宽带无线耳机射频收发系统设计

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整个系统的研究目的是进行高保真无线数字音频信号传输平台的开发,工作在2.4GHz频段,传输距离在室外无阻挡大于70米。在完成无线数码耳机系统的同时,将在2MHz的射频带宽内完成2.5Mbit/s以上的数据传输,能够作相关数据传输系统的实验平台。目前此类高保真系统市面上还没有应用的产品,整个系统需要根据系统的要求进行设计,因此本研究具有原创性。 在此系统应用背景之下,本设计需完成任务如下: 从无线耳机系统要求出发,通过调制方案的比较,确定射频收发系统的构架;根据项目指标要求,进行上变频器、滤波器、低噪放、下变频器等器件的选用与设计,制作实验样品,并调试参数至达到目标要求为止,完成实验样品设计。 本文主要内容安排如下: 首先简单介绍无线数字音频信号传输技术的开发背景,系统的收发系统结构,然后根据本研究内容的位置,分析系统对本设计的相关指标要求。 对于发射系统,本文首先分析发射功率、EVM、三阶截止点和直流偏置等主要参数,然后比较直接上变频和间接上变频方案,确定发射系统采用直接上变频调制方式,分析此构架下的各个电路模块的设计要求。对于接收系统,也首先分析接收机噪声系数、灵敏度、动态范围等主要指标,然后通过分析比较接收系统超外差、零中频、镜频抑制、数字中频等调制方案,确定接收系统的采用零中频下变频方案,研究此构架中低噪放、混频器、低通滤波器等电路模块的设计要求与指标特点。最后分析并选择本振电路锁相环方案,分析对此方案下的频率控制电路、环路滤波器、晶振等电路。 接下来本文根据系统应用的环境分析无线信道模型,进一步进行链路预算,通过理论推导,确定系统参数发射功率、灵敏度和动态范围等参数,完成发射系统、接收系统、本振的各电路模块设计。 最后通过对实验样品的测试,分析数据,实验结果符合实际应用的要求。因此证实本系统采用的直接上变频发射构架和零中频接收构架的设计符合应用要求。展望日后射频收发系统设计的趋势将是元器件减少,构架简单和集成化的趋势。
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