小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)課程設(shè)計(jì) (2)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要…………………………………………………………………………………2</p><p>　　一、課題……………………………………………………………………………3</p><p>　　二、設(shè)計(jì)原理………………………………………………………………………3</p><

2、p>　　三、主要設(shè)計(jì)指標(biāo)…………………………………………………………………4</p><p>　　四、電路設(shè)計(jì)………………………………………………………………………4</p><p>　　五、制作調(diào)試………………………………………………………………………8</p><p>　　六、故障及分析……………………………………………………………………8</p&g

3、t;<p>　　七、測(cè)試結(jié)果………………………………………………………………………9</p><p>　　八、制作小結(jié)………………………………………………………………………9</p><p>　　九、元器件…………………………………………………………………………10</p><p>　　十、參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………

4、11</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著科技的發(fā)展和人民生活水平的提高，無(wú)線電發(fā)射機(jī)在生活中得到廣泛應(yīng)用，最普遍的有電臺(tái)、對(duì)講機(jī)等。人們通過(guò)無(wú)線電發(fā)射機(jī)可以把需要傳播出的信息發(fā)射出去，接收者可以通過(guò)特制的接收機(jī)接受信息，最普通的模式是：廣播電臺(tái)通過(guò)無(wú)線電發(fā)射機(jī)發(fā)射出廣播，收聽(tīng)者通過(guò)收音機(jī)即可接收到電臺(tái)廣播。</p>&l

5、t;p>　　本設(shè)計(jì)為一簡(jiǎn)單功能的無(wú)線電調(diào)頻發(fā)射器，相當(dāng)于一個(gè)迷你型的電臺(tái)，通過(guò)該發(fā)射器可以把聲音轉(zhuǎn)換為無(wú)線電信號(hào)發(fā)射出去，該信號(hào)頻率可調(diào)，通過(guò)普通收音機(jī)接收，只要在頻率適合時(shí)即可收到發(fā)射器發(fā)送出的無(wú)線電信號(hào)，并通過(guò)揚(yáng)聲器轉(zhuǎn)換出聲音。</p><p>　　本設(shè)計(jì)為本校院級(jí)電子設(shè)計(jì)大賽作品。在此寫(xiě)成課程設(shè)計(jì)的模式，算是總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，再次學(xué)習(xí)。由于時(shí)間倉(cāng)促，不盡完美之處，請(qǐng)諒解。</p><p&g

6、t;　　小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　課題</b></p><p>　　小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)和制作</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)原理</b></p><p>　　通常小功率發(fā)射機(jī)采用直接調(diào)頻方式，它的組成框圖如圖3.1所示。其中高頻振蕩級(jí)主要是產(chǎn)生頻率穩(wěn)定、中心頻率

7、符合指標(biāo)要求的正弦波信號(hào)，且其頻率受到外加音頻信號(hào)電壓調(diào)變；緩沖級(jí)主要是對(duì)調(diào)頻振蕩信號(hào)進(jìn)行放大，以提供末級(jí)所需的激勵(lì)功率，同時(shí)還對(duì)前后級(jí)起有一定的隔離作用，為避免級(jí)功放的工作狀態(tài)變化而直接影響振蕩級(jí)的頻率穩(wěn)定度；，功放級(jí)的任務(wù)是確保高效率輸出足夠大的高頻功率，并饋送到天線進(jìn)行發(fā)射。</p><p>　　圖3.1 系統(tǒng)框圖</p><p>　　上述框所示小功率發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是選擇各級(jí)

8、電路形式和各級(jí)元器件參數(shù)的計(jì)算。</p><p><b>　　頻振蕩級(jí)</b></p><p>　　由于是固定的中心頻率，可考慮采用頻率穩(wěn)定度較高的克拉潑振蕩電路。關(guān)于該電路的設(shè)計(jì)參閱《高頻電子線路實(shí)驗(yàn)講義》中實(shí)驗(yàn)六內(nèi)容。</p><p><b>　　2、緩沖級(jí)</b></p><p>　　由于對(duì)該

9、級(jí)有一定增益要求，考慮到中心頻率固定，因此可采用以LC并聯(lián)回路作負(fù)載的小信號(hào)諧振放大器電路。對(duì)該級(jí)管子的要求是</p><p>　　至于諧振回路的計(jì)算，一般先根據(jù)計(jì)算出LC的乘積值，然后選擇合適的C再求出L。C根據(jù)本課題的頻率可取100pF—200pF。</p><p><b>　　功放輸出級(jí)</b></p><p>　　為了獲得較大的功率增益

10、和較高的集電極效率，該級(jí)可采用共發(fā)射極電路，且</p><p>　　工作在丙類狀態(tài)，輸出回路用來(lái)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配并進(jìn)行濾波，從結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)方便起見(jiàn)，本課題可采用п型網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算元件參數(shù)時(shí)通常取在10以內(nèi)，計(jì)算公式請(qǐng)參閱教材第二章。功放管要滿足以下條件：</p><p><b>　　主要技術(shù)指標(biāo)</b></p><p>　　1．中心頻率 &

11、lt;/p><p>　　2．頻率穩(wěn)定度 </p><p>　　3. 最大頻偏 </p><p>　　4．輸出功率 </p><p>　　5. 天線形式 拉桿天線（75歐姆）</p><p>　　6. 電源電壓 V=12v</p><p><b>　　四

12、、電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　鑒于上述設(shè)計(jì)考慮采用圖4-1所示電路。在條件許可時(shí)，亦可采用MC2833單片集成電路滅設(shè)計(jì)，該集成電路工作原理請(qǐng)參見(jiàn)其規(guī)格書(shū)，應(yīng)結(jié)合本課題要求對(duì)電路外圍元件參數(shù)作相應(yīng)計(jì)算修改。</p><p>　　考慮到變?nèi)荻O管偏置電路簡(jiǎn)單起見(jiàn)，采用共基電路。因要求的頻偏不大，故采用變?nèi)荻O管部份接入振蕩回路的直接調(diào)頻方式。C3為斟極高頻旁路電容，R1

13、、R2、R3、R4、R5為T(mén)1管的偏置電阻。采用分壓式偏置電路既有利于工作點(diǎn)穩(wěn)定，且振蕩建立后自給負(fù)偏置效應(yīng)有籃球振蕩幅度的穩(wěn)定。一般選為3mA左右，太小不易起振，太大輸出振蕩波形將產(chǎn)生失真。調(diào)節(jié)C9、CP可使高頻線性良好。R7、R9為變?nèi)荻O管提供直流偏置。調(diào)制音頻信號(hào)C4、加到變?nèi)荻O管改變振蕩頻率實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。振蕩電壓經(jīng)電容C10耦合加至T2緩沖放大級(jí)。</p><p>　　T2緩沖放大級(jí)采用諧振放大，L2和C

14、11應(yīng)諧振在振蕩載波頻率上。如果發(fā)現(xiàn)通過(guò)頻帶太窄或出現(xiàn)自激可在L2兩端并聯(lián)上適當(dāng)電阻以降低回路Q值。該級(jí)可工作于甲類以保證足夠的電壓放大。</p><p>　　T3管工作在丙類狀態(tài)，既有較高的效率，同時(shí)可以防止T3管產(chǎn)生高頻自激而引起的二次擊穿損壞。調(diào)節(jié)偏置電阻可改變T3管的導(dǎo)通角。L3、L4、C15和C16構(gòu)成型輸出回路用來(lái)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配并進(jìn)行濾波，即將天線阻抗變換為功放管所要求的負(fù)載值，并濾除不必要的高次諧波分

15、量。常用的輸出回路還有L型、T型以及雙調(diào)諧回路等。</p><p>　　圖4—1 小型調(diào)頻發(fā)射機(jī)電路</p><p>　　采用間接調(diào)頻的方式，其組成系統(tǒng)框圖如圖4-2所示。其正弦波振蕩器一般采用高頻穩(wěn)度的晶體振蕩器，產(chǎn)生的載波通過(guò)調(diào)相器后引入一個(gè)可控的附加相移，從而達(dá)到間接調(diào)頻的目的?？紤]到電路的復(fù)雜度故采用直接調(diào)頻的方案。</p><p><b>　　

16、圖4-2 系統(tǒng)框圖</b></p><p><b>　　1．振蕩級(jí)</b></p><p>　　在調(diào)頻振蕩級(jí)可選用電感三點(diǎn)式，電容三點(diǎn)式和晶體振蕩器產(chǎn)生正弦波電壓。具體電路如圖4-3，4-4所示。</p><p><b>　　圖4-3</b></p><p><b>　　圖4-

17、4</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)采用較為穩(wěn)定的克拉潑電路如圖4-5所示三極管T1應(yīng)為甲類工作狀態(tài)，其靜態(tài)工作點(diǎn)不應(yīng)設(shè)的太高，工作點(diǎn)太高振蕩管工作范圍易進(jìn)入飽和區(qū)，輸出阻抗的降低將使振蕩波形嚴(yán)重失真，但工作點(diǎn)太低將不易起振。</p><p>　　在克拉潑電路中C1，C2受三極管級(jí)間電容Cce，Cbe，Ccb的影響。因此在電容的取值上應(yīng)滿足C4C1,C4C2.</p&g

18、t;<p><b>　　3.5uH</b></p><p><b>　　圖4-5</b></p><p><b>　　2．緩沖級(jí)</b></p><p>　　為了使第三級(jí)能夠達(dá)到額定功率必須加大激勵(lì)即Vbm，因此要求緩沖級(jí)有一定的增益，可采用LC并聯(lián)回路作負(fù)載的小信號(hào)諧振放大器。由可得1

19、.7uH</p><p><b>　　3．功率輸出級(jí)</b></p><p>　　為了有較高的效率和穩(wěn)定的輸出可用丙類功放同上可得1.1uH.</p><p>　　級(jí)與級(jí)之間還應(yīng)加入級(jí)間耦合電容，電容取值應(yīng)對(duì)交流近似短路（）</p><p>　　把以上各級(jí)電路組合得到如圖4-6所示小功率調(diào)頻發(fā)射器電路</p>

20、<p>　　圖4-6 小功率調(diào)頻發(fā)射器電路</p><p><b>　　五、制作調(diào)試</b></p><p>　　制作前應(yīng)先集齊所有元件，并對(duì)其質(zhì)量及參數(shù)進(jìn)行細(xì)心的檢測(cè)，再根據(jù)所需的體積設(shè)計(jì)一款合適的線路板。總而言之，良好的元件質(zhì)量、合適的印板布局是有效提高自制成功率的保證，主要調(diào)試步驟如下：</p><p>　　排版電路板，然

21、后將所有元件連同天線一并按設(shè)計(jì)好的電路焊在萬(wàn)能板上，對(duì)安裝焊接工藝要求是：盡量縮短高頻部分元件引線；電阻、電容盡可能臥式安裝，并無(wú)虛焊、脫焊現(xiàn)象。</p><p>　　給發(fā)射機(jī)通電，電壓為12V。天線接示波器與頻率計(jì)，反復(fù)調(diào)節(jié)L1、L2、L3匝間距離以使場(chǎng)強(qiáng)計(jì)示數(shù)增至最大，必要時(shí)對(duì)各級(jí)的諧振電容進(jìn)行調(diào)節(jié)，使輸出頻率達(dá)到要求，并出現(xiàn)不失真的正弦波。</p><p>　　不起振或振蕩弱；若輸出

22、功率小，若能保證元件的質(zhì)量，以下步驟可助你排除故障：1，在CC兩端并聯(lián)一個(gè)7pF電容(注意：該電容不可過(guò)大，否則你會(huì)發(fā)現(xiàn)調(diào)制失效)；2，調(diào)振蕩級(jí)偏置電阻；3，改變C6容量一試，如果上述方法不能解決，也有可能是元件布局不合理引起，可重新對(duì)電路板進(jìn)行布線。</p><p>　　連接頻偏儀測(cè)出角頻偏</p><p><b>　　六、故障及分析</b></p>

23、<p>　　1. 收音機(jī)存在嚴(yán)重的嘯叫聲或失真</p><p>　　近距離使用時(shí)，特別采集到強(qiáng)度較高的信號(hào)時(shí)，收音機(jī)存在嚴(yán)重的嘯叫聲或失真。這是由于音頻放大級(jí)增益較高，同時(shí)配用的話筒又具有較高的拾音靈敏度所引起。這是可適當(dāng)調(diào)節(jié)電阻R3， R3的阻值越大，話筒采集聲音的靈敏度越弱，電阻越小話筒的靈敏度越高。</p><p>　　2. 用CK接口輸入音源信號(hào)時(shí)，收音機(jī)輸出聲音小且伴有

24、交流聲。</p><p>　　改善方法：1，盡量縮短音頻輸入引線；2，在發(fā)射機(jī)與音源二條連線中各串聯(lián)一個(gè)10uH高頻電感；3，對(duì)音源進(jìn)行屏蔽隔離；4，最直接而有效的方法應(yīng)是減小輸出功率或縮短發(fā)射天線，在近距離傳輸且需要保真度較高的 場(chǎng)合下可考慮使用此法。</p><p>　　3. 不起振或振蕩弱</p><p>　　此故障表現(xiàn)在用收音機(jī)在整個(gè)波段內(nèi)接收不到靜噪聲，輸

25、出功率小，若能保證元件的質(zhì)量，可能是元件布局不合理引起，可重新對(duì)電路板進(jìn)行布線。1.在C3兩端并聯(lián)一個(gè)電容；2，調(diào)振蕩級(jí)偏置電阻R3；3，如果以上不行，只有重新對(duì)電路板進(jìn)行布線。</p><p><b>　　4. 發(fā)射距離近：</b></p><p>　　這類問(wèn)題主要是因?yàn)樘炀€放置不當(dāng)、接收收靈敏度低、使用環(huán)境有高大建筑物等原因，另外也可能因?yàn)檎袷幦跛?，故仍有必?/p>

26、參考上述的操作增加晶體振蕩器輸出強(qiáng)度。還有可能是倍頻器工作頻率并非調(diào)在收音機(jī)接收范圍內(nèi)，實(shí)際上收音機(jī)接收到的只是微弱的諧波信號(hào)，其表現(xiàn)在雖然場(chǎng)強(qiáng)較大但有效發(fā)射距離很小，不到10米(正常條件下，配合良好的收音機(jī)，開(kāi)闊地有效距離約為50-100米)。</p><p><b>　　七、測(cè)試結(jié)果</b></p><p><b>　　表7-1 測(cè)試值表</b&g

27、t;</p><p><b>　　八、制作小結(jié)</b></p><p>　　這個(gè)電子制作是關(guān)于小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)工作原理分析及其安裝調(diào)試，通過(guò)這次制作我可以更好地鞏固和加深對(duì)小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)工作原理和非線性電子線路的進(jìn)一步理解。學(xué)會(huì)基本的電子制作技能，提高運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在制作過(guò)程中，通過(guò)選取元件、確定電路形式、以及計(jì)算等等，提高了動(dòng)手能力，同時(shí)通過(guò)調(diào)試

28、來(lái)發(fā)現(xiàn)自己的錯(cuò)誤并分析及排除這些故障，使我對(duì)小功率放大器的知識(shí)得到了加深！在調(diào)試過(guò)程中應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：</p><p>　　用電壓表測(cè)一下三個(gè)三極管的管腳電壓是否滿足該設(shè)計(jì)的要求。</p><p>　　用頻率計(jì)測(cè)出T1、T2、T3的發(fā)射極所發(fā)射的頻率是否在12M HZ，如果不是，試著調(diào)節(jié)L1、L2、L3。</p><p>　　如果在天線處觀察波形的峰峰值不在4V的

29、話，則應(yīng)該在T2和T3的發(fā)射極的電阻上各并聯(lián)一個(gè)電容，以使其提高。</p><p>　　現(xiàn)在來(lái)說(shuō)說(shuō)電路中一些元件的作用，其中C3為基極高頻旁路電容，R1、R2、R3、R4、R5為T(mén)1管的偏置電阻，R7、R9為變?nèi)荻O管提供直流偏置。T3管工作在丙類狀態(tài)，媽有較高的效率，賜教可以防止T3管產(chǎn)生高頻自激而引起的二次擊穿損壞。調(diào)節(jié)偏軒電阻可改變T3管的導(dǎo)通角。L3、L4、C15和C16構(gòu)成兀型輸出回路用來(lái)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配并

30、進(jìn)行濾波，并濾除不必要的高次諧波分量。</p><p><b>　　九、元器件</b></p><p>　　表9-1 元器件列表</p><p><b>　　十、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 高飛 電子電路基礎(chǔ)教程 電子科技大學(xué)出版社</p><p>　　

31、[2] 王滌生 制作無(wú)線話筒 電子工業(yè)出版社</p><p>　　[3] 淺談?wù){(diào)頻發(fā)射機(jī)的制作及調(diào)試 《電子制作》1997年12期</p><p>　　[4] 吳建華 電路原理 機(jī)械工業(yè)出版社 2009年09月</p><p>　　[5] 艾永樂(lè)、付子義 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 第1版 中國(guó)電力出版社 2008年11月 </p><p>