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毕业设计论文
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高频电路实训装置,毕业设计论文
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I 目 录 目 录 . I 1 引 言 . 1 2 设计要求 . 3 3 方案论证与比较 . 3 3.1 系统方案论证与选择 . 3 3.2 FM发射电路设计方案论证与选择 . 3 3.3 FM接收 发射电路设计方案论证与选择 . 4 4 系统组成 . 4 5 模块电路设计 . 5 5.1 LC与晶体管振荡电路设计 . 5 5.1.1 单元电路设计 . 5 5.1.2 安装与调试 . 5 5.2 AM发射机电路设计 . 6 5.2.1 设计思路 . 6 5.2.2 工作原理及组成框图 . 6 5.2.3 主要技术指标 . 6 5.2.4 单元电路设计 . 7 5.2.5 安装与调试 . 11 5.3 AM接收机电路设计 . 12 5.3.1 工作原理及组成框图 . 12 5.3.2 主要技术指标 . 12 5.3.3 单元电路设计 . 13 5.3.4 安 装与调试 . 14 5.4 FM发射机电路设计 . 17 5.4.1 设计思路 . 17 5.4.2 工作原理及组成框图 . 17 5.4.3 安装与调试 . 18 5.5 FM接收机电路设计 . 20 5.5.1 设计思路 . 20 nts II 5.5.2 工作原理及组成框图 . 20 5.5.3 安装与调试 . 22 5.6 FSK 调制电路设计 . 24 5.6.1 FSK 原理及信号产生框图 . 24 5.6.2 单元电路设计 . 25 5.7 FSK 解调电路设计 . 27 5.7.1 FSK 解调原理及信号产生框图 . 27 5.7.2 单元电路设计 . 27 5.8 CPLD 频率计电路设计 . 32 5.8.1 单元电路设计 . 32 5.8.2 程序设计 . 33 5.9 系统电源电路设计 . 38 6 结 论 . 39 参考文献 . 40 附录一 样机图片 . 41 致 谢 . 42 nts 1 1 引 言 “无线电调试技术” 实训课是通信工程和电子信息工程 重要专业基础课。通过无线通信系统的学习使学员能更好的理解和掌握信号系统、通信原理及无线电传送的基本理论知识。 这课程主要 针对通信 工程和 电信工程 专业的学生 进行 职业技能鉴定 训练和考核 ，结合通信原理、仪器仪表 、高频电子线路等相关 知识 ， 是基于 对学员训练 无线电 电路设计、 仪器仪表使用能力 而设计的 无线电调试 实训装置 。 在 过去的 无线电 实训模式 中一般是 学员采用 分立 式 元件和万能 板 对高频实训电路 进行搭 接和调试，学员能从中学到 焊接技术、 高频电路的调试方法及解决高频干扰等 很多知识，但 同时也存在一定的不足 ， 比如如学员 对系统不了解， 在实际的实训中只针对某一个高频电路进行训练，学员在有限的时间内无法快速的理解系统原理及组成；有时调试的电路无法应用于实际当中， 只是对电路进行验证， 使得所学知识的跟实际脱节 ，影响学员学习热情和兴趣； 在者就是来自各方面的干扰对无线电影响很大，有时会由于焊接或元器件的参数使电路无法正常工作，学员需要对电路不断的调试和更换电子元器件的参数来达到对电路的调试，这样往往需要一定的学习周期，以至学员在短时间内无法建立无线电通信系统概念。 目前有关无线电调试技术的新型教学仪器中，大部份是应用于实验场合，而在实训和无线电职业技能培训鉴定 方面尚无理想的教学设备 ， 目前所使用的教学仪器设备不 适合 培训课程 ，在实验箱 上 的电路学员能调试的地方很少， 只能观测系统已设置好的参数的信号模型，而无法根据自己来设定参数； 系统中的功能电路没有模块化，很难实现对单元短路的调试和测试，学员 只能知道验证的结果，而对系统内部的信号流程及工作参数无法获得，这样 学员只能获得概念上的学习而无法指导实践工作。 通过不断的摸索， 我们 开发和设计了 针 对无线电调试技术的 实训装置， 目的是使学生在高频电路原理和安装、调试方法、检测手段、电路稳定、抗干扰等技术要点方面获得实际的经验与体会，从而提高相应的 实践 操作能力。 通过 结合我院 进行的 实习、实训、课程设计、毕业设计 等 四位一体教学模式改革的成功探索， 使学生 的 专业技术能力可以 迅速提 升。学院 对学生的培养进行系统化的分析， 对学生大学职业技能进行职业化的培养，使学生 在大学不仅拥有扎实的理论基础，同时具有较高的专业实践能力，形成学生即引导理论学习，又能指导实践操作一体化人才，使学生 在毕业时具有很强的适应工作 岗位 的能力。在 学院进行的特色教育的同时 ，通过开放实验室 ，举办各类科技 竞赛活动，结合毕业设计对无线电调试技术的实训装置进行开发和设计， 面向相关 培训 和 考核训练 的 平台。 nts 2 该实训装置 在无线通信方面采用 三类无线传输方式，分别是调幅方式，调频方式和 FSK 调制与解调方式，这样 可对无线电通信 的发射与接收进行学习，且可根据自行调试和设计的参数来调制信号发射，再通过本实训装置进行相应的接收，使学员对发设和接收有系统性的理解 。 在一般的高频电子线路实验教学仪器中，主要是结合教材顺序来安排实验，学员通过实验课的学习和验证进一步加深对理论的理解， 这 样只能是单电路模块的学习，而在职业技能训练和鉴定时，要求学员能对整个通信系统的了解和掌握， 这样的教学仪器很难满足要求。 经过对市场调研，目前用于无线电调试的 考工 实训 和职业技能鉴定 的教学仪器相对不完善，开发好 可运用于大、中专院校的实训教学和科研机构的实验设备， 所以 具有很强的实际应用价值和市场前景。 nts 3 2 设计要求 设计并制作适合 无线电调试技术实训 、职业技能训练和职业技能鉴定相应工种 的实训装置，结合经典的高频电子电路，学生能通过实训更好的掌握所学的理论知识，要求易懂易学， 能通过对关键的信号探测点来测量参数，通过分析波形和参数进一步加深加固理论知识，使高频理论知识实践化。 设计过程先采用 万能 实验板搭接各相应的模块电路，通过实验室提供的仪器设备，逐个调出各模块电路，记录电路各参数指标；然后用 Protel DXP 软件画出各模块电路的原理图及 PCB 板图；接着把各模块的PCB 板图合并在一起，并开板加工成印制电路板；对印制板电路按信号的工作流程及各模块特点逐个焊接和调试模块电路；要求调试和修改从而达到各模块的相应技术指标的要求；并设计箱体的外观及尺寸 大小；最后 完成实训箱 。 3 方案论证与比 较 3.1 系统方案论证与选择 方 案一：采用 单元单元电路设计，再用连接导线来组合无线电通信的实训装置，这样的优点是功能模块单元化，学员通过各个单元电路来加深对高频电子电路的学习和理解，信号也易于测试和调节，但在组合成相应的功能模块时，因连接导线较多，一方面给学员感觉较为杂乱，同时也存在一定的干扰，而无线电通信对干扰信号反映较为敏感 。 方案二：采用 单元电路集成 相应的功能模块，每个模块在系统里相对独立，模块之间的连接导线较少，是末级之间的传输关系，对功能模块内的单元电路不会存在着干扰，同时也使实验系统比较简洁；另一方面 我们吸收了方案一的优点，利用短路端子来对功能模块中的单元电路分割开， 这样即可以对单元电路进行测试和设计，也可以用相对独立的功能模块组成特定的无线传输通信系统 。 综上所述，本设计选择方案二，即 采用单元电路集成相应 功能模块 的系统设计方式。 3.2 FM 发射电路设计方案论证与选择 方 案一：采用单片调频发射集成电路 MC2833 及相关电路组成。它可构成发射高频率信号的功率放大器。但由于该芯片涉及到的谐振回路较多，不易统调，因而频率不易控制，导致信号不稳定、容易跑台，实现较为困难。 nts 4 方案二：采用集成芯片 BA1404 及相关电路构 成。它主要由前置音频放大器，立体声调制器、 FM 调制器及射频放大器组成。利用内部参考电压改变变容二极管的电容值，可实现发射频率的调整。典型调频频段为 75-108MHz。 综上所述，本设计选择方案二，即利用集成芯片 BA1404 实现 FM 发射电路。 3.3 FM 接收 发射电路设计方案论证与选择 方案一：采用 美国 MOTOROLA 公司生产 的 芯片 MC3362。该芯片是 单片窄带调频接收电路，主要应用于语音通讯和数据传输的无线接收机。 MC3362 片内包含振荡电路、混频电路、限幅放大器、积分鉴频器、场强指示驱动及载频检波电路等电路。具有低供电电压、低功耗、灵敏度高等特点。但是该电路较多用于调频广播接收，在要求的频段内进行调试相对困难。 方案二：采用集成芯片 CXA1238S。该芯片内部包含 FM前置放大、立体声解调放大、 FM 中频放大及鉴频等环节，尤其是芯片内采用了锁相技术，因而具有中心稳定，调谐简单、抗干扰性强、电路稳定等优点。 综上所述，本设计选择方案二，即采用 CXA1238S 电路构成 FM 接收机电路。 4 系统组成 系统是由九个 高频实训 电路模块组成，分别 由 晶体管振荡电路， AM 发射机电路，AM 接收机电路， FM 发射机电路， FM 接收 机电路， FSK 调制 电路， FSK 解调电路，CPLD 频率计电路，系统电源电路 模块等组成，其框图如图 4-1 所示。 图 4-1 系统模块框图 FM 接收机电路 CPLD 频率计电路 FM 发射机电路 FSK 调制 电路 系统电源 电路 AM 发射机电路 AM 接收机电路 晶体管振荡电路 FSK 解调 电路 nts 5 5 模块电路 设计 5.1 LC 与晶体管振荡电路设计 5.1.1 单元电路设计 LC 与晶体管振荡电路的输出是发射机的载波信号源，要求它的振荡十分稳定。一般使用晶振电路，其中 Q值可达数万，其频率稳定度可达 10-5 10-6。电路如图 5-1所示。在图 1-1中，晶振 JT和 C1、 C2、 C3、 VT1构成电容三点式振荡电路，振荡频率为 3.579MHz。电路中的 R1、 R2、 R3 决定晶体管的静态工作点，其中 R1可以调 整。在对静态工作点设置时，先设定集电极电流 ICQ，一般 ICQ 取 0.5 4mA， ICQ 太大会引起输出波形失真，产生高次谐波。设晶体管 =60， ICQ=2mA,UEQ=(1/21/3)Ucc，则可算出 R1， R2， R3。如按图 1-1 所示安装电路，在调试中 UBQ=8.3 V,UEQ=7.7 V。 3D G 100V T 1150KR1100R23KR35 30pFC1300pFC2150pFC3C43.579M H ZJTABCo+ 12V图 5-1 晶体振荡电路 5.1.2 安装与调试 调试晶体振荡器时，应先断开晶振，使振荡器不振荡，再用万用表测三极管的各级电压。 UEQ应满足 UEQ/（ R2+R3） ICQ=2mA 若不满足，则可调整 R1 值。将三极管的静态工 作点调试正确后，再接上晶振，测量振荡器的振荡频率和输出电压的幅度。测量时要正确选择测试点，使仪器的输入阻抗远大于电路测试点的输出阻抗。在输出端还应接负载电阻 RL， RL应与下一级电路的等效输入阻抗相等。若仪器的输入阻抗较高，则可选择 A 点 测量；若仪器的输入阻抗较低，则应选择 B 点测量，这时耦合电容 Co的取值约为 20pF。 nts 6 5.2 AM 发射机电路设计 5.2.1 设计思路 单频点是指发射和接收的载频为固定值的频率点，这样在发射和接收时不需考虑因波段不同而引起放大器性能不同的因素，简化了设计难度。单工是指对讲机在发射时就不能接收，在接收 时就不能发射，即一次只能进行一种操作，要么发射，要么接收。这样，一个对讲机只是相当于一个发射机和一个接收机的组合，用一个开关来控制发射与接收的转换。为了设计的简便，一般对讲机采用调幅发射与接收。 5.2.2 工作原理及组成框图 其 工作原理是：第一本机振荡产生一个固定频率的中频信号，它的输出送至调制器中；话音放大电路放大来自话筒的信号，其输出也送至调制器中；调制器输出是已调幅的中频信号，该信号经中频放大器放大后与第二本振信号混频；第二本振是一频率可变的信号源，一般选第二本振频率 o2 是第一本振频率 o1 与发射载频 o1 之 和；混频器输出经带通或低通滤波器，使输出载频 c=o2 -o1；功放级将载频信号进行功率放大到所需发射的功率。 点频调幅发射机组成框图如图 5-2 所示。 图 5-2 点频调幅发射机组成框图 5.2.3 主要技术指标 （ 1） 工作频率范围 点频调幅发射机的 工作频率为 3.579MHz。 （ 2） 发射功率 一般是指发射机输送到天线上的功率，只有当天线的长度与发射频率的波长可比拟时，天线才能有效地将载波发射出去。波长与频率的关系为： = / o1 本振 缓冲 调制器 功率激励 功放 缓冲 o1 、 o2 话音放大 nts 7 式中，为电磁波 传播速度， =3 108m/s。 若接收机的灵敏度 SA=2 V，则通信距离 S与发射功率 PA的关系如表 1-1所示。 表 5-1 发射功率 PA与通信距离 S 的关系 PA/mV 50 100 200 300 400 500 600 700 S/km 2.84 3.38 4.02 4.45 4.82 5.08 5.27 5.50 该电路的 发射功率 Po 150mW。 （ 3） 调幅度 调幅度是调制信号控制载波电压振幅变化的系数，它的取值范围为 0 1，通常以百分比来表示，即范围为 0% 100%。非线性失真（包络失真）调制器的特性不能跟随调制电压线性变化而引起已调波的包络失真为调幅发射机的非线性失真，一般要求小于 10%。线性失真保持调制电压振幅不变，改变调制频率引起的调幅幅度特性变化称为线性失真。 该电路的的 调制度为 50%。 （ 4） 噪声电平 噪声电平是指没有调制信号时，由噪声产生的调幅幅度与信号最大时的调幅幅度比。广播发射机的噪声电平要求小于 0.1%，一般通信机的噪声电 平要求小于 1%。 （ 5） 总效率 发射机发射的总功率 PA与其消耗的总功率 P c之比称为发射机的总效率 A，即 A=PA/P c 。 该电路的 总效率 40% 5.2.4 单元电路设计 (1)调制电路 根据题意及给定的主要器件，选定模拟乘法器 MC1496 构成调幅电路，如图 5-3所示。 图 5-3 调制器电路 1KR p31KR 20510R 21510R 221KR 231KR 2413KR 251KR 26 *2.4KR 276.2KR 286.2KR 29510R 2612 34 568101214M C 14 96M C 14 9610uFC 24- 12 V10uFC 21 .0.01uFC 220.1uFC 230.022uFC 25Uo+ 12UcUints 8 设 u =U mcos t=U mcos(2 t) 载波 uc=Ucmcos t=Ucmcos(2 ct) u 加上直流 UDC与载波 uc相乘，得： uAM=UM (1+Macos t)cosct 式中，调制系数 Ma=U M/UDC 1，否则会产生过量调幅。 MC1496 内部结构 图 如 如图 5-4所示 。 图 5-4 集成电路 MC1496 电路原理图 MC1496 各引脚功能如下： 1）、 SIG+ 信号输入正端 2）、 GADJ 增益调节端 3）、 GADJ 增益调节端 4）、 SIG- 信号输入负端 5）、 BIAS 偏置端 6）、 OUT+ 正电流输出端 7）、 NC 空脚 8）、 CAR+ 载波信号输入正端 9）、 NC 空脚 10）、 CAR- 载波信号输入负端 11）、 NC 空脚 12）、 OUT- 负电流输出端 13）、 NC 空脚 14）、 V- 负电源 在设置 MC1496 的静态偏置时，应使乘法器内部的三极管均工作在放大状态，并尽量使静态工作点处于直流负载线的中点。对应图 1-6 所示电路，在调试时各管脚的静态偏置电压如表 1-2 所示。 表 5-2 MC1496 各管脚的静态电压 管脚 1 2 3 4 5 6 8 10 12 电压 -6 -6.5 -6.5 -6 -10.4 +6.9 +0.5 +0.5 +6.9 （ 2）话音放大电路 根据给定的主要器件， uA741 为集成运算放大器，可以用它来对低频话音进行放大。 图 1-7所示电路为一同相放大电路。其输出电压为： 1413121110987654321SIG+GADJGADJSIG-BIASOUT+NCV-NCOUT-NCCAR-NCCAR+1262314511084nts 9 io uRRu1410KR910KR710KR8200KR 10 *uA 74 1-2+3467uA 74 1+ 12 V10uFC610uFC7话筒Uo图 5-5 话音放大电路 （ 3）缓冲电路 射极输出器的输入阻抗大、输出阻抗小，能明显的改善电路的性能，因此，常用射极输出器做缓冲电路。如图 1-8 所示。设计 射极 输出器时，主要是考虑输入阻抗和输出阻抗与前后级的匹配问题。 3D G 10 0V T 210KR410KR510KR6 0.01uFC51KR p1+ 12 VUiUo图 5-6 缓冲电路 nts 10 （ 4）功率放大电路 利用宽带变压器做耦合回路的功率放大器称为宽带功率放大器。常见的宽带变压器有用高频磁芯绕制的高频变压器和传输变压器。宽带功率放大器不需调谐振动回路，可在很宽的频率范围内获得线性放大，但是效率 较低，一般 只有 20%左右。它通常作为发射机的中间级，以提供较大的激励功率。 利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振放大器，根据放大器 电流 导通角的范围，可以分为甲类、乙类、丙类和丁类等功率放大器。电流导通角越小，放大器的效率就越高。通常用丙类功率放大器作为发射机的末级，以获得较大的输出功率和较高的效率。 图 1-9所示 的为由两级功率放大器组成的高频功率放大器电路。其中晶体管 VT1为缓冲级，晶体管 VT2与高频变压器 Tr1组成宽带功率放大器，晶体管 VT3也选频网络 L3、 C6组成丙类谐振功率放大器。 宽带功率放大器 静态工作点 Q的确定： UBQ= UCC R6 /(R5+R6） UEQ=UBQ-0.7=ICQ(R7+R8) UCEO=UCC-UEQ=UCC-ICQ(R7+R8) 0.022uFC13D G 10 0V T 110KR110KR 3*3D G 10 0V T 210KR551R7200pFC60.01uFC20.01uFC31KR410KR20.022uFC43KR6L10.01uFC80.01uFC9L2510R80.01uFC5 10R9150R 100.01uFC73D G 13 0V T 3+ 12 VT r 1T r 2RL图 5-7 功率放大电路 宽带功率放大器集电极输出功率 PC为： PC=PH/ T=1/2 UCMICM 式中， PH为输出负载上的实际功率； T为变压器传输效率，一般为 0.75 0.85。 UCM=UCC - ICQR8 - UCES nts 11 式中， UCES为饱和压降，约为 1V。 ICM ICQ 变压 器匝数比 K为： K=（ TRH） / RH 1/2 式中， RH为 VT2输出阻抗； RH 为下级晶体管 VT3 的输入阻抗。 丙类功率放大器 丙类功放的基极偏置电压是利用发射电流的直流分量 IE0在发射极电阻 R10上产生的压降来提供的，故称为自给偏压电路。 集电极基波电压振幅为： UC1m=IC1m/RP 式中， IC1m为集电极基波电流振幅； RP为集电极负载阻抗。集电极输出功率为： Pc= UC1m IC1m/2 直流电源供给的直流功率为： PD=UCCIC0 式中， IC0为集电极脉冲的直流分量。 高频变 压器的绕制。 高频变压器的磁芯应采用镍锌（ NXO）铁氧体，而不能用硅钢片铁芯，因硅钢片在高频工作时铁损过大。用 NXO 100 环形铁 氧体 作高频变压器磁芯时，工作频率可达十几兆赫。在确定磁芯材料后，其电感量可由 L线圈的匝数来确定，匝数越多，电感量越大。为了减小线圈漏感与分布电容的影响，匝数应尽量少些，匝间距离应尽可能大。 5.2.5 安装与调试 电路调试应先分别调整各级静态工作点，然后从前级向后级逐级调整输出信号。 调制器的测试 测调制器电路静态工作点时，应使本振信号 UO=0，调制信号 U =0。先测 MC1496第 5 脚上的电 压 U5，调整 R5的值，使 |U5|/R5=I0；然后测量各静态工作电压，其值应与设计值大致相同。加本振电压 Uo=100mV，使调制电压 U =0，调节 RP3使 MC1496 输出信号为最小值，再使 U =100mV，这时测得的输出波形应为载波被抑制的双边带信号波形，再调节 RP3使输出波形为 Ma=50%的调幅波。 nts 12 5.3 AM 接收 机电路设计 5.3.1 工作原理及组成框图 图 5-8 是超外差式晶体管收音机电路的方框图和各级信号的波形图。我们现在使用的收音机基本上都是超外差式收音机，其特点是：收音机接收到的电台信号要经过变频电路变频， 将原高频载波变换为统一的频率较低的中频信号。然后再经中频放大、解调还原成声音信号。超外差式收音机具有灵敏度高、选择性好、工作稳定等优点。 tVAtVBtV CtV DtV E输入级 混频级 中放级 检波级 功放级低放级tV F. B C D E F本机振荡接收天线包络线高频信号 中频信号A变频级000000扬声器图 5-8 超外差式晶体管收音机的方框图和各级信号 5.3.2 主要技术指标 （ 1） 工作频率范围 调幅发射机的 工作频率为 3.579MHz。 （ 2） 灵敏度 接收机输出端在满足额定的输出功率和一定输出信噪比时，接收机输入端所需的最小信号电压称为接收机的灵敏度。调幅接收机的灵敏度一般为 5 50 V。 （ 3） 选择性 接收机从作用在接收机天线上的许多不同频率的信号（包括干扰信号）中选 择有用 信号，同时抑制邻近频率信号干扰的能力称为选择性，通常以接收机接收信号的3dB 带宽 和接收机对邻近频率衰减能力来表示。一般要求 3dB 带宽 不小于 6 9kHz，40dB 带宽不大于 20 30kHz。 （ 5） 中频抑制比 接收机抑制中频 干扰 的能力称为中频抑制比。通常用输入信号频率为本机中频时的灵敏度 SIF 与接收灵敏度 S 之比表示中频抑制比，以 dB 为单位，即中频抑制比=20lg(SIF/S) dB 分贝数越大，说明抗中频干扰能力越强。一般要求中频抑制比大于60dB。 nts 13 （ 6） 镜频抑制比 接收机对于镜频（镜像频率）干扰的抑制 能力称为镜频抑制比。镜频 = S 2 I 式中， S 为信号频率； 1 为中频频率。对于本振频率高于信号频率的接收机，其镜频为 S +2 I；对于本振频率低于信号频率的接收机，其镜频为 S -2 I。通常用输入信号频率为镜频时的灵敏度 S IM与接收灵敏度 S 之比表示镜频抑制比，一般以 dB 为单位，即镜频抑制比 =20lg(SIM/S) dB 分贝数越大，说明抗镜频干扰的能力越强。通常要求镜频抑制比大于 60dB。 （ 7） 自动增益控制能力 接收机利用接收信号中的载波控制其增益以保证输出信号电平恒定的能力 称为自动增益控制能力。测量时，通常使接收机输入信号从某规定值开始逐步增加，直至接收机输出变化到某规定值（如 3dB）为止， 此 时输入信号电平所增加的分贝数即为接收机的自动增益控制能力。 （ 8） 输出功率 接收机在输出负载上的最大不失真功率称为输出功率 。 5.3.3 单元电路设计 （ 1） 输入回路 由磁性天线感应得到的高频信号，实际上是高频载波信号经过 调谐回路加以选择 得 到欲接收电台信号。 （为使收音机获得较高选择性、灵敏度，应选合适 1与 2 匝数比。现在装的天线线圈现成已设计好的，要求学生尽量注意，不要把线圈弄断，否则拆除 线圈减少圈数影响匝数比）。 （ 2） 变频电路 由输入回路送来的高频信号是调幅波，本机振荡产生的本振频率信号是等幅波，混频后经选频得到 465KHZ 中频信号。因此变频级主要作用是将调幅的高频信号变为调幅的中频信号。变换前后仅是载波频率改变，而信号包络不变。 一般 用一只变频管来完成该机的振荡和混频作用。对混频来讲，要求工作在非线性区，电流不能太大，否则变频增益下降，但对本振来讲，电流大一点，变频增益高又容易起振，电池 电压下降不易仃振。但振荡也不能太强，否则 会引起 波形失真 听到 “ 咯 ” 、 “ 咯 ” 声，增益反而下降，一般选电流 为 0.4 0.6mA。 （ 3） 中频放大 中放级的好坏对收音机灵敏度、选择性等有决定性影响。中放级工作频率是465KHZ， 用并联的 LC 谐振回路作负载，因此只有在信号频率为 465KHZ 时并联谐振回路电压最大，因此提高了整机选择性。 收音机有时 采用一级中放（ 一般 为二级中放）单调谐中频放大器，选择性及灵敏度不一定十分理想，但回路损耗小，调整方便，因nts 14 此袖珍机广泛采用此线路。 （ 4） 检波级 中频信号仍旧是调幅信号，经过检波级 （ 由二极管或三极管检波 ） ，从调幅波中取出音频信号。 若 选用的是三极管 则 利用其中一个 PN 结在非线性工 作状态下起大信号检波作用，同时此管还进行来复低频电流放大。 （ 5） 低放和功率放大 检波后的音频信号送到低放级进行音频放大，然后通过输入变压器送到推挽功率放大级进行功率放大，输出信号推动扬声器发出声音。 推挽功放电路的管子工作在乙类状态。在无信号时截止，有信号时二管轮流工作，因此效率高，但乙类工作在小信号时在特性曲线弯曲部分产生失真。因此本机线路在无信号时基级也有一定的偏压 ，使之工作在甲乙类状态，这样效率高，输出功率大，而且省 电。要求二只管子参数一致。希 望 在装配时选定。凡有一只管损坏，必须配对选管。焊接时注 意二管焊好，如虚焊一管，造成一管工作产生严重失真，而且音 量 大大下降。 5.3.4 安装与调试 （ 1）元件介绍 收音机所用的可变电容的种类很多这里使用的是差容双联。振荡联为 68pF。天线联为 140PF 的中型双连。在双联电容器上标有“ A”的一端为天线联，标有“ O”的一端为振荡联。中间是标有“ G”的是接地端。磁性天线的磁棒尺寸为 55X13X5mm。线圈的绕法及圈数见电路原理图。线圈全部用 0.13 的高强度漆包线绕制。中波振荡线圈 B2（磁帽为黑色）的型号为 LF10 l；中频变压器的型号为 TF10 1 和 TF10 2。这两只中频变 压器中均带有谐振电容器。第一中频变压器 B3 中的磁帽为白色，第二中频变压器 B4中的磁帽为绿色。 三极管全部为 NPN 型硅材料塑封管，其中 BG1、 BG2、 BG3 均选用 3DG201； BG4可选用 3DG201 或 9014。它们的值应该在 150 200 之间；变频管的值不宜太大，一般在 60 倍左右； BG6 和 BG7 可用 9013。它们的值不要小于 100。二极管为 1N4148。电阻全部为 1/8W 碳膜电电阻。电容 C4、 C7、 C8 是电解电容器； C3 是涤纶电容器。其余均为瓷介电容器。 （ 2）电路安装 按照实验室所提供的实验 电路图，检查实验室所提供元件的种类、型号和数量是否正确。由于收音机元件多，电路比较复杂，因此在组装时，一般要一级一级的组装。收音机的组装次序与信号流程恰好是相反的，即组装过程应从功放级开始，依次为前置低放、简波级、中放级、 AGC 电路，最后是变频级和输入回路，这样分级组装有利于电路的调整和测试。 nts 15 （ 3） 调整各级直流工作电流 在集电极和直流电源之间串联进毫伏表，选择相应量程，调节偏置电阻 b ， (一般用一个固定电阻再串上一个电位器 ) ，使毫伏表指示的数值达到规定的工作电流，然后拆下这个固定的电阻和电位器量出总 电阻。再换上对应阻值的固定电阻。这一级就算调节好了。注意： A：调整直流工作点时，应保持收音机无信号输入。为此把双联电容器全部旋入或全部旋出。 B：换上固定阻值的电阻后还应再测一下工作电流。最后还要注意将印刷电路中的两个测试点接通。 （ 4） 调整中频频率（调中周） 调整中频频率的方法有仪器调试法和听音法等多种。 仪器调试法 按图 5-9 接好调试电路，打开收音机，开大音量电位器，将收音机的双连可变电容器全部旋进，避开外来信号。将高频信号发生器的输出频率调节在 465kHz 上，调制频率用 1000Hz，调幅 度调在 30% 上。经过低频调制后的高频信号（ 465kHz）通过 0.01 0.047F 耦合电容，由收音机的基极注入，调节信号发生器的输出使之由小逐渐增大，以扬声器中的声音能听清为准。由第三级中周开始调节，逐级向前进行。用无感的胶木或塑料螺丝刀旋动中频变压器的磁帽，使示波器或毫伏表获得最大输出。上述过程应反复调整几次。如果出现自激，要重新调整中和电容及中周变压器。中和电容的值一般为 2 pF 左右。 图 5-9 仪器调试法连接图 听音法 在收音机能收听到电台广播的情况下， 选一个电台信号，再根据上面高频信号发生器 收音机 直流电源 示波器或毫伏表 0.010.047uF 扬声器 nts 16 所述的调试方法，一边听声音的大小，一边调中周，从后往前，一级一级，反复调几次，直到声音最响为止。用这种方法可以将中周基本调准。 （ 5）调整频率范围 在调整中要配好刻度盘。先在 550 700 千赫范围内选一个电台，例如选中央人民广 播电台 639 千赫、参考刻度盘将双联旋在刻度 639 千赫的这个位置，调中波振荡线图（黑色）的磁芯，收到这个电台，并调到声音较大。然后在 1400 1600 千赫范围内选一个已知频率的电台，参考刻度盘将双联旋在这个频率的刻度上，调节振荡回路中微调电容（即双联上的微调电 容）收到这个电台并将声音调大。由于高、低端的频率在调整中会互相影响，所以低端调电感磁芯、高端调电容的工作要反复调几次才能最后调准 （ 6） 统调 利用调整频率范围时收听到的低瑞电台。调盘磁性天线线圈在磁棒上的位置，使声音最响，达到低端统调。利用调至频率范围时收听到的高端电台，调节输入回路中的微调电容（双连上天线连的微调电容），使声音最响，以达到高端统调。也和调整频率范围一样，需要高、低端反复调整几次。 整机电路原理图图 5-10所示。 检测故障要耐心 细致、冷静有序。检测按步骤进行，一般由后级向前检测，先判定故障位置 (信号注入法 )。再查找故障点 (电位法 )，循序渐进，排除故障。忌讳乱调乱拆，盲目烫焊，导致越修越坏。 图 5-10 收音机原理图 nts 17 5.4 FM 发射机电路设计 5.4.1 设计思路 通过 对 方案论证，选择了 BA1404 芯片作为 FM发射机芯片， BA1404 是美国 ROHM公司生产的调频无线电发射专用集成电路；其集成度高；需要的外围元件少；工作可靠；电源电压适应范围宽，低至 1.5V 时仍能正常工作 。 根据芯片内部结构来设计 FM发射机的电路。 5.4.2 工作原理及组成框图 该机的电路原理图如图所示，其中 BA1404 为一块调频立体声编码与发射专用集成电路，采用 18 脚双列直插式封装。由于 IC本身的工作电压较低（ 1 3V），而且振荡功率较小，从其 7 脚输出的 功率也不过几毫瓦，要得到较大的功率输出必需经过好几级的功率放大 。 FM 发射机整机电路原理图 如图 5-11 所示 。 图 5-11 FM 发射机整机电路原理图 由 N1 及其周边元件构成一高频高效振荡器，该振荡器的振荡功率虽然较小，但因其效率较高，使得发射机的发射距离也较远，在开阔地带可达公里。外接音频信号由 P1 端输入， C3、 R3 及 C1、 R4 等分别构成左右声道的预加重网络 ，与接收机的去加重电路配合可以获得较好的频率响应，使得高音频响应有一定的提升。导频信号的频率为 19KHz，由 5、 6脚间的晶体决定， 38KHz振荡信号对 L、 R 信号进行时分多nts 18 路调制后产生的立体声复合信号由 14 脚输出，同时 38 Hz 振荡信号还经集成内部的1/2 分频器分频后得到 19 Hz 的导频信号由 13 脚输出。立体声复合信号与 19 Hz的导频信号分别经过 R2、 C7 及 R1、 C12 后进行叠加，再由 C18耦合至 N1 的基极对高频振荡器进行调频，振荡器的工作频率落在 88 08MHz 范围内，即调频广播频段，调制后的高频信号由 直接固定在电路板上的拉杆天线向空中发射。为了使得电路工作
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