VHF發射機的主要電路設計

摘要：VHF發射機是監控終端中的關鍵設備，也是典型的數字通信射頻無線收發設備。文中詳細闡述了VHF發射機的指標、鏈路以及模塊電路工作原理，給出了栽波頻率為156．025～162．025 MHz的VHF發射機各模塊電路的設計方法。
關鍵字：VHF發射機；VCO；混頻；功放；濾波器

0 引言
超外差發射接收機的主要優點是可在比較低的中頻頻段實現相對帶寬比較窄而矩形系數較高的中頻濾波器，此類中頻濾波器可以提高接收機的選擇性，而且可以從中頻級獲得較大的增益，從而降低射頻級實現高增益的難度。當射頻信號頻率上升到微波甚至毫米波時，即可采用二次變頻方法，以進一步降低濾波器的實現難度，保證接收機的選擇性。在該VHF發射接收機中，信號的頻率在160 MHz附近，而帶寬僅為15 kHz，這樣，為了實現信號的濾波，如果不采用二次變頻，則相應的濾波器設計將變得非常復雜。
但是，超外差式電路常常會出現鏡像頻率干擾。如果鏡像頻率位于輸入回路的通頻帶內，通過外差的變頻就會把鏡像信號以及附近的電臺信號搬移到中頻帶內，從而對接收信號形成干擾。為了抑制鏡像干擾，設計時可選161．975 MHz(261．975 MHz和100 MHz)的差頻作為CH8 7B信道發射信號的載波。同時選取162．025 MHz(262．025 MHz和100 MHz的差頻)作為CH88B信道發射信號的載波。本文的發射機電路就包含了幾乎所有射頻通信設備常用的電路和射頻通信系統解決方案，也可用來構建無線射頻監控系統。

1 發射機簡介
發射機的結構框圖如圖1所示。圖中，發射機的工作頻率為156．025～162．025 MHz。系統主要分為基帶調制、調制發射、鎖相等三部分。其中調制發射部分只有一個通道，可通行156．025～162．025 MHz信號，發射由單片機控制間斷發射，發射周期受時間、地點、通信距離等因素的影響，大概在3～10 s左右。根據接收要求，發射機采用TDMA方式，可在不同的時隙發射不同頻率的信號，通常切換發射信道的時間間隔小于25ms，具體規格見表1所列。

2 發射模塊的實現
2．1 頻偏控制電路
圖2所示是該發射機的頻偏控制和繼電器選擇電路。其中GMSK信號可分兩路經過運算放大器U13A和U13B，圖中的VR501～VR504為電位器，調節電位器可改變運放對GMSK的放大倍數，并可改變調制信號的幅度，從而改變VCO的調制頻偏的大小。經兩路運放的SWITCH1、SWITCH2信號可由單片機控制繼電器并選擇其中一路。