小功率無線調(diào)頻立體聲發(fā)射機畢業(yè)設(shè)計（含外文翻譯）

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計</b></p><p>　　題 目 小功率無線調(diào)頻立體聲發(fā)射機設(shè)計 </p><p>　　學(xué)生姓名 xx </p><p>　　學(xué) 號 0825 </p><p>　　專業(yè)班級 通信工程班

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師 xx </p><p>　　學(xué) 院 計算機與通信學(xué)院 </p><p>　　答辯日期 2012年6月11日 </p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　近年來我國的調(diào)頻廣播技術(shù)得到了

3、迅猛發(fā)展，在生活中的每個角落都可以找到它的蹤影。比如，有的校園為了讓學(xué)生練習(xí)英語聽力，就裝設(shè)了小功率調(diào)頻發(fā)射機，每個學(xué)生配備無線收聽設(shè)備。校園內(nèi)還可以安裝大功率調(diào)頻廣播音箱。</p><p>　　進入20世紀90年代后，調(diào)頻廣播技術(shù)有了長足的進步。調(diào)頻廣播雖然音質(zhì)好，可以實現(xiàn)立體聲廣播，但是覆蓋范圍有限。從世界范圍來看，數(shù)字化將是廣播技術(shù)發(fā)展的必然進程，而其中的數(shù)字音頻廣播（DMB）則將會成為繼傳統(tǒng)的調(diào)幅、調(diào)頻廣

4、播之后的第三代廣播，其原主要因在于：數(shù)字壓縮技術(shù)的成熟及大量推廣應(yīng)用。在不影響主觀質(zhì)量評價的前提下，其音頻碼率可以壓縮近10倍，圖像碼率可以壓縮100以上；高效的數(shù)字調(diào)制技術(shù)和糾錯編碼技術(shù)同樣得到了高速發(fā)展，前者使射頻的頻譜利用率達到5～6bit/HZ以上，后者則使信號處理和傳輸更加可靠；微電子技術(shù)完善和成熟，隨著深亞微米級大規(guī)模集成電路生產(chǎn)工藝及技術(shù)的不斷進步，使得各種對數(shù)字音頻信號的處理手段，像壓縮編碼、調(diào)制、差錯控制等技術(shù)不僅在方

5、法上已成熟，而且其硬件實現(xiàn)也已經(jīng)能夠滿足廣播業(yè)發(fā)展的實際需要。</p><p>　　在當(dāng)今的調(diào)頻廣播發(fā)送技術(shù)中，為了適應(yīng)對發(fā)射機輸出頻率穩(wěn)定度和頻率準確度的嚴格要求，以及方便更換發(fā)射機頻率的需要。為此設(shè)計了一種具有鎖相功能的調(diào)頻廣播發(fā)射機，通過撥碼開關(guān)控制頻率鎖相環(huán)，可以靈活地改變發(fā)射頻率。</p><p>　　本設(shè)計分為六大部分，詳細介紹了立體聲調(diào)頻發(fā)射機硬件的設(shè)計過程。在設(shè)計過程中閱讀

6、了大量的有關(guān)書籍和論文，在此向這些書籍和論文的作者表示感謝。</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　利用無線通信信道的遠距離語音傳輸業(yè)務(wù)，是近年來發(fā)展很快的一門技術(shù)。由于語音業(yè)務(wù)對誤碼不敏感，可以采用調(diào)頻方式發(fā)送信息。調(diào)頻發(fā)射器可以使音頻信息傳送到附近的任意FM接收機。本設(shè)計選擇了ROHM的BH1417F集成電路產(chǎn)生調(diào)頻調(diào)制發(fā)射信號的頻

7、率。芯片的主要特征:體積小，準確性高，而且容易產(chǎn)生發(fā)射頻率。這個系統(tǒng)的各個部分可以進行深入的獨立設(shè)計研究，本設(shè)計把它們組合成一個典型的調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)。 本設(shè)計使用模擬調(diào)頻技術(shù)，在88MHz--98MHz的頻段上，實現(xiàn)了線路輸入語音信號的小功率遠距離單工發(fā)送。系統(tǒng)發(fā)射功率大約20mW，發(fā)射距離大于100m，本系統(tǒng)可實現(xiàn)保真度較高的語音傳輸。</p><p>　　關(guān)鍵詞：調(diào)頻；語音傳輸；ROHM； BH1417F<

8、;/p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The remote audio service code through wireless communication channels is a fast developing technology in recent years. As the audio service code is no

9、t sensitive to the mistaken code, the frequency modulation can be used to send information. The FM Transmitter will allow almost any audio source to be transmitted to any nearby FM receiver. The ROHM BH1417F integrated c

10、ircuit was chosen to create the frequency modulated audio output signal. Chip features include: small size, accuracy, and easily p</p><p>　　Key Words：frequency modulation；audio transmission； ROHM BH1417F<

11、/p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p><b>　　1.1 概 述1</b></p><p>　　1.2 研究意義1</p><p>　　1.3 設(shè)計要求1</p>&

12、lt;p>　　第2章 系統(tǒng)設(shè)計方案2</p><p>　　2.1 設(shè)計流程2</p><p>　　2.2 系統(tǒng)組成2</p><p>　　2.3 方案論證2</p><p>　　第3章 器件及其選擇8</p><p>　　3.1 調(diào)頻立體聲8</p><p>　　3.2 調(diào)頻基

13、本原理9</p><p>　　3.3 調(diào)頻發(fā)射芯片9</p><p>　　第4章 系統(tǒng)硬件設(shè)計19</p><p>　　4.1 立體聲調(diào)頻發(fā)射電路設(shè)計19</p><p>　　4.1.1 立體聲調(diào)頻發(fā)射電路20</p><p>　　4.1.2 第一次調(diào)制21</p><p>　　4.

14、1.3 第二次調(diào)制23</p><p>　　4.1.4 頻率控制表26</p><p>　　4.2 功率放大電路設(shè)計27</p><p>　　4.3 電源電路設(shè)計28</p><p>　　第5章 系統(tǒng)仿真30</p><p>　　5.1 仿真軟件介紹30</p><p>　　5.2

15、 音頻放大部分的仿真30</p><p>　　5.3 振蕩調(diào)制部分的仿真31</p><p>　　5.4 倍頻放大部分的仿真32</p><p>　　第6章 系統(tǒng)調(diào)試34</p><p>　　6.1 系統(tǒng)調(diào)試34</p><p>　　6.2 指標測試與性能分析34</p><p&g

16、t;　　6.2.1 指標測試34</p><p>　　6.2.2 性能分析35</p><p><b>　　總 結(jié)36</b></p><p><b>　　參考文獻38</b></p><p>　　附 錄1：電路原理圖39</p><p>　　附 錄2：外文原

17、文，譯文41</p><p><b>　　致 謝58</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 概 述</b></p><p>　　調(diào)頻廣播經(jīng)歷了六十多年的發(fā)展，技術(shù)上已經(jīng)比較成熟，但大多數(shù)調(diào)頻發(fā)射機仍然存在發(fā)射頻率固定

18、單一的問題。由于國家對無線廣播頻段的劃分和管理，使得不同地區(qū)有不同頻段的發(fā)射權(quán)，每個單位所分配的發(fā)射頻率也是不一樣的。因此不同用戶對發(fā)射頻率的要求各不相同，但是廠商不可能生產(chǎn)頻率各異的發(fā)射機，這樣明顯不符合工業(yè)批量生產(chǎn)的要求。那么就需要使發(fā)射機按照使用者的意愿，在一定頻帶范圍內(nèi)靈活地改變發(fā)射頻率。這樣用戶就可以根據(jù)具體情況來設(shè)定載波頻率。本文中設(shè)計的數(shù)字立體聲調(diào)頻發(fā)射機就可以解決這一問題。為了實現(xiàn)精準的數(shù)字化控制并達到立體聲收音效果，本

19、設(shè)計使用了專用發(fā)射芯BH1417F。</p><p><b>　　1.2 研究意義 </b></p><p>　　目前各大中型學(xué)校，普遍利用調(diào)頻發(fā)射機進行英語聽力訓(xùn)練和考試。如果在發(fā)射聽力信號前，發(fā)現(xiàn)在預(yù)置發(fā)射頻道上受到強烈干擾，使用本文所設(shè)計的發(fā)射機就可以自由改變載波頻率，另外選擇一個頻道發(fā)送信號，操作簡單快捷，同時又不會干擾覆蓋范圍之外的聽眾正常收音。而且校園廣播

20、覆蓋的范圍較小，沒有必要采用大功率的發(fā)射機，所以本設(shè)計非常適用于校園無線調(diào)頻廣播教學(xué)。</p><p>　　該發(fā)射機采用立體聲調(diào)頻技術(shù)和數(shù)字化控制技術(shù)，聽眾能感覺到強勁的立體聲效果，并且成本不高，對推廣這種產(chǎn)品很有利，所以該題目有一定的研究價值。</p><p><b>　　1.3 設(shè)計要求</b></p><p>　　本設(shè)計的任務(wù)是設(shè)計一臺小

21、功率無線立體聲調(diào)頻發(fā)射機，相關(guān)技術(shù)指標要求如下：</p><p><b>　　1、基本要求：</b></p><p>　?。?） 發(fā)射信號類型：調(diào)頻信號，20Hz~20KHz音頻信號。</p><p>　　（2） 采用的主要發(fā)射技術(shù)方案：立體聲發(fā)射，方式自定；</p><p>　?。?） 發(fā)射頻率范圍：88-108MHz

22、，任選一個或多個頻點；</p><p>　?。?） 頻率穩(wěn)定度：±10ppm；</p><p>　?。?） 有效范圍： ≥100米；</p><p>　　第2章 系統(tǒng)設(shè)計方案</p><p>　　本章制定了設(shè)計流程；提出了系統(tǒng)設(shè)計方案，并逐一進行了方案對比論證。</p><p><b>　　2.1

23、設(shè)計流程</b></p><p>　　為了能夠順利完成任務(wù)，本設(shè)計按照以下流程來進行：</p><p>　?。?）提出系統(tǒng)設(shè)計方案：收集資料，提出系統(tǒng)設(shè)計方案。</p><p>　?。?）完成硬件電路設(shè)計：掌握調(diào)頻原理，熟悉相關(guān)芯片的數(shù)據(jù)手冊，參考相關(guān)電路，完成硬件電路設(shè)計。</p><p>　　（3）電路圖繪制與硬件調(diào)試：繪制原

24、理圖，并模擬整機調(diào)試。</p><p>　?。?）組建測試系統(tǒng)：模擬測試本設(shè)計所要實現(xiàn)的功能和技術(shù)指標。</p><p><b>　　2.2 系統(tǒng)組成</b></p><p>　　它調(diào)頻發(fā)射機框圖如圖1所示，該調(diào)頻發(fā)射機是以bh1417鎖相環(huán)調(diào)頻立體聲發(fā)射模塊為核心的校園型調(diào)頻發(fā)射機，具備話筒輸入和線路輸入多種音源的輸入方式，因此信號源的取選方

25、式是多樣的，輸入的信號經(jīng)過bh1417集成塊內(nèi)部的調(diào)制、解碼和鑒相后再經(jīng)過內(nèi)部的射頻放大器放大，信號輸出到射頻功率放大器放大后發(fā)射，并輸送至校園內(nèi)的喇叭。</p><p>　　圖2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖</p><p><b>　　2.3 方案論證</b></p><p>　　1.立體聲調(diào)頻發(fā)射模塊的設(shè)計方案論證與選擇</p><

26、;p>　　方案一：采用MAX2606調(diào)頻發(fā)射芯片做調(diào)率發(fā)射電路方案，MAX2606采用SOT230-6微型封裝，應(yīng)用電路如圖2-1所示，它的平均頻率由L1設(shè)置，390ｎH的電感可將中心頻率設(shè)定在100MHz。調(diào)節(jié)電位器RP1則可以在88至108 MHz的FM波段選擇一個頻道作為發(fā)射輸出功率。輸出功率對50Ω的天線約為-21dB。圖中的兩個INPUT端接在功放機左右線路（LINE）輸出端，左右聲道音頻信號均通過22kΩ相加，并被電位

27、器RP1衰減后，由①腳送入MAX2606的內(nèi)部振蕩電路，經(jīng)過調(diào)制后的射頻信號從⑥腳輸出到發(fā)射天線，由于輸入信號幅度高于60ｍＶ時將產(chǎn)生失真，因此使用電位器RP2將信號衰減到該電平以下。發(fā)射天線可以用一段75cm的電線充當(dāng)。此時發(fā)射距離約為50米。為保證最佳接收效果，它最好與接收天線平行安裝。MAX2606可工作于3至5Ｖ的單電源，但最好采用穩(wěn)定的電壓，尤其是0.01μF的退耦電容不能省略，以減少頻率漂移和噪聲，所以MAX2606的缺點就

28、是有頻率漂移和噪聲。</p><p>　　圖2.2 基于MAX2606調(diào)頻發(fā)射芯片的調(diào)率發(fā)射電路</p><p>　　方案二：采用BA1404調(diào)頻發(fā)射芯片做立體聲調(diào)率發(fā)射電路方案，應(yīng)用電路如圖2-2所示，BA1404主要由前置放大器（AMP），立體聲調(diào)制器（MPX），F(xiàn)M調(diào)制器及射頻放大器組成。立體聲前置級分別為兩個聲道的音頻放大器。輸入為0.5mV時,增益高達37dB,頻帶寬度為19

29、KHz,如輸入信號存在頻率高于19 KHz 成分,則必須在輸入端加一個低通濾波器,否則兩個聲道的分離度會下降。BA1404對于一般的調(diào)頻發(fā)射已經(jīng)夠了,但它卻有一個致命的缺點:沒有鎖相環(huán)電路,即PLL,容易跑頻。</p><p>　　圖2.3 基于BA1404調(diào)頻發(fā)射芯片的立體聲調(diào)率發(fā)射電路</p><p>　　方案三：采用BH1417F調(diào)頻發(fā)射芯片做調(diào)率發(fā)射電路方案，應(yīng)用電路如圖2-4。

30、BH1417F是由提高信噪比（S/N）的預(yù)加重電路、防止信號過調(diào)的限幅電路、控制輸入信號頻率的低通濾波電路（LPF）、產(chǎn)生立體聲復(fù)合信號的立體聲調(diào)制電路、調(diào)頻發(fā)射的鎖相環(huán)電路（PLL）組成。BH1417F的頻率特性非常出色，它能達到40dB的分離度，傳送的音質(zhì)可與本地調(diào)頻電臺比美，適合用于一些對音頻指標很高的系統(tǒng)中。</p><p>　　圖2.4 基于BH1417F調(diào)頻發(fā)射芯片的調(diào)頻發(fā)射電路</p>

31、<p>　　經(jīng)過仔細的分析論證，決定采用第四種方案，因為第四種方案中BH1417F解決了上述方案的缺點，同時我們平時也用BH1417F芯片做過調(diào)頻發(fā)射這個模塊。BH1417F可由并行數(shù)據(jù)設(shè)置端改變發(fā)射頻率，比較容易實現(xiàn)硬件和軟件結(jié)合。</p><p>　　2、壓控振蕩器的設(shè)計方案論證與選擇</p><p>　　方案一：采用分立元件構(gòu)成。利用低噪聲場效應(yīng)J310作振蕩管，用兩對

32、變?nèi)荻O管作壓控器件，直接接入振蕩回路，電路屬于電感三點式振蕩器。圖2-2為其簡化電路圖。該方法實現(xiàn)簡單，但是調(diào)試相當(dāng)困難，而且不能靈活控制輸出頻率。</p><p>　　圖2.5 分立元件構(gòu)成的VCO簡化電路</p><p>　　方案二：采用自帶壓控振蕩器的集成芯片和變?nèi)荻O管KV1471E，外接一個LC諧振回路構(gòu)成變?nèi)荻O管壓控振蕩器。選取適當(dāng)?shù)碾姼?，便可改變BH1417F的輸出頻率。

33、由于采用了集成芯片，電路設(shè)計簡單，系統(tǒng)可靠性高，并且利用鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)可以使輸出頻率穩(wěn)定度進一步提高。</p><p>　　所以本設(shè)計采用方案二。</p><p>　　3、頻率合成器的設(shè)計方案論證與選擇</p><p>　　頻率合成是整機的核心，為了得到高度穩(wěn)定的頻率輸出，并且輸出頻率可調(diào)，可以采用鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)，輸出頻率穩(wěn)定度與晶振的穩(wěn)定度相當(dāng)，達到10-

34、5，頻率可以為任意值。此技術(shù)采用撥碼開關(guān)來實現(xiàn)控制。</p><p>　　方案一：模擬鎖相環(huán)路法，通過環(huán)式的減法降頻，將VCO的頻率降低，與參考頻率進行鑒相。優(yōu)點是：可以得到任意小的頻率間隔；鑒相器的工作頻率不高，頻率變化范圍不大，比較好做，帶內(nèi)帶外噪聲和鎖定時間易于處理。不需要昂貴的晶體濾波器。頻率穩(wěn)定度與參考晶振的頻率穩(wěn)定度相同。缺點是分辨率的提高要通過增加循環(huán)次數(shù)來實現(xiàn)，電路超小型化和集成化比較困難。<

35、;/p><p>　　方案二：數(shù)字鎖相環(huán)路法，如圖2-3所示，通過數(shù)字邏輯電路，把壓控振蕩器（VCO）的頻率降低到鑒相器的參考頻率上，采用的是除法降頻。除具有方案一的優(yōu)點外，克服了方案一的缺點，還能與靈活方便的數(shù)字電路結(jié)合，做成數(shù)控可變分頻，得到任意的頻率，并且便于集成化，大大簡化電路連線，縮短電路制作時間，降低整機體積。</p><p>　　綜合考慮，本設(shè)計采用方案二。</p>

36、<p>　　圖2.6 數(shù)字鎖相環(huán)頻率合成原理</p><p>　　5、功率放大電路方案選擇與論證</p><p>　　方案一：采用集成功放，放大倍數(shù)比較理想，性能好，體積小，但是價格比較高</p><p>　　方案二：采用晶體管組建放大電路，放大倍數(shù)小，電路復(fù)雜，價格低廉。</p><p>　　由于本設(shè)計放大倍數(shù)要求不高，決定采用方

37、案二。</p><p>　　7、電源方案選擇與論證</p><p>　　BH1417F的正常工作電壓為＋5V直流電壓，運放和三極管則需要＋9V直流電壓，所以需對市電進行變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓，為系統(tǒng)提供這兩種直流電壓。</p><p>　　方案一：采用變壓器將220V交流電變換為12V交流電，再進行全波整流、濾波，最后用三端穩(wěn)壓管LM7809和LM7805進行穩(wěn)壓，

38、可分別得到＋9V和＋5V。</p><p>　　方案二：采用電源模塊得到12V直流電壓輸出，再通過三端穩(wěn)壓集成芯片進行穩(wěn)壓，得到兩種輸出電壓。</p><p>　　方案一簡單易行，且成本低，本設(shè)計采用方案一。</p><p>　　第3章 器件及其選擇</p><p>　　本章介紹了調(diào)頻發(fā)射部分的器件及選擇。 </p><p

39、><b>　　3.1 調(diào)頻立體聲</b></p><p>　　(1) 什么是立體聲</p><p>　　一個雙耳健全的人坐在音樂廳內(nèi)，可以聽到交響樂隊演奏樂曲的旋律和強弱遠近的變化，并能判斷出是何種樂器發(fā)出的聲音，甚至能判斷出各種樂器在舞臺上的位置，即便閉上眼睛，也可以用雙耳判定聲音發(fā)出的大致方位及聲源的遠近距離。由此我們認識到：人們所感覺到的這種層次分明，具有

40、立體感，方位感的音響效果，就是通常所說的立體聲。請注意，上述的“雙耳健全”這幾個字，如果你只用一只耳朵聽音樂會，那絕不會有立體聲的感覺，只有利用雙耳，才能判斷出聲源的位置，才能有聲音的立體感和方向感。所以立體聲是建立在雙耳效應(yīng)的基礎(chǔ)上的。</p><p>　　(2) 調(diào)頻立體聲及特點：</p><p>　　用兩個傳聲器分別檢拾左右兩部分聲音信號，并將左右兩個聲道的信號按一定方式進行編碼，然

41、后調(diào)制在同一副載波上，再用調(diào)頻的方式調(diào)制在主載波上并發(fā)送出。這樣的廣播，一個電臺能同時播送左右兩個聲道的信號，稱為調(diào)頻立體聲廣播。由于調(diào)頻(FM)方式比調(diào)幅(AM)方式具有抗干擾能力強、信噪比高、頻帶寬、音質(zhì)好、容量大等優(yōu)點，所以立體聲廣播的主載波采用調(diào)頻的方式。按照對副載波和主載波的調(diào)制方式，調(diào)頻立體聲廣播可分為AM-FM和FM-FM方式。前者又分為導(dǎo)頻制和極化調(diào)制制兩種。但是，不論哪一種制式，都必須考慮能與單聲道調(diào)頻廣播兼容，即調(diào)頻

42、單聲道收音機可以收聽調(diào)頻立體聲廣播，調(diào)頻立體聲收音機也可以收聽調(diào)頻單聲道廣播(但沒有立體聲效果)。只有調(diào)頻立體聲收音機收聽調(diào)頻立體聲廣播時，才有聲音的立體感。目前，國際上較為普及的立體聲廣播都是雙聲道的，而且使用最多的是采用導(dǎo)頻制式，我國也采用這種制式。國際調(diào)頻廣播的標準頻段規(guī)定為87～108MHz，我國、美國、歐洲一些國家就采用了這一標準頻段。也有些國家不采用這一頻段，如蘇聯(lián)(采用64.5～73MHz)、日本(采用76～90MHz)及

43、西歐的一些國家(采用87.5～104</p><p>　　(3) 調(diào)頻立體聲廣播的實現(xiàn)： </p><p>　　在導(dǎo)頻制立體聲廣播中，為了實現(xiàn)兼容，廣播電臺須先將左(L)、右(R)兩聲道的信號，用矩陣電路變換成和信號(L+R)和差信號(L-R)。和信號相當(dāng)于普通單聲道調(diào)頻廣播的信號。普通單聲道調(diào)頻收音機收到這個和、差信號之后，只能解調(diào)出和信號來，和信號已經(jīng)包括了節(jié)目的全部內(nèi)容，但不是立體聲

44、的，不能把左、右分離開。立體聲收音機收到這個和、差信號，通過的立體聲解調(diào)器(解碼器)，將左、右信號分離開，聽到的是具有立體感的節(jié)目。 </p><p>　　3.2 調(diào)頻基本原理</p><p>　　調(diào)頻是模擬角度調(diào)制的一種，屬于非線性頻率變換。設(shè)高頻載波，調(diào)制信號為，調(diào)頻中已調(diào)信號的頻譜與調(diào)制信號頻譜之間不存在線性對應(yīng)關(guān)系，而是產(chǎn)生出與頻譜搬移不同的新頻率分量，故呈現(xiàn)出非線性特征。<

45、/p><p>　　在連續(xù)波調(diào)制中，未調(diào)載波可以表示為：如果幅度不變，起始相位為0，而瞬時角頻率是調(diào)制信號的線性函數(shù)，則這種調(diào)制方式稱為頻率調(diào)制。其瞬時角頻率偏移為：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　瞬時角頻率L：</b></p><p><b>　　

46、（3-2）</b></p><p><b>　　調(diào)頻信號表示為：</b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>　　若</b></p><p>　　則 （3-4） </p><

47、p>　　其中調(diào)頻指數(shù)： （3-5） </p><p>　　展開（3-4）后再由第一類n階貝塞爾函數(shù)作為三角級數(shù)的系數(shù)，可以得到</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　它的傅氏變換即為頻譜</p><p><b>　　

48、（3-7）</b></p><p>　　可見調(diào)頻信號的頻譜中含有無窮多個頻率分量。</p><p>　　3.3 調(diào)頻發(fā)射芯片</p><p>　　表3-1 BH1417F引腳屬性表</p><p>　　調(diào)頻還需要一些輔助電路，才能夠達到較好效果，所以本設(shè)計選用了一款專用發(fā)射芯片BH1417F，因為它具有下列優(yōu)點：</p>

49、;<p><b>　　1.芯片簡介</b></p><p>　　BH1417F 是一種無線音頻傳輸集成電路，它可以將計算機聲卡、游戲機、CD、DVD、MP3、調(diào)音臺等立體聲音頻信號進行立體聲調(diào)制發(fā)射傳輸，配合普通的調(diào)頻立體聲接收機就可實現(xiàn)無線調(diào)頻立體聲傳送。適合用于生產(chǎn)立體聲的無線音箱、無線耳機、CD、MP3、DVD、PAD、筆記本計算機等的無線音頻適配器開發(fā)生產(chǎn)。這個集成電路

50、是由提高信噪比（S/N）的預(yù)加重電路、防止信號過調(diào)的限幅電路、控制輸入信號頻率的低通濾波電路（LPF）、產(chǎn)生立體聲復(fù)合信號的立體聲調(diào)制電路、調(diào)頻發(fā)射的鎖相環(huán)電路（PLL）組成。</p><p><b>　　2.特點</b></p><p>　　1）將預(yù)加重電路、限幅電路、低通濾波電路（LPF）一體化，使音頻信號的質(zhì)</p><p>　　量比分立

51、元件的電路（如：BA1404、NJM2035等）有很大改進。</p><p>　　2）導(dǎo)頻方式的立體聲調(diào)制電路。</p><p>　　3）采用了鎖相環(huán)鎖頻并與調(diào)頻發(fā)射電路一體化，合發(fā)射的頻率非常穩(wěn)定。</p><p>　　4）采用了撥碼開關(guān)直接頻率設(shè)定，可設(shè)定70-120MHz頻率，使用上非常方便。</p><p><b>　　3.

52、結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　圖3.1 BH1417F結(jié)構(gòu)原理圖</p><p>　　圖3.2元器件的尺寸以及封裝</p><p>　　4.芯片各引腳位的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　表3-2 BH1417個管腳內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　5.電路應(yīng)用說明</b>&

53、lt;/p><p><b>　　（1）預(yù)加重電路</b></p><p>　　預(yù)加重電路是一個非線性音頻放大器，它的內(nèi)部工作點為1/2 Vcc，因為它是非線性放大器，所以輸入阻抗取決為內(nèi)部電阻R3=43KΩ，預(yù)加重時間取決于內(nèi)部電阻R2=22.7K 和外部電容C1=2200p。</p><p>　　圖3.3 預(yù)加重電路</p><

54、;p>　　時間常數(shù)τ=C1R2</p><p>　　R1=1K 是一個限流電阻，防止自激的產(chǎn)生。</p><p><b>　　（2）限幅電路</b></p><p>　　圖 3.4 限幅電路</p><p>　　限幅電路是由二極管限幅的反相放大器組成，它的內(nèi)部工作點為1/2 Vcc。</p><

55、p><b>　?。?）低通濾波電路</b></p><p>　　低通濾波電路是由二階低通反饋放大電路組成，它的分頻點為15KHz。</p><p>　　圖 3.5 低通濾波電路</p><p><b>　　公式如下:</b></p><p>　　Cf=1/ω0 Rf

56、 （3-8） </p><p>　　C1=3Q Cf （3-9）</p><p>　　C2=Cf/3Q （3-10）

57、 </p><p><b>　　運算過程如下：</b></p><p>　　Q=0.577、ω0=1.274 、fc=15KHz</p><p>　　R1=R2=R3=Rf=100KΩ</p><p>　　Cf=1/ω0 Rf=1/（2πX1.274X15KX100K）=8

58、3.28pF</p><p>　　C1=3Q Cf =3X0.577X83.28pF=144pF≈150pF</p><p>　　C2=Cf/3Q=83.28p/(3X0.577)=48≈50pF</p><p><b>　?。?）立體聲調(diào)頻</b></p><p>　　音頻信號從第1腳和第22腳輸入后通過預(yù)加重電路、限

59、幅電路和低通濾波電路后送到混合器（MPX）中，另外由第13、14腳接入7.6MHz晶體的振蕩電路通過200分頻后產(chǎn)生的38KHz副載波信號，同時38KHz副載波通2分頻產(chǎn)生的19KHz導(dǎo)頻信號。音頻信號和38KHz的副載波信號被多路復(fù)合器進行了平衡調(diào)制，產(chǎn)生了一個主信號（L+R）和一個通過DSB 調(diào)制的38KHz 副載波信號（L-R），并與19KHz導(dǎo)頻信號組成復(fù)合信號從第5腳輸出。</p><p>　　圖 3.

60、6 導(dǎo)頻方式的調(diào)頻立體聲廣播頻帶結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　（5）FM發(fā)射電路</b></p><p>　　FM發(fā)射電路采用穩(wěn)定頻率的鎖相環(huán)系統(tǒng)。這一部分由高頻振蕩器、高頻放大器及鎖相環(huán)頻率合成器組成。調(diào)頻調(diào)制由變?nèi)荻O管組成的高頻振蕩器實現(xiàn)，高頻振蕩器是一個鎖相環(huán)的VCO，立體聲復(fù)合信號通過它直接進行調(diào)頻調(diào)制。</p><p>　　圖

61、3.7 FM發(fā)射電路</p><p>　　高頻振蕩器是由第9腳外部的LC 回路與內(nèi)部電路組成，振蕩信號經(jīng)過高頻放大器從11腳輸出，同時輸送到鎖相環(huán)電路進行比較后從第7腳輸出一個信號對高頻振蕩器的值進行修正，確保頻率穩(wěn)定。一但頻率超過鎖相環(huán)設(shè)定的頻率，第7 腳將輸出的電平變高；如果是低于設(shè)定頻率，它將輸出的電平變低；相同的時候，它的電平將不變。</p><p>　　6.調(diào)頻發(fā)射的基本原理&l

62、t;/p><p>　　A、數(shù)據(jù)信號發(fā)送方：</p><p>　　圖 3.8 數(shù)據(jù)傳送方式</p><p><b>　　B、數(shù)據(jù)內(nèi)容說明：</b></p><p>　　表3-3 數(shù)據(jù)內(nèi)容說明</p><p>　　第4章 系統(tǒng)硬件設(shè)計</p><p>　　本章將介紹各單元電路的設(shè)計

63、，主要介紹立體聲調(diào)頻發(fā)射電路、功率放大電路、電源電路。</p><p>　　4.1 立體聲調(diào)頻發(fā)射電路設(shè)計</p><p>　　圖4.1 立體聲調(diào)頻發(fā)射電路原理框圖</p><p>　　圖4.2 立體聲調(diào)頻發(fā)射電路</p><p>　　4.1.1 立體聲調(diào)頻發(fā)射電路</p><p>　　立體聲調(diào)頻電路如圖4-2所示

64、，立體聲信號通過1、22引腳輸入，配合2、3、20、21這幾個引腳外部的阻容組合，完成立體聲信號的低通濾波、預(yù)加重和調(diào)制，調(diào)制后的復(fù)合信號通過5腳輸出。15、16、17、18引腳輸入的頻率代碼經(jīng)過解碼和鑒相后，由7腳輸出PLL振蕩器的控制信號VCO。此VCO控制外部由分立元件組成的高頻振蕩電路，產(chǎn)生FM調(diào)頻的載波信號，并通過兩個三極管9018的組合電路對5腳輸出的復(fù)合立體聲信號進行FM頻率調(diào)制。調(diào)制后的信號通過9腳輸入到BH1417，經(jīng)

65、過內(nèi)部的射頻放大器放大后的射頻信號由11腳輸出。輸出后的信號能夠直接接到發(fā)射天線上進行發(fā)射，或輸入到射頻功率放大器進行放大后發(fā)射，以擴大發(fā)射距離。13、14腳需要外接7.6MHz的晶體振蕩器，提供給BH1417內(nèi)部的鑒相、立體聲信號調(diào)制等部分所需要的穩(wěn)定時鐘。</p><p>　　圖4.3 FM發(fā)射電路</p><p>　　立體聲調(diào)頻廣播之所以有強勁的立體聲效果，是因為它實際上是進行了兩

66、次頻率調(diào)制，即FM-FM調(diào)制方式。我國的調(diào)頻頻率規(guī)定范圍為88--108MHZ，這是調(diào)頻廣播的主載波范圍，但必須先將立體聲信號在副載波上進行調(diào)制，然后在主載波上再調(diào)制一次。最后設(shè)計的發(fā)射電路如圖4-2所示，下面將結(jié)合圖4-1和4-2，將電路劃分為第一次調(diào)制和第二次調(diào)制來講解。</p><p>　　4.1.2 第一次調(diào)制</p><p>　　第一次調(diào)制的目的是產(chǎn)生立體聲基帶信號。這部分電路主

67、要由預(yù)加重電路、低通濾波電路、分頻電路、調(diào)制電路組成，但是后兩者都被集成在模塊內(nèi)部，下面將介紹預(yù)加重電路和低通濾波電路的設(shè)計。</p><p>　?。?）預(yù)加重電路設(shè)計</p><p>　　在鑒頻電路輸出端，噪聲功率譜密度與頻率平方成正比，即大部分噪聲功率分布在高頻段，而語音信號中能量大部分集中在低頻段，兩者正好相反。為了改善信噪比，可以在鑒頻電路輸出端采用低通網(wǎng)絡(luò)濾除高頻噪聲，但是這樣信

68、號中的高頻成分也同時受到衰減，產(chǎn)生了失真，所以需要在發(fā)射機的調(diào)制電路之前采用具有高通性質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)提升調(diào)制信號的高頻部分，從而使接收機鑒頻之后信號的高頻部分既不會產(chǎn)生失真，同時又達到抑制噪聲功率的目的。這種方法就是預(yù)加重、去加重技術(shù)。即發(fā)射時預(yù)先“加重”調(diào)制信號的高頻分量，接收時去除解調(diào)信號中“加重”了的高頻分量。</p><p>　　圖4-4為本設(shè)計中的預(yù)加重電路，它由BH1417F芯片內(nèi)部電路與外圍電路構(gòu)成。音頻

69、信號由引腳1、22輸入后經(jīng)過預(yù)加重處理，然后輸入到低通濾波電路。</p><p>　　圖4.4 預(yù)加重電路</p><p>　　預(yù)加重電路是一個非線性音頻放大器，它的內(nèi)部工作點為1/2 Vcc，其輸入阻抗為內(nèi)部電阻R3=43KΩ，R1=1K是一個限流電阻，防止自激的產(chǎn)生。</p><p>　　預(yù)加重時間取決于內(nèi)部電阻R2=22.7K 和外部電容C1=2200p接在第

70、2、21引腳。時間常數(shù)為：。 </p><p>　?。?）低通濾波電路設(shè)計</p><p>　　圖4.5 低通濾波電路</p><p>　　低通濾波器允許低頻信號通過，將高頻信號衰減。該低通濾波電路是個二階反饋放大電路，因為要求調(diào)制的音頻信號頻率范圍是：20~20KHz，所以理論上將它的分頻點設(shè)計為。但是一般的調(diào)頻廣播音頻信號小于15KHz，為了保證通信質(zhì)量，濾除高

71、頻干擾，所以本設(shè)計還是采用。</p><p>　　圖4-5中C1是第3、20引腳的外接電容，需要根據(jù)已知條件進行計算得到，具體過程如下：</p><p><b>　　Q=0.577，</b></p><p>　　則 </p><p>　?。?）立體聲復(fù)合信號的形成</p>

72、;<p>　　音頻信號從第1腳和第22腳輸入后通過預(yù)加重電路、低通濾波電路后送到混合器（MPX）中，另外由第13、14腳接入7.600MHz晶體振蕩器，電路通過200分頻后產(chǎn)生的38KHz副載波信號，同時38KHz副載波通過2分頻產(chǎn)生的19KHz導(dǎo)頻信號。音頻信號和38KHz的副載波信號被多路復(fù)合器進行了平衡調(diào)制，產(chǎn)生了一個主信號（L+R）和一個通過DSB調(diào)制的38KHz 副載波信號（L-R），并與19KHz導(dǎo)頻信號組成復(fù)

73、合信號從芯片第5腳輸出。</p><p>　　圖4.6 導(dǎo)頻方式的調(diào)頻立體聲廣播頻帶結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　4.1.3 第二次調(diào)制</p><p>　　第二次調(diào)頻的調(diào)制信號是第一次調(diào)制完成后形成的立體聲復(fù)合型號。同時如果將調(diào)制后的信號直接發(fā)送，頻率穩(wěn)定性會很差，所以一定要設(shè)計鎖相環(huán)電路。</p><p>　　鎖相環(huán)（PLL）電路是一種以消

74、除頻率誤差為目的的反饋控制系統(tǒng), 它由鑒相器（PD）、環(huán)路濾波器（LPF）和壓控振蕩器（VCO）三個基本部件組成，其基本原理是利用相位誤差電壓去消除頻率誤差，所以當(dāng)電路達到平衡狀態(tài)之后，雖然有剩余相位誤差存在，但頻率誤差可以降低到零，實現(xiàn)了無頻差的頻率跟蹤和相位跟蹤。 </p><p>　　圖4.7 鎖相環(huán)電路組成</p><p>　?。?）鑒相器（PD）</p><p

75、>　　設(shè)R為參考頻率信號，V為壓控振分頻信號，f、g為數(shù)字鑒相器兩個輸出信號。根據(jù)R和V的不同可以分四種情況，如圖4-8所示。</p><p>　　1.fR<fV時，f端輸出恒為高電平，g端輸出負脈沖。</p><p>　　2.fR>fV時，f端輸出負脈沖，g端輸出恒為高電平。</p><p>　　以上兩種情況下數(shù)字鑒相器實際工作在鑒頻模式下，兩個

76、頻率相差越大，輸出的負脈沖寬度越大。</p><p>　　圖4.8 數(shù)字鑒相器輸入輸出關(guān)系</p><p>　　3.fR＝fV，R的相位超前V時，f端輸出負脈沖，g端輸出恒為高電平。設(shè)</p><p>　　θe為負脈沖的寬度，Vm為脈沖幅度。</p><p>　　4.fR＝fV，R的相位滯后V時，f端輸出恒為高電平，g端輸出負脈沖。</

77、p><p>　　以上兩種情況中，鑒相器輸出的負脈沖寬度隨著R和V之間的相位差θ變化而變化，θ越大，輸出的負脈沖寬度越大。</p><p>　　根據(jù)數(shù)字鑒相器的這種特性，在其后加一級差分放大器，取出f和g電壓的差信號Vg－Vf，再通過積分取出其中的有效電壓，此電壓就反映了fR和fV之間的關(guān)系。環(huán)路濾波器前級的有源網(wǎng)絡(luò)就起到這個作用。</p><p>　?。?）環(huán)路低通濾波

78、器（LPF）</p><p>　　環(huán)路低通濾波器的作用是取出鑒相器的輸出誤差信號中的直流成分，以調(diào)節(jié)壓控振蕩器的輸出頻率。同時，壓控振蕩器還有調(diào)頻的作用，調(diào)頻使得輸出頻率隨調(diào)制信號產(chǎn)生偏移。因此，鎖相和調(diào)頻是相互矛盾的。鎖相的目的是使輸出頻率穩(wěn)定，而調(diào)頻則要求輸出頻率隨著調(diào)制信號的變化而變化。</p><p>　　圖4.9 環(huán)路低通濾波器電路圖</p><p>　　

79、環(huán)路濾波器正是解決這一矛盾的關(guān)鍵。由于振蕩器中心頻率不穩(wěn)主要由溫度、濕度、直流電源等外界因素引起，其變化是緩慢的；而音頻調(diào)制信號幅度的變化相對來說是一種快變化。因此，將環(huán)路濾波器的通帶上限頻率限制在幾Hz內(nèi)，只有緩慢變化因素引起的誤差信號可以通過，而調(diào)制信號引起頻偏時所產(chǎn)生的誤差信號要被濾除，不會作用于鎖相環(huán)，這樣就既可以保證中心頻率的穩(wěn)定度，又不影響調(diào)頻。根據(jù)已知條件可以算出低通濾波器的截止頻率，一般情況下。</p>&

80、lt;p><b>　?。?-1） </b></p><p>　　鑒相器輸出的兩個誤差信號分別是一個與參考頻率同頻的方波信號和一個固定電平。為取出其直流成分，可以先用一級有源積分網(wǎng)絡(luò)將方波信號轉(zhuǎn)化為直流，此直流中含有較多交流成分，再用一級無源低通網(wǎng)絡(luò)濾除，然后加到壓控振蕩器上。</p><p>　　有源積分網(wǎng)絡(luò)由運算放大器LM358和一些阻容元件組成。無源低通

81、網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)則是利用Matlab進行計算、仿真后得到的，仿真結(jié)果如圖4-10所示。</p><p>　　圖4.10 低通濾波器頻率特性曲</p><p>　?。?）壓控振蕩器（VCO）</p><p>　　VCO是設(shè)計鎖相環(huán)的核心，本設(shè)計使用變?nèi)荻O管KV1471E與電感并聯(lián)后和內(nèi)部RC電路組成壓控振蕩器，通過改變變?nèi)荻O管的反偏電壓來改變振蕩頻率值。由下列公式：&l

82、t;/p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　其中，，L為電感值。CVD的大小受所加偏置電壓U的控制，而變?nèi)荻O管（KV1471E）的容值變化范圍是：30.16pF~40.99pF，的范圍為：88MHz~108MHz，根據(jù)式（4-2）有：</p><p>　　L＝

83、 （4-3）</p><p>　　取，，得L＝0.080μH</p><p>　　取，，得L＝0.072μH</p><p>　　因此，理論上取L＝0.072μH可滿足要求。 </p><p>　　由此可見，VCO是由第9腳外部的LC回路與內(nèi)部電路組成，振蕩信號經(jīng)過高頻放大器從11腳輸出，同時輸送到鎖相環(huán)電路進行比較后從第7

84、腳輸出一個信號對高頻振蕩器的值進行修正，確保頻率穩(wěn)定。一但頻率超過鎖相環(huán)設(shè)定的頻率，第7腳將輸出的電平變高；如果是低于設(shè)定頻率，它將輸出的電平變低；相同的時候，它的電平將不變。</p><p>　　4.1.4 頻率控制表</p><p>　　出于成本和使用特點考慮，目前在BH1417上應(yīng)用較多的是固定器件選擇頻率發(fā)射，頻率控制表如表1所示：</p><p>　　表4

85、-1 頻率控制表</p><p>　　4.2 功率放大電路設(shè)計</p><p>　　電路見圖4-11所示，采用大功率發(fā)射管C1972，其參數(shù)如下：175MHZ、4A、25W、功率增益≥8.5db、按圖所示參數(shù)，電路工作中心頻率約為98MHZ，輸入約2W的射頻功率時，額定輸出可達15W。為保88~108MHZ內(nèi)的任一頻點時輸出達到額定值，可根據(jù)前級的中心頻率對部分元件作適當(dāng)調(diào)整。必要時，可減

86、少低通波波器級數(shù)，以增大輸出功率。經(jīng)擴展后的功率信號由三級低通濾波器濾去高次詣波成份饋入了發(fā)射天線。</p><p>　　圖4.11 功率放大電路</p><p>　　元件選擇：除電解電容外，其它用高頻瓷片電容器， C11、C12、C14用高頻特性好，性能穩(wěn)定的可調(diào)電容，扼流電感RFC1、RFC2用成品電感器，必須注意RFC2的電流承載能力，應(yīng)選用線徑較粗的帶磁心的電感器。L1—L6可用?

87、0.8mm的高強度漆包線制，直徑約5MM，圈數(shù)圖中以“T”為單位標明。Q1用普通Q9插座，與插頭配套使用。Q2用專用50Ω射頻輸出接頭，接解電阻更小，更有利于阻抗匹配。功率放大管用比較常見的發(fā)射專用管C1972，功率將會更大。 </p><p>　　調(diào)試電路時，務(wù)必注意因電路功率大，一定要接上假負載（本人用30支1W、1500Ω高精度金屬膜電阻并聯(lián)制成），并且要有足夠在的散熱裝置，正常工作時電源功率不低于2.5A

88、，天線阻抗嚴格等于50Ω，不能用短棒拉桿天線，否則強烈的射頻回饋電流將使電路造成自身干擾，大部分射頻能量無法輻到空間而消耗在功率管上，使其過熱損壞；必須通過50Ω發(fā)射專用同軸電覽引到室外天線發(fā)射。電路能否正常工作關(guān)鍵在于電路的調(diào)試，整個過程都得十分小心。調(diào)試時，只輸入較小的激勵功率，電源電壓下降為9V，用高頻電壓表（不能用普通萬用表）監(jiān)測假負載兩端高頻電壓值，調(diào)節(jié)C12、C14，L3、L4、L5、L6、使電壓幅度達15—20V左右，再調(diào)

89、節(jié)C11、L1使電壓最大。然后逐步提高電壓，每提高一次電壓都反復(fù)調(diào)整C12、C14和C11、L1使輸出端電壓最高，注意的是電壓應(yīng)與射頻輸入激勵功率同步增大，以保證調(diào)試結(jié)果的準確性。達到額定值時，電源電壓13.8V下工作電流約2A左右，50Ω純電阻假負載兩端電壓≥40V，射頻輸出功率達15W。</p><p>　　4.3 電源電路設(shè)計</p><p>　　設(shè)計中要使用到＋9V和＋5V直流電壓

90、。首先用變壓器將220V市電變成7.5V交流；然后用四個二極管D1、D7、D10、D11構(gòu)成的整流電橋進行整流，可以得到9V直流電壓；然后用電容C1、C3組成進行平滑濾波，將＋9V脈動直流電壓變平滑，并抑制高頻干擾；然后輸入到集成穩(wěn)壓電路7809，輸出電壓將穩(wěn)定在＋9V，實際電壓小于+9V。將＋9V濾波后輸入到三端穩(wěn)壓器7805中，可以得到穩(wěn)定得＋5V。當(dāng)然這些都是理論值，但在誤差范圍內(nèi)實際值基本能夠滿足設(shè)計要求。</p>

91、<p>　　圖4.12 電源電路</p><p><b>　　第5章 系統(tǒng)仿真</b></p><p>　　仿真是按三個部分進行的：音頻放大部分、振蕩調(diào)制部分和倍頻放大部分。</p><p>　　5.1 仿真軟件介紹</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計中采用Multisim10.0進行仿真，Multisim是

92、Interactive Image Technologies (Electronics Workbench)公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。為適應(yīng)不同的應(yīng)用場合，Multisim推出了許多版本，用戶可以根據(jù)自己的需要加以選擇。工程師們可以使用Multisim交互式地搭建電路原理圖，并對電路進行仿真。Mult

93、isim提煉了SPICE仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣工程師無需懂得深入的SPICE技術(shù)就可以很快地進行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計，這也使其更適合電子學(xué)教育。通過Multisim和虛擬儀器技術(shù)，PCB設(shè)計工程師和電子學(xué)教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設(shè)計和測試這樣一個完整的綜合設(shè)計流程。</p><p>　　multisim10概述</p><p>　　通過直觀的電路圖捕捉環(huán)境，輕松

94、設(shè)計電路。</p><p>　　通過交互式SPICE仿真，迅速了解電路行為。</p><p>　　借助高級電路分析，理解基本設(shè)計特真。</p><p>　　通過一個工具鏈，無縫的集成電路設(shè)計和虛擬測試。</p><p>　　通過改進，整合設(shè)計流程，減少建模錯誤并縮短上市時間。</p><p>　　2.直觀的捕捉和強大的

95、功能仿真</p><p>　　NI Multisim軟件結(jié)合了直觀的捕捉和功能強大的仿真，能夠快速、輕松、高效地對電路進行設(shè)計和驗證。憑借NI Multisim，您可以立即創(chuàng)建具有完整組件庫的電路圖，并利用工業(yè)標準SPICE模擬器模仿電路行為。借助專業(yè)的高級SPICE分析和虛擬儀器，您能在設(shè)計流程中提早對電路設(shè)計進行的迅速驗證，從而縮短建模循環(huán)。與NI LabVIEW和SignalExpress軟件的集成，完善了

96、具有強大技術(shù)的設(shè)計流程，從而能夠比較具有模擬數(shù)據(jù)的實現(xiàn)建模測量。</p><p>　　5.2 音頻放大部分的仿真</p><p>　　話筒輸入信號用理想正弦波代替，其參數(shù)為Vp-p=12mV，f=1kHZ。用雙蹤示波器觀察音頻輸入與音頻放大輸出端的波形,如下：</p><p><b>　　音頻放大輸出波形：</b></p>&l

97、t;p><b>　　圖5.1 音頻仿真</b></p><p>　　下面的為話筒輸入波形，靈敏度為20mV/div，上面的為音頻放大輸出波形，500mV/div。</p><p>　　可見，在保證輸出波形不失真的情況下，VT1起到了放大作用。</p><p>　　5.3 振蕩調(diào)制部分的仿真</p><p>　　振

98、蕩調(diào)制部分的仿真分為兩部分進行。首先，不加入調(diào)制信號，看振蕩器能否振蕩，且看振蕩頻率是否為理論計算的46MHz。然后，再加入調(diào)制信號，看能否看到調(diào)制波形。波形如下：</p><p>　　振蕩輸出(未加調(diào)制信號）:</p><p>　　圖5.2 振蕩調(diào)制仿真</p><p>　　可見，振蕩器能夠振蕩，且輸出波形較完美。</p><p>　　調(diào)制

99、輸出(已加調(diào)制信號）:</p><p>　　圖5.3振蕩調(diào)制仿真</p><p>　　5.4 倍頻放大部分的仿真</p><p>　　將已調(diào)制好的FM信號輸入VT3的基集，觀察LC回路的波形如下：</p><p><b>　　倍頻輸出波形：</b></p><p>　　圖5.4倍頻放大仿真<

100、;/p><p>　　可以看出通過倍頻器后，已調(diào)信號的頻率加倍。因為仿真時，LC回路的Q值比較高（較為理想），使得看到的倍頻后的波形有些失真。</p><p><b>　　第6章 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　本章主要介紹系統(tǒng)硬件調(diào)試，并進行了指標測試和系統(tǒng)性能分析。</p><p><b>　　6.1 系統(tǒng)

101、調(diào)試</b></p><p>　　系統(tǒng)調(diào)試部分，主要分以下步驟進行：</p><p>　?。?）調(diào)試電源電路，測試輸出電壓為+9.07V和+5.08V，在誤差范圍內(nèi)基本能夠設(shè)計滿足要求。</p><p>　?。?）調(diào)試BH1417F模塊：通+5V電壓，調(diào)試硬件正常工作。</p><p>　?。?）發(fā)射頻率的調(diào)試：在調(diào)試好硬件后，調(diào)

102、頻發(fā)射器已經(jīng)正常工作。在BH1415F的11腳加了三級功率放大電路，再接上一段天線，則可以在80m范圍內(nèi)接收到調(diào)頻廣播。按照原理，在發(fā)現(xiàn)頻率達不到100MHz以上時，將振蕩電感減小(減少匝數(shù))；而在低端的頻率不能達到85MHz以下時，增加振蕩電感的匝數(shù)，便可以達到目的。如果沒有達到理想的覆蓋頻率范圍，可以改變變?nèi)荻O管，換個頻率范圍更大的。</p><p>　　6.2 指標測試與性能分析</p>&

103、lt;p>　　6.2.1 指標測試</p><p>　?。?）發(fā)射頻率的范圍</p><p>　　測量最小和最大的輸出頻率，發(fā)現(xiàn)實際發(fā)射頻率的范圍發(fā)f：86.0~94.0MHZ。</p><p>　　（2）電壓峰-峰值的測試</p><p>　　用示波器來測量輸出電壓峰-峰值</p><p>　　表6-1 電壓峰

104、-峰值測量數(shù)據(jù)表</p><p>　?。?） 輸出功率的測試</p><p>　　首先調(diào)節(jié)LC振蕩器，使其輸出為92MHz的正弦信號，使用+9V的單直流電源為功率放大器供電，接一個50Ω的純電阻作為負載，用數(shù)字萬用表測出該電阻兩端電壓值Um，按照式（6-1）便可計算出輸出功率。</p><p><b>　?。?-1）</b></p>

105、<p>　　表6-2 功率測量數(shù)據(jù)表</p><p>　　經(jīng)過實測，功率只有這么大，但用接收機能在幾十米遠處接收到信號，且信號比較清晰。如再接丙類功放會有更好的效果，距離也可達到更遠。</p><p>　　6.2.2 性能分析</p><p>　　我設(shè)計的數(shù)字立體聲調(diào)頻發(fā)射機可在87.0～94MHz范圍內(nèi)任意設(shè)置發(fā)射頻率；最大不失真輸出功率≥100 m

106、W（負載阻抗50Ω），發(fā)射距離優(yōu)于50米；PLL鎖相頻率控制發(fā)射；可以用普通的調(diào)頻收音機收聽節(jié)目；可應(yīng)用于學(xué)校室內(nèi)無線廣播教學(xué)、電視現(xiàn)場等場所。</p><p>　　用BH1417F設(shè)計的小功率調(diào)頻發(fā)射機不僅設(shè)計簡單，而且頻率設(shè)定靈活，可有效的避開當(dāng)?shù)卣{(diào)頻臺的干擾，可應(yīng)用于室內(nèi)廣播、電視伴音轉(zhuǎn)發(fā)等小范圍的無線調(diào)頻轉(zhuǎn)播。因為發(fā)射的頻率變化范圍較大，而功率放大級沒有設(shè)計選頻回路，因此工作時功率管較熱。 </p&

107、gt;<p>　　由于變?nèi)荻O管的容值變換范圍小了,所以頻率范圍為: 86MHz ~94MHz。當(dāng)然可以通過改變與之并聯(lián)的電感器的大小來改變頻率范圍,但是這樣比較麻煩,而且減小L的值只能使發(fā)射頻率范圍上升到另一個帶寬一樣的頻段內(nèi)，還是不能覆蓋88~108MHz。所以解決問題的最好方法就是換一個變化范圍大的變?nèi)荻O管。</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p&g

108、t;<p><b>　　1. 主要工作</b></p><p>　　本設(shè)計以調(diào)頻發(fā)射芯片BH1417F為核心，對功率放大電路以及電源做了相應(yīng)的研究。主要的工作情況如下：</p><p>　?。?）了解了小功率立體聲調(diào)頻發(fā)射機的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，本課題來源及研究的現(xiàn)實意義；</p><p>　?。?）提出系統(tǒng)總體設(shè)計方案，進行方案對比

109、，提出系統(tǒng)構(gòu)架；</p><p>　?。?）學(xué)習(xí)了日本東洋公司生產(chǎn)的BH1417F芯片；</p><p>　?。?）著重學(xué)習(xí)了調(diào)頻發(fā)射原理，鎖相環(huán)電路等，包括芯片內(nèi)部原理的理解和外圍電路的構(gòu)建；</p><p>　?。?）設(shè)計各單元電路；</p><p>　　使用BH1417F設(shè)計的小功率調(diào)頻發(fā)射器不僅設(shè)計簡單方便，而且體積小，可靠性高，頻率

110、設(shè)定靈活，可有效德避開當(dāng)?shù)鼗蜞徑恼{(diào)頻臺干擾，并且非常適合與放音機、CD、電腦等媒體播放器集成，可制成無線音響，耳機，還可廣泛應(yīng)用于學(xué)校教師內(nèi)小范圍的音頻無線調(diào)頻轉(zhuǎn)播。因為其工作頻率從變化較寬，其功率放大級的選頻回路帶通應(yīng)較寬，與市場的單點調(diào)頻發(fā)射器相比，發(fā)射功率不是很高。</p><p><b>　　2. 進一步改進</b></p><p>　　此發(fā)射機接上約50c

111、m長的電線做天線，在開闊地段有效發(fā)射距離大概是100米左右，對于在家庭房間內(nèi)接收音樂或使用無線話筒而言已經(jīng)足夠。但是，如果你要使用在其他場合的話，需要提高發(fā)射功率，也就是在天線輸出的地方加上高頻功率放大器。    另外，由于BH1417F的發(fā)射頻率是調(diào)整15、16、17、18這4個管腳的電平進行控制的。所以，上述電路DIY成的FM調(diào)頻立體聲發(fā)射器在調(diào)整發(fā)射頻率時不是很方便。為了提高實用性，可以進一步使用常

112、規(guī)數(shù)字電路74HC4040，對BH1417F的4個頻率設(shè)管腳的電平進行控制。 </p><p><b>　　3. 心得體會</b></p><p>　　這次設(shè)計讓我受益匪淺！在設(shè)計中真正體會到了理論與實踐的距離。</p><p>　　器件的選型是一個比較麻煩而又相當(dāng)關(guān)鍵的過程。選器件的時候既要考慮其技術(shù)參數(shù)，還要考慮購買難易程度，價格

113、高低等。特別是有的參考文獻上介紹的經(jīng)典電路，上面的器件可能是很多年前的型號，有可能是已經(jīng)停產(chǎn)的器件。</p><p>　　總的來說，從畢業(yè)設(shè)計中我學(xué)到了很多專業(yè)知識，鍛煉了獨立思考、獨立設(shè)計能力。有的東西看起來很簡單，實踐了才知道難易?？傊ㄟ^這次的畢業(yè)設(shè)計，讓我深刻的體會到，理論聯(lián)系實踐，培養(yǎng)自學(xué)能力跟動手能力是很重要的，利用網(wǎng)絡(luò)資源，查找相關(guān)的資料，把其轉(zhuǎn)化為自己有用的知識，這樣能更好的懂得和應(yīng)用。這次的設(shè)計

114、，由于時間較短，很多地方都還不是很完善，不過，在今后的工作中，我會更加的嚴格要求自己，努力做到最好。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計完了，但是學(xué)習(xí)將是一輩子的事，沒有終點。書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 張慶雙.電源應(yīng)用電路集粹[M].機械工業(yè)出版社，2005.2.<