基于uPC2710T设计信标射频放大电路
01 为什么重新设计?
在 信标FM放大调试 给出了使用两级射频放大电路来提高信标调频信号发送距离的方案。这种设计使得电路变得复杂,体积增加了。特别是uPC1677的DIP-8的封装,使得电路板比较臃肿。
使用 uPC2710T设计高频放大电路 只需要一级便可以达到30dBm的增益,而且输出的功率通过实验 UPC2710T放大电路功率增益测试 ,也可以达到20dBm,因此使用UPC2710T重新设计信标的调频射频,可以在不增加原来电路复杂程度的基础上,提高发射信号的功率。
前期的相关实验包括:
- UPC2710T高频放大器
- UPC2710T放大电路功率增益测试
- 基于STC8G1K08信标信号板设计
- 信标FM放大调试
02设计新版信标1
新版信标是在原来的 两级射频放大电路 的基础上,使用一级uPC2710T来替换原来的两级射频放大电路。其他的电路保持不变。
▲ 新版信标电路原理图
▲ 制作实验PCB板
▲ 焊接完毕待调试的电路板
硬件错误:
电路板上的,存在腐蚀中断点,使得电路板的地线一级音频线问题。
▲ 电路板上的腐蚀缺陷
使用0欧姆电阻来连接腐蚀断掉的引线。
▲ 使用0欧姆电阻连接短线
修复电路板上的断线之后,测量3.3V的电压为: 3.43V。这是5V经过两级硅二极管降压后的电压。
03软件调试2
1.ISP下载参数
- 单片机型号:STC8G1N08A
- IRC频率: 35.0MHz
- 程序目录:
C51\STC\Tools\BeaconSTC8G1KSOP8\BeaconSTC8G1KSOP8.uvproj
▲ ISP下载硬件配置
下载完程序之后,便可以在单片机的PWM输出滤波之后测量得到模拟Chirp音频信号。如下图所示。
▲ 单片机PWM输出的Chirp音频信号
2.测量输出FM射频信号
(1)测量输出空间FM频谱
使用DSA815,输入施加一个拉杆天线测量空间的调频频谱。
▲ 新版的实验电路板
- 峰值功率: -23.39dBm
- 峰值频率:95.087MHz
▲ 空间调频频谱
(2)对比双功放电路板
对比双功放 信标FM放大调试 发射的空间电磁场的强度。
▲ 双功放电路板
- 峰值信号的强度 -22.93dBm
- 峰值信号的频率: 95.06MHz
▲ 双功放空间调频频谱
04收音机接收
使用调频收音机接收发送的信号。对比新版信标以及就版信号感觉到接收到的Chirp音频信号不圆润,声音发干。
下面是老版音频信号与新版电路的音频信号在接插件(ISP CON6)管脚6上输出的波形。他们在幅度和形式上是以上的,没有区别。
▲ 新版音频信号
▲ 老版音频信号
使用调频接收模块对比接收到的音频波形。
▲ 调频信号接收模块
新版信标发送模块所产生的信号有平顶饱和失真;而旧版的信号没有平顶饱和失真。这说明新版的信号在调制的过程中音频信号过大。
▲ 调频接收模块输出的接收波形。左:新版;右:旧版
故障原因:
还是电路板上出现了腐蚀断线的问题。使得RA2没有真正接地。造成调制信号过大的原因。
▲ cdf * 故障原因:
修复:
使用电路线将RA2重新连接到底线,恢复对音频信号的衰减。音频信号失真的问题解决。
▲ 修复后的电路板
0X结论
使用uPC2710T可以获得与原来9018+uPC1677相同的30dB的射频功率增益,从而可以简化电路设、减小电路的尺寸。在未来信标制作中,将使用uPC2710T 替代9018作为最后一级的功率放大。
信标电路设计工程文件:AD\SmartCar\2020\BEASONTEST2710.SchDoc * ↩︎
STC8G1K工程文件:C51\STC\Tools\BeaconSTC8G1KSOP8\BeaconSTC8G1KSOP8.uvproj ↩︎
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