角是在覆盖区内用户看到卫星的最坏情况时的仰角(αm)。 一般讲H越高,αm越大,单星的覆盖面积也越大。 另一方面当H一定时,αm随卫星数目的增加而增加,即要维持一定的αm,H越小,系统所需卫星数越多。 星座的最少卫星数与H和αm呈函数关系,用单颗卫星所能
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- 卫星 调试 对讲机