環(huán)繞音箱無線傳輸系統(tǒng)的制作畢業(yè)論文

1、<p>　　環(huán)繞音箱無線傳輸系統(tǒng)的制作</p><p>　　Making voice wireless surround speakers</p><p><b>　　2011年 6月</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文以CD4046芯片、TDA

2、7000收音機(jī)集成芯片為基礎(chǔ)，構(gòu)造了一款環(huán)繞音箱的傳輸系統(tǒng)。本文設(shè)計(jì)制作了兩個(gè)發(fā)射電路組成的發(fā)射系統(tǒng)，并分別對(duì)這兩個(gè)發(fā)射電路進(jìn)行了調(diào)試，采用鎖相環(huán)技術(shù)使之在發(fā)射過程中的兩列載波形成相位差，從而達(dá)到環(huán)繞音質(zhì)。為制作方便，解調(diào)電路中的還原聲音部分直接采用TDA7000收音機(jī)集成電路。調(diào)制與解調(diào)部分采用紅外無線傳輸方式構(gòu)造成的傳輸系統(tǒng)，避免了設(shè)備連接線連接時(shí)的突兀雜亂，影響視覺效果和家居環(huán)境。本設(shè)計(jì)采用紅外線傳輸，在短距離傳輸下，既可以達(dá)到傳

3、輸目的，又具有抗干擾能力強(qiáng)、高速可靠、無電磁污染、價(jià)格低廉、性價(jià)比高、不受國家限制、工作頻率較高等特點(diǎn)，作為家庭影院的無線傳輸方式是一種非常理想的選擇。本文在設(shè)計(jì)制作過程中還考慮了成本問題，以便達(dá)到經(jīng)濟(jì)又可靠的效果。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 環(huán)繞音箱；無線傳輸；TDA7000</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p

4、>　　This paper based on CD4046 chip, TDA7000 radio integrated chips as the foundation, to construct a paragraph surround speakers transmission system. This paper designed and made two launch circuit launch system, and

5、composed of the two launch respectively by commissioning, the circuit of phase lock loop technique in the two columns carrier liftoff formed, thus achieved the surround sound quality difference. For making the convenienc

6、e, the reduction sound part demodulating circuit directly TDA7000 </p><p>　　Key Words：surround speakers; The infrared transmission; TDA7000</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>

7、<b>　　1 引言1</b></p><p>　　1.1課題的研究背景——無線通信技術(shù)1</p><p>　　1.1.1無線通信技術(shù)的定義1</p><p>　　1.1.2無線通信技術(shù)的分類1</p><p>　　1.1.3我國無線通信技術(shù)的發(fā)展2</p><p>　　1.2研究課題的

8、目的及意義2</p><p>　　1.3研究課題的主要任務(wù)3</p><p><b>　　1.4論文結(jié)構(gòu)3</b></p><p>　　2 電路的基本原理4</p><p>　　2.1無線傳輸系統(tǒng)4</p><p>　　2.1.1 PFM調(diào)制4</p><p>

9、　　2.1.2 PFM調(diào)制技術(shù)的運(yùn)用4</p><p>　　2.2 無線傳輸方式的選擇4</p><p>　　2.3紅外輻射及近紅外光譜分析5</p><p>　　2.4紅外光發(fā)射方式及紅外發(fā)、收系統(tǒng)的組成5</p><p>　　3 調(diào)制與解調(diào)電路的設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思路8&l

10、t;/p><p><b>　　3.2發(fā)射部分8</b></p><p>　　3.2.1 驅(qū)動(dòng)電路8</p><p>　　3.2.2發(fā)光二極管及它的簡單測試8</p><p>　　3.3 接收部分9</p><p>　　3.3.1紅外線接收光電變換器9</p><p>

11、　　3.3.2光敏二極管及它的簡單測試9</p><p>　　3.3.3紅外接收放大器9</p><p>　　3.3.4本設(shè)計(jì)采用的方案10</p><p>　　3.4 PFM的調(diào)制10</p><p>　　3.4.1鎖相環(huán)的介紹10</p><p>　　3.4.2鎖相環(huán)的基本組成10</p>

12、<p>　　3.4.3鎖相環(huán)的工作原理11</p><p>　　3.4.4 鎖相環(huán)的運(yùn)用12</p><p>　　3.4.5 CD4046數(shù)字集成鎖相環(huán)的工作原理12</p><p>　　3.4.6 CD4046組成結(jié)構(gòu)及功能13</p><p>　　3.4.7 CD4046的引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖13</p>

13、<p>　　3.4.8 CD4046典型應(yīng)用電路14</p><p>　　3.5 PFM的解調(diào)16</p><p>　　3.5.1 TDA7000的內(nèi)部結(jié)構(gòu)16</p><p>　　3.5.2 TDA7000的參考數(shù)據(jù)和主要指標(biāo)16</p><p>　　3.6本設(shè)計(jì)采用的方案17</p><p>　

14、　4 功率放大電路18</p><p>　　4.1功率放大電路18</p><p>　　4.1.1功率放大電路的定義18</p><p>　　4.1.2功率放大電路與電壓放大電路的區(qū)別18</p><p>　　4.1.3 功率放大電路的特殊問題18</p><p>　　4.2功率放大電路的工作狀態(tài)分類19&

15、lt;/p><p>　　4.3提高效率的主要途徑20</p><p>　　4.4 功率BJT的選擇20</p><p>　　4.5 單電源互補(bǔ)對(duì)稱電路20</p><p>　　4.6 本設(shè)計(jì)采用的方案21</p><p><b>　　5 調(diào)試22</b></p><p&g

16、t;　　5.1調(diào)試的一般過程22</p><p>　　5.2 調(diào)試的常見故障和解決方法22</p><p>　　5.3調(diào)試過程中遇到的實(shí)際問題和解決方案24</p><p>　　5.4調(diào)試的心得25</p><p><b>　　結(jié) 論26</b></p><p><b>

17、　　參考文獻(xiàn)27</b></p><p><b>　　致 謝28</b></p><p>　　附錄一: 電路圖29</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　1.1課題的研究背景——無線通信技術(shù)</p><p>　　1.1.1無

18、線通信技術(shù)的定義</p><p>　　無線通信(Wireless communication)是利用電磁波信號(hào)可以在自由空間中傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式。早在1897年，馬可尼使用800KHZ中波信號(hào)進(jìn)行了從英國至北美紐芬蘭的世界上第一次橫跨大西洋的線無電報(bào)通信試驗(yàn)，開創(chuàng)了人類無線通信的新紀(jì)元。在無線通信初期，受技術(shù)條件的限制，人們大量使用長波及中波進(jìn)行通信。20世紀(jì)20年代初人們發(fā)現(xiàn)的短波通信，直到2

19、0世紀(jì)60年代衛(wèi)星通信興起前，它一直是遠(yuǎn)程國際通信的重要手段，并且目前對(duì)應(yīng)急通信和軍用通信依然有一定實(shí)用價(jià)值。近些年信息通信領(lǐng)域中，發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的就是無線通信技術(shù)。</p><p>　　1.1.2無線通信技術(shù)的分類</p><p>　　通信技術(shù)主要可分為三類：擴(kuò)展頻譜技術(shù)、窄頻微波技術(shù)以及紅外線技術(shù)。其中擴(kuò)頻通信技術(shù)應(yīng)用最廣，其基本特征是采用比發(fā)送的信息數(shù)據(jù)速率高許多倍的偽隨機(jī)碼對(duì)載

20、有信息數(shù)據(jù)的基帶信號(hào)頻譜進(jìn)行擴(kuò)展，形成寬帶低功率譜密度的信號(hào)然后進(jìn)行發(fā)射。擴(kuò)頻通信技術(shù)在發(fā)射端以擴(kuò)頻編碼進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制，在接收端以相關(guān)的解調(diào)技術(shù)接收信號(hào)。因此，具有抗干擾性強(qiáng)、隱蔽性好、易實(shí)現(xiàn)碼分多址和抗多徑干擾等優(yōu)點(diǎn)。擴(kuò)頻技術(shù)主要包括直接序列擴(kuò)頻技術(shù)和跳頻技術(shù)兩種方式。其中，直接序列擴(kuò)頻的主要特點(diǎn)是易于隱蔽，它利用具有高碼率的擴(kuò)頻碼系列，采用各種調(diào)制方式在發(fā)射端擴(kuò)展信號(hào)頻譜，而在接收端用相同的擴(kuò)頻碼序進(jìn)行解碼，把擴(kuò)展寬的擴(kuò)頻信號(hào)還原成原

21、始的信息，從而有效地提高了整機(jī)信噪比。而跳頻技術(shù)則是載波頻率在一個(gè)由編碼序列控制下產(chǎn)生的圖案內(nèi)離散地跳變，跳頻信號(hào)可看成是載波頻率按隨機(jī)圖樣跳變的調(diào)制脈沖序列。微波擴(kuò)頻通信的工作頻帶最終將統(tǒng)一在2．4GHz的頻帶，帶寬為83MHz。</p><p>　　在窄頻微波技術(shù)調(diào)制方式中，數(shù)據(jù)基帶信號(hào)的頻譜不做任何擴(kuò)展，直接采用射頻方式發(fā)射出去。與擴(kuò)展頻譜方式相比，窄帶調(diào)制方式占用頻帶少，頻帶利用率高。采用窄帶調(diào)制方式的無

22、線局域網(wǎng)一般選用專用頻段，需要經(jīng)過國家無線電管理部門的許可方可使用。當(dāng)然也可選用ISM頻段，這樣可免去向無線電管理委會(huì)申請(qǐng)，但帶來的問題是，當(dāng)臨近的儀器設(shè)備或通信設(shè)備也在使用這一頻段時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響通信質(zhì)量，通信的可靠性無法得到保障。窄帶無線電系統(tǒng)在特定的無線電頻率上傳輸和接收用戶信息，對(duì)于非期望通信信道之間的串?dāng)_，可通過仔細(xì)調(diào)整在不同信道頻率上的不同用戶來避免。</p><p>　　基于紅外線的信息傳輸技術(shù)最近幾

23、年也有了很大發(fā)展。目前廣泛使用的家電遙控器幾乎都是采用紅外線傳輸技術(shù)?；诩t外線的信號(hào)傳輸方式的最大優(yōu)點(diǎn)是這種傳輸方式不受無線電干擾，且紅外線的使用不受國家無線電管理委員會(huì)的限制。紅外系統(tǒng)使用甚高頻傳送數(shù)據(jù)，在電磁頻譜中僅次于可見光。但是，紅外光不能穿透非透明物體，其通信信道只能是直射或散射方式。因而，基于直射紅外線技術(shù)的信息傳輸距離十分有限，通常只用于特定的無線局域網(wǎng)中。移動(dòng)用戶使用高性能直射紅外系統(tǒng)是不實(shí)際的，一般只用來實(shí)現(xiàn)固定子網(wǎng)

24、絡(luò)。散射或反射式紅外無線局域網(wǎng)系統(tǒng)不需要直射，但是個(gè)人用戶空間單元十分有限。</p><p>　　1.1.3我國無線通信技術(shù)的發(fā)展</p><p>　　當(dāng)前，中國是世界各國通信技術(shù)運(yùn)營商和設(shè)備制造商關(guān)注的焦點(diǎn)，大家都希望在中國的市場上占有自己的發(fā)展空間和市場份額。移動(dòng)通信在中國發(fā)展十分迅速，中國移動(dòng)通信的走向一直為世人所矚目。1987年11月，我國廣東正式開通了第一個(gè)TACS制式模擬蜂窩移

25、動(dòng)通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)電話用戶“零”的突破。1994年底，廣東又首先開通了GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，至1995年，全國已15個(gè)省、市也相繼開通了GSM移動(dòng)通信網(wǎng)。迄今為止，全國各省、自治區(qū)、直轄市面上都建設(shè)了GSM網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)和國際的全自動(dòng)漫游。目前我國自主研發(fā)的第三代移動(dòng)通信已得到國際的認(rèn)可，并已經(jīng)商業(yè)化。</p><p>　　近年來，隨著無線通信技術(shù)逐漸走向成熟，適用于無線通信產(chǎn)品的價(jià)格逐漸下降和相應(yīng)軟件

26、的不斷開發(fā)，無線網(wǎng)絡(luò)越來越受歡迎，被廣泛認(rèn)同是一種更通用的連接方式。讓人充分感受無線通信技術(shù)的高速傳輸和靈活性的特點(diǎn)。</p><p>　　1.2研究課題的目的及意義</p><p>　　生活離不開音樂，如今的生活，音樂隨耳可聽。家庭影院也已成家居生活的常用電器，但隨著人們對(duì)家居生活的要求越來越高。突兀雜亂的家庭影院連線卻很讓人煩惱，它既影響美觀也影響該區(qū)域人的行為，一不小心，磕磕絆絆。無

27、線技術(shù)在家庭影院方面的應(yīng)用更明顯，無線技術(shù)在家電這塊領(lǐng)域上帶來了巨大的革命。所謂無線家庭影院，是以紅外線等無線信號(hào)傳送替代家庭影院主機(jī)與音箱之間的線纜連接。一般家庭影院的布線既復(fù)雜又不美觀，但隨著無線家庭影院的出現(xiàn)，生活從此改變。采用無線局域網(wǎng)絡(luò)傳輸方式既能美化居室，又有享受高品質(zhì)視聽，一舉倆得，因此無線家庭影院將是未來發(fā)展的一種趨勢。</p><p>　　1.3研究課題的主要任務(wù)</p><

28、p>　　本論文是根據(jù)本人在大學(xué)本科四年的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，結(jié)合所學(xué)的模擬電路、高頻電子線路及其他專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，借鑒在日常生活中廣泛使用的無線傳輸技術(shù)，對(duì)環(huán)繞音箱的無線傳輸方面進(jìn)行的設(shè)計(jì)研究。</p><p>　　本論文結(jié)合大學(xué)教師所教授的高頻電子線路的基礎(chǔ)知識(shí)，在老師的指導(dǎo)下，具體對(duì)環(huán)繞音箱的無線傳輸方式進(jìn)行設(shè)計(jì)、制作，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果的目的。并具體探討了環(huán)繞音箱的無線傳輸系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

29、方法、傳輸?shù)姆€(wěn)定性、制作的性價(jià)比，以及設(shè)計(jì)的產(chǎn)品普及性。</p><p><b>　　1.4論文結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　論文分為五章，其中第一章論述了無線通信技術(shù)的定義、技術(shù)范圍及發(fā)展、特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域、及在我國的發(fā)展水平若干問題等；第二章論述總結(jié)了電路的基本原理、設(shè)計(jì)思路、PFM調(diào)制技術(shù)及運(yùn)用、無線傳輸方式等；第三章是本論文的重點(diǎn)，討論了無線傳輸系統(tǒng)中調(diào)制/

30、解調(diào)電路的設(shè)計(jì)方法、局部電路的方案選擇、所用集成電路（CD4046、TDA7000）及相關(guān)知識(shí)回顧和介紹等；第四章也是本論文的重點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了功率放大器的類型、工作狀態(tài)等關(guān)理論及運(yùn)用。第五章作為本課題的難點(diǎn)，在這章中介紹所設(shè)計(jì)的電路的調(diào)試過程、所遇到的難題及解決難題的心得體會(huì)等。最后還對(duì)本次論文進(jìn)行了概括性總結(jié)。</p><p><b>　　2 電路的基本原理</b></p>

31、<p><b>　　2.1無線傳輸系統(tǒng)</b></p><p>　　無線傳輸系統(tǒng)必然有發(fā)射部分和接收部分組成，在發(fā)射與接收間采用無線方式傳送數(shù)據(jù)。</p><p>　　2.1.1 PFM調(diào)制</p><p>　　PFM：（Pulse frequency modulation) 脈沖頻率調(diào)制，一種脈沖調(diào)制技術(shù)，調(diào)制信號(hào)的頻率隨輸入信號(hào)幅

32、值而變化，其占空比不變。由于調(diào)制信號(hào)通常為頻率變化的方波信號(hào)，因此，PFM也叫做方波FM。</p><p>　　2.1.2 PFM調(diào)制技術(shù)的運(yùn)用</p><p>　　脈沖頻率調(diào)制(PFM)是一種轉(zhuǎn)換方法， 通常被應(yīng)用于DC-DC轉(zhuǎn)換器來提高輕負(fù)載效率。在TI提供的產(chǎn)品說明書中，PFM也被稱作“節(jié)電” 模式。工作在節(jié)電模式下的轉(zhuǎn)換器在輕負(fù)載電流條件下使用PFM模式， 在較重負(fù)載電流條件下使用

33、脈沖寬度調(diào)制(PWM)模式。這種工作模式使轉(zhuǎn)換器可以在寬泛的電流輸出范圍內(nèi)均保持極高的效率。</p><p>　　脈沖頻率調(diào)制(PFM)方式具有調(diào)頻特性，可望有較高的傳輸信噪比，而且信號(hào)的脈沖形式便于中繼傳輸、再生整形， 因而既可放寬對(duì)系統(tǒng)線性的容限要求， 又可獲得較好的抗干擾能力。脈沖頻率調(diào)制(PFM)以傳輸性能遠(yuǎn)優(yōu)于基帶直接光強(qiáng)調(diào)制及成本遠(yuǎn)低于脈沖編碼調(diào)制而在光纖通信中得到廣泛的應(yīng)用。</p>

34、<p>　　2.2 無線傳輸方式的選擇</p><p>　　無線傳輸接入技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)不是統(tǒng)一的，目前比較流行的臥議標(biāo)準(zhǔn)主要有IEEE 802．11系列標(biāo)準(zhǔn)、Bluetooth藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)、IrDA標(biāo)準(zhǔn)、Home RF家庭網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)和HiperLhN2標(biāo)準(zhǔn)等。雖然標(biāo)準(zhǔn)眾多，但大致可分為兩大發(fā)展方向：以高速傳輸應(yīng)用發(fā)展為主的IEEE 802．11 b標(biāo)準(zhǔn)、IEEE 802．11 a標(biāo)準(zhǔn)和IrDA標(biāo)準(zhǔn)；以低速短距離的

35、應(yīng)用為主的B1uetooth藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)和Home RF家庭網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。不同的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)具有不同的特點(diǎn)，適用于不同的應(yīng)用場合。</p><p>　　結(jié)合不同技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及所用用環(huán)境，我采用紅外線傳輸方式。IrDA標(biāo)準(zhǔn)是由紅外線數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)推出的一種短距離通信標(biāo)準(zhǔn)，基于IrDA協(xié)議的紅外通信技術(shù)是一種利用紅外線作為通信介質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)紅外通信設(shè)備之間點(diǎn)到點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸方式。它的特點(diǎn)是，傳輸距離10m以內(nèi)，音質(zhì)較好，紅外信號(hào)基本不受

36、電磁干擾、價(jià)格低廉、性價(jià)比高、不受國家限制、工作頻率較高，典型的波長范圍為800～900nm；數(shù)據(jù)傳輸速率高，已經(jīng)由原來FIR(Fast Infrared)的4Mbit／s提高至UVIFR的16Mbit／s，歐洲現(xiàn)已推出了622Mbit／s的寬帶傳輸系統(tǒng)；所用技術(shù)和頻率不受限制，但是收發(fā)信機(jī)之問不能有障礙物。IrDA標(biāo)準(zhǔn)適用于傳輸速率高、移動(dòng)范圍小、價(jià)格比較低的設(shè)備，這些優(yōu)缺點(diǎn)符合本電路的要求。</p><p>

37、　　2.3紅外輻射及近紅外光譜分析</p><p>　　紅外線也叫紅外輻射或紅外光，是一種電磁波，肉眼是看不見的，位于可見光紅光外端，紅外光是波長比紅色光的波長（0.76µm）還長的光波，在絕對(duì)零度(-273℃) 以上的物體都輻射紅外能量，是紅外測溫技術(shù)的基礎(chǔ)。</p><p>　　紅外光譜，以波長或波數(shù)為橫坐標(biāo)以強(qiáng)度或其他隨波長變化的性質(zhì)為縱坐標(biāo)所得到的反映紅外射線與物質(zhì)相互

38、作用的譜圖。按紅外射線的波長范圍，通常，將電磁波波譜中間隔為0.76~1000µm的波譜段稱為紅外光譜區(qū)。一般把紅外光譜分為四個(gè)區(qū)域，即近紅外（0.76~1.60µm）、中紅外（3.0~6.0µm）、中遠(yuǎn)紅外（6.0~20µm）和遠(yuǎn)紅外（20~1000µm）區(qū)。對(duì)物質(zhì)自發(fā)發(fā)射或受激發(fā)射的紅外射線進(jìn)行分光，可得到紅外發(fā)射光譜，物質(zhì)的紅外發(fā)射光譜主要決定于物質(zhì)的溫度和化學(xué)組成；對(duì)被物質(zhì)所吸收

39、的紅外射線進(jìn)行分光，可得到紅外吸收光譜。每種分子都有由其組成和結(jié)構(gòu)決定的獨(dú)有的紅外吸收光譜，它是一種分子光譜。分子的紅外吸收光譜屬于帶狀光譜。原子也有紅外發(fā)射和吸收光譜，但都是線狀光譜。</p><p>　　實(shí)際上，目前在工業(yè)或民用的紅外光探測/遙控的光源，主要基于如下理由：</p><p>　?。?）一般的接收用的光電二極管、光敏三極管大都采用硅（Si）半導(dǎo)體材料制作而成，這類管的接收峰

40、值波長為780 ~1550nm，即管子對(duì)波長為780~1550nm的紅外光的探測靈敏度最高。</p><p>　?。?）紅外光發(fā)射器件，尤其是采用GaAs、AlGaAs或GaInAsP等半導(dǎo)體材料制作的紅外發(fā)光二極管（英文縮寫為IRED），其發(fā)射波長在880~1700nm范圍內(nèi)，這與Si光電接收器件（包括發(fā)光二極管、光敏三極管）的響應(yīng)波長匹配，使探測靈敏度高，工作效率高。</p><p>

41、　　2.4紅外光發(fā)射方式及紅外發(fā)、收系統(tǒng)的組成</p><p>　　使用紅外發(fā)光二極管獲得近紅外光是相當(dāng)簡便的。紅外發(fā)光二極管是一種由PN結(jié)構(gòu)成的注入電流型發(fā)光器件，在加上合適的正向偏置電壓后，就可以發(fā)出一定波長的近紅外光。</p><p>　　除直流電流驅(qū)動(dòng)方式外，發(fā)光二極管（英文縮寫為LED）還有交流電流驅(qū)動(dòng)方式和脈動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)方式等。交流電流驅(qū)動(dòng)方式主要用于紅外測量、檢測及較簡單的紅外

42、光通信等電路中。對(duì)紅外光通信（包括紅外激光通信）來說，調(diào)制頻率、調(diào)制帶寬是重要的通信指標(biāo)。</p><p>　　在紅外探測/遙控系統(tǒng)中，對(duì)紅外發(fā)光二極管一般不采用圖2-1（a）所示的恒流直流驅(qū)動(dòng)方式，即平均發(fā)射方式，而采用脈動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)發(fā)射方式，即脈沖式紅外光發(fā)射方式，如圖2-1（b）所示。</p><p>　　圖2-1 紅外光平均發(fā)射和脈沖式發(fā)射示意圖</p><p&g

43、t;　　平均發(fā)射方式是指通過啟動(dòng)直流供電電源直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)出恒定的紅外光。紅外發(fā)光二極管的功率一般較小（大都小于100mW），而平均發(fā)射方式的功耗較大，且抗干擾能力較差。</p><p>　　為了提高紅外探測/遙控系統(tǒng)的作用距離，而又不使紅外發(fā)射管過載，一般不采用平均發(fā)射方式，而采用脈沖發(fā)射方式或調(diào)制載波脈沖發(fā)射方式。</p><p>　　紅外探測/遙控系統(tǒng)的有效作用距離取決于發(fā)射二

44、極管輻射的峰值功率，而峰值功率是由饋給發(fā)光二極管的電流峰值功率所決定的。峰值功率越大，驅(qū)動(dòng)電流的平均值越小，而發(fā)光效率就越高。</p><p>　　脈沖發(fā)射方式或調(diào)制載波發(fā)射方式可使紅外發(fā)射管的平均功率減小，而提高系統(tǒng)的有效作用距離，且大大提高了紅外探測或遙控系統(tǒng)的抗干擾能力。</p><p>　　圖2-2是紅外光探測/遙控系統(tǒng)的基本組成框圖。</p><p>　　

45、圖2-2 紅外光探測/遙控系統(tǒng)的基本組成框圖</p><p>　　在圖2-2（a）所示的紅外光反射電路中，編碼波形發(fā)生器產(chǎn)生一定占空比的脈沖信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)放大后驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光二極管，使其發(fā)射出一列等幅的紅外光脈沖信號(hào)。發(fā)射脈沖編碼信號(hào)課降低功耗，提高發(fā)射效率。</p><p>　　圖2-2（b）所示電路為紅外接受電路。光電探測器（紅外光電二極管或光敏三極管）用來將接收到的紅外脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相

46、應(yīng)的電信號(hào)。接收光電管在沒收到紅外光信號(hào)時(shí)，光電管中流過的電流很小，即只有很小的“暗電流”，負(fù)載上無電脈沖信號(hào)輸出；當(dāng)有紅外光脈沖信號(hào)照射時(shí)，光電管的內(nèi)阻急劇減小，電流增大，并在負(fù)載電阻上得到相應(yīng)的電脈沖信號(hào)。由于檢測出的信號(hào)微弱，需要經(jīng)高增益電壓放大器放大，然后經(jīng)整流濾波電路后輸出正極性脈沖信號(hào)，加至觸發(fā)電路（如雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器），使觸發(fā)器可靠翻轉(zhuǎn)，并輸出規(guī)范的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)件動(dòng)作。執(zhí)行機(jī)件可以是繼電器、可控硅器件或音響電路等。&l

47、t;/p><p>　　3 調(diào)制與解調(diào)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思路</p><p>　　無線傳輸體統(tǒng)包括發(fā)射和接收兩大部分，其基本原理是音頻中的信號(hào)用小功率無線發(fā)射器發(fā)射，然后用有源音箱加無線接收器完成無線傳輸模式。而形成這種方式的傳輸，必須經(jīng)過調(diào)制和解調(diào)兩個(gè)過程。設(shè)計(jì)框圖如圖3-1所示。</p><p><b&g

48、t;　　圖3-1 設(shè)計(jì)框圖</b></p><p><b>　　3.2發(fā)射部分</b></p><p>　　3.2.1 驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　眾所周知，采用無線方式傳輸時(shí)，信號(hào)必須調(diào)制到高頻率的載波上才能發(fā)射出去，以提高傳輸?shù)目垢蓴_能力；發(fā)光二極管工作也需要施加正向偏置電壓以提供驅(qū)動(dòng)電流。電路如圖3-2所示。</p&g

49、t;<p>　　圖3-2 紅外發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　3.2.2發(fā)光二極管及它的簡單測試</p><p>　　發(fā)光二極管（LED）是一種注入電致發(fā)光器件，它由P型和N型半導(dǎo)體組成而成。其發(fā)光機(jī)理常分為PN結(jié)注入發(fā)光與異質(zhì)結(jié)注入發(fā)光。</p><p>　　紅外發(fā)光二極管的檢測：</p><p>　　A判別紅外發(fā)光

50、二極管的正、負(fù)電極。紅外發(fā)光二極管有兩個(gè)引腳，通常長引腳為正極，短引腳為負(fù)極。因紅外發(fā)光二極管呈透明狀，所以管殼內(nèi)的電極清晰可見，內(nèi)部電極較寬較大的一個(gè)為負(fù)極，而較窄且小的一個(gè)為正極?！　?B將萬用表置于R×1k擋，測量紅外發(fā)光二極管的正、反向電阻，通常，正向電阻應(yīng)在30k左右，反向電阻要在500k以上，這樣的管子才可正常使用。要求反向電阻越大越好。</p><p><b>　　3.3

51、 接收部分</b></p><p>　　3.3.1紅外線接收光電變換器</p><p>　　紅外線接收光電變換器就是將紅外線傳遞的光學(xué)信息變換為電學(xué)信息，變換器常由光源、光學(xué)系統(tǒng)、光電傳感器、偏執(zhí)電路和處理電路等構(gòu)成。</p><p>　　3.3.2光敏二極管及它的簡單測試</p><p>　　紅外接收二極管的檢測：　　A識(shí)別

52、管腳極性　　(a)從外觀上識(shí)別。常見的紅外接收二極管外觀顏色呈黑色。識(shí)別引腳時(shí)，面對(duì)受光窗口，從左至右，分別為正極和負(fù)極。另外，在紅外接收二極管的管體頂端有一個(gè)小斜切平面，通常帶有此斜切平面一端的引腳為負(fù)極，另一端為正極?！　?b)將萬用表置于R×1k擋，用來判別普通二極管正、負(fù)電極的方法進(jìn)行檢查，即交換紅、黑表筆兩次測量管子兩引腳間的電阻值，正常時(shí)，所得阻值應(yīng)為一大一小。以阻值較小的一次為準(zhǔn)，紅表筆所接的管腳為負(fù)極，

53、黑表筆所接的管腳為正極。　　B檢測性能好壞。用萬用表電阻擋測量紅外接收二極管正、反向電阻，根據(jù)正、反向電阻值的大小，即可初步判定紅外接收二極管的好壞。</p><p>　　3.3.3紅外接收放大器</p><p>　　所謂紅外接受放大器就是將紅外光敏二極管接受的光信息進(jìn)行放大的電路，紅外光敏二極管接受的信號(hào)較弱，所以要將其進(jìn)行放大，再送入選頻網(wǎng)絡(luò)中，便于信號(hào)的選擇。</p>

54、<p>　　3.3.4本設(shè)計(jì)采用的方案 </p><p>　　根據(jù)上述理論，本設(shè)計(jì)采用2個(gè)紅外光電二極管接受接收紅外光信號(hào)，再對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。如圖3-3所示。</p><p>　　圖3-3 紅外光電二極管接收放大電路</p><p>　　3.4 PFM的調(diào)制</p><p>　　3.4.1鎖相環(huán)的介紹</p>

55、<p>　　相位自動(dòng)控制系統(tǒng)稱為鎖相環(huán)路，是一個(gè)閉合的反饋控制系統(tǒng)，廣泛運(yùn)用于電子技術(shù)領(lǐng)域。它是現(xiàn)代通信的重要組成部分，正朝著集成化、多用話、數(shù)字化的方向發(fā)展。它具有以下5個(gè)特點(diǎn)：</p><p>　　a、具有頻率準(zhǔn)確跟蹤性能；</p><p>　　b、具有良好窄帶高頻跟蹤性能（載波跟蹤型）；</p><p>　　c、具有良好的帶通濾波性能（調(diào)制跟蹤型）；

56、</p><p>　　d、具有良好門限效應(yīng)；</p><p><b>　　e、易集成化；</b></p><p>　　3.4.2鎖相環(huán)的基本組成</p><p>　　鎖相環(huán)路主要由電壓控制振蕩器（簡稱壓控振VCO）、鑒相器、低通濾波器和參考頻率源（晶體振蕩器）所組成。如圖3-4所示。</p><p&g

57、t;　　圖3-4鎖相環(huán)路的基本框圖</p><p>　　壓控振蕩器（VCO）：是在振蕩電路中采用壓控原件作為頻率控制器件。事實(shí)上就是一種電壓-頻率變換器。</p><p>　　鑒相器：鑒相器是鎖相環(huán)路中關(guān)鍵部件，它的形式很多，但在頻率合成器中采用的鑒相器主要有正弦波相位檢波器與脈沖取樣保持相位比較器兩種。</p><p>　　低通濾波器：在鎖相環(huán)路中，常見的低通濾波

58、器主要有RC濾波器、無源比率積分濾波器（超前滯后網(wǎng)絡(luò)）和有源比率積分濾波器三種。</p><p>　　參考晶體振蕩器：VCO的輸出頻率穩(wěn)定度由參考晶體振蕩器所決定。</p><p>　　3.4.3鎖相環(huán)的工作原理</p><p>　　如圖3-4所示，當(dāng)壓控振的頻率?v由于某種原因而發(fā)生變化時(shí)，必然相應(yīng)地產(chǎn)生相位變化。這個(gè)相位變化在鑒相器中與參考晶體振蕩器的穩(wěn)定相位（

59、對(duì)應(yīng)于頻率?R）相比較，使鑒相器輸出一個(gè)與相位誤差成比率的誤差電壓υd(t),經(jīng)過低通濾波器，取出其中緩慢變動(dòng)的直流電壓分量υc(t)。υc(t)用來控制壓控振蕩器中的壓控元件數(shù)值（通常是變?nèi)荻O管的電容量），而這壓控元件又是VCO振蕩回路的組成部分，結(jié)果壓控元件電容量的變化將VCO的輸出頻率?v又拉回到穩(wěn)定值上來，這樣，VCO的輸出頻率穩(wěn)定度即由參考晶體振蕩器所決定。這時(shí)我們稱環(huán)路處于鎖定狀態(tài)。</p><p>

60、;　　鎖相環(huán)路鎖定后，兩個(gè)信號(hào)頻率相等，但兩者之間存在恒定的相位差（穩(wěn)態(tài)相位差）。穩(wěn)態(tài)相位差經(jīng)過鑒相器轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髡`差，通過低通濾波器去控制VCO，使ωv與ωR同步。</p><p>　　在閉環(huán)條件下，如果由于某種原因使VCO的角頻率ωv發(fā)生變化，設(shè)變動(dòng)量為Δω，那么由θ(t)=∫ω(t)dt+θ0可知，這個(gè)信號(hào)之間的相位差不再是恒定值，鑒相器的輸出電壓也就跟著發(fā)生相應(yīng)的變化。這個(gè)變化的電壓使VCO的頻率不斷改變，

61、直到ωR=ωV為止，這就是鎖相環(huán)路的基本原理。</p><p>　　3.4.4 鎖相環(huán)的運(yùn)用</p><p>　　鎖相環(huán)廣泛運(yùn)用于電子領(lǐng)域，根據(jù)它的跟蹤特性、濾波特性、鎖定狀態(tài)無剩余頻差存在、易于集成化等一些重要特性。我們跟制作成窄帶跟蹤接收機(jī)（鎖相接收機(jī)）、調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)、振蕩器的穩(wěn)定與提純、倍頻器和分頻器及相關(guān)應(yīng)答器等儀器。</p><p>　　3.4.5 CD

62、4046數(shù)字集成鎖相環(huán)的工作原理</p><p>　　CD4046是通用的CMOS鎖相環(huán)集成電路，其特點(diǎn)是電源電壓范圍寬（為3V－18V），輸入阻抗高(約100MΩ)，動(dòng)態(tài)功耗小，在中心頻率f0為10kHz下功耗僅為600μW，屬微功耗器件。</p><p>　　CD4046工作原理：輸入信號(hào) Ui從14腳輸入后，經(jīng)放大器A1進(jìn)行放大、整形后加到相位比較器Ⅰ、Ⅱ的輸入端，圖3-5開關(guān)K撥至

63、2腳，則比較器Ⅰ將從3腳輸入的比較信號(hào)Uo與輸入信號(hào)Ui作相位比較，從相位比較器輸出的誤差電壓UΨ則反映出兩者的相位差。UΨ經(jīng)R3、R4及C2濾波后得到一控制電壓Ud加至壓控振蕩器VCO的輸入端9腳，調(diào)整VCO的振蕩頻率f2，使f2迅速逼近信號(hào)頻率f1。VCO的輸出又經(jīng)除法器再進(jìn)入相位比較器Ⅰ，繼續(xù)與Ui進(jìn)行相位比較，最后使得f2＝f1，兩者的相位差為一定值，實(shí)現(xiàn)了相位鎖定。若開關(guān)K撥至13腳，則相位比較器Ⅱ工作，過程與上述相同，不再贅

64、述。</p><p>　　圖3-5 CD4046的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　3.4.6 CD4046組成結(jié)構(gòu)及功能</p><p>　　鎖相環(huán)主要由相位比較器（PC）、壓控振蕩器（VCO）、低通濾波器三部分組成,如圖3-6所示。CD4046鎖相的意義是相位同步的自動(dòng)控制,功能是完成兩個(gè)電信號(hào)相位同步的自動(dòng)控制閉環(huán)系統(tǒng)叫做鎖相環(huán),簡稱PLL。它廣泛應(yīng)用于廣播通信

65、、頻率合成、自動(dòng)控制及時(shí)鐘同步等技術(shù)領(lǐng)域。</p><p>　　圖3-6 CD4046的主要組成部分</p><p>　　3.4.7 CD4046的引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖3-5所示，圖3-7是CD4046的引腳排列，采用16腳雙列直插式，表3-1是各管腳功能。</p><p>　　圖3-7 CD4046的引腳排

66、列圖</p><p>　　表3-1 CD4046個(gè)管腳的功能</p><p>　　3.4.8 CD4046典型應(yīng)用電路</p><p>　　A、 用CD4046構(gòu)造信號(hào)調(diào)制電路</p><p>　　連接電路圖如圖3-8所示，頻率的調(diào)制取決于R1、R2、C1。</p><p>　　圖3-8 CD4046的引腳排列圖&l

67、t;/p><p>　　B、用CD4046的VCO組成的方波發(fā)生器</p><p>　　當(dāng)其9腳輸入端固定接電源時(shí)，電路即起基本方波振蕩器的作用。振蕩器的充、放電電容C1接在6腳與7腳之間，調(diào)節(jié)電阻R1阻值即可調(diào)整振蕩器振蕩頻率，振蕩方波信號(hào)從4腳輸出。如圖3-9所示。</p><p>　　圖3-9 CD4046的VCO方波發(fā)生器</p><p>

68、;　　C、用CD4046構(gòu)造解調(diào)電路</p><p>　　音頻信號(hào)經(jīng)放大器放大后用交流耦合到鎖相環(huán)的14腳輸入端環(huán)路的相位比較器采用比較器Ⅰ，因?yàn)樾枰i相環(huán)系統(tǒng)中的中心頻率f0等于調(diào)頻信號(hào)的載頻，這樣會(huì)引起壓控振蕩器輸出與輸入信號(hào)輸入間產(chǎn)生不同的相位差，從而在壓控振蕩器輸入端產(chǎn)生與輸入信號(hào)頻率變化相應(yīng)的電壓變化，這個(gè)電壓變化經(jīng)源跟隨器隔離后在壓控振蕩器的解調(diào)輸出端10腳輸出解調(diào)信號(hào)。如圖3-10所示。</p

69、><p>　　圖3-10 用CD4046構(gòu)造解調(diào)電路</p><p>　　3.5 PFM的解調(diào)</p><p>　　3.5.1 TDA7000的內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　TDA7000是便攜式單片單聲道調(diào)頻收音機(jī)集成電路，最重要的是它對(duì)周邊元件數(shù)最少，同時(shí)它還有體積小、費(fèi)用低等特點(diǎn)。TDA7000內(nèi)部包含本機(jī)振蕩器、混額器、兩級(jí)有源濾波放大器

70、、中頻限幅放大器、鑒相器、校正器和靜噪電路等。</p><p>　　其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖3-11所示。</p><p>　　圖3-11 TDA7000內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　3.5.2 TDA7000的參考數(shù)據(jù)和主要指標(biāo)</p><p>　　表3-2 TDA7000的參考數(shù)據(jù)</p><p>　　表3-3 T

71、DA7000的主要指標(biāo)</p><p>　　圖3-12 功率降額曲線</p><p>　　3.6本設(shè)計(jì)采用的方案</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用CD4046數(shù)字鎖相環(huán)集成電路制作無線傳輸系統(tǒng)的調(diào)制部分，再采用TDA7000調(diào)頻收音機(jī)集成電路作無線傳輸系統(tǒng)的解調(diào)部分。如圖3-13所示。</p><p>　?。╝）調(diào)制部分

72、 （b）解調(diào)部分</p><p>　　圖3-13 設(shè)計(jì)的調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)</p><p><b>　　4 功率放大電路</b></p><p><b>　　4.1功率放大電路</b></p><p>　　4.1.1功率放大電路的定義</p><p&

73、gt;　　功率放大器分為高頻功率放大器和低頻功率放大器，其主要區(qū)別在于兩者的工作頻率范圍和所需通過的頻帶寬度有所區(qū)別，所以采用的負(fù)載也不相同。低頻放大器的工作頻率低，但整個(gè)工作頻率寬度很寬，例如20~20000Hz，高低頻率的極限相差達(dá)1000倍，所以它們都是采用無調(diào)諧負(fù)載，例如電阻、有鐵芯的變壓器等。高頻放大器的中心頻率一般在幾百千赫茲至幾百兆赫茲，但所需通過的頻率范圍（頻帶）和中心頻率相比往往 是很小的，或者只工作于某一種頻率，因?yàn)?/p>

74、一般都是采用選頻網(wǎng)絡(luò)組成諧振放大器或者非諧振放大器。</p><p>　　所謂諧振放大器，就是采用諧振回路（串、并聯(lián)及耦合回路）作負(fù)載的放大器。諧振放大器不僅有放大作用，還有濾波和選頻的作用。諧振放大器又可分為調(diào)諧放大器（通常稱高頻放大器）和頻帶放大器（通常稱中頻放大器）。前者的調(diào)諧回路需對(duì)外來不同的信號(hào)頻率進(jìn)行調(diào)諧；后者的調(diào)諧回路的諧振頻率固定不變。</p><p>　　4.1.2功率放

75、大電路與電壓放大電路的區(qū)別</p><p>　　放大電路實(shí)質(zhì)上都是能量轉(zhuǎn)換電路。從能量控制的觀點(diǎn)來看，功率放大電路和電壓放大電路沒有本質(zhì)的區(qū)別，但是功率放大電路和電壓放大電路所要完成的任務(wù)不同。對(duì)電壓放大電路的主要要求是使其輸出端得到不失真的電壓信號(hào)，討論的主要指標(biāo)是電壓增益、輸入和輸出阻抗等，輸出的功率并不一定大。而功率放大電路則不同，它主要要求獲得一定的不失真（或失真較?。┑妮敵龉β省?lt;/p>

76、<p>　　4.1.3 功率放大電路的特殊問題</p><p>　　如前所述，功率放大電路不同于電壓放大電路，因此功率放大電路包含著一系列在電壓放大電路中沒有出現(xiàn)過的特殊問題，這些問題是：</p><p>　　A、要求輸出功率盡可能大</p><p>　　為了獲得大的功率輸出，要求功放管的電壓和電流都有足夠大的輸出幅度，因此器件往往在接近極限運(yùn)用狀態(tài)下工作

77、。</p><p><b>　　B、效率更高</b></p><p>　　由于輸出功率大，因此直流電源消耗的功率也大，這就存在一個(gè)效率問題。所謂效率就是負(fù)載得到的有用信號(hào)功率和電源供給的直流功率的比值。這個(gè)比值越大，意味著效率越高。</p><p><b>　　C、非線性失真要小</b></p><p&

78、gt;　　功率放大電路是在大信號(hào)下工作，所以不可避免地會(huì)產(chǎn)生非線性失真，而且同一功放管輸出功率越大，非線性失真往往越嚴(yán)重，這就使輸出功率和非線性失真成為一對(duì)這要矛盾。但是，在不同場合下，對(duì)非線性失真的要求不同，例如，在測量系統(tǒng)和電聲設(shè)備中，這個(gè)問題顯得很重要，而在工業(yè)控制系統(tǒng)等場合中，則以輸出功率為主要目的，對(duì)非線性失真的要求就降為次要問題了。</p><p>　　D、功率器件的散熱問題</p>&

79、lt;p>　　在功率放大電路中，有相當(dāng)大的功率消耗在管子的集電結(jié)上，使結(jié)溫和管殼的溫度升高。為了充分利用允許的管耗而使管子輸出足夠大的功率，放大器件的散熱就成為一個(gè)重要問題。</p><p>　　此外，在功率放大電路中，為了輸出較大的信號(hào)功率，器件承受的電壓要高，通過的電流要大，功率管損壞的可能性也就比較大，所以功率管的損壞與保護(hù)問題也不容忽視。</p><p>　　4.2功率放大電

80、路的工作狀態(tài)分類</p><p>　?。╝）甲類放大在一個(gè)周期內(nèi)ic>0 （b）甲乙類放大在一個(gè)周期內(nèi)有半個(gè)周期以上ic>0 (c) 乙類放大在一個(gè)周期內(nèi)只有半個(gè)周期ic>0</p><p>　　圖4-1 Q點(diǎn)下移對(duì)放大電路動(dòng)作狀態(tài)的影響</p><p>　　在電壓放大過程中，輸入信號(hào)在整個(gè)周期都有電流流過放大器件，這種工作方式通常稱為甲類

81、放大；在整個(gè)周期中有半個(gè)周期有電流流過放大器的工作方式稱為乙類放大；而在整個(gè)周期中有半個(gè)周期以上電流流過放大器的工作方式稱為甲乙類。在其典型的工作狀態(tài)如圖4-1所示。</p><p>　　4.3提高效率的主要途徑</p><p>　　由甲類放大電路可知，靜態(tài)電流是造成管耗的主要因素。當(dāng)iC≥0，電路中，電源始終不斷地輸送功率，在沒有信號(hào)輸入時(shí)，這些功率全部消耗在器件（和電阻）上，并轉(zhuǎn)化為熱

82、量的形式耗散出去，當(dāng)有輸入信號(hào)時(shí)，其中一部分轉(zhuǎn)化為有用的輸出功率，信號(hào)越大，輸出給負(fù)載的功率越多。甲類放大電路的效率很低。</p><p>　　如果把靜態(tài)工作點(diǎn)Q向下移動(dòng)，使信號(hào)等于零時(shí)電源供給的功率也減小，甚至為零，信號(hào)增大時(shí)電源供給的功率也增大，這樣電源供給功率及管耗都隨著輸出功率的大小而變，從而改變了甲類放大時(shí)效率低的問題。</p><p>　　甲類和甲乙類放大都能減小靜態(tài)功耗、提高

83、效率，但都出現(xiàn)了嚴(yán)重的波形失真。因此，既要保持靜態(tài)時(shí)管耗，又要使失真不太嚴(yán)重，這就需要在電路結(jié)構(gòu)上采取措施。</p><p>　　4.4 功率BJT的選擇</p><p>　　若想得到最大輸出功率，功率BJT的參數(shù)必須滿足下列條件：</p><p>　　A、每只BJT的最大允許管耗PCM必須大于0.2Pom。</p><p>　　B、考慮到當(dāng)

84、T2導(dǎo)通時(shí)，-vCE2≈0，此時(shí)vCE1具有最大值，且等于2VCC。因此，應(yīng)選用∣V(BR)CEO∣>2VCC的功率管。</p><p>　　C、通過功率BJT的最大集電極電流為VCC/RL,所選功率BJT的ICM一般不宜低于此值。</p><p>　　4.5 單電源互補(bǔ)對(duì)稱電路</p><p>　　雙電源互補(bǔ)對(duì)稱電路需要兩個(gè)正負(fù)獨(dú)立電源，因此有時(shí)很不方便。當(dāng)

85、僅有一路電源時(shí)，則可采用單電源互補(bǔ)對(duì)稱電路。它有時(shí)又被稱為無輸出變壓器電路，OTL電路（Output Transformer Less）。運(yùn)用這種單電源互補(bǔ)對(duì)稱電路在家庭電路中具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。</p><p>　　4.6 本設(shè)計(jì)采用的方案</p><p>　　根據(jù)上述原理本設(shè)計(jì)采用選擇了相適應(yīng)的三極管，采用甲乙類互補(bǔ)功率放大電路進(jìn)行功率放大，和單電源互補(bǔ)對(duì)稱電路。如圖4-2所示。<

86、;/p><p>　　圖4-2 單電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路</p><p><b>　　5 調(diào)試</b></p><p>　　5.1調(diào)試的一般過程</p><p>　　實(shí)踐表明，一個(gè)電子裝置，即使按照設(shè)計(jì)的電路參數(shù)進(jìn)行安裝，往往也難于達(dá)到預(yù)期的效果。這是因?yàn)槿藗冊(cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)，不可能周全地考慮各種復(fù)雜的客觀因素（如元件值的誤差，器件

87、參數(shù)的分散性,分布參數(shù)的影響等），必須通過安裝后的測試和調(diào)整，來發(fā)現(xiàn)和糾正設(shè)計(jì)方案的不足，然后采取措施加以改進(jìn)，使裝置達(dá)到預(yù)定的技術(shù)指標(biāo)。因此，調(diào)試電子電路的技能對(duì)從事電子技術(shù)及其有關(guān)領(lǐng)域工作的人員來說，是不應(yīng)缺少的。</p><p>　　電路調(diào)試的一般過程為：</p><p>　　A、先檢查確定下電路連線是否正確，是否有虛焊、漏焊的點(diǎn)、線等。</p><p>　　

88、B、通電觀察：通電后不要急于測量電氣指標(biāo)，而要觀察電路有無異常現(xiàn)象，例如有無冒煙現(xiàn)象，有無異常氣味，手摸集成電路外封裝，是否發(fā)燙等。如果出現(xiàn)異常現(xiàn)象，應(yīng)立即關(guān)斷電源，待排除故障后再通電。</p><p>　　C、靜態(tài)調(diào)試：靜態(tài)調(diào)試一般是指在不加輸入信號(hào)，或只加固定的電平信號(hào)的條件下所進(jìn)行的直流測試，可用萬用表測出電路中各點(diǎn)的電位，通過和理論估算值比較，結(jié)合電路原理的分析，判斷電路直流工作狀態(tài)是否正常，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電路

89、中已損壞或處于臨界工作狀態(tài)的元器件。通過更換器件或調(diào)整電路參數(shù)，使電路直流工作狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　D、動(dòng)態(tài)調(diào)試：動(dòng)態(tài)調(diào)試是在靜態(tài)調(diào)試的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，在電路的輸入端加入合適的信號(hào)，按信號(hào)的流向，順序檢測各測試點(diǎn)的輸出信號(hào)，若發(fā)現(xiàn)不正?，F(xiàn)象，應(yīng)分析其原因，并排除故障，再進(jìn)行調(diào)試，直到滿足要求。</p><p>　　測試過程中不能憑感覺和印象，要始終借助儀器觀察。使用示波器時(shí)

90、，最好把示波器的信號(hào)輸入方式置于“DC”擋，通過直流耦合方式，可同時(shí)觀察被測信號(hào)的交、直流成分。</p><p>　　通過調(diào)試，最后檢查功能塊和整機(jī)的各種指標(biāo)（如信號(hào)的幅值、波形形狀、相位關(guān)系、增益、輸入阻抗和輸出阻抗等）是否滿足設(shè)計(jì)要求，如必要，再進(jìn)一步對(duì)電路參數(shù)提出合理的修正，在調(diào)試過程中也做好記錄。</p><p>　　5.2 調(diào)試的常見故障和解決方法</p><

91、p>　　故障是不期望但又是不可避免的電路異常工作狀況。所以我們必須要學(xué)會(huì)分析、尋找和排除故障。</p><p>　　對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)來說，要在大量的元器件和線路中迅速、準(zhǔn)確地找出故障是不容易的。一般故障診斷過程，就是從故障現(xiàn)象出發(fā)，通過反復(fù)測試，做出分析判斷，逐步找出故障的過程。</p><p><b>　　A、常見的故障現(xiàn)象</b></p>&

92、lt;p>　　放大電路沒有輸入信號(hào)，而有輸出波形。</p><p>　　放大電路有輸入信號(hào)，但沒有輸出波形，或者波形異常。</p><p>　　串聯(lián)穩(wěn)壓電源無電壓輸出，或輸出電壓過高且不能調(diào)整，或輸出穩(wěn)壓性能變壞、輸出電壓不穩(wěn)定等。</p><p>　　振蕩電路不產(chǎn)生振蕩。</p><p>　　計(jì)數(shù)器輸出波形不穩(wěn)，或不能正確計(jì)數(shù)。<

93、;/p><p>　　收音機(jī)中出現(xiàn)“嗡嗡”交流聲和“啪啪”的汽船聲等。</p><p>　　以上是最常見的一些故障現(xiàn)象，還有很多奇怪的現(xiàn)象，在這里就不一一列舉了。</p><p><b>　　B、產(chǎn)生故障的原因</b></p><p>　　故障產(chǎn)生的原因很多，情況也很復(fù)雜，有的是一種原因引起的簡單故障，有的是多種原因相互作用引

94、起的復(fù)雜故障。因此，引起故障的原因很難簡單分類。這里只能進(jìn)行一些粗略的分析。</p><p>　　a、對(duì)于定型產(chǎn)品使用一段時(shí)間后出現(xiàn)故障，故障原因可能是元器件損壞，連線發(fā)生短路或斷路（如焊點(diǎn)虛焊，接插件接觸不良，可變電阻器、電位器、半可變電阻等接觸不良，接觸面表面鍍層氧化等），或使用條件發(fā)生變化（如電網(wǎng)電壓波動(dòng)，過冷或過熱的工作環(huán)境等）影響電子設(shè)備的正常運(yùn)行。</p><p>　　b、對(duì)于

95、新設(shè)計(jì)安裝的電路來說，故障原因可能是：實(shí)際電路與設(shè)計(jì)的原理圖不符；元器件使用不當(dāng)成損壞；設(shè)計(jì)的電路本身就存在某些嚴(yán)重缺點(diǎn)，不滿足技術(shù)要求；連線發(fā)生短路或斷路等。</p><p>　　c、儀器使用不正確引起的故障，如示波器使用不正確而造成的波形異?；驘o波形，接地問題處理不當(dāng)而引入干擾等。</p><p>　　d、各種干擾引起的故障。</p><p>　　C、 檢查故障

96、的一般方法</p><p>　　波器使用不正確而造成的波形異常或無波形，共地問題處理不當(dāng)而引入查找故障的順序可以從輸入到輸出，也可以從輸出到輸入。查找故障的一般方法有：</p><p><b>　　a、直接觀察法</b></p><p>　　直接觀察法是指不用任何儀器，利用人的視、聽、嗅、觸等作為手段來發(fā)現(xiàn)問題，尋找和分析故障。</p&g

97、t;<p>　　直接觀察包括不通電檢查和通電觀察。</p><p>　　檢查儀器的選用和使用是否正確；電源電壓的等級(jí)和極性是否符合要求；電解電容的極性、二極管和三極管的管腳、集成電路的引腳有無錯(cuò)接、漏接、互碰等情況；布線是否合理；印刷板有無斷線；電阻電容有無燒焦和炸裂等。</p><p>　　通電觀察元器件有無發(fā)燙、冒煙，變壓器有無焦味，電子管、示波管燈絲是否亮，有無高壓打火

98、等。</p><p>　　此法簡單，也很有效，可作初步檢查時(shí)用，但對(duì)比較隱蔽的故障無能為力。</p><p>　　b、用萬用表檢查靜態(tài)工作點(diǎn)</p><p>　　電子電路的供電系統(tǒng)，半導(dǎo)體三極管、集成塊的直流工作狀態(tài)（包括元、器件引腳、電源電壓）、線路中的電阻值等都可用萬用表測定。當(dāng)測得值與正常值相差較大時(shí)，經(jīng)過分析可找到故障。</p><p&g

99、t;<b>　　c、信號(hào)尋跡法</b></p><p>　　對(duì)于各種較復(fù)雜的電路，可在輸入端接入一個(gè)一定幅值、適當(dāng)頻率的信號(hào)（例如，對(duì)于多級(jí)放大器，可在其輸入端接入 f＝1000 HZ的正弦信號(hào)），用示波器由前級(jí)到后級(jí)（或者相反），逐級(jí)觀察波形及幅值的變化情況，如哪一級(jí)異常，則故障就在該級(jí)。這是深入檢查電路的方法。</p><p><b>　　d、對(duì)比法&l

100、t;/b></p><p>　　懷疑某一電路存在問題時(shí)，可將此電路的參數(shù)與工作狀態(tài)和相同的正常電路的參數(shù)（或理論分析的電流、電壓、波形等）進(jìn)行一一對(duì)比，從中找出電路中的不正常情況，進(jìn)而分析故障原因，判斷故障點(diǎn)。</p><p><b>　　f、部件替換法</b></p><p>　　有時(shí)故障比較隱蔽，不能一眼看出，如這時(shí)你手頭有與故障儀器

101、同型號(hào)的儀器時(shí)，可以將儀器中的部件、元器件、插件板等替換有故障儀器中的相應(yīng)部件，以便于縮小故障范圍，進(jìn)一步查找故障。</p><p><b>　　g、旁路法</b></p><p>　　當(dāng)有寄生振蕩現(xiàn)象，可以利用適當(dāng)客量的電容器，選擇適當(dāng)?shù)臋z查點(diǎn)，將電容臨時(shí)跨接在檢查點(diǎn)與參考接地點(diǎn)之間，如果振蕩消失，就表明振蕩是產(chǎn)生在此附近或前級(jí)電路中。否則就在后面，再移動(dòng)檢查點(diǎn)尋找

102、之。</p><p>　　應(yīng)該指出的是，旁路電容要適當(dāng)，不宜過大，只要能較好地消除有害信號(hào)即可。</p><p>　　5.3調(diào)試過程中遇到的實(shí)際問題和解決方案</p><p>　　在完成發(fā)射部分的電路焊接后，進(jìn)行對(duì)發(fā)射電路的調(diào)試，首先測量電源及穩(wěn)壓管的輸入電源是否正常，檢測正常后，測試CD4046的工作狀況，在檢測中發(fā)現(xiàn)有一個(gè)CD4046鎖相環(huán)路的壓控振蕩器不起振。

103、在測試其各管腳電壓值時(shí)發(fā)現(xiàn)，所接管腳的得電壓基本正常，獨(dú)11管腳處的電壓為零，初步判斷為該管腳處有問題，斷電后參照原理圖檢查電路，后發(fā)現(xiàn)CD4046的11管腳的外接電阻沒有接地。查到錯(cuò)后，將該線連上，再將電路整體檢查一遍線路。沒發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后，繼續(xù)通電調(diào)試，CD4046正常起振。</p><p>　　繼續(xù)檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)信號(hào)到最后功率放大這一環(huán)節(jié)中消失了，而此前的信號(hào)都正常。初步判斷是功率放大三極管處的問題，斷電后將該三極

104、管獨(dú)立出來，檢查該三極管是否損壞，測試中發(fā)現(xiàn)，三極管沒有損壞，但檢查中發(fā)現(xiàn)，該三極管的管腳封裝并不是按常規(guī)的三極管封裝一樣從左至右為“e、b、c”（即發(fā)射極、基極、集電極）分布，它的基極（b）在旁邊。卸下重焊后，輸出正常。電路的發(fā)射部分調(diào)試完畢。</p><p>　　在調(diào)試接收電路的中，一開始就遇到難題。紅外接收管不接收信號(hào)，斷電后研究發(fā)現(xiàn)是紅外接收管接錯(cuò)了，紅外線光敏二極管本應(yīng)該反向接入電路的，而我把它正接。電

105、路中也有些些參數(shù)與所預(yù)期的有些出路，也對(duì)電路進(jìn)行了一些局部調(diào)整。</p><p><b>　　5.4調(diào)試的心得</b></p><p>　　調(diào)試電路是電子技術(shù)的重要組成部分，一個(gè)電路功能的實(shí)現(xiàn)不可能一蹴而就，而是經(jīng)過不斷地調(diào)試、完善才得以實(shí)現(xiàn)所預(yù)期的功能。調(diào)試是一個(gè)細(xì)心的活，焊接過程中所犯的錯(cuò)誤，往往是自己比較容易忽略的地方，如果直接去整體查錯(cuò)，很難發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，但我們可

106、以借助工具，例如用萬用表去測試各節(jié)點(diǎn)、管腳處的電壓（電流）是否正確。同時(shí)，我們也應(yīng)該多積累經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)些什么樣的錯(cuò)誤會(huì)產(chǎn)生什么樣的結(jié)果，什么樣的結(jié)果可能是什么樣的錯(cuò)誤產(chǎn)生的等。這樣，在調(diào)試的過程中可以快速的找到錯(cuò)誤，找到解決的方案，解決很多問題，節(jié)省很多時(shí)間，而不是茫然地將萬用表表頭到處亂點(diǎn)，四處查錯(cuò)，事半功倍。</p><p>　　當(dāng)然，有時(shí)經(jīng)驗(yàn)也不一定是正確的，正如我所犯的，大多數(shù)的三極管管腳分配為從左至右“e

107、、b、c”（即發(fā)射極、基極、集電極）。但也有不少三極管管腳是不按這個(gè)規(guī)律排列的。這就需要掌握這些東西的基本理論，去辨證理論與經(jīng)驗(yàn)，避免錯(cuò)焊。</p><p>　　高頻電路的調(diào)試，是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)，發(fā)射與接收都需要精心的調(diào)試，在調(diào)試中，我發(fā)現(xiàn)我在設(shè)計(jì)制作過程中犯了不少錯(cuò)誤，在調(diào)試中得以改正。我認(rèn)為錯(cuò)誤并不可怕，而且我還感激錯(cuò)誤，因?yàn)榉噶隋e(cuò)，所以我必須找到錯(cuò)誤的原因及解決錯(cuò)誤的方法，是錯(cuò)誤讓我更加深刻的理解了這部分知

108、識(shí)，積累了更多的經(jīng)驗(yàn)，更加重視容易被自己忽略的地方。畢業(yè)設(shè)計(jì)的調(diào)試讓我知道了很多，學(xué)到了很多，明白了很多……</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是建立在CD4046（數(shù)字鎖相環(huán)路）、TDA7000（收音機(jī)集成電路）及紅外線（發(fā)射、接收）的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)環(huán)繞音箱的無線傳輸系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)本著貼近生活、了解生活、服務(wù)生活的設(shè)計(jì)思想，強(qiáng)調(diào)作

109、品的實(shí)用性和功能性經(jīng)濟(jì)性，等設(shè)計(jì)理念，擁有自己的設(shè)計(jì)特色。本設(shè)計(jì)能夠解決家庭影音的“‘有線’煩惱、‘無線’快樂”，而且制作成本低，效果好，有很高的推廣價(jià)值和市場前景。</p><p>　　通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，感受收獲頗多。在設(shè)計(jì)過程中，讓我對(duì)本專業(yè)知識(shí)在實(shí)際運(yùn)用中有了感性的認(rèn)識(shí)和全新的體會(huì)，基本做到了將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通，學(xué)以致用。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不但感觸到了自己在大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)不夠用之外還感覺到自己連大學(xué)所

110、學(xué)知識(shí)都還有很多需要去自我學(xué)習(xí)鞏固，所學(xué)的每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)都值得我們?nèi)ド钊搿＿@次畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)全方位體現(xiàn)我在這大學(xué)四年的所學(xué)知識(shí)的熟悉和掌握程度的考核。這對(duì)我這個(gè)即將踏入講臺(tái)的準(zhǔn)教師來說是一次很好的自我認(rèn)清不足之處和知識(shí)武裝的機(jī)會(huì)。這對(duì)我以后的教師生涯將會(huì)是一個(gè)很好的鍛煉及自省時(shí)段。相信在導(dǎo)師以及其他教師的幫助和諄諄教誨下，我的大學(xué)生活會(huì)有一個(gè)圓滿的結(jié)局。讓我成為一個(gè)有用于社會(huì)的合格大學(xué)生。</p><p><

111、b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 謝俊國,丁向榮.高頻電子技術(shù).北京:中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社,2007.</p><p>　　[2] 高吉祥.全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽培訓(xùn)系列教程,高頻電子線路設(shè)計(jì).北京：電子工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　[3] 留福太.紅版電子電路461例.北京:科學(xué)出版社,2007.</p&