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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。发射机论文1-编号：（高频电路设计与制作）实训论文说明书题目：调频发射机院（系）：信息与通信学院专业：电子信息工程学生姓名：学号：指导教师：2012年12月25日摘要改革开放以来，科学技术快速发展。人们的生活水平也日益提高。人们对电子产品的需求越来越大，对于产品的功能要求原来越来越高。因而电子产品无论从制作上还是从销售上都要求很高。要制作一个应用性比较好的电子产品就离不开高频电路，大到超级计算机、小到袖珍计算器，很多电子设备都有高频电路。高频电路大部分应用于通信领域，信号的发射、传输、接收都离不开高频电
2、路。通信技术在我们的生活中应用广泛，而我们学的是电子信息工程，有一部分涉及的是通信技术，所以对于这次设计，我选择了调频发射机的设计。调频发射机作为一种简单的通信工具，由于它不需要中转站和地面交换机站支持，就可以进行有效的移动通信，因此深受人们的欢迎。目前它广泛的用于生产、保安、野外工程等领域的小范围移动通信工程中。发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制,将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。关键词：高频、调频、发射机AbstractSincethereformandopeningup,therapiddevelopmentofscienceandtech
3、nology.Peopleslifelevelalsoisincreasingdaybyday.Peopletotheelectronicproductsdemandismoreandmorebig,toproductfunctionalrequirementsformoreandmorehigh.Sonomatterfromelectronicproductsproductionandsalesfromthehighrequirements.Tomakeaappliedbetterelectronicproductscannotleavethehighfrequencycircuit,the
4、supercomputer,smalltopocketcalculator,alotofelectronicequipmenthashighfrequencycircuit.Mostofthehighfrequencycircuitusedintelecommunicationfield,thesignalemission,transmission,receptionisinseparablefromthehighfrequencycircuit.Communicationtechnologyinourlifehasbeenwidelyapplied,andwelearniselectroni
5、candinformationengineering,someisrelatedtocommunicationtechnology,soforthisdesign,IchoseFMtransmitterdesign.FMtransmitterasasimplecommunicationtool,becauseitdoesnotneedtostationandthegroundswitchstationsupport,caneffectivelymobilecommunications,sobythewelcomeofpeople.Nowitiswidelyusedinproduction,se
6、curity,fieldengineeringandotherareasofsmallrangeofmobilecommunicationengineering.Transmitteristhemaintaskofthecompleteusefullowfrequencysignalofhighfrequencycarriermodulation,turnitintoacenterinthefrequencybandwidth,hascertainforthroughtheantennatransmittingelectromagneticwave.Keywords:highfrequency
7、,transmitte,FM-目录引言21发射机的基本知识21.1的结构框图如下21.2原理21.3原理图32主要硬件的原理功能42.1BA1404芯片的原理：42.2三端稳压芯片78L0552.3三极管9013的引脚介绍62.4可调线绕电感62.5IN4007二极管73实践操作73.1元件焊接73.2电路检测83.3功能调试8总结8谢辞10参考文献11引言在本次设计中，其目的是设计一个发射频率在88108MHZ之间的调频发射机，这样能刚好覆盖调频收音机的接收频率，通过调整电感的数值，可以方便地改变发射频率，避开调频电台。调频发射机主要由基本放大电路，载波产生电路，调频波产生电路，电容三点式的
8、振荡器，谐振器，采集外界的声音信号的话筒MIC等构成。通过话筒或者外部信号输入插座将声音信号采集引入到调频发射机，再送到三极管的基极进行频率调制并利用电容将发射信号耦合到天线上发射出去。1发射机的基本知识1.1的结构框图如下图1.1发射机的结构框图它主要是完成有用低频信号对高频载波的调制，将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、合适通过天线发射的有足够发射功率的电磁波。1.2原理设计整体思路：输入信号电路振荡功率放大本设计图采用FM调制。载波，调制信号；通过FM调制，使得频率变化量与调制信号的大小成正比。即已调信号的瞬时角频率已调信号的瞬时相位为话筒的音频输入经过三极管9013进行放大后进入BA
9、1404的1脚和18脚进行立体声编码，从14脚和13脚输出，再经一级晶体管9013放大，使得到的调制信号送入西勒电路产生的载波信号，得到的以调信号经过9018谐振功率放大器的得到较大的功率后再馈送到天线发送出去，在另一方用收音机接收所发的信号。本电路电源分别用9V和5V的电压，输入电压为9V，经过78L05来得到西勒电路所要的5V电压。1.3原理图图1.3原理图话筒的音频输入经过三极管9013进行放大后进入BA1404的1脚和18脚进行立体声编码，从14脚和13脚输出，再经一级晶体管9013放大，使得到的调制信号送入西勒电路产生的载波信号，得到的以调信号经过9018谐振功率放大器的得到较大的功
10、率后再馈送到天线发送出去，在另一方用收音机接收所发的信号。本电路电源分别用9V和5V的电压，输入电压为9V，经过78L05来得到西勒电路所要的5V电压。2主要硬件的原理功能2.1BA1404芯片的原理：BA1404是日本东洋公司出品的一款很经典的立体声调频发射集成电路，其工作电压范围1-3V，该电路是由FM立体声混合器、38KHZ振荡器、FM调制器和高频放大器组成的单片集成电路。下图为BA1404的内部电路图。图2.1BA1404的内部电路图其引脚功能如下：表1BA1404引脚功能表引脚说明说明引脚1右声道输入左声道输入182音频放大器偏置声道平衡173音频放大器地GND声道平衡16438K晶
11、振偏置VCC15538K晶振(1)双声道复合信号输出端14638K晶振(2)导频信号输出端137射频放大器输出调制信号输入端128射频放大器地GND基准参考电压(用于改变变容管电容量)119射频振荡器网络射频振荡器网络10BA1404的引脚功能如上表所列。它主要由前置音频放大器(AMP)，立体声调制器(MPX)，FM调制器及射频放大器组成。立体声前置级分别为两个声道的音频放大器。输入为0.5mV时，增益高达37dB，频带宽度为19kHz。如输入信号中存在频率高于19kHz的成分，则必须在输入端加一个低通滤波器，否则两个声道的分离度会下降。在立体声调制组，振荡器输出的38kHz信号于立体声调制。
12、通常在16、17脚接一可调电阻，以获得最佳的通道分离度。立体声混合信号(MPX输出信号)与导频输出信号(PILOTOUT)合成后的调制信号通过12脚进入射频振荡器并对载波进行FM调制，经射频放大后输出射频信号，射频信号的典型值在600mV左右。BA1404内部还提供了一个参考电压单元VREF。设计者可以利用这个电压信号改变外接变容二极管的电容值，继而改变载波的振荡频率。因此，只要控制一个电阻的分压值就可以达到改变发射频率的目的，这是比较独特的设计。2.2三端稳压芯片78L057805是最常用到的稳压芯片了，它的使用方便，用很简单的电路即可以实现一个直流稳压电源,他的输出电压恰好为5v，刚好是5
13、1系列单片机运行所需的电压。以下是7805的引脚图：图2.27805的引脚图其中1接整流器输出的+电压，2为公共地(也就是负极)，3是需要的正5V输出电压。此外，7805也可用作输出可调稳压电源。图2.37805稳压电路上图中R1用220，R2用680的这个是用来调节输出电压的。输出电压公式UoUxx(1+R2/R1)，此稳压电路可在512V稳压范围内实现输出电压连续可调节。此三端集成稳压集成电路7805最大输入电压为35V，输入输出差需保持2V以上，这样该电路中因为稳压器的直流输入电压是正14V，故该稳压电路的最大输出电压为正12V。此电路的精度一般可达到0.04以上，用7805就能满足一般
14、需求了。2.3三极管9013的引脚介绍9103引脚图如下：图2.49103引脚图9013晶体小功率三极管，把显示文字平面朝自己，从左向右依次为e发射极b基极c集电极；对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己，三个引脚朝下放置，则从左到右依次为ebc。2.4可调线绕电感半导体收音机用振荡线圈此振荡线圈在半导体收音机中与可变电容器等组成本机振荡电路，用来产生一个输入调谐电路接收的电台信号高出465kHz的本振信号。其外部为金属屏蔽罩，内部由衬架、工字形磁心、磁帽及引脚座等构成，在工字磁心上有用高强度漆包线绕制的绕组。磁帽装在屏蔽罩内的架上，可以上下旋转动，通过改变它与线圈的距离来改变线圈的电感量
15、。2.5IN4007二极管IN4007图如下：图2.5IN4007图IN4007是普通整流二极管，最大正向电流1A，反向耐压1000V一般用在小功率普通变压器的工频电源中。3实践操作3.1元件焊接由于本次实训采用以设计好的电路板进行直接焊接操作，板上对于器件的安放位置，管脚辨别都已确定，因此，无需再对二极管或者三极管进行管脚辨别。但是本块电路板所需要的电阻电容数量比较多，而且数值差异较大，要特别注意将合适的的电阻电容安放在正确的位置上。元件焊接过程中，电烙铁的过热，焊接时间长，焊锡过多，都会造成线路板上的覆铜翘起。焊接时注意烙铁的温度不能过高，焊接时间尽量短。焊接质量的好坏，关键取决于焊接表面
16、是否很干净，如果很干净，涂上助焊剂，焊接会很迅速、很坚固。可以使用细砂纸打磨焊接表面，打磨后立刻涂上助焊剂防止再次氧化。焊接三极管或者集成电路的时候不能过温，时间持续不超过3秒，焊接后可立即使用无水酒精冷却，否则PN结过热会使元件性能变差甚至报废。对于芯片的焊接，最后加用底座，以免操作不当，引起芯片受损，影响电路功能。3.2电路检测焊接完毕，要对电路进行检测，最初步也是最粗略的检测是核对器件原理参数是否一致，其次检查因为焊锡量过多引起的线路外部连接，是否会导致短路等，如果原板的铜线走线是想连的，可以不必考虑，否则需要对焊锡连接的地方进行清理，达到断开的效果。初步检测无误完毕，要进行上电检测，最
17、基本的要检测发光二级管是否工作，然后才是整体功能的实现与否。检测电路振荡与否，可用用万用表直流电压档测量晶体管V基极发射极间电压，应为07伏左右。若将线圈两端短路，电压应有一定变化，说明电路已经振荡。3.3功能调试把电路焊接好了，首先进行无电测试，测试电路的导通性，检查电路有没有短路，断路，看看电路的焊接是否有虚焊，导通性是否良好，为后面的通电测试做好准备。无电检测完毕后，在电路上加入+9的直流电压，一接电路就可以看到指示灯发光。说明电路基本导通了；再用万用便测试78L05端的电压是否是所要的+5V电压。之后在测试色环电感两端的电压是否为零，如有大的分压说明电感除了问题，可能是焊接不好，或者电
18、感已经损坏。如测得的电压为0则说明电感正常工作。下一步要测试各个三极管的工作状态，首先测的是三极管的BE两端的电压，三极管的BE两端的电压为0.7V，在我的电路测试中每个晶体管的电压都在正常的工作。由于电路调试基本完成，之后上网查阅了不少的资料，我认为用西勒电路做振荡器是比较稳定的了，而且西勒电路的覆盖系数达到1.6到1.8是符合我们电路的要求的了。主要是后级的功率放大器的改进，首先我猜想功放的达不到谐振的状态，达不到最大的功率输出，导致发射的距离不远，之后我换了56PF的电容为47PF,在进行调试，由于没有频谱仪，所以测不到工作频率的大小，只有用收音机来的接收状况进行调试。后来发现电路好调了
19、些，但是发射的距离还是差不多。之后我换了个大功率的高频三极管，但由于这三极管的工作电压不同，所以调试起来比较麻烦，最后还是调试失败了。但我认为再加一级功放可能效果就会出来的了。总结通过这个为期两周的实训，我不仅对高频电子电路这门课有个更深入的了解。也对通信电路、数电、模电等课程的内容有了更深入的了解。实践是检验真理的唯一标准，通过实训，更能掌握和应用理论知识。实训不仅检验的是理论知识的掌握，它让我更加意识到，无论是学习和生活中，只有付出才有收获。在没做一件事中，都要细心和努力的去做好。虽然这次实训是采用以设计好的电路板进行直接焊接操作，板上对于器件的安放位置，相对简单了一些。然而正是我的粗心大
20、意，导致当所有原件都焊接完成后。上电测试时发现二极管没有亮。开始我以为是焊接的问题。出现虚焊，脱焊的情况。于是用万用表进行测试，排除了焊接问题，可是二极管还不亮。后来只好求助同学检测，最后发现原来是用错了电阻阻值。正好该电阻位于发光二级管和电源的通路上，导致分压过大电流不能通过到达发光二极管，才会出现上述现象，这也给了我一个深刻的启示：即使一个参数的误差，都会导致整个工程的失败。因此，在以后的学习工作中，我必须更加仔细认真，才能体验成功。这次我所做的调频发射机所能接受的距离大概在6至7米之间，同时，因为环境中所存在的干扰，所接受到的信号的质量并不是很完美，存在一定的嘈杂声。通过这次小插曲，我懂
21、得了，看似简单的工作，更要细心去做好。还有团结协作的精神很重要，互帮互助不仅能事半功倍，还能增进同学之间的感情。虽然本次实训是每个同学独立做一块板，但是这并不意味着每个同学是单独起来的，团队合作同样参透着整个实训过程，不管是原理上的模糊需要请教还是调试过程的互相配合，相互协作是必不可少的。这个实验是关于小功率调频发射机工作原理分析及其安装调试，通过这次实验我们可以更好地巩固和加深对小功率调频发射机工作原理和非线性电子线路的进一步理解。学会基本的实验技能，提高运用理论知识解决实际问题的能力。在实验过程中，提高了我们的动手能力，同时通过调试来发现自己的错误并分析及排除这些故障，使我们对小功率放大器
22、的知识得到了加深。高频电路由于受分布参数及各种耦合与干扰的影响，其稳定性比起低频电路来要差些，因此调试工作比较复杂，特别是整机调试，需要细致耐心，前后级多次反复调整，直到满足技术指标要求。切记不要急燥，更不能盲目地更改参数。谢辞看着自己的实训作品完成，心里乐开了花。为自己这么多天以来的努力没有白费而感到高兴。当然，这离不开班立新老师和胡机秀老师悉心的指导以及同学们热情的帮助。谢谢你们的付出，让我实训能够圆满完成。在实训过程中遇到难题寻求老师们的帮助时，你们以专业知识和严谨的治教态度都深深感染和鼓舞着我。虽然调试非常琐碎和枯躁，又容易让人泄气，但想到老师们的付出，我所做的微不足道，我应该对本次实
23、训结果抱有更高的期望，一定调试出最佳音质最远距离的完美组合的结果。时刻想着精益求精的求学态度，尽自己最大的努力去完成实训就这么结束了，我收获了不少，感悟良多。在此，再次对班老师和胡老师以及我的同学们表达我最真诚的感谢。参考文献1沈慈伟.通信电子电路（第二版）西安：西安电子科技大学出版社，20092南利平.通信原理北京：清华大学出版社，2002.3谈文心邓建国张相臣高频电子线路西安：西安交通大学出版社，19964张肃文.高频电子线路北京：高等教育出版社，2000.5阎石数字电子技术基础北京：高等教育出版社1998年11月第四版6何书森何华斌.实用电子线路设计速成M福州：福建科学技术出版社20047谢自美电子线路设计、实验与测试（第二版）武汉：华中科技大学出版社2003