FM调频发射器一

课程设计报告课程设计报告课程设计报告课程设计报告 课程名称 电子技术课程设计 设计题目 FM 调频发射器 系 别 机 电 工 程 系 专业班级 商检 班 学生姓名 学 号 指导老师 设计时间 2010 11 30 FM 调频发射器调频发射器 1 机电工程系课程设计任务书机电工程系课程设计任务书 专业 班级 学 号 学生姓 名 指导 教师 设计题目FM 调频发射器的设计与制作 主要 设计 内容 1 FM 调频发射器的设计与制作 2 FM 调频发射器的工作原理及分析 3 FM 调频发射器的发展 4 总结与体会 主要 技术 指标 1 电源电压 VCC 2 7V 3 6V 2 最大工作电流 IC 32mA 3 FM 发射频率 Fr FM 88 0 108 0MHZ 4 最大射频功率 Pmax 115dBuV 工作 计划 1 制作要求 自行装配 并能发现问题和解决问题 2 编写设计报告 写出设计与制作的全过程 附上有关资料和图纸 主 要 参 考 资 料 及 文 献 1 童诗白 华成英 模拟电子技术基础 北京 高等教育出版社 1989 2 庄国臣 等 电磁发射器及应用 电工技术杂志 1997 6 3 杨志忠主编 数字电子技术 第三版 北京 高等教育出版社 2008 4 电子世界 1999 年 第 7 期 No 7 1999 5 李忠国主编 数字电子技能实训 北京 人民邮电出版社 2006 6 康华光主编 电子技术基础 北京 高等教育出版社 1999 7 郝文玲主编 电工技术 郑州 河南科技出版社 2009 8 网上收索 目录目录 FM 调频发射器调频发射器 2 1 1 选题的意义 选题的意义 3 3 2 2 FMFM 调频发射器的设计调频发射器的设计 4 4 2 1 设计的目的和任务 4 4 2 2 参数的选择 4 4 3 3 FMFM 调频发射器的工作原理及分析调频发射器的工作原理及分析 5 5 3 1 FM 调频发射器的工作原理 5 5 3 2 元器件的选用 6 6 3 3 FM 调频发射器的制作 6 6 4 4 信号发射器的发展 信号发射器的发展 11 11 5 5 总结与体会 总结与体会 13 13 参考文献参考文献 13 13 课程设计综合成绩评定表课程设计综合成绩评定表 14 14 1 1 选题的意义 选题的意义 FM 调频发射器调频发射器 3 FM 调频发射器是一种在短距离使用 FM 广播进行调频发射 让所有在有 效距离内的 FM 接收设备能够在指定频段内 接受到发射器所发射的信号 该 发射器做为短距离的音频信号共享设备 FM 调频发射器外形时尚 多颜色可选 体积小巧 四频段可调 具有超强调 频信号发射以及超强抗干扰能力 确保原声发射 FM 调频发射器具有微调功 能 频段设定一致后 也可对发射效果进行微调 确保音质完美 FM 调频发 射器可以超远距离发射接收 保守 12 米距离 便捷移动使用 超长时间电量 使用 FM 调频发射器使用 2 节七号电池 连续使用 20 小时另外 FM 调频发 射器还有一个 3 5 毫米标准耳机插头 可与多种音频设备连接 MP3 PDA CD DV 移动 DVD 笔记本电脑等 与任何 FM 调频接收系统 无线 连接 车载 FM 广播系统 家庭音响 FM 广播系统 个人 学校 行业等 FM 调频 接收设备 FM 调频发射器将音源所播放的音频文件信号 在这些 FM 调频设备上进 行完美接收播放 无线广播 相信大家都不会陌生 只要用台小小接收机就 能耳听八方 纵横全球 家里的电视机 收音机 车里的汽车收音机 校园 里的语音无线耳机等都是无线广播的接收机 大家天天在用 图 1 所示为我 们常用的收音机 图 1 常用收音机 FM 调频发射器调频发射器 4 2 2 FMFM 调频发射器设计调频发射器设计 2 1 设计的目的和任务 1 目的 1 了解 FM 调频发射器的发射过程 2 了解 FM 调频发射器的应用 3 了解调制 调幅 调频 调谐 解调 电谐振在电磁波发射 接收过程 中的作用 4 通过电磁波的产生 发射 接收过程及基本电路的简单分析 领会无线 电波在现实生活中 生产中的作用 2 任务 1 分析无线电波的工作原理并画出其相应的电路图 2 设计要求及参数的选择 3 设计要求 4 画出电路原理图 或电路仿真图 5 元器件及参数选择 6 电路仿真及测试 2 2 参数的选择 1 电源电压 VCC 2 7V 3 6V 2 最大工作电流 IC 32mA 3 FM 发射频率 Fr FM 88 0 108 0MHZ 4 最大射频功率 Pmax 115dBuV 5 立体声分离度 Ss 35dB 6 负载频抑制 SCR 50dB 7 滤波器 3dB 低端 Af1 25HZ 8 滤波器 3dB 高端 AFH 16KHZ 9 调制频偏 FM 68 25KHZ 10 音频相应平坦度 RF 30HZ 15KHZ 1 5Db 11 输入阻抗 Ri 56kOhm 12 音频输入幅值 Vain 350mVp p FM 调频发射器调频发射器 5 3 FM M 调频发射器的工作原理及分析调频发射器的工作原理及分析 3 1 FM 调频发射器的工作原理 图 3 1 电路原理图 工作原理 如图 3 1 中 Q1 是共发射极变压器耦合振荡电路 负载是变 压器 T 的初级线圈 集电极输出信号经 T 耦合后 由次级 C1 送给基极 构成 正反馈 起振 基极同时送入低频调制信号 对产生的高频振荡进行幅度调 制 Q2 是缓冲放大级 Q1 的输出井 C3 耦合到 Q2 的 图中右边的 Q1 基极 L1 是 Q2 的负载电感 并经 C4 L2 串联谐振电路送到天线发射 R2 接地 也 就是零偏置 由于输入信号幅度较大 且是以 C4 L2 谐振回路来选频的 所 以不怕失真 这样效率较高 T L1 和 9V 处应该有一个连接点 这个电路由于基极没有偏置电流 电 路都工作在丙类放大 T 的初 次级间相位是相反的 就是 Q1 集电极电流增 加时 T 的初级感生电动势右正左负 次级产生左正右负的感生电动势 对 C1 的充电电流加大 当集电极电流减小时与上述情况相反 频率由 C 的容量 T 的电感决定 发射功率现在这些参数不能决定 电压知道 关键是电流不知道 电流 交 FM 调频发射器调频发射器 6 流电流 由 Q2 后边三极管应该是 Q2 的电流 基极的驱动 L1 的阻抗决 定 3 2 元器件的选用 电路有关参数的名称所选参数的大小 电阻 1K 3 3K 47K 4 7K 4 3K 51K 6 8K 20K 电解电容1 F 10 F 普通电容2000PF 1 F 40PF 20PF 12PF 68PF 三极管9014 一个 9018 两个 电感线圈0 47mm还可以在电路中在加一级调制放大 也 能有效的 增加发射距离 接受机可用调频收音机代替 图 3 7 是一种 FM 调频发射机的 PCB 图 其载频 fc 88 108MHz 输入调 制信号频率为 50Hz 15kHz 最大频偏为 75kHz 由图可知 调频方式为间接 调频 由高稳定度晶体振荡器产生 fc1 200kHz 的初始载波信号送入调相器 FM 调频发射器调频发射器 11 由经预加重和积分的调制信号对其调相 调相输出的最大频偏为 25Hz 调制 指数 mf 0 5 4 4 信号发射器的发展 信号发射器的发展 其实 无电源收音机 已经有了很悠久的历史 最早叫矿石收音机 使 用铅锌矿石检波 虽然它十分简陋 但在无线电的发展历史上占有一席之地 就是现在也仍然是青少年无线电爱好者的入门途径 在培养兴趣 熟悉基本 原理 锻炼制作技巧等方面有无可取代的优越性 无电源收音机不是不消耗电能 而是不需配备电源 它工作消耗的电能 也来源于天线 天线的优劣决定了接收效果 良好的室外天线 采用铜或铜 绞线 从强度考虑直径应大于 4mm 高出屋顶 10 米 倒 L 时水平长度 20 米 二端用瓷绝缘子 引下线和墙窗有良好绝缘 本地台功率强 距离近时天线 可以简化 同时也要有良好的地线 导线要粗 接地电阻要小 深埋达到冬 天冻土层以下 所有导线的接头最好锡焊 类似的无电源收音机 还有采用 地电池的 就是用铁铜或铝铜 锌炭电极 相距 10 厘米埋入地下 引线也用 同种金属 如果做得好 测得的空载电压大于 1 8V 无源收音机所用元器件 为了尽量减少损耗 应该有所选择 用于绕制线圈的铜线要尽量用粗线 或 多股合线 各种支持物骨架使用有机玻璃 电容要用高频瓷片 电解用钽质 耳机用高阻抗式 可变电容用空气式 凡是二极管均用锗 2AP3 2AP9 三极 管选用 PNP 高频管 3AG14 或 3AG80E 等 制作工艺的要点是使用环氧或有机玻 璃安装板 连线争取尽量短和粗 必须锡焊等 以上文字和电路为我们展示 了无源收音机的发展轨迹 随着数字技术的发展 声音技术也开始由模拟方式向数字方式过度 出 现了数字调幅 数字调频 DAB 等数字声音广播技术 下面我就粗略的说一 下数字信号发射电路 调频发射机由激励器 功放 滤波器 定向耦合器 电源分配系统 控 制系统 制冷系统构成 激励器采用进口的 30W 调频立体声激励器 根据用 户要求可以采用 1 个或 2 个激励器 采用 2 台激励器时可以构成一主一备形 式 以提高发射机的稳定可靠性 激励器输出直接驱动发射机的功率放大器 功率放大器由多个最大输出 功率 700W 的功放模块组成 通过合适的功率分配和功率合成 实现大功率输 FM 调频发射器调频发射器 12 出 调频 5KW 发射机的功率放大器由 1 个 10 分配器 10 个功放模块 1 个 10 合成器组成 每两个功放模块构成一个热插拔功放单元 滤波器采用低通形式的滤波器 对发射机的高次谐波 杂散发射进行滤 波 定向耦合器耦合出正向功率和反向功率送到中央控制单元 进行检波 放大 向激励器送出相应的 AGC 电压或负载大驻波保护控制信号 控制系统对整台发射机的各部件的工作状态进行采集和监控 对采集的 数据进行处理后 根据各部件的工作状态对发射机的工作进行适当的调整 同时控制系统接受外界的控制命令控制发射机工作 电源分配系统对输入的交流电源经合理变换和分配 为发射机的各个部 分提供合适的电源 发射机主要采用强迫风冷形式 整个制冷系统由多个轴流风机构成 在机柜 后部的进口风机吹风 在机柜顶部排风 激励器 电源由自带的风机吹风制 冷 广播发送的是数字信号 如图 4 1 为最初的收音机 矿石收音机 图 4 1 矿石收音 FM 调频发射器调频发射器 13 5 5 总结与体会 总结与体会 通过这次对 FM 调频发射器的设计与制作 让我了解了设计电路的程序 也让我更进一步的了解了 FM 调频发射器的设计理念及发射原理 加深了对电 子技术的理解 巩固了理论知识 强化了动手能力 使思维更细腻化 虽然 这次课程设计中让我发现自己的专业知识还很欠缺 实践操作能力不是很强 重要的是这次设计给了我很大的收获 通过这次的课程设计我懂得了应如何 让书本上的知识变成现实中可以见到的 以另外一种形式存在 对我们学生 来说 理论与实践同样重要 这是我们以后在工作中证明自己能力的一个重 要标准 根据各种理论知识设计个 FM 调频发射器感觉不是很难 很多理论都是从 书本上学到的 根据书本上的知识再加上自己理解设计出电路没什么问题 可是在焊接的过程中总有眼高手低的感觉 不是缺这就是忘那 焊接的焊点 也不是很完美 这时才感觉到原来细心才是最重要的 只要细心无论多难的 事都能慢慢来做 知识可以从课本从网上等各种渠道获得 但是细心只能从 平时自己的锻炼中慢慢积累 参考文献 参考文献 1 童诗白 华成英 模拟电子技术基础 北京 高等教育出版社 1989 2 庄国臣 等 电磁发射器及应用 电工技术杂志 1997 6 3 杨志忠主编 数字电子技术 第三版 北京 高等教育出版社 2008 4 电子世界 1999 年 第 7 期 No 7 1999 5 李忠国主编 数字电子技能实训 北京 人民邮电出版社 2006 FM 调频发射器调频发射器 14 6 康华光主编 电子技术基础 北京 高等教育出版社 1999 7 郝文玲主编 电工技术 郑州 河南科技出版社 2009 8 网上收索 课程