高频课程设计报告书.doc

通信电路原理课程设计目录摘 要3第一章 绪 论41.1通信系统的一般模型41.2 通信系统中的发送与接收设备4第2章 电路设计软件的使用62.1 Cadence16.3软件使用介绍62.1.1 Cadence16.3软件简介62.1.2软件使用62.1.3 发射部分电路软件仿真图和输出结果82.2 Altium Designer summer 09软件使用介绍82.2.1软件简介82.2.2软件绘制电路图的具体步骤92.2.2-1的界面如图2.2.2所示：92.2.2-2 电路的原理图的设计步骤如下图所示：102.2.2-3图的设计12第3章 系统设计与安装163.1系统设计分析163.1.1收音对讲系统原理163.1.2发射电路163.1.3接收电路173.2系统安装与调试193.2.1电路安装193.2.2电路调试203.3电路改进方案203.3.1发射部分的改进203.3.2 接收部分的改进213.3.2.1 接收频段213.3.2.2 接收频段223.3.2 调制部分的改进233.3.2工作方式的改进233.3.3 整体电路的改进23第4章 半双工调频无线对讲机调试244.1 FM发射机和接收机原理244.2 FM发射机和接收机的组装244.3 FM发射机和接收机主要模块分析254.3.1 高频小信号放大器254.3.2二极管混频电路264.3.3 晶体振荡器与压控振荡器264.3.4 非线性丙类功率放大器实验264.3.5正交鉴频及锁相鉴频实验27第5章焊接与故障分析285.1焊接知识概述285.1.1操作前检查285.1.2焊接步骤285.2调试故障分析295.2.1 对讲机故障分析29故障1：29故障2：29故障3：29故障4：29故障5：29故障6：305.2.2 半双工调频无线对讲机调试30故障1：30故障2：30小 结30参考文献31附 录31摘 要随着现代通信技术的不断发展，作为通信工程专业基础课程之一的通信电路原理在整个通信技术中占据着十分重要的地位。通信指需要信息的双方或多方在不违背各自意愿的情况下无论采用何种方法，使用何种媒质，将信息从某方准确安全传送到另方。主要考察就是如何实现发送和接收。本课程设计主要应用到了通信电路原理的各个章节的内容，作为一门通信方面的重要课程，它应用到的先修课程的内容主要包括电路原理、电子线路基础、逻辑设计与数字系统、信号与系统等。通信电路原理主要介绍了现代通信系统中常用电子电路的工作原理和分析方法，主要包含了滤波器、高频放大器、非线性电路及其分析方法、正弦波振荡器、调制与解调、锁相环路及频率合成技术等无线发射与接收技术中的各个模块的内容。本课程的学习和课程设计的研究将很好地把我们已学习的所有知识综合起来，为我们后续课程（现代通信原理、电磁场、天线技术以及移动通信）的学习打下坚实的基础。随着计算机辅助分析与设计工具的不断完善和普及，使用这些工具分析和设计电路，加深对电路工作原理、信号流通过程和元器件与电路参数对电路性能影响的了解等，已经成为一种必须具备的能力。在课程设计过程用到的辅助软件还是比较多的，其中包括用于绘制原理图与PCB的Protel2004，并且PROTEL还具有仿真电路的功能，用于电路仿真的Multisim 10.0和CADENCE16.3，以及以仿真单片机著称的PROTEUS仿真软件，这些放真软件都是相通的。都很容易就上手操作，界面简单易操作已经成为绝大多数仿真软件所具有的特点了。课程设计中的无线传输系统的调试与设计，抓住了通信电路原理的核心，其分析过程包含了滤波、高放、调制与解调等几乎本门课程的各个环节，是对通信电路原理的一次综合检验。第一章 绪 论通信的一般含义是从发信者到收信者之间消息的传递，包括旗语、邮政等。通信电子线路的通信限于利用电磁系统传递消息的特定范围，并以电信号（或光信号）作为消息载荷者。这种通信方式是从19世纪末叶迅速发展起来的，并且在经济、军事和社会发展中起越来越重要的作用。用电信号（光信号）传输消息的系统称为通信系统，也称为电信系统。1.1通信系统的一般模型实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质的总和称为通信系统。以基本的点对点通信为例，通信系统的组成（通常也称为一般模型）。图1.1图中，信源（信息源，也称发终端）的作用是把待传输的消息转换成原始电信号，如电话系统中电话机可看成是信源。信源输出的信号称为基带信号。所谓基带信号是指没有经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号，其特点是信号频谱从零频附近开始，具有低通形式，。根据原始电信号的特征，基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号，相应地，信源也分为数字信源和模拟信源。 发送设备的基本功能是将信源和信道匹配起来，即将信源产生的原始电信号（基带信号）变换成适合在信道中传输的信号。变换方式是多种多样的，在需要频谱搬移的场合，调制是最常见的变换方式；对传输数字信号来说，发送设备又常常包含信源编码和信道编码等。 信道是指信号传输的通道，可以是有线的，也可以是无线的，甚至还可以包含某些设备。图中的噪声源，是信道中的所有噪声以及分散在通信系统中其它各处噪声的集合。在接收端，接收设备的功能与发送设备相反，即进行解调、译码、解码等。它的任务是从带有干扰的接收信号中恢复出相应的原始电信号来。信宿（也称受信者或收终端）是将复原的原始电信号转换成相应的消息，如电话机将对方传来的电信号还原成了声音。1.2 通信系统中的发送与接收设备通信系统中的发送与接受设备是系统的核心，其中所用的信号处理技术和电路技术都在迅速发展。从总体上说，发送与接受设备是为了使基带信号在信道中有效和可靠地传输而设置的。它的主要任务是对基带信号进行处理，使之适宜于所采用信道的传输特性。不同通信系统的发送、接受设备的组成是不同。图1.2所示是一种典型发送、接受设备的组成框图。图1.2放大器变换电路功率放大器耦合电路信道耦合电路放大器放大器耦合电路在发送设备中，基带信号经放大器放大，然后经变换器电路变换成适于信道传输的形式，再经功率放大器，送入耦合电路。耦合电路视所用信道的不同而不同，当使用无线信道时，耦合电路是天线；当使用光缆时，耦合电路是光电变换器。在接收设备中，与传输信道相适应的耦合电路将信号接收，送入放大器放大，再经变换电路变换为基带信号，经放大后送给受信装置。本课程设计报告，根据上述系统发射接收原理，以ZX2028型仿真调频收音机、对讲机试验套件的电路板的焊接安装和调试为基础，详细叙述了电路设计软件的使用、系统设计与安装、接收发射系统调试以及焊接与故障分析等几个方面的知识。在运用所学的通信电路原理知识的基础上，通过对对讲机电路板的焊接和调试以及对CADENCE16.3电路仿真软件的使用，分析和掌握无线电传输信息系统的组成以及各个组成模块的功能和基本原理，加深对所学知识的理解，同时提高动手实践的能力，能独立完成常用电子电路的设计、制作、调试与安装等。第2章 电路设计软件的使用2.1 Cadence16.3软件使用介绍2.1.1 Cadence16.3软件简介这次仿真主要是使用Cadence16.3电路仿真软件，这款软件集成了仿真以及画PCB板图的功能。分析信号完整性也很强大。该软件可以提供以下分析：1.直流分析：当电路中某一参数（称为自变量）在一定范围内变化时，对自变量的每一个取值，计算电路的直流偏置特性（称为输出变量）。2.交流分析：作用是计算电路的交流小信号频率响应特性。噪声分析：计算电路中各个器件对选定的输出点产生的噪声等效到选定的输入源（独立的电压或电流源）上。即计算输入源上的等效输入噪声。3.瞬态分析：在给定输入激励信号作用下，计算电路输出端的瞬态响应。基本工作点分析：计算电路的直流偏置状态。4.蒙托卡诺统计分析：为了模拟实际生产中因元器件值具有一定分散性所引起的电路特性分散性，PSpice提供了蒙托卡诺分析功能。进行蒙托卡诺分析时，首先根据实际情况确定元器件值分布规律，然后多次“重复”进行指定的电路特性分析，每次分析时采用的元器件值是从元器件值分布中随机抽样，这样每次分析时采用的元器件值不会完全相同，而是代表了实际变化情况。完成了多次电路特性分析后，对各次分析结果进行综合统计分析，就可以得到电路特性的分散变化规律。与其他领域一样，这种随机抽样、统计分析的方法一般统称为蒙托卡诺分析（取名于赌城Monte Carlo）,简称为MC分析。由于MC分析和最坏情况分析都具有统计特性，因此又称为统计分析。2.1.2软件使用 首先在所有程序里找到ORCAD CAPTURE,打开界面如图2.1.2所示 图2.1.2-1 选择第一项进入。然后就是新建工程了。如图2.1.2-2所示。图2.1.2-2选择第一项。使用该软件时应该注意以下几点：1、新建Project时应选择Analog or Mixed-signal Circuit2、调用的器件必须有PSpice模型首先，调用OrCAD软件本身提供的模型库，这些库文件存储的路径为CaptureLibrarypspice，此路径中的所有器件都有提供PSpice模型，可以直接调用。其次，若使用自己的器件，必须保证*.olb、*.lib两个文件同时存在，而且器件属性中必须包含PSpice Template属性。3、必须有激励源。原理图中的端口符号并不具有电源特性，所有的激励源都存储在Source和SourceTM库中。2.1.3 发射部分电路软件仿真图和输出结果2.2 Altium Designer summer 09软件使用介绍2.2.1软件简介Altium Designer是Altium 公司（澳大利亚）继Protel 系列产品（Tango（1988）、Protel for DOS、Protel for Windows 、Protel 98、Protel 99、Protel 99 SE、Protel DXP、Protel DXP 2004）之后推出的高端设计软件。2001 年，Protel Technology公司改名为Altium公司，整合了多家EDA软件公司，成为业内的巨无霸。2006 年，Altium 公司推出新品Altium Designer 6.0，经过Altium Designer 6.3、Altium Designer 6.6、Altium Designer 6.7、Altium Designer 6.8、Altium Designer 6.9、Altium Designer Summer 08、Altium Designer Winter 09、 Altium Designer Summer09等版本升级，体现了Altium 公司全新的产品开发理念，更加贴近电子设计师的应用需求，更加符合未来电子设计发展趋势要求。Altium Designer Winter 09与之前Altium Designer 6.X相比，新增的技术特征如下：1即插即用的软件平台搭建器2应用控制面板3新的交互式布线功能4设计发布管理功能5方便的供应商数据链接服务6实时制造规则检查7三维PCB可视引擎性能提高完全兼容Protel98/Protel99/ProtelDXP，并对提供Protel99se下穿件的DDB文件导入功能。2.2.2软件绘制电路图的具体步骤2.2.2-1的界面如图2.2.2所示：图 2.2.2-12.2.2-2 电路的原理图的设计步骤如下图所示：绘制原理图设置图纸载入元件库放置元件调整元件位置原理图布线检查修改原理图绘制如图图 2.2.2-2所示：图 2.2.2-2第一步：创建一个PCB工程文件并保存；（所执行的命令：file-new-project-PCB）第二步：创建一个新的原理图图纸，可根据具体的电路原理图设置合适的图纸大小，本操作使用A4的图纸（命令：file-new-schematic）设置图纸大小操作：使用菜单命令Design Options，执行该命令后，系统将弹出Document Options对话框，并在其中选择Sheet Options选项卡进行设置。当然也可根据需要自己定义图纸尺寸，可在图所示对话框右上角的Standard Style的下拉列表框中选取，自定义图纸大小在对话框右下角的Custom Style栏中进行设置。图纸方向设置：图纸方向设置可在如上对话框的Orientation（方位）下拉列表框中选取。第三步：绘制原理图选择view-Fit Document,使原理图纸显示在窗口中；单击库，激活所要使用的库（本操作中只需激活Altium Designer提供的元件库和接口库即可），用过滤器选择所要使用的元件（输入其对应的英文字母即可找到所要使用的元件）；合理放置元器件及其对元器件参数的设置：元件放置：首先要选中元器件所在的库文件，再在下方的元器件列表中双击所要选择的元器件，元件将会黏在鼠标上并随着鼠标箭头移动，拖动鼠标箭头到图纸合适位置左击则可放置该元件，如果不再放置该元件直接右击即可使得该元件从箭头上脱开；同样的方法可放置其他所需元件；。如果对元器件放置的方向有要求，可以在双击库中的元器件后，还未将其放置在图纸上时用Space键旋转元器件，也可以在元器件放置在图纸上后，单击元器件不放，此时也可用Space键旋转元器件，到合适位置即可。创建原理图元器件库：对于一些常用规格的电阻、电容等元器件可以直接从相关库中直接调用；但当在上述两个常用库中不能直接找到合适的元件时，此时就需要自己创建原理图元器件库，建成后添加到相应位置并激活它。可以自己直接在新建的空白原理图库中画出所需元件（文件新建库原理图库）；也可以部分引用现成库中已有元器件，在对其进行部分修改得到所要使用的元件。元器件属性及参数设置：在用上述方法选中元器件后，按Tab键则可以进入元器件的属性对话框或者在放置好元器件后双击元器件也可以打开元器件属性对话框并进行相关设置。第四步：对放置的元件布局连线若电路原理图相对比较简单，则可一次性将所需元件恰当的布局在整个设置好的图纸上，视觉效果要好，再完成连线工作；若电路原理图比较复杂，也可以将连线和布局任务同时进行。下面是具体的操作过程及注意事项：连线基本操作：可单击电路布线工具栏上的 按钮或执行命令（右击-PlaceWire）将编辑状态切换到连线模式，此时光标也会变为大十字形状。这时只需将光标移到要连线的一端，单击左键，就会出现一条可以随着光标移动的预拉线，当连线需要转弯时，单击左键就可以定位转弯。当拖动预拉线到元器件的管脚上并单击左键，或在任何时候双击左键，就会终止此次连线。当预拉线的光标移动到一个可建立电气连接的点时（通常是元器件的引脚或已连接好的线），十字光标的中心将出现一个黑点，提示我们在当前状态下单击左键就会形成一个有效的电气连接。网络标号：网络标号具有实际的电气连接意义，具有相同网络标号的导线不管图上是否连接在一起，都被视为同一条导线。因此我们可以在电路图上不方便或无法进行连接时使用网络标号。网络标号通常在以下情况下使用：简化电路图：在连接线路比较远或线路过于复杂而使走线困难时，可利用网络标号代替实际走线使电路图简化。连接时表示各导线间的连接关系：通过总线连接的各个导线必须标上相应的网络标号，才能达到电气连接的目的。层次式电路或多重式电路：在这些电路中表示各个模块电路之间的连接。执行放置网络标号命令后，将光标移到放置网络标号的导线或总线上，光标上会产生一个圆点，表示光标已捕捉到该导线，此时按Tab键，就可进入网络标号属性对话框，在此可以设置网络标号的名称和方向等属性。设置完毕后单击左键就可以正确放置一个网络标号，将光标移到其他需要放置网络标号的地方，继续放置。如果网络标号的名称头或尾是数字，则这些数字会自动增加。放置完毕后单击右键退出。端口放置工具：和导线及网络标号一样，输入输出端口也可以实现电路的电气意义上的连接，同时也是层次电路图设计不可缺少的组件。执行此命令后，光标变成十字形，并在其上面出现一个输入输出端口的图标，在合适的位置，光标上会出现一个圆点，表示此处是一个电气连接点。单击左键即可定位输入输出端口的一端，移动鼠标使输入输出端口的大小合适，再单击左键，就完成了一个输入输出端口的放置，单击右键，结束放置输入输出端口的状态。在放置输入输出端口状态下，按Tab键，就可进入输入输出端口属性对话框，可对输入输出端口的一些属性进行设置。第五步：检查部分在整个电路原理图设计完成后，我们还要测试电路原理图信号的正确性。这可以通过检验电气规则来实现。进行电气规则的测试，可以找出电路图中的一些电气连接方面的错误。Advanced Schematic提供了一个最基本的测试功能，即电气规则检查（ERC：Electrical Rule Check）。电气规则检查功能可检查电路图中是否有电气特性不一致的情况。如，某个输出引脚连接到另一个输出引脚就会造成信号冲突，未连接完整的网络标号会造成信号断线，重复的器件编号会使Advanced Schematic无法区分出不同的元器件等。要执行ERC，可执行Tools ERC菜单命令，打开如下图所示的Setup Electrical Rule Check对话框，该对话框包括Setup和Rule Matrix两个选项卡，该对话框主要用于设置电气规则的选项、范围和参数，并执行检查。2.2.2-3图的设计前面所讲的原理图设计就是为的设计服务的，设计是所有设计工作的最终环节，设计的好坏将最终影响电路板的电气性能。所以设计在印制电路板设计中的重要性事显而易见的。对板的元器件的布局布线的正确合理美观不是一朝一夕能够做到的，需要设计人员在设计实践中不断的积累设计经验。首先必须创建一个设计项目，才能进入到的编辑环境。创建设计项目的方法步骤为：执行菜单命令【文件】【新建】【工程】【工程】，执行完这个菜单命令以后，系统就会自动创建一个名为PCB Project1.PrjPCB的项目文件包，然后根据需要将这个项目存放在自己设定的目录文件下。项目文件包的作用是将于这个项目有关的所有文件都包括在这个文件包内，比如原理图文件，网络表文件，PCB文件以及各种报表和项目文件库等等都将包括在这个项目文件包内。 创建完项目文件后还需要创建一个PCB文件，就可以进入到Protel DXP印制电路板的编辑环境。创建PCB文件的方法，执行菜单命令【文件】 【新建】 【PCB】，系统就会自动创建一个名称为“PCB1.Pcbdoc的PCB文件。利用设计同步器传递设计信息 当我们设计完原理图以后，就可以进行PCB图的设计了。在这里需要注意一点的就是在使用设计同步器时，必须把原理图加载到当前PCB项目中去。如果原理图 文件已经在当前项目文件中，就不必再加载，如果原理图文件属于free documents 文件，就必须将这个文件加载到项目中去。加载的方法很简单就是直接将原理图文件拖到项目文件的目录下。如果没有将这个自由文件添加到当前PCB项目中去就无法使用设计同步器向PCB传递设计信息，也就不能实现网络表和元件的载入。 将原理图加载到当前项目中以后，利用设计同步器向PCB传递信息了。向PCB传递信息的方法如下：（1）执行菜单命令【设计】 【Import Changes From】。（2）执行完【Import Changes From】命令以后就会弹出如下图所示的对话框在这个对话框中包含设计信息中的设计工程网络变化信息。（3）在这个对话框中单击【生效更改】按钮，就会在状态栏【检测】中显示元件封装信息是否匹配，如果匹配则标示为对号，如果元件封装不匹配则标示为叉号，如下图所示：如果各个信息都正确，就可以执行【执行更改】按钮，将设计信息传递到印刷电路板设计中。 把设计信息传递到PCB编辑环境以后，Protel DXP就会自动将元件加载到PCB编辑环境中去，并根据原理图中各个元件之间的连接关系在相应的封装管脚上连线。第3章 系统设计与安装本章介绍ZX2028型仿手机调频收音机、对讲机实验套件的系统设计分析与安装调试。它实现了信号的发射与接收两个方面的功能，发射部分VT1振荡放大三极管对MIC采集的信号进行调制，VT2发射管对已调制的信号信号进行放大，最后通过天线TX发射出去；接收部分调频信号由TX接收，经过混频、低通滤波、中频放大、检波和低频放大等推动扬声器发出声音。3.1系统设计分析3.1.1收音对讲系统原理收音对讲系统实现将语音信号经调制后通过天线发射出去和将外界的中高频信号接收处理反原出语音信号，该系统设计到两个独立的电路：发射电路和接收电路，并通过一个非锁定开关进行电源的切换。属于半双工通信方式。系统模块如图3-1-1所示：高放电路调制电路音频放大振荡器 本振天线回路混频电路中频放大检波电路音频放大 收发带通滤波器 图 3.1.13.1.2发射电路本系统的发射电路的调制部分是由调频电路实现的，实现频率调制就是使载波的频率与调制信号成线性规律变化。完成这个功能的方法主要分成两大类，即直接调频和间接调频。直接调频就是直接使振荡器的频率随调制信号成线性关系变化，而间接调频就是利用调频波与调相波之间的关系，先将调制信号进行积分处理，再进行调相而得到调频波。直接调频的优点是易于得到比较大的频偏，但其中心频率的稳定度不易做的很高，而间接调频的优点是载波中心频率稳定度较好，但不易获得较大的频偏。此处发射电路采用的直接调频的方法，其发射部分电路原理图如图3.2所示。 图 3.2发射电路原理：变化着的声波被驻极体转化为变化着的电信号，经过R1，R2，C1阻抗均衡后，由TV1进行调制放大。C2，C3，C4，C5，L1以及TV1集电极与发射极之间的电容Cce构成一个LC振荡电路，在调频电路中，很小的电容变化也会引起很大的频率变化。当电信号变化时，相应的Cce也会有变化，这样频率就会有变化，就达到了调频的目的。经过TV1调制放大的信号经C6耦合至发射管VT2通过TX，C7向外发射调频信号。3.1.3接收电路本系统的接收电路采用超外差接收方式，从天线接收的信号经高频放大器放大后，与本地振荡器产生的信号一起加入混频器，混频器输出的中频信号经中频放大器放大，再经解调处理和低频放大，然后送给用户。其优点体现在：容易得到足够大而且比较稳定的放大量；具有较高的选择性和较好的频率特性；易于调整。为了克服其电路复杂的缺点，此处采用了收音接收专用集成电路D1800，使其具有造型美观、体积小、外围元件少、灵敏度极高、性能稳定、耗电省、输出功率大等优点。D1800芯片内部方框图及静态电压参考值如图图3.1.3-1所示：图3.1.3-1FM鉴频模块输出的调制信号比较微小需要通过放大才能足够驱动耳机。此处用到了D2822芯片如图3.1.3-2所示：图3.1.3-2接收电路原理：调频信号经TX接受，经C9耦合到IC1的19脚内的混频电路，IC1第1脚内部为本机振荡电路，1脚为本振信号输入端，L4，C，C10，C11等元件构成本振的调谐回路。在IC1内部混频后的信号经低通滤波器后得到10.7MHz的中频信号，中频信号由IC1的7,8,9脚内电路进行中频放大检波，7,8,9脚外连的电容为高频滤波电容，此时中频信号频率仍然是变化的，经过鉴频后变成变化的电压。10脚外接电容为鉴频电路的滤波电路。这个变化的电压就是音频信号，经过静燥的音频信号从14叫输出耦合至12脚内的功放电路，第一次功率放大后的音频信号从11脚输出，经过R10,C 25,RP,耦合至IC2进行第二次功率放大，推动扬声器发出声音。其接收部分电路原理图如图3.1.3-2所示： 图 3.1.3-33.2系统安装与调试3.2.1电路安装在已有ZX2028型仿手机调频收音机、对讲机实验套件的前提下，分析了电路的设计思路、工作过程和制作过程，其PCB图的制作在前一章内容作了详细介绍。此时我们我们需要把买到的套件焊接、安装及调试。在焊接元件的过程中，涉及电阻和电容的读数，下面分别介绍四色环电阻的读数和电容的读数。四色环电阻读数规则：从左向右数，第一、二环表示两位有效数字，第三环表示数字后面添加“0”的个数，第四环表示电阻的精度。其颜色和数字的对应关系如表3.1所示：表3.1 四色环电阻颜色和数字的对应关系颜色棕红橙黄绿蓝紫灰白黑金银数字12345678905%10%电阻的阻值还可以采用万用表直接测量的方法，此处不再赘述。电容读数的方法：这里用到的电容有电解电容和瓷片电容两种。其中电解电容有正负极之分，一般根据管脚较长的为正来判断其正负极，而其容值可以直接读出；瓷片电容无正负极之分，其读数方法是第一二位数字代表电容值第三位数字代表“0”的个数，如瓷片电容上标“223”则容值为22000PF。安装时应注意的问题：发光二极管应焊在印制板反面，对比好高度和孔位再焊接；由于本电路工作频率较高，安装时请尽量紧贴线路板，以免高频衰减而造成对讲距离缩短；焊接前应先将双联电容用螺丝上好，并剪去双联拨盘圆周内多余高出的引脚再焊接；J1可以用剪下的多余的元件脚代替，TX的引线用粗软线连接；为了防止集成电路被烫坏，套件中配备了集成电路插座，22脚插座由一个14脚插座和一个8脚插座组成，请务必焊上；耳机插座上的脚要插好，否则后盖可能会盖不紧；线路板请用两粒直径为25的自攻螺丝固定；按钮开关K1外壳上端的脚要焊接起来，以保证VD的正极欲地可靠的接触。3.2.2电路调试电路安装完成后，就要对电路进行调试，调试是整个电路制作过程中最为复杂的部分了，要经过认真细致的调节才能得到很好的接收与发射效果。收音（或接收）部分的调整：首先用万用表100mA电流档（其他档也行，只要=50mA档即可）的正负表笔分别跨接在地和K的GB之间，这是的读数应在1015mA左右，这是打开电源开关K，并将音量开至最大，再细调双联，这是应收得到广播电台，若还收不到应检查有没有元件装错，印刷电路板有没有短路或开路，有没有焊接质量不高，而导致短路或开路等，还可以试换一下IC1，本机只要装配无误可实现一装响。排除故障后找一台标准的调频收音机，分别在低端和高端收一个电台，并调整被调收音机L4的松紧度，使被调收音机也能收到这两个台，那么这台被调收音机的频率覆盖就调好了。如果在低端收不到这个电台，说明应减少L4的匝数，在高端收不到这个电台，说明应增加L4的匝数，直至这两个电台都能收到为止。调整时注意请用无感起子拨动L4的松紧度。当L4拨松时，这时的频率就增高，反之则降低，注意调整前请将频率指示标牌贴好，使整个圆弧数值都能在前盖的小孔内看得见（旋转跳台拨盘）。发射（或对讲）部分的调整：首先将一台标准的调频收音机的频率指示调在100MHz左右，然后将被调的发射部分的开关K1按下，并调节L1的松紧度，使标准收音机有啸叫，若没有啸叫则可将距离拉开0.20.5米左右，直到有啸叫声为止，然后再拉开距离对着驻极体讲话，若有失真，则可调整标准收音机的跳台旋钮，知道消除失真，还可以调整L2和L3的松紧度，使距离拉得更开，信号更稳定。若要实现对讲，请再装一台本套件并按同样的方法进行调整，对讲频率可以自己定，如88MHz、98MHz、108MHz.这样可以实现互相保密也不至相互干扰。3.3电路改进方案通过对电路的分析安装及调试，在验证设计正确性和电路稳定性的同时，我发现电路还存在一些可以改进的地方，下面从两个方面介绍电路的改进办法。3.3.1发射部分的改进1. 在调试多对对讲机后发现，对讲距离远没有说明书上所说的50-100米，大约20几米的距离，造成对讲距离短的主要原因是发射部分发射功率太小。可再输出端再加丙类功放提高输出功率。2. 发射部分的放大推动由9018型三极管完成，查找9018的相关参数发现，其耐压值及截止频率比较高，输出功率却只有0.4W，难以满足远距离传输的要求。在些处可以使用输出功率更高，且截止频率满足要求的其它三极管代替9018，如选择A1358高频放大专用三极管，其截止频率为120MHz，输出功率却可以达到10W，8050、8550也是高频放大三极管，其截止频率为100MHz，输出功率也可以达到1W左右。由此可见，要提高发射距离就应该选择发射功率大的发射管。3. 除采用上述改进办法外，还可以使用集成功率放大芯片对已调信号进行功率放大，与分立元件放大相比，集成功率放大器具有工作稳定、输出功率高、电路简单等优点。4. 当然，要使电路有最佳的放大状态，必须使电路有合适的静态工作点，使Q值合适，防止电路产生放大失真或进入截止区。以共射放大电路为例，其电压放大倍数Au的表达式如式3-1所示: (式 3-1)式中Uo、Ro分别为输出电压和输出电阻，Ui、Ri分别为输入电压和输入电阻，为电流放大倍数。由公式可以看出，要提高放大倍数，电路要有合适的阻抗匹配，即应适当增大负载电阻；输入电阻Ri不能太小，否则电路很难采集到微弱的输入信号。3.3.2 接收部分的改进3.3.2.1 接收频段由于对讲机的发射频率集中在高频段，要使接收机有更好的接收效果，可以调高本振信号的频率。在本电路中，本振频率由，L4、C、C10、C11决定，C为可调电容，用于调整本振的频率范围；L4的值可以通过外力进行调整。本振频率的值可表示为: (式 3-2)其中表示回路总电感，电路中由L4决定；表示回路总电容。当改变L4的值时，本振频率也会发生偏移。由式2-1可知，当电感线圈长度L增加时，电感值l减小，相应的，本振频率f的升高，这样可以使接收机接收高频段的信号，提高对讲效果。除前面提到的发射距离短的问题外，对讲机在接收部分也存在需要改进的地方，主要问题表现在接收灵敏度不高、抗干扰能力不强等。从接收电路的结构上来看，由天线接收到外界各种各样的高频信号皆可进入混频电路与本振信号进行混频，经低通滤波器滤除一部分频率相对较高的分量（如载波信号与本振信号的和频）后得到包含我们所需中频信号的众多中频分量，再对中频信号进行调谐放大。由此可见，中频放大器的选择性决定了整个接收机的选择性，这样的接收机灵敏度相对而言是不高的。为了解决这个问题，我通过对课程知识的复习以及在一些论坛查找到的相关资料，发现了提高接收机灵敏度的方案，即在天线与混频电路之间加一个LC耦合回路，使其谐振频率能与本振频率同时调节，这样就可以提高接收机的灵敏度，提高抗干扰能力。耦合回路混频器本振图3.3.2 天线接收改进电路3.3.2.2 接收频段音频放大电路改进：3.3.2 调制部分的改进 可将LC振荡器换成晶体振荡器使得振荡器的工作频率稳定。石英晶体振荡器是一种高精度和高稳定度的振荡器。3.3.2工作方式的改进 将开关连接好2端发射和接收的都连接好电源，并且再加上一根天线这样发射和接收都分别有各自的天线使得互不干扰。形成全双工的对讲机。可以同时发送和接收。3.3.3 整体电路的改进 因为是高频信号，在电源处就应该做好滤波，一般的电源都含杂波，我们可以用示波器来看出电源处有50HZ的杂波，杂波会对高频电路产生影响，因此我们应该在电源和地之间连接着去耦电容，它有三个方面的作用：一是作为本集成电路的蓄能电容；二是滤除该器件产生的高频噪声，切断其通过供电回路进行传播的通路；三是防止电源携带的噪声对电路构成干扰。第4章 半双工调频无线对讲机调试通过前面几章对软件的熟悉以及对ZX2028仿手机调频收音机、对讲机实验套件的分析、安装，我们已经全面掌握了通信电子电路制作的全过程。在现代通信系统中，其核心内容就是接收设备和发射设备两个方面，任何的无线通信系统都不能离开这两个方面而存在。接收设备对信号起解调的作用，而发射设备对信号起调制的作用，结合课程所学内容，本章主要就半双工调频无线对讲机的原理、基本组成模块进行调试和分析。4.1 FM发射机和接收机原理调频（FM）收音机由输入回路、高放回路、本振回路、混频回路、中放回路、鉴频回路和音频功率放大器组成。首先发送部分是话筒信号经过LM386放大输出到晶体振荡器与压控振荡器模块，晶体振荡器产生正弦波作为载波，话筒信号输入到压控端控制变容二极管的电容大小使得输出正弦波的频率随着话筒信号电压大小变化而变化由此形成调频波，调频波再输到二极管混频模块将调频波和本地振荡进行混频选频12.5MHZ和频，然后再将和频经过非线性丙类功率放大器进行功率放大使得发射功率增强。然后是接收部分，通过天线接收下来的信号首先经过高频小信号放大模块进行放大主要是由于从天线接收下来的信号太微小要经过放大，然后再经过模拟乘法器进行混频利用陶瓷滤波器滤出差频得到4.5MHZ的中频信号，将得到的中频信号经过集成陶瓷选频放大器进行放大限幅输出到正交鉴频及锁相鉴频模块将调制信号解调出来。再次经过LM386进行放大输出还原原来的信号即可实现接收信号的整个过程。整个调制解调和中间过程如图4.1所示图4.14.2 FM发射机和接收机的组装（一）FM发射机实验：将模块10的S1的2拨上，即选通音乐信号，经U4放大从J6输出，调节W2使J6处信号峰-峰值为200mV左右。将模块10的J6连接到模块3的J2，将模块3的S1、S2均置1，调节CC1使J1端输出频率接近4.5MHz，调节W2和中周T1使波形的幅度为400mV左右。将模块3的J1连接到模块7的J2，另将频率8MHz （VP-P700mV）的本振信号从J5输入，经平衡混频可得到12.5M左右的高频信号。将模块7的J3连到模块8的J3，将已放大的高频信号送到模块1的Tx1发射处。（二）FM接收机实验：将从天线接收到的信号从RX1输出到模块2的J4，将放大的高频信号从J1连接到模块7的J8，将本振信号从模块7的J7输入，调整本振频率使得混频输出为4.5M的中频信号。将混频后的信号送入集成陶瓷选频放大器的J2端，放大后的中频信号从J3输出，用频率计测量J3处信号的频率。将J3连到正交鉴频的输入端J6,从J7处可看到解调信号。将J7连到模块10的J1，经放大后输入到耳机。（三）调频系统联调：发射机实验中步骤4中模块7的J3直接连到接收机实验中的步骤1中模块7的J8，接收机的本振共用发射机的本振，其它步骤不变。即可完成调频系统发射，接收实验。4.3 FM发射机和接收机主要模块分析4.3.1 高频小信号放大器主要是由三极管放大然后再经过选频网络输出放大的信号，仿真图如图4.3所示：图 4.3.14.3.2二极管混频电路图 4.3.2 根据图4.3.2所示来讲述原理，由芯片完成本地振荡和高频信号的混频得到和频和差频，然后经过带通滤波器取出和频分量，然后再经过三极管放大再经选频网络取出上变频。4.3.3 晶体振荡器与压控振荡器图 4.3.3本模块主要是实现调制，输出调频波，晶体振荡器产生正弦波，然后正弦波的频率随着输入电压的大小变化而变化。由此实现调频。具体主要是变容二极管的电容会随着两端电压的大小变化而变化。根据公式 (式 3-2)可得出得到的正弦波的频率也跟着变化。4.3.4 非线性丙类功率放大器实验由于产生的调频波幅度太小，直接输出到天线上功率太小，所以要进行功率放大。下面介绍丙类谐振功放的优点：1. 高频谐振功率放大电路可以工作在甲类、乙类或丙类状态。相比之下, 丙类谐振功放的输出功率虽不及甲类和乙类大, 但效率高, 节约能源, 所以是高频功放中经常选用的一种电路形式。 2. 丙类谐振功放效率高的原因在于导通角小, 也就是晶体管导通时间短, 集电极功耗减小。但导通角越小, 将导致输出功率越小。 所以选择合适的角, 是丙类谐振功放在兼顾效率和输出功率两个指标时的一个重要考虑。 4.3.5正交鉴频及锁相鉴频实验正交鉴频模块主要是完成了将接受到的调频波进行解调输出调制信号。主要是用了MC1496芯片来完成的。先将调频波经过一个线性移相网络变换成调频调相波，然后再与原调频波一起加到一个相位检波器进行鉴频。因此，实现鉴频的核心部件是相位检波器。第5章焊接与故障分析5.1焊接知识概述5.1.1操作前检查1 焊接前3-5分钟把电烙铁插头插入规定的插座上,检查烙铁是否发热，如不发热，应及时更换烙铁。2 如发现已经氧化凹凸不平的或带钩的烙铁头，应及时更新。3 检查吸锡海绵是否有水和清洁,若没水,请加入适量的水,海绵要清洗干净,不干净的海绵中含有金属颗粒,或含硫的海绵都会损坏烙铁头。4 人体与烙铁是否可靠接地,人体是否佩带静电环。5.1.2焊接步骤高质量的焊接需要高水平的焊接技术，并在焊接时对工件仔细观察，观察焊锡的熔化速度并且辨别工件在加热时颜色和亮度的变化。以下是焊接的步骤：1 将烙铁靠近工件将干净的铜头置于被焊金属之间。被焊金属的热度必须达到足够熔化焊锡的温度。焊锡必须是被工件熔化而非烙铁。2 形成热桥将少量焊锡置于铜头与工件接触处（但不要将焊锡放在铜头尖上）。这少量焊锡形成的液态称之为热桥。热桥为热量有效传导到工件提供了路径。3 加焊锡用烙铁尽快将工件加热到焊接温度，然后往焊点（非铜头上）上加锡，即在元件脚末端实际需要焊接处擦拭焊锡。当工件达到焊接温度时，焊锡自行熔化。不要移动烙铁，仅仅是将焊锡丝沿焊点绕行。4 停止加锡在移开烙铁前先移开焊锡丝。先移开焊锡丝，再移开烙铁，则停留工件上的烙铁可保证助焊剂失去活性。但不要将烙铁停留过久，否则，助焊剂会被烧焦。5 保存热量移开焊锡丝后，烙铁再在工件上停留约半秒钟，这样可保证所有的焊锡达到焊接温度，同时也可保证用此热量使助焊剂失去活性。但烙铁停留时间不能太长，否则，它可能损坏元件或电路板，同时还可能导致助焊剂残渣烧毁或烧焦。烧过的助焊剂必须清除。6 移开烙铁沿被焊导线方向移开烙铁，可减少形成焊锡穗（或“冰柱”）的可能性。7 冷却焊点让焊点自然冷却，不要吹它。8 保持焊点平稳当完成数个点的焊接后，烙铁铜头上会形成一圈黑环，这是烧焦的助焊剂，在湿海绵上均匀擦拭即可将其清除。5.2调试故障分析在高频实验箱的半双工调频无线对讲机调试和调频收音机、对讲机套件的调试过程中出现了不少故障，现把调试过程中碰到的一些典型故障进行理论分析。5.2.1 对讲机故障分析故障1：现象：焊接温度过低，焊接用锡量太少，导致了虚焊现象的出现。分析：焊接时应该仔细认真不能有半点马虎，只要有一个焊点不牢固就会造成出不来效果。故障2：现象：电感没有调到合适的值，导致信号接收频率范围与标准收音机相差很大。分析：电感L的大小与电感的稀松程度直接相关的，直接影响振荡频率。故障3：现象：在焊接集成芯片时，没有用插槽而直接把集成芯片焊在电路板上，导致集成芯片烧坏。分析：芯片焊反了容易烧坏芯片。故障4：现象：安装后天