高頻發(fā)射機與接收機課程設(shè)計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　緒論…………………………………………………1</p><p>　　總體設(shè)計…………………………………………….3</p><p>　　2.1發(fā)射機設(shè)計………………………………………………..3</p><p>　　2.2接收機設(shè)計……………………………………

2、………….3</p><p>　　詳細設(shè)計…………………………………………….5</p><p>　　3.1發(fā)射機詳細分析………………………………………….5</p><p>　　3.2接收機詳細分析…………………………………………6</p><p>　　調(diào)試電路…………………………………………….9</p><p>

3、　　4.1發(fā)射機調(diào)試……………………………………………….9</p><p>　　4.2接收機調(diào)試……………………………………………….10</p><p>　　心得體會…………………………………………….13</p><p>　　附錄 參考資料……………………………………………….13</p><p><b>　　第一章 緒論&l

4、t;/b></p><p><b>　　1.1 背景：</b></p><p>　　我國的調(diào)頻廣播事業(yè)最近幾年發(fā)展強勁，但也出現(xiàn)了一些不容樂觀的現(xiàn)象，企業(yè)規(guī)模偏小，技術(shù)含量遠遠落后于發(fā)達國家，創(chuàng)新能力薄弱等，其中關(guān)鍵的就是技術(shù)不能跟上時代的發(fā)展。在調(diào)頻廣播中，最關(guān)鍵的技術(shù)之一就是調(diào)頻發(fā)射器了。調(diào)頻發(fā)射器，俗稱FM發(fā)射器，它能將MP3、MD等各種便攜式音、視頻播放

5、器中的音頻信號轉(zhuǎn)換成高保真的無線FM調(diào)頻立體聲信號發(fā)射出去，通過收音機作為接收器，就可以享受立體聲音樂了。現(xiàn)在的調(diào)頻發(fā)射器已不在單單作為發(fā)射器使用了，而是各種電子器件結(jié)合，組合成新的電子產(chǎn)品，用的最多的有：發(fā)射器+電視機+收音機（耳塞型）=電視無線耳機，發(fā)射器+汽車+MP3=汽車MP3播放器，發(fā)射器+電腦+收音機=家庭無線音響系統(tǒng)等。</p><p>　　與發(fā)射機相對的就是接收機了，以前人們用的是直接檢波機，但隨

6、著社會的發(fā)展,科學技術(shù)水平的提高，對選擇性、靈敏度和可靠性提出了更高的要求。所以現(xiàn)在大多數(shù)接收機采用了超外差式檢波技術(shù)，它將欲接收的信號轉(zhuǎn)換為中頻信號,然后再進行一定處理,可以方便的進行解調(diào)、放大等操作。</p><p><b>　　1.2 意義</b></p><p>　　本次課程設(shè)計的意義就是對《高頻電子線路》這門課程進行更加生動的理論實踐。對于上一學期的理論知識

7、和基本實驗的學習，我們對高頻小信號放大電路、高頻振蕩電路與高頻功率放大電路、振幅調(diào)制與解調(diào)電路、角度調(diào)制與解調(diào)電路、反饋控制電路等有了一定的認識，但是由于《高頻電子線路》這門課程的特殊性，僅僅只掌握理論知識是不行的。所以，這次課程設(shè)計讓我們對高頻電子線路的重要組成部分——高頻發(fā)射器和接收機進行實際動手制作，在制作的過程中去理解高頻小信號放大電路、載波調(diào)制與解調(diào)、高頻振蕩電路與高頻功率放大電路等。</p><p>

8、　　本次課程設(shè)計起的是以點帶面的作用，讓我們能更加好的掌握《高頻電子線路的》知識，同時也是增強自己動手能力的一次非常好的機會。</p><p>　　通過本課程設(shè)計，使學生對通信系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)及配置有全面的了解；訓練學生的動手實踐能力，培養(yǎng)學生具體問題的能力；讓學生通過本課程設(shè)計，熟悉基本通信系統(tǒng)單元的設(shè)計方法和工作原理，尤其是調(diào)頻和解調(diào)原理；對學生進行基本技能訓練，例如組成系統(tǒng)、調(diào)試、查閱資料、繪圖、編寫說明書等

9、；使學生理論聯(lián)系實際，提高動手能力和分析問題、解決實際問題的能力。</p><p><b>　　第二章 總體設(shè)計</b></p><p><b>　　2.1發(fā)射機設(shè)計</b></p><p><b>　　2.1.1設(shè)計要求</b></p><p>　　利用模擬電路和高頻電子線路

10、的相關(guān)知識，用所提供的元件來完成對輸入的語音信號的進行調(diào)頻，然后通過耳機接收該語音信號。</p><p>　　2.1.2 設(shè)計原理</p><p>　　一般我們接觸的信號都是微弱、緩變的電信號，要想把其遠距離發(fā)射出去，讓第二方接收到，通常要通過調(diào)制、放大、解調(diào)、濾波等中間變換。如圖2.1所示，</p><p><b>　　圖2.1 </b>&l

11、t;/p><p>　　而我們研究的音頻信號，就是一個低頻信號，要想讓它發(fā)射出去，就得需要一個高頻載波信號，進行調(diào)制，然后把它放大，經(jīng)天線才能把它發(fā)送出去。首先我們要設(shè)計一個高頻振蕩器，把要調(diào)制的信號與載波信號發(fā)生作用，使其為已調(diào)波，然再設(shè)置放大電路，保證該信號能夠發(fā)送出去。其實調(diào)頻發(fā)射機由三部分組成：低頻部分；由聲電變換器和低頻放大器組成，實現(xiàn)聲電變換，并對音頻電信號進行放大，使其滿足調(diào)制器的要求。高頻部分；由主振器

12、、緩沖器、高頻電壓放大、振幅調(diào)制器、高頻功率放大器組成，實現(xiàn)載波的產(chǎn)生，放大和振幅調(diào)制。傳輸線和天線部分；它完成將已調(diào)撥通過天線以電磁形式發(fā)射出去。主振器產(chǎn)生的高頻振蕩信號經(jīng)緩沖、放大后，作為高頻載波電壓送給振幅調(diào)制器。</p><p><b>　　2.2接收機設(shè)計</b></p><p><b>　　2.2.1設(shè)計要求</b></p>

13、;<p>　　利用在高頻電路、模擬電路及其它相關(guān)電路知識，設(shè)計一接收電路，用它來接收有關(guān)音頻信號，并通過放音設(shè)備——喇叭將其播放出來。</p><p><b>　　2.2.2設(shè)計原理</b></p><p>　　一般的接收電路為了提高靈敏度指標增加了高放級，但高放級級數(shù)的增加是有限度的，如果為了提高靈敏度而加多高放級，則不但統(tǒng)調(diào)因難，更易發(fā)生寄生振蕩。另

14、一個原因在于：晶體管電路對高中低頻帶的表現(xiàn)是不同的，這就造成了整個收音頻帶內(nèi)的指標不和諧。</p><p>　　而超外差電路可以很好的解決以上問題，首先將接收來的電臺信號進行調(diào)諧，然后把這個信號和電路本身的振蕩信號（通常稱為本機振蕩），產(chǎn)生一個差額信號，我們把這一過程叫做混頻，電臺信號經(jīng)過變頻后，產(chǎn)生了一個易于調(diào)節(jié)的中頻信號，一般為465kHz或455KHz，再經(jīng)過中頻放大、檢波電路將音頻信號解調(diào)出來，最后交給低

15、放級放大到我們需要的電平強度，然后推動揚聲器發(fā)出足夠的音量。若要求超外差式收音機得到更高的靈敏度，在調(diào)諧回路與混頻之間還可以加入高頻放大級然后再去混頻。另外在中放級和檢波電路間加一自動增益控制電路，可以有效的。具體框圖如圖2.2。</p><p><b>　　如圖2.2</b></p><p><b>　　第三章詳細設(shè)計</b></p>

16、;<p>　　3.1發(fā)射機詳細分析</p><p><b>　　3.1.1工作原理</b></p><p>　　本方案主要由三級高頻電路組成，其中第一級是高頻振蕩器，由三極管、電容、電感組成電容三點式振蕩電路，產(chǎn)生74—78MHZ范圍內(nèi)任一頻率的振蕩信號，然后把要發(fā)送的音頻信號傳送到振蕩器上，便可以對音頻信號進行調(diào)制；第二級為倍頻器，除了倍頻功能外，還可

17、以起到隔離和推動作用，即減輕末級對振蕩頻率的影響；第三級為功率放大器，即將信號放大并經(jīng)天線連將調(diào)制信號發(fā)射出去最后用收音機對信號進行接收。如圖3.1所示</p><p><b>　　圖3.1</b></p><p><b>　　3.1.2方案介紹</b></p><p><b>　　圖3.2</b>&

18、lt;/p><p>　　具體電路圖如圖3.2所示，圖中，Q1、L2、C4、C5組成電容三點式震蕩電路產(chǎn)生74-88MHz范圍內(nèi)任一頻率震蕩信號，Q2組成倍頻器，Q3為功率放大級，輸出約5mW的功率。調(diào)制信號由Q3放大，經(jīng)C11到天線，將調(diào)制信號發(fā)射出去。天線可用音頻輸入線兼做天線。其中L4是隔離電感（用音頻線做天線時必須用到），空心線圈L2為頻率調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)它可使接收頻率在75MHZ，這樣接收機可接收到清晰的語音信號

19、，調(diào)節(jié)空心線圈L3可以增加發(fā)射距離。用收音機調(diào)諧（FM）在該發(fā)射頻率上即可收聽到滿意的效果。</p><p><b>　　3.1.3元件明細</b></p><p>　　3.2接收機詳細分析</p><p><b>　　3.2.1方案介紹</b></p><p>　　1、輸入調(diào)諧電路 &

20、#160;  輸入調(diào)諧電路由雙連可變電容器的CA和T 1的初級線圈Lab組成，是一并聯(lián)諧振電路，T l是磁性天線線圈，從天線接收進來的高頻信號，通過輸入調(diào)諧電路的諧振選出需要的電臺信號，電臺信號頻率是f=l／2πLabCA，當改變CA時，就能收到不同頻率的電臺信號。</p><p>　　2、變頻電路    本機振蕩和混頻合起來稱為變頻電路。變頻電路是以VT l為中心，它的

21、作用是把通過輸入調(diào)諧電路收到的不同頻率電臺信號(高頻信號)變換成固定的465KHz的中頻信號。       VT l、T2、CB等元件組成本機振蕩電路，它的任務是產(chǎn)生一個比輸入信號頻率高465 KHz的等幅高頻振蕩信號。由于C l對高頻信號相當短路，T l的次級Lcd的電感量又很小，對高頻信號提供了通路，所以本機振蕩電路是共基極電路，振蕩頻率由T2、cB控制，CB是雙連電容器

22、的另一連，調(diào)節(jié)它以改變本機振蕩頻率。T2是振蕩線圈，其初次繞在同一磁芯上，它們把VT 1的等電極輸出的放大了的振蕩信號以正反饋的形式耦合到振蕩回路，本機振蕩的電壓由T2的初級的抽頭引出，通過C2耦合到VT 1的發(fā)射極上。    混頻電路由VT l、T3的初級線圈等組成，是共發(fā)射極電路。其工作過程是： (磁性天線接收的電臺信號)通過輸入調(diào)諧電路接收到的電臺信號，通過Tl的次級線圈Lcd送到VT l

23、的基極，本機振蕩信號又通過C2送到VT l和發(fā)射極，兩種頻率的信號在T 1中進行混頻，由于晶體三極管的非線性作用，混合的結(jié)果產(chǎn)生各種</p><p>　　5、前置低放電路    檢波濾波后的音頻信號由電位器RP送到前置低放管VT4，經(jīng)過低放可將音頻信號電壓放大幾十到幾百倍，但是音頻信號經(jīng)過放大后帶負載能力還很差，不能直接推動揚聲器工作，還需進行功率放大。旋轉(zhuǎn)電位器RP可以改變VT4

24、的基極對地的信號電壓的大小，可達到控制音量的目的。6、功率放大器(OTL電路)    功率放大器的任務是不僅要輸出較大的電壓，而且能夠輸出較大的電流。本電路采用無輸出變壓器功率放大器，可以消除輸出變壓器引起的失真和損耗，頻率特性好，還可以減小放大器的體積和重量。VT5、VT6組成同類型晶體管的推挽電路，R7、R8和R9、R10分別是VT5、VT6的偏量電阻。變壓器T5做倒相耦合，C9是隔直電容，也是耦

25、合電容。為了減少低頻失真，電容C9選得越大越好。無輸出變壓器的功率放大器的輸出阻抗低，可以直接推動揚聲器工作。</p><p>　　3.1.3元件明細見表3.1.3</p><p><b>　　表3.1.3</b></p><p><b>　　第四章調(diào)試電路</b></p><p><b>

26、;　　4.1發(fā)射機調(diào)試</b></p><p><b>　　4.1.1焊接方法</b></p><p>　　電路板設(shè)計好之后就要進行電路板的焊接了,再焊電路板之前，我們組首先討論了到底應該采用什么樣的焊接方法，是采用一個元器件一個元器件對號入座的方法焊呢，還是采用?？旎暮?，如果一個一個元器件的焊，那么可以保證某個元器件功能能否正常工作，但在焊接其他元器件

27、的時候，就很難排除該器件是否還能正常工作，因為可能出現(xiàn)不必要的短接、斷路、燒壞等情況，那么到時再回過頭來檢查錯誤，將會是相當煩瑣的工作。而采用模塊化的焊接，可以一個功能模塊一個功能模塊的進行，這樣當焊好一個功能模塊后，就可以檢查其是否可以正常工作，如果可以，就可以進行下一個模塊的焊接了，如果有錯誤，就去查找，可以節(jié)省大量的工作，而且我們小組分工明確，焊電路和檢查電路是不同的人，這樣有利于提高效率。但是有的老師提議我們采用先焊大件，后焊小

28、件的原則進行操作，因為當把小件焊好后，再焊小件，將很難給大件預留必要的空間,畢竟電路板的空間是有限的。最后我們采用了結(jié)合后兩者的方法。</p><p><b>　　4.1.2電路調(diào)試</b></p><p>　　電路焊接好之后，我們大家認真檢查了一下電路板，感覺沒有什么錯誤的地方，就開始接通電源，但接上電池之后，卻發(fā)現(xiàn)電池指示燈不亮。我們的第一反映是電路板有問題，于是

29、開始重新查看，用萬能表檢查是否有沒有接通的地方和是否有短路的地方，結(jié)果沒有；又檢查是不電路板制作過程中是不有問題，但我們只能找出表面上的東西，里面的結(jié)構(gòu)根本不知道，最后在外班的一個同學的指點下，我們開始采用給它外接尋導線的方法，檢查。但是仍沒有發(fā)現(xiàn)問題，</p><p>　　在我們迷離之跡，閆肅同學提議，先不管指示燈了，因為從我們檢查的結(jié)果來看，電路板是通電的。我們不防先試試發(fā)射部分可不可以正常工作，能不能接受到

30、發(fā)射的音樂，最后我們又接上電源，連接上MP3，選擇了一道很有象征意義的歌——相信自已，并不它調(diào)到最高音，然后又調(diào)了一下電感線圈。陳鋒同學戴上耳機，開始接收來之發(fā)射器的音樂信號，此刻我屋特別安靜，大家都在注視著他的目標，隨著一聲“相信自已”，我們已經(jīng)意識到，我們成功了，或者說已經(jīng)成功一半了，證明了發(fā)射部分是可以正常工作的。</p><p>　　那么電源指示燈為什么會不亮呢，我們一致認為，可能它壞了，換一個，但取下之

31、后，發(fā)現(xiàn)其并沒有壞，那是什么原因呢，也許是沒有焊好吧，換了一個新的，發(fā)現(xiàn)一切正常。</p><p><b>　　4.2接收機調(diào)試</b></p><p><b>　　4.2.1焊接</b></p><p>　　由于在焊接發(fā)射機的過程中,總結(jié)并積累了一定的經(jīng)驗,所以在焊制接收機的時候,比較順利。仍然采用一個模塊一個模塊的焊接

32、、焊完之后進行一定的檢查，看是否有虛焊、短焊、漏焊、錯焊、連焊等，連接有無錯誤。</p><p>　　把各個元器件及功能模都焊接好之后，接下來就開始進行檢修，在此過程中，一定要認真檢查各元器件是否正確連接和各引腳是否焊接牢固，可以采用多人檢查的方法，這樣可以將錯誤將到最低。</p><p><b>　　4.2.2調(diào)試</b></p><p>　

33、　在調(diào)試之前，要接通電源，初次接通電源開關(guān)，可能出現(xiàn)以下幾種情況：</p><p>　　揚聲器中沒有任何響聲；</p><p>　　揚聲器的雜音比較大，甚至發(fā)出嘯叫聲；</p><p>　　可以收到電臺的音頻信號，但聲音不穩(wěn)定，時低時高。</p><p>　　針對第一種情況，可能的情況有：電位器可能在最小的位置、喇叭不在正常工作狀態(tài)、調(diào)諧時收

34、不到臺、中放電路有某種故障等。</p><p>　　針對第二種情況，可能的原因是：可能存在線圈、周圍環(huán)境的干擾，本機振蕩過強，中頻放大器產(chǎn)生自激等。</p><p>　　針對第三種情況，可能解決的方法：盡量減少環(huán)境的干擾，觸碰電路元器件時候，盡量用專用的螺絲刀。</p><p>　　1、調(diào)整中頻頻率，一般叫做調(diào)中周。調(diào)中周的目的是把幾個中周的諧振頻率都調(diào)整到固定的中

35、頻頻率465千赫上。調(diào)中周的工具應該使用塑料螺絲刀，可以用其它塑料自制。使用金屬螺絲刀調(diào)整，會引起感應，不容易調(diào)整準確。</p><p>　　調(diào)中周的時候，先接收一個低端電臺的廣播，然后先調(diào)L4,再調(diào)L3,逐個調(diào)節(jié)中周的磁帽，使揚聲器發(fā)出的聲音達到最響為止。磁帽調(diào)節(jié)到某一個位置的時候，聲音最響，這個位置就叫做調(diào)諧點，再往里旋或者往外旋，聲音都會減小。如果磁帽完全旋入或者旋出都沒有找到調(diào)諧點，一般是諧振電容的容量不

36、合適，可以換一個電容再重新調(diào)整。有的時候線圈短路、諧振電容擊穿等也會造成沒有調(diào)諧點。用本地電臺調(diào)中周以后，最好選擇一個外地電臺再仔細調(diào)調(diào)。這是因為人的耳朵對聲音大小的變化在聲音微弱的時候，比聲音很響的時候敏感得很多。中周調(diào)整完畢后，要用石蠟把各個中周的磁帽封牢，使磁帽的位置不會由于振動而發(fā)生變化。</p><p>　　2、調(diào)整頻率范圍。調(diào)整頻率范圍也叫做調(diào)覆蓋或者叫做對刻度。它的目的是使雙連電容全部旋入到全部旋出

37、，所接收的頻率范圍恰好是整個中波（535~1600千赫）。它是通過調(diào)整本機振蕩線圈L2的磁帽和振蕩回路的補償電容Cbt達到的。</p><p>　　調(diào)整的時候，首先接收一個低端電臺的廣播，例如中央人民廣播電臺640千赫（或福建人民廣播電臺621千赫，只要在當?shù)啬芙邮盏疆數(shù)氐投说膹V播電臺即可）的節(jié)目。如果指針的位置比640千赫低，說明振蕩線圈L2的電感量小了，可以把振蕩線圈的磁帽旋進一些，直到指針在640千赫的位置

38、接收到640千赫的電臺廣播為止；如果指針的位置比640千赫高，說明振蕩線圈L2的電感量大了，可把振蕩線圈的磁帽旋出一些，直到在640千赫的位置接收到640千赫的電臺為止。</p><p>　　然后，再接收一個高端電臺的廣播，例如在福州地區(qū)可接收福州人民廣播電臺1332千赫的節(jié)目（在其他地區(qū)也一樣，只要能收到當?shù)氐母叨说膹V播電臺都可以作為調(diào)試信號用）。如果指針的位置不在1332千赫處，就要調(diào)整補償電容Cbt，直到指

39、針正好在1332千赫的位置收到1332千赫的電臺節(jié)目為止。這樣高低端反復調(diào)整兩三次就可以調(diào)準了。</p><p>　　3、統(tǒng)調(diào)，也叫調(diào)整靈敏度。統(tǒng)調(diào)的目的是使本機振蕩頻率始終比輸入回路的諧振頻率高出一個固定的中頻465千赫。因為只有465千赫的中頻信號才能進入中放級放大，如果能做到統(tǒng)調(diào)，整機靈敏度就會大大提高，所以統(tǒng)調(diào)也叫做調(diào)整靈敏度。理想的統(tǒng)調(diào)是很困難的，實際上實行的是低、中、高三點統(tǒng)調(diào)。統(tǒng)調(diào)的具體方法是這樣的

40、：</p><p>　　先在低端接收一個電臺廣播，移動磁性天線線圈L1在磁棒上的位置，使聲音最響為止。這樣低端統(tǒng)調(diào)就初步完成了。再在高端接收一個電臺的廣播，調(diào)節(jié)輸入回路中的微調(diào)電容器Cat，使聲音最響為止。這樣高端統(tǒng)調(diào)也初步調(diào)好了。高、低端也要反復調(diào)幾次。在1000千赫左右接收一個電臺廣播，調(diào)換墊振電容C3，使聲音最響。其實，只要C3容量正確，一般是不必進行1000千赫統(tǒng)調(diào)的。C3的容量要求比較嚴格，只能在300

41、微微法和270微微法兩個數(shù)量值上選取，而且要使用損耗小的高頻瓷介電容器。</p><p><b>　　第五章 心得體會</b></p><p>　　這個實驗是調(diào)頻發(fā)射機工作原理分析及其安裝調(diào)試，通過這次實驗我們可以更好地鞏固和加深對小功率調(diào)頻發(fā)射機工作原理和非線性電子線路的進一步理解。學會基本的實驗技能，提高運用理論知識解決實際問題的能力。在實驗過程中，通過選取元件、

42、確定電路形式、以及計算等等，提高我們的動手能力，同時通過調(diào)試來發(fā)現(xiàn)自己的錯誤并分析及排除這些故障，使我們對小功率放大器、OTP放大器、調(diào)制與解調(diào)、各種諧振電路、濾波電路等知識得到了加深！</p><p>　　連同上學期的《高頻電子線路》，我學到了許多關(guān)于高頻的相關(guān)知識，也熟練掌握了調(diào)頻的原理和應用。在實際安裝調(diào)試的過程中，我們遇到了許多困難，但是最后經(jīng)過老師的精心指導，全組成員的協(xié)作努力，基本上所有故障都被排除了

43、。在安裝調(diào)試的過程中，我真正體會到團隊的力量，分工協(xié)作的美妙感。經(jīng)過這一次課程設(shè)計，也第一次親身體驗焊接元件，鍛煉了自己的動手能力、為以后步入社會打下了良好的實踐基礎(chǔ)。</p><p>　　其實讓我感觸最深的莫過于電路的調(diào)試，有時讓你根本摸不著頭，明明各部分是正確的，但它就是不好使，這個時候最好的辦法就是要靜下心來，好好理理整個電路的工作原理，充分地想一下各功能模塊的單獨作用以及它們相互間的作用，然后再通過假設(shè)的

44、方法，進行必要的討論和檢查。在你的不經(jīng)意見會出現(xiàn)你預期的結(jié)束，正可謂“柳暗花明”。</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　【1】劉泉 陳永泰 《通信電子線路》武漢理工大學出版社 2002年9月.</p><p>　　【2】李進良等

45、主編．移動通信詞典．成都：電子科技大學出版社，2000</p><p>　　【3】吳基傳．信息技術(shù)與信息產(chǎn)業(yè)．北京：新華出版社，2003</p><p>　　【4】 Pual Horowitz,The Art of Electronics.2nd ed.Cambridge University Press,2003. </p><p>　　【5】Mark N .

46、Horensein.Microelectronic Circuits and Devices.2nd ed. New York.2004. </p><p>　　【6】南利平.《通信原理》北京：清華大學出版社，2002.</p><p>　　【7】何書森 何華斌. 《實用電子線路設(shè)計速成[M]》 福州:福建科學技術(shù)出版社 2004</p>&