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自制手機信號屏蔽器【大展電子歡慶2021新年巨獻】

「開(kāi)發(fā)者」說(shuō) 2021年1月1日 上午1:08
自制手機信號屏蔽器封面
自制手機信號屏蔽器摘要
自制手機信號屏蔽器目錄
自制手機信號屏蔽器目錄2
第一代通信的特點(diǎn)是以頻分多址技術(shù)FDMA和模擬調制（FM）為特征，話(huà)音傳輸為模擬信號。主要特征表現為頻率利用率低、容量小、無(wú)統一的國際標準、設備相當復雜、費用較貴、需要一定的保護頻帶、無(wú)十分有效抗干擾抗衰減的措施、話(huà)音質(zhì)量不高、安全性差，易于被竊聽(tīng)，易做“假機”等缺陷，并且用戶(hù)數受到一定的限制，無(wú)法承擔非語(yǔ)音業(yè)務(wù)和數字通信業(yè)務(wù)，隨著(zhù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，已無(wú)法滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求。這些致命的弱點(diǎn)妨礙其進(jìn)一步發(fā)展，因此模擬蜂窩移動(dòng)通信逐步被數字蜂窩移動(dòng)通信所替代。
蜂窩移動(dòng)通信系統主要是由交換網(wǎng)路子系統（NSS）、無(wú)線(xiàn)基站子系統(BSS)和移動(dòng)臺（MS）三大部分組成，如圖1.2.1所示。其中NSS與BSS之間的接口為"A"接口，BSS與MS之間的接口為"Um"接口。在模擬移動(dòng)通信系統中，TACS規范只對Um接口進(jìn)行了規定，而未對A接口做任何的限制。因此，各設備生產(chǎn)廠(chǎng)家對A接口都采用各自的接口協(xié)議，對Um接口遵循TACS規范。也就是說(shuō)，NSS系統和BSS系統只能采用一個(gè)廠(chǎng)家的設備，而MS可用不同廠(chǎng)家的設備。
自制手機信號屏蔽器引言3
由于GSM規范是由北歐一些運營(yíng)公司"炒"出的規范，運營(yíng)公司當然喜歡花最少的投資，用最好的設備來(lái)建最優(yōu)良的通信網(wǎng)，因此GSM規范對系統的各個(gè)接口都有明確的規定。也就是說(shuō)，各接口都是開(kāi)放式接口。
針對上述原理，該屏蔽器在工作過(guò)程中以一定的速率從前向信道的低端頻率向高端掃描。該掃描速率可以在手機接受報文中形成亂碼干擾，手機不能檢測出從基站發(fā)出的正常數據。使手機不能與基站建立聯(lián)系。手機表現為搜索網(wǎng)絡(luò )，無(wú)信號，無(wú)服務(wù)系統等報告。
比較器是一種用來(lái)比較輸入信號VI和參考電壓VREF的電路，圖2.1.1a為其基本電路。參考電壓VREF加于運放的反相端，它可以是正值，也可以是負值，圖中給出的為正值。而輸入信號VI則加于運放的同相端。這時(shí)，運放處于開(kāi)環(huán)工作狀態(tài)，具有很高的開(kāi)環(huán)電壓增益。電路的傳輸特性如圖2.1.1b所示，當輸入信號電壓VI小于參考電壓VREF時(shí)，運放將處于負飽和狀態(tài)，VO=VOL；當輸入信號電壓VI大于VREF時(shí)，運放立即轉入正向飽和狀態(tài)，VO=VOH，如圖2.1.1b實(shí)線(xiàn)所示，它表示VI在參考電壓VREF附近有微小的減小時(shí)，輸出電壓將從正的飽和值VOH過(guò)度到負的飽和值VOL；若有微小的增加，輸出電壓又將從負的飽和值VOL過(guò)渡到正的飽和值VOH。把比較器輸出電壓VO從一個(gè)電平跳變到另一個(gè)電平時(shí)相應的輸入電壓VI值稱(chēng)為門(mén)限電壓或閾值電壓Vth，對于2.1.1a所示電路，Vth=VREF。由于VI從同相端輸入且只有一個(gè)門(mén)限電壓，故稱(chēng)為同相輸入單門(mén)限電壓比較器。反之，當VI從反相端輸入，VREF改接到同相端，則稱(chēng)為反相輸入單門(mén)限電壓比較器。 如果參考電壓VREF=0，則輸入信號電壓VI每次過(guò)零時(shí)，輸出就要產(chǎn)生突然的變化。這種比較器稱(chēng)為過(guò)零比較器。
方波產(chǎn)生電路是一種能夠直接產(chǎn)生方波或矩形波的非正弦信號發(fā)生電路。由于方波或矩形波包含極豐富的諧波，因此，這種電路又稱(chēng)為多諧振蕩電路?；倦娐方M成如圖2.1.3a所示，它是在遲滯比較器的基礎上，增加了一個(gè)由Rf、C組成的積分電路，把輸出電壓經(jīng)Rf、C反饋到集成運放的反相端。在運放的輸出端引入限流電阻R和兩個(gè)背靠背的穩壓管就組成了一個(gè)如圖2.13b所示的雙向限幅方波發(fā)生電路。由圖可知反饋系數F為
鋸齒波和正弦波、方波、三角波是常用的基本測試信號。此外，如在示波器等儀器中，為了使電子按照一定的規律運動(dòng)，以利用熒光屏顯示圖象，常用到鋸齒波產(chǎn)生器作為時(shí)基電路。例如，要在示波器熒光屏上不失真地觀(guān)察到被測信號波形，就要在水平偏轉板加上隨時(shí)間作線(xiàn)性變化的電壓——鋸齒波電壓，使電子束沿水平方向勻速掃過(guò)熒光屏。而電視機中顯象管熒光屏上的光點(diǎn)，是靠磁場(chǎng)變化進(jìn)行偏轉的，所以需要用鋸齒波電流來(lái)控制。這里以圖2.1.4a所示的鋸齒波電壓產(chǎn)生電路為例，討論其組成及工作原理，并導出本設計所用的三角波電路。
門(mén)限電壓的估算
設t=0時(shí)接通電源，有VO1=-VZ，則-VZ經(jīng)R6向C充電，使輸出電壓按線(xiàn)性規律增長(cháng)。當VO上升到門(mén)限電壓VT+使VP1=VN1時(shí)，比較器輸出VO1由-VZ上跳到+VZ，同時(shí)門(mén)限電壓下跳到VT+值。以后VO1=+VZ經(jīng)R6和D、R5兩支路向C反向充電，由于時(shí)間常數減小，VO迅速下降到負值。當VO下降到下門(mén)限電壓VT-使VP1≈VN1時(shí)，比較器輸出VO1又由+VZ下跳到-VZ。如此周而復始，產(chǎn)生振蕩。由于電容C的正向與反向充電時(shí)間常數不相等，輸出波形VO為鋸齒波電壓，VO1為距形波電壓，如圖2.1.5所示?？梢宰C明，設忽略二極管的正向電阻，其振蕩周期為
三角波的幅度VO=Vth=-R1*VO1/R2=±R1*VZ/R2，取決于穩壓管的穩壓值，而三角波的幅度給變容二極管一個(gè)反偏壓，使其能振蕩出規定范圍的頻率信號。取R1=R2=20K，本設計的三角波幅度為3v，即V0=±3V，故穩壓二極管的穩壓值為3V。
電子振蕩器是把直流功率轉化為周期性輸出信號（交流功率）的器件，如果輸出波形接近正弦形狀，這種振蕩器稱(chēng)為正弦型振蕩器。而其它許多種振蕩器常被稱(chēng)做張弛振蕩器?？紤]本設計用的是正弦波振蕩器，這里只討論正弦型振蕩器。
三點(diǎn)式振蕩器的基本結構如圖3.2.2（a）所示。圖中放大器件采用晶體三極管，X1、X2、X3三個(gè)電抗元件組成LC諧振回路，回路有三個(gè)引出端點(diǎn)分別與晶體管的三個(gè)電極相連接，使諧振回路既是晶體管的集電極負載，有時(shí)正反饋選頻網(wǎng)絡(luò )，所以把這種電路稱(chēng)為三點(diǎn)式振蕩器。Ui為放大器的輸入電壓，Uo為放大器的輸出電壓，UF為反饋電壓。
總結：電感三點(diǎn)式振蕩器的優(yōu)點(diǎn)是容易起振，另外，改變諧振回路的電容C，可方便地調節振蕩頻率，但由于反饋信號取自電感L2兩端壓降，而L2對高次諧波呈現高阻抗，故不能抑制高次諧波的反饋，因此，振蕩器輸出信號中的高次諧波成分較大，信號波形較差。
電容三點(diǎn)式振蕩器的反饋信號取自電容C2的兩端，因為電容對高次諧波呈現較小的容抗，反饋信號中高次諧波分量小，故振蕩輸出波形好。但當通過(guò)改變C1和C2來(lái)調節振蕩頻率時(shí)，同時(shí)會(huì )改變正反饋量的大小，因此回使輸出信號幅度發(fā)生變化，甚至會(huì )使振蕩器停振。所以電容三點(diǎn)式振蕩電路頻率調節不方便，故是適用于頻率調節范圍不大的場(chǎng)合。
將變容二極管接入LC正弦波振蕩器的諧振回路中,如圖3.3.1所示,圖中UQ用來(lái)提供變容二極管的反偏壓,以保證變容二極管在控制信號電壓的作用下,始終反偏工作;UM,為控制信號電壓;C1為隔直電容,以防止直流電壓Uq通過(guò)L短路,其高頻容抗很小,可視為短路, L1為高頻扼流圈,它對高頻視為開(kāi)路,對控制信號視為短路,從而可使控制信號電壓有效地加到變容二極管兩端,又可避免振蕩回路與控制信號源之間的相互影響;C2為高頻旁路電容,對高頻可視為短路,為了防止控制信號被分流,要求其低頻容抗很大?？梢?jiàn)，振蕩回路由電感L和變容二極管節電容Cj組成,其振蕩角頻率為
高頻功率放大器是各種無(wú)線(xiàn)電發(fā)射機的重要組成部分。由于工作頻率高，相對帶寬很窄，高頻功率放大器一般都采用LC諧振網(wǎng)絡(luò )作為負載構成諧振功率放大器。為了提高效率，諧振功率放大器常工作在丙類(lèi)。由于諧振網(wǎng)絡(luò )頻率調節困難，因此諧振功率放大器主要用來(lái)放大固定頻率或窄帶信號，所以諧振功率放大器也稱(chēng)為窄帶高頻功率放大器。
射頻功率放大器的電路原理圖如圖4.3.1所示，由高頻扼流圈LB中的直流電阻產(chǎn)生很小的負偏壓。集電極采用并饋電路，LC為高頻扼流圈，CC為旁路電容。L2、C3和C4構成L形輸出匹配網(wǎng)絡(luò )，調節C3和C4，使得外接50ohm負載電阻在工作頻率上變換為放大器所要求匹配電阻，圖示放大器輸入端采用C1、C2、L1構成T形輸入匹配網(wǎng)絡(luò )，可將功率管的輸入阻抗在工作頻率上變換為前級放大器所要求的50ohm匹配電阻。L1除了用以抵消功率管的輸入電容作用外，還與C1C2產(chǎn)生諧振，C1用來(lái)調匹配，C2用來(lái)調諧振。
功率放大器參數計算
總結 本文引言部分介紹了GSM手機通訊的一些基本原理，然后介紹手機屏蔽器的基本原理，簡(jiǎn)要介紹其實(shí)現的基本方法，這是總體概括。 從第二章到第四章分別介紹了手機屏蔽器各部分的原理，從信號的產(chǎn)生（三角波）、頻率的控制（壓控振蕩器）到功率的放大（高頻功率放大器）。使我復習了很多有關(guān)模擬電子和高頻電子的基礎知識。
如何自制信號屏蔽器參考文獻
附錄，手機屏蔽器電路原理圖

本文是寧波大展電子科技有限公司根據自身12年信號屏蔽器行業(yè)經(jīng)驗，從專(zhuān)業(yè)角度嚴格分析、研究手機信號屏蔽器的組成、原件、原理、公式和方法，講述一臺合格的手機屏蔽器從無(wú)到有的過(guò)程。同時(shí)祝愿各位新老客戶(hù)2021新年快樂(lè )，萬(wàn)事如意！

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