自制高靈敏度JJY授時(shí)信號接收系統 制作調試篇(一)
加入技術(shù)交流群
硬件電路
1.接收天線(xiàn)
為了接收40kHz的低頻授時(shí)信號，接收天線(xiàn)要采用磁棒天線(xiàn)，其和電容組成并聯(lián)諧振回路作為輸入回路。在鐵氧體磁棒上繞上漆包線(xiàn)圈便可制成磁棒天線(xiàn)，根據經(jīng)驗值，其電感量應為mH級。磁棒選用導磁率2kH/m的錳鋅鐵氧體，尺寸為直徑10mm，長(cháng)度80mm的圓柱形磁棒，線(xiàn)圈采用直徑0.25mm的單股漆包線(xiàn)，繞制成電感量約為4.8mH的磁棒天線(xiàn)（如圖1所示），通過(guò)調整磁芯在線(xiàn)圈中的位置，可以微調電感量，從而使諧振頻率為40kHz。
圖1?磁棒天線(xiàn)
圖2? 接收解調電路
圖3? 采樣比較電路 圖4? 接收狀態(tài)監測顯示電路
2.接收解調電路
利用接收芯片LA1650實(shí)現對JJY40授時(shí)信號的接收解調，SANYO公司的這款芯片是專(zhuān)為接收JJY40授時(shí)信號而設計的，其接收靈敏度達10dBμV。電路如圖2所示。LA1650推薦的工作電壓為1.5V，有一片選使能控制端PON，和JJY基帶反相信號輸出端TCO′。由于MCU的電平為5V，所以端口連接需進(jìn)行電平轉換，利用51單片機P0口的OC門(mén)特性，外接上拉電阻和1.5V電平即可進(jìn)行PON端的電平轉換，對解調后的信號輸出端TCO′，采用比較器LM311可進(jìn)行電平轉換并且將信號反相，輸入端1.5V為高電平，設置比較門(mén)限約為0.8V即可，故選取對5V的分壓電阻為4.7kΩ和1kΩ，電路如圖3所示。
根據設計原理，以STC89C52單片機作為基帶信號處理核心來(lái)實(shí)現基本功能。其中，液晶顯示采用LCD1602，鍵盤(pán)采用4按鍵獨立鍵盤(pán)，進(jìn)行功能設置，其功能分別為：強制接收開(kāi)關(guān)按鍵；時(shí)間菜單選擇按鍵；單位增加按鍵；單位減少按鍵。
為便于對信號的接收狀態(tài)進(jìn)行監測，采用LED燈來(lái)顯示，如圖4所示，電阻為P0口的外部上拉電阻。各燈功能如下：秒準同步監測，秒準同步后亮起；秒同步監測，秒同步后亮起；分鐘同步監測，分鐘同步后亮起；接收誤碼監測，出現誤碼后亮起；奇偶校驗監測，奇偶校驗判斷出錯后亮起；最后轉換監測，最后信息轉換時(shí)發(fā)現數據錯誤后亮起；JJY接收解調后的基帶信號指示，實(shí)時(shí)顯示信號，高電平亮低電平滅。
4.電源電路
電源需要輸出5V和1.5V分別對單片機和接收芯片供電，采用穩壓片7805和LM317產(chǎn)生5V和1.5V，如圖5所示。其中1.5V的產(chǎn)生根據
V0＝（1＋R30 /R29）×1.25（V）＋（R30×50(μA)）
得出，經(jīng)計算，選取R29為1kΩ，R30為200Ω。
圖6? 調試接收天線(xiàn)
軟件程序
根據程序流程圖及JJY信號接收解碼思想，便可完成C語(yǔ)言程序。8051單片機的C語(yǔ)言源代碼可到《無(wú)線(xiàn)電》雜志網(wǎng)站上下載。
調試測試
根據電路圖，制成PCB電路板，然后焊接元器件，并編寫(xiě)程序，便可進(jìn)行調試測試。
1.接收天線(xiàn)
對接收天線(xiàn)的調試主要是對接收諧振回路中心頻率的調整，通過(guò)調整磁芯在線(xiàn)圈中的位置，利用信號源和示波器測試，使中心頻率為40kHz。測試方法如圖6所示，改變信號源的頻率，用示波器觀(guān)測信號幅度，當其最大時(shí)信號源輸出頻率便是回路中心頻率，通過(guò)此法便可使磁芯處于諧振40kHz時(shí)的位置，達到良好的接收選頻效果。
2.接收解調電路
將輸入的接收天線(xiàn)回路換為51Ω電阻，等效為無(wú)信號輸入時(shí)的狀態(tài)，即靜態(tài)工作狀態(tài)。給芯片供電1.5V，測各管腳電位，參考芯片資料，實(shí)測值與參考值誤差很小，說(shuō)明靜態(tài)工作正常。然后將輸入換回接收天線(xiàn)回路，并將芯片使能端置高，用信號源產(chǎn)生載頻40kHz正弦波、調制信號為1Hz方波的2ASK信號（幅度mV級），通過(guò)耦合方式將已調信號加入芯片（如圖7所示），用示波器觀(guān)察芯片輸出端波形，若為1Hz的方波，則說(shuō)明可接收解調信號。
評論