基于FSK無線通信的隨鉆測井系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)前面的分析，選擇2FSK的兩個載波分別為f1=110 kHz，f2=130 kHz，把“1”調(diào)制在f1上，把“0”調(diào)制在f2上。XR2206的5、6腳之間的電容為定時電容，取為1000pF。為得到f1和f2，可求得兩個定時電阻R1=1／f1c=9．09 kHz，R2=1／f2c=7．7 kHz，這里R1和R2分別選取一個5 kΩ的電阻再串聯(lián)一個10 kΩ的電位器以便于準確調(diào)節(jié)。數(shù)字信號從9腳輸入，調(diào)制后的信號從2腳輸出；13、14腳串接的500 Ω的電位器可以改善輸出波形；3腳所接的電位器R3作用是調(diào)節(jié)輸出的幅度；15、16腳串接的10 kΩ的電位器可以改善輸出正弦波形的畸變。
XR2211性能參數(shù)：
◆工作頻率范圍為0．01 Hz～300 kHz。
◆工作電壓為4．5～20 V，頻率溫度穩(wěn)定性為20×10-6／℃，HCMOS／TTL／邏輯兼容性。
◆寬的動態(tài)范圍為10 mV～3 Vrms。
由XR2211構(gòu)成的解調(diào)模塊電路如圖5所示。

根據(jù)XR2211芯片手冊，按照其步驟計算出相關(guān)參數(shù)。中心頻率，R0的推薦范圍是10～100 kΩ，這里選取R0=16．67 kΩ，則C0=1／f0R0=500 pF，R1=2R0·f0／(f2-f1)=200 kΩ，C1=1 250×C0／R10．52=12 pF；Rf≥5R1，取Rf=1 MΩ，RB≥5Rf，取RB=5 MΩ，Rsum=(Rf+R1)RB／(Rf+R1+RB)=967 kΩ；Cf=0．25／(Rsum×波特率)，當波特率是9 600 b／s時，Cf=27 pF。波特率是其他數(shù)值的時候相應(yīng)的改變Cf的值即可。以上計算得到的數(shù)值如果不是標稱值的電阻或者電容，可以采用串聯(lián)或者并聯(lián)的方式構(gòu)成所需的電阻或者電容。
2．2 濾波電路設(shè)計
由于信道環(huán)境惡劣，存在著各種噪聲，信號兒乎都淹沒在噪聲里面，所以需要對信號進行濾波。這里需要一個帶通濾波器，如果選擇普通的有源濾波器，實現(xiàn)簡單但參數(shù)調(diào)整困難，而且要用在頻率較高的場合。由于元件周圍的分布電容將嚴重影響濾波器的特性，其穩(wěn)定性也較差。這里選擇模擬集成有源濾波器MAX275，使用MAX275可以避免有源濾波器的缺點，其主要的特性參數(shù)如下：
◆通過外接不同電阻可以實現(xiàn)巴特沃斯、切比雪夫、貝賽爾型的低通、帶通濾波器。
◆濾波器的中心頻率范圍為0．01 Hz～300 kHz。
◆增益帶寬積為16 MHz。
◆單5 V電源供電或者±5 V電源供電。