描述
<p>U/V双频数字&模拟对讲模块
一、<strong><strong>作品简介</strong></strong>
1、功能简介：
这种小功率无线对讲模块可集成于各种设备中，亦可独立使用。数字制式通话时，只能相同协议的模块间通话，可实现一对一和一对多，可以收发数据或者文字消息。模拟制式兼容传统的调频对讲机。</p>
<p><strong>2、原理简介：</strong>
<strong>该模块采用STM32F103R8T6做为主控，通过SPI和I2C与SX1278通信，通过I2C与RDA1846S通信，通过SPI和I2C与WM8974通信。SX1278和RDA1846S共用发射接收电路，通过PE4259切换。发射使用了两级放大，预计可以推到5W功率输出。接收前级使用了2个独立的低噪管NE3509（噪声系数0.5），每个负责一个频段，后级使用了MGA-685T6 集成的宽带低噪放大芯片（噪声系数0.93）。接收总增益有40dB，但是考虑噪声影响，估计信号增益是30dB左右。</strong></p>
<p><strong>电源部分使用了基于XL6007的自动升降压电路，以便使功放管能够有稳定的7.5V漏极偏置电压，这样输出比较稳定，5-10V输入电压都能正常工作。</strong>
STM32主要运行Speex语音编解码算法，将语音压缩后的数据通过SPI接口传递给SX1278打包发射。对端接收后包数据后解压缩可以还原成语音。当只需要模拟对讲时，应关闭SX1278，单独控制RDA1846工作，两者不能同时用于通信。STM32通过SPI以及额外的时钟信号与WM8974双工通信，在数字对讲时，可以实现打手机一样边说边听。
天线端的线路切换使用了Pin二极管，因为大功率的多通道射频开关很贵。输入线路和输出线路均加有低通滤波网络，抑制谐波 。</p>
<p>3、PCB<strong>简介：</strong>
整体采用4层板设计，板厚1.6mm，敷铜厚35um,三个FR-4隔层分别厚0.2mm、1.1mm、0.2mm。层叠顺序为信号-地-电源-信号，在介电常数4.3的情况下，顶层50Ω微带线宽度应为0.3mm，但功率走线可以设计宽些，我设为0.35mm。</p>
<p>功率芯片下面大量做通孔，既可以加速散热又可以降低接地阻抗。绕线电感尽量远离，或垂直摆放，减少不需要的耦合。功率管的匹配应通过矢量网络分析仪和频谱分析仪现场调试，低噪声放大器的匹配用ADS软件仿真设计完成，中心频点分别为144MHz和430MHz。天线端的线路切换使用了Pin二极管，因为大功率的多通道射频开关很贵。接收线路尽量远离了功放，以降低热噪声，底层在功放的位置开有镀锡散热窗，应粘上散热片。</p>
<p>二、<strong>作品亮点</strong>
1、采用扩频传输、设计了PA和LNA电路，使得通信距离较远；
2、双频段电路设计，使得频率选择范围宽广，不用担心频道被占用。低频段配长天线信号穿透性绕射性都更好；
3、留有USB接口和仿真器接口，串口、I2C、SPI接口引出，整体可以作为开发板，可自行升级固件或者编程开发；
4、板载自动升降压的SEPIC稳压电源，输入电压选择范围较宽；
5、外扩I2C接口设备，键盘、显示屏、蓝牙模块。</p>
<p><strong>三、**</strong>系统构架图<strong>**</strong>
<strong><img src="//image.lceda.cn/pullimage/BQRJ4MJSWMy8SmsPN35oJoBZfWBLpABOqD1Ya6MU.jpeg" alt="1.jpg"></strong>
<strong> <img src="//" alt=""></strong>
四、<strong><strong>原理图</strong></strong>
原理图中射频部分元件值仅供参考。
<img src="//image.lceda.cn/pullimage/sU6WNibcJiGh8zTxPqb1QTFLrrp5iKiiW1Ga54hD.jpeg" alt="1.jpg">
<strong><img src="//" alt=""></strong>
<strong>五、**</strong>材料清单（<strong><strong>BOM</strong></strong>列表<strong>**)</strong>
<img src="//image.lceda.cn/pullimage/yNROnHUHSqEjh4KvK52g0I84D7t8N3XEXnmwwCwY.jpeg" alt="5.jpg">
<img src="//" alt="">
<strong>六、**</strong>PCB<strong>**实物图</strong>
<img src="//" alt=""><img src="//image.lceda.cn/pullimage/TUdDHDS6dwwUrGl9kOmvaf2rM9dPBXCLF6xFRoQZ.jpeg" alt="6.jpg">
<img src="//image.lceda.cn/pullimage/MHOkX8CUsN4kl8Z9Mn1eQCgzvLrpXAkvYg4AD0nc.jpeg" alt="7.jpg"></p>
<p><img src="//" alt="">
<img src="//" alt=""><img src="//image.lceda.cn/pullimage/T4GMOKvJd41rvRY2PT5tQa2PiZXoZaSDl6NU7i9L.jpeg" alt="8.jpg"></p>
<p><strong>七、软件部分的描述</strong>
The Speex codec is an open-source, patent- and royalty-free software dedicated to speech compression and decompression.
Speex is based on CELP (code-excited linear prediction) and designed to compress voice at bitrates ranging from 2 to 44 kbps.
The features of Speex include:
– Narrowband (8 kHz), wideband (16 kHz), and ultrawideband (32 kHz) compression in the same bitstream
– Intensity stereo encoding
– Packet loss concealment
– Variable bitrate operation (VBR)
– Voice activity detection (VAD)
– Discontinuous transmission (DTX)
– Fixed-point port
– Acoustic echo canceller
– Noise suppression
还是移步这里来看吧 <a href="http://www.stmcu.org/document/detail/index/id-200260%E6%88%96%E8%80%85http://www.docin.com/p-702959468.html" target="_blank">http://www.stmcu.org/document/detail/index/id-200260或者http://www.docin.com/p-702959468.html</a>
还有<a href="http://bbs.eeworld.com.cn/thread-341817-1-1.html" target="_blank">http://bbs.eeworld.com.cn/thread-341817-1-1.html</a><br>
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<strong>八、调试过程</strong>
<img src="//" alt=""><img src="//image.lceda.cn/pullimage/WxrW3nEmP5o0wEsDlgMjjuQGxSacVGGSss4isDhs.jpeg" alt="1.jpg"><img src="//" alt="">
<img src="//image.lceda.cn/pullimage/9lrkxEJiVZbVRHEyqzjrpbvz8xIv41pKDUa3WwPi.jpeg" alt="2.jpg">
焊好主要元件后首先测试电压。回流焊后，QFN封装的元件容易短路和虚焊，解决办法就是用热风枪开到350度补焊，提起来再压压紧就可以了。密集的引脚如果有焊锡粘连，用烙铁头熬上松香或者焊锡膏再去刷几下，多出的焊锡就会被烙铁头吸走。烙铁应尽量避免敲击，会敲坏发热芯，使用高温棉去除焊锡。如果氧化了，可以用复活膏短时间修复一阵。
现在3.3V、5V、7.5V电压都OK了，静态电流40mA。但是用手指触摸偏置线圈后，前级PA和后级PA之间随即产生自激振荡，使得7.5V电流达到1.6A，非常危险。解决办法就是重新调整RQA004和RQA0011之间的匹配网络，使得RQA0004的输出阻抗和RQA0011的输入阻抗达成共轭匹配，消除信号反射。使用网分和延长线，把C25移开，分别对前测反射S参数和对后测反射S参数，如图所示，失配比较严重，转到ADS软件里用史密斯圆图工具完成前后级的匹配，应注意，因为网分输出功率只有10dBm，只能测试小信号阻抗，所以结果只能作参考。 偏置电阻重新调整了大小，保证功率管偏置电流在容许范围内，级间匹配参照datasheet和网分的测试结果重新调整，已经不振荡了。
射频功放匹配调试过程：
1）热机半小时，然后把网分做双端口校准，保存。然后在1端口接上开路延长线，网分里找到延长线补偿选项，调整补偿参数，使得S11各频点阻抗数值集中到史密斯圆图最右顶端，保存；
2）确认PA的偏置电压都能达到指定值后，从前级开始调。首先应保证RQA0004的输入反射小于-10dB。打开ADS导入RQA0004的S2P模型做仿真设计，然后将结果应用到板上，如果还有振荡，可以在PA的输入端并联 68欧电阻串220pF电容到地，可以吃掉大部份的低频信号，低频信号自激振荡的源头。在仿真的基础上稍微调整电感和电容值后，测试430MHz S11</p>
<p><strong>更多项目详情见链接：</strong><a href="http://club.szlcsc.com/article/details_482_1.html" target="_blank">http://club.szlcsc.com/article/details_482_1.html</a>
<strong>本项目归立创社区“</strong>生日的蛋糕<strong>”所有</strong></p>
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