高频课程设计报告.doc

目录1.绪论32.电路设计软件的使用52.1protel概述52.2PCB 设计流程62.2.1绘制原理图62.2.2元件封装62.2.3规则设置82.2.4创建PCB文件92.2.5元件布局92.2.6元件布线102.2.7CAM输出122.2.8PCB设计技巧123.系统设计与安装133.1系统分析133.2发射电路143.2.1发射电路工作原理143.2.2发射电路主要元件功能分析153.3接收电路163.1.1接收电路工作原理163.3.2接收电路主要元件分析183.4对讲发射模块的protel仿真203.4.1电路仿真原理图的绘制及编辑203.4.2仿真结果及分析213.4.3仿真中遇到的问题223.5电路改进方案223.5.1提高发射机功率223.5.2提高接收机接收的频率范围224.接收发射系统调试234.1中波调幅发射机的组装及调试234.1.1实验电路说明234.1.2实验步骤234.1.3各模块基本工作原理的分析234.1.4实验结果与分析254.2中波调幅接收机的组装与调试264.2.1实验电路说明264.2.2 实验步骤264.2.3各模块基本工作原理的分析264.2.4实验结果与分析285.焊接与故障分析295.1焊接295.1.1手工焊接方法295.1.2焊接质量不高的原因315.1.3焊接注意事项325.2故障分析325.2.1测试与调整325.2.2故障分析336.心得体会34附： ZX2028型仿手机调频收音机、对讲机电路原理图 SC30D调频无线电对讲机原理图 SC30D调频无线电对讲机PCB电路图1. 绪论通信是人与人之间同过某种媒体进行的信息交流与传递，无论采用何种方法，使用何种媒质，只要将信息从一地传送到另一地，均可称为通信。在21世纪,随着科学技术的不断发展,无线电技术,或者更广义地说无线电电子学已广泛应用于国民经济、国防和日常生活各个领域，技术水平也越来越高，自从无线电问世到至今它对人类的生活和社会的生产带来了非常深刻的影响，所以说在人们日常生活中起到了非常重要的作用。但从无线电中也分出很多方面的技术，譬如通信技术也是一门非常重要的科学技术，它的发展也非常迅速，它的发展也带动了电子技术的迅速发展。通信系统，用电信号（或光信号）传输消息的系统称为通信系统，也称电信系统。通信系统一般是由信源，发射机，传输信道，接受机和收信者组成。如下图1.1所示：受信者接收机信道发射机信 源 图1.1 通信系统组成方框图信号源产生的信号通过发射机进行变换和编码，然后在信道上传输，最后通过接受机再次变换之后发送给受信者。 通信系统的种类很多。按所用信道的不同可分为有线通信系统和无线通信系统；按通信业务（即所传输的消息种类）的不同可分为电话，电报，传真和数据通信系统等。我们本次课设所要做的就是有关无线通信的。无线电的发射和接收，广播节目的发送是在广播电台进行。广播节目的声波，经过电声器件转换成声频电信号，并由声频放大器放大，振荡器产生高频等幅振荡信号；调制器使高频等幅振荡信号被声频信号所调制；已调制的高频振荡信号经放大后送入发射夭线，转换成无线电波辐射出去。无线电广播的接收是由收音机实现的。收音机的接收夭线收到空中的电波；调谐电路选中所需频率的信号；检波器将高频信号还原成声频信号(即解调)；解调后得到的声频信号再经过放大获得足够的推动功率；最后经过电声转换还原出广播内容。 综上所述，我们可以把通信系统发送，接收简单总结如下图1.2，1.3：音频放大调制器声音信号振荡器哦激励放大发射输出功放图1.2 发射系统方框图高频放大器混频器中频放大器解调器低频放大器本地振荡器输入图1.3 超外差接收机系统方框图 超外差接收机的方框图如图1-3所示。从天线接受的信号经高频放大后，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。超外差接收机比直接放大式接收机有如下优点：1容易得到足够大而且比较稳定的放大量；2具有较高的选择性和较好的频率特性；3易于调整。它同时也有缺点：干扰信号多！而且随着社会的发展，对通信系统的要求越来越高，特别是移动通信的迅速发展，要求接收机不仅有良好的接收质量，而且要有很高的集成度，以便降低功耗，减少体积和重量；另外，为了保证生产质量和使用方便，接收机要尽可能做到无调整或少调整。本次课程设计，我们要根据上述系统发射接收原理完成ZX2028型仿手机调频收音机、对讲机试验套件的电路板的焊接安装和调试。在运用所学的高频模拟集成电路知识的基础上，通过进行接收机电路板的焊接和对protel dxp2004的仿真实验，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，掌握收音机对讲机的的组装原理，并分析仿真结果，提高分析能力,加深对知识的理解。2. 电路设计软件的使用2.1protel概述PROTEL：PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA软件，在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电子设计者的首选软件，它较早就在国内开始使用，在国内的普及率也最高，有些高校的电子专业还专门开设了课程来学习它，几乎所有的电子公司都要用到它，许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTEL。2.2PCB 设计流程2.2.1绘制原理图1. 图纸设置1) 图纸大小的设定2) 网格设定2. 元件库管理1) 首先要保证系统自带原理库的完整性，用户不应对此进行修改或删除。2) 尽量生产集成元件库，保证元件的原理图符号与PCB封装模型的对应关系，这样可以进行同步器进行原理图与PCB间的同步更新。3) 自制元件应单独放在一个元件库中，不要放在软件自带的元件库中。4) 用户自己创建的元件库分类一定要详细，分类越细查找起来就越方便。3. 绘制电路原理图1) 导线连接元件导线的拐弯模式：shift+空格2) 放置网络标签使用网络标签代替实际走线可以大大简化原理图3) 放置忽略ERC检查标志2.2.2元件封装元件的封装是整个设计过程中非常重要的一个环节，它将直接影响整个设计工作的正确性。一般元件的封装尽量在原理图绘制中确定，且尽量使用系统自带的封装，确定封装时应对照器件的datasheet资料确认封装的正确性，以确保设计的正确性。1. 使用元件的封装的一般步骤：a) 用已有的元件库中的元件的封装b) 手工绘制元件封装c) 使用PCB库元件向导制作元件封装d) 创建自己的PCB库2. 一些常用器件的封装：1) 固定电阻标准电阻：RES1、RES2；封装：AXIAL-0.3到AXIAL-1.0两端口可变电阻：RES3、RES4；封装：AXIAL-0.3到AXIAL-1.0 AXIAL(轴状的) 尾数与功率有关一般选用AXIAL-0.4。2) 贴片电阻一般选用 08053) 贴片电容一般选用08054) 贴片电感一般选用08055) 无极性电容 一般选RAD0.26) 有极性电容RB.2/.4-RB.5/1.0“.2”为焊盘间距，“.4”为电容圆筒的外径 ，一般选RB-.2/.43. 常见的元件封装： BGA 球栅阵列封装 DIP 双列直插封装 SIP 单列直插封装 SOP 小外形封装4. 自己绘制PCB封装时，应该注意的问题1) 自己画元件的封装时一定要依据Datasheet里面的信息。2) 注意元件的封装形，因为有的元件即可封装成贴片型又可封装成插孔型，这要视选用的元件而定。3) 几乎所有的元件的资料都可以在 里面找到，未能找到的可以去芯片的官网查找。2.2.3规则设置1. 设置导线间的最小间隙（一般为10mil）2. 设定导线宽（线宽一般选10mil）线宽可分不同的网络设置不同值图2.13. 设定过孔的值：内径一般等于导线宽的值图创建PCB文件1. 定义电路板大小【设计】【PCB板形状】【重定义PCB板尺寸】2. 绘制禁止布线区点击左下角【Keep out Layer】，用交互式布线绘制禁止布线。3. 定义板层和其它非电层【设计】【层堆栈管理器】 图元件布局元件布局有两种方式：自动布局和手动布局，自动布局的效果一般非常不好，所以一般采用手动布局方式进行元件的布局。根据印制板结构尺寸画出边框，参照原理图，结合机构进行布局。并进行检查。1. 布局前的准备1) 画出边框；2) 定位孔和对接孔进行位置确认；3) 板内元件局部的高度控制；4) 重要网络的标志。2. PCB布局的顺序：1) 能确定板型的元件2) 关键元件3) 面积比较大元件4) 零散元件3. 参照原理图，结合板子形状，进行布局PCB元件布局的一般规则：1) 各类接口应摆放在板的边缘部分如：串口、并口、网口、USB口、电源接口、J-TAG口等2) 散热方面的要求电解电容、晶振、锗管等为怕热元件，与发热元件隔开一定距离放置，双面板底层不能放置发热元件。3) 电磁干扰的要求原则上各部件的引线要尽量短，在布局上，模拟信号，数字电路，噪声源这三部分合理的分开，使相互间的信号耦合最小。4. 布局检查：1) 检查元件在二维、三维空间上是否有冲突。2) 元件布局是否疏密有序，排列整齐。3) 元件是否便于更换，插件是否方便。4) 热敏元件与发热元件是否有距离。5) 信号流程是否流畅且互连最短。6) 插头、插座等机械设计是否矛盾。7) 元件焊盘是否足够大。2.2.6元件布线参照原理图进行预布线，检查布线是否符合电路模块要求，修改布线，并符合相应要求。1) 电源和地的管脚要就近打过孔,过孔和管脚之间的引线越短越好,因为它们会 导致电感的增加.同时电源和地的引线要尽可能粗,以减少阻抗. 2) 同一层的走线尽量避免导线垂直交叉3) 两层的走线尽量避免平行导线的存在，当布线遇到没有位置走线时，采用推挤的方法找出走线位置4) 布线应有试探性，前面的布线要充分考虑好后面的布线 是否有位置一、走线规律：1、 走线方式尽量走短线，特别是小信号，一般为12mil。走线没有位置的情况下，用过孔，但应尽量减少过孔数目。在使用过孔时，电源和地的管脚要就近打过孔,过孔和管脚之间的引线越短越好，因为它们会导致电感的增加。同时电源和地的引线要尽可能粗，以减少阻抗。2、走线形状同一层走线改变方向时，应走角度大于90度的钝角，不能走直角。3、电源线与地线的设计地线和电源线应尽量宽，一般为40100mil，高频线用地线屏蔽。二、布线布线时，应先布地线和电源线，且线应尽量宽，一般线宽的顺序为：地线电源线信号线信号线的最小线宽要由板子的性能要求和厂家的加工水平所决定。一般为10mil左右。三、检查走线1、间距是否合理，是否满足生产要求2、电源线和地线的宽度是否合适，电源与地线之间是否紧耦合（低的波阻抗）3、对于关键的信号线是否采取了最佳措施，输入线及输出线要明显地分开4、模拟电路和数字电路部分，是否有各自独立的地线5、后加在PCB中的图形（如图标、注标）是否会造成信号短路。6、对一些不理想的线形进行修改7、在PCB上是否加有工艺线，阻焊是否符合生产工艺的要求，阻焊尺寸是否合适，字符标志是否压在器件焊盘上，以免影响电装质量8、多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小，如电源地层的铜箔露出板外容易造成短路。2.2.7CAM输出检查无误后，生成底片，并作CAM350检查。2.2.8PCB设计技巧1. 为确保正确实现电路，遵循的设计准则：1) 尽量采用地平面作为电流回路2) 将模拟地平面和数字地平面分开3) 如果地平面被信号走线隔断，为降低对地电流回路的干扰，应使信号走线与地平面垂直4) 模拟电路尽量靠近电路板边缘放置，数字电路尽量靠近电源连接端放置，这样做可以降低由数字开关引起的di/dt效应2. 无地平面时的电流回路设计1) 如果使用走线，应将其尽量加粗2) 应避免地环路3) 如果不能采用地平面，应采用星形连接策略4) 数字电流不应流经模拟器件5) 高速电流不应流经低速器件3. 高频数字电路pcb布线规则如下：1) 高频数字信号线要用短线2) 主要信号线集中在pcb板中心3) 时钟发生电路应在板的中心附近，时钟扇出应采用菊链式和并联布线4) 电源线应远离高频数字信号线，或用地线隔开，电路布局必须减少电5) 流回路，电源的分布必须是低感应的（多路设计)6) 输入与输出之间的导线避免平行4. 布线的注意事项：1) 专用地线、电源线宽度应大于1mm。其走线应成“井”字型排列，以便是分部电流平衡2) 尽可能的缩短高频器件之间的连线，设法减少它们之间地分布参数和相互间的信号干扰3) 某些元器件或导线可能有较高的电位差，应加大它们的间距，避免放电引起意外短路4) 尽量加大电源线宽度，减少环路电阻，电源线、地线的走向和数据传递方向一致，有助于增强抗干扰能力5) 当频率高于100k时，趋附效应就十分严重了，高频电阻增大3. 系统设计与安装3.1 系统分析本次课程设计的系统设计为组装、调试、改进“ZX2028型仿手机调频收音机、对讲机”实验套件。套件电路图如下图所示：图3.1套件电路图我们先要完成对讲机的焊接、调试任务就必须要了解其电路原理，分析其发送和接收两大模块的的组成，进而提出改进方案。3.2 发射电路3.2.1 发射电路工作原理发射电路原理图如下图所示图3.2发射电路原理图当开关打到对讲档时，变化着的声波经过驻极体BM，转化为变化着的电信号（其频率在3003400HZ之间），再从晶体管VT1的基极输入，进行调制放大。C2、C3、C4、C5、L1以及VT1集电极与发射极间的结电容Cce构成一个LC振荡电路，其交流通路如图所示：图3.3振荡电路交流通路b c两级间由L1、C2、C3间构成，其整体呈感性；b e间由C2、C4构成，整体呈容性；c e间只有电容C5，满足三点式振荡的相位平衡条件。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VT1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。VT1为9018是振荡放大三极管，VT2为D40是专用发射管。3.2.2 发射电路主要元件功能分析1. 驻极体驻极体话筒具有体积小，频率范围宽，高保真和成本低的特点，目前，已在通讯设备，家用电器等电子产品中广泛应用驻极体话筒的基本结构由一片单面涂有金属的驻极体薄膜一个上面有若干小孔的金属电极（背称为背电极）构成。驻极体面与背电极相对，中间有一个极小的空气隙，形成一个以空气隙和驻极体作绝缘介质，以背电极和驻极体上的金属层作为两个电极构成一个平板电容器。电容的两极之间有输出电极。由于驻极体薄膜上分布有自由电荷。当声波引起驻极体薄膜振动而产生位移时；改变了电容两极版之间的距离，从而引起电容的容量发生变化，由于驻极体上的电荷数始终保持恒定，根据公式：Q =CU 所以当C变化时必然引起电容器两端电压U的变化，从而输出电信号，实现声电的变换。实际上驻极体话筒的内部结构和外部接线图如图3.5。由于实际电容器的电容量很小，输出的电信号极为微弱，输出阻抗极高，可达数百兆欧以上。因此，它不能直接与放大电路相连接，必须连接阻抗变换器。通常用一个专用的场效应管和一个二极管复合组成阻抗变换器。电容极膜接在场效应三极管的栅极G和地之间，信号由场效应管输出。这种话筒有源极输出方式和漏极输出方式两种，当要用漏极输出方式时，其输出信号的相位与输入信号相反；当采用源极输出方式时，其输出信号的相位与输入信号相同。2. 三极管VT1/VT2三极管 VT1、VT2为9018是振荡放大三极管，VT1进行对由驻极体转化的电信号调制放大，VT2是专用发射管。两级间采用阻容耦合，为了提高电压增益，这是为了提高放大器的电压增益。3.3 接收电路3.1.1接收电路工作原理接收电路主要采用超外差接收电路超外差接收机方框图如下图所示；高频放大器混频器 中频放大器解调器低频放大器本地振荡器输入自动增益控制 图3.6超外差式接收机方框图 超外差式接收机是利用本地振荡器产生的正弦信号f1（t）与输入信号fc（t）在混频器中混频，得到中频信号fi（t），中频信号是预先确定的，通常取中频频率fi=f1-fc。如果输入信号载波频率改变，则相应改变本地振荡频率，使之仍能保持混频后的中频频率不变。超外差接收机工作原理是从天线接受的信号经高频放大后，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。本接收机电路图如下：图3.7接收电路图调频信号经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，电路图如下图所示：图3.8调谐电路其谐振频率为：f=12LC总C总=C10+C*C11/(C+C11)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。3.3.2接收电路主要元件分析1. D1800通过图3.10 D1800内部方框图和图3.11接收机的方框原理图可知D1800接收模块都集成在其内部，因此其工作原理和调频收音机的工作原理类似，我们知道，调频接收机的灵敏度很高，在没有收到信号时，喇叭中将会发出极强的噪声，而一旦收到信号，它的信噪比却很高，噪声的主要频谱是分布在1025khz范围之间，音频信号的频谱范围则在1003000hz之间，在D1800的内部有静噪电路，它的任务主要是将高于音频范围的白噪声信号选出，同时进行交流电压放大，并将经过放大后的噪声进行检波、滤波处理。经过以上处理后，就会得到一个正比与噪声信号的直流电压。然后再利用此直流电压去控制音频放大器电源的通断。从而保证当接收机没有收到呼叫信号时能保持静音。图3.9 收音机方框图图3.10D1800内部方框图及静态电压参考值2. D2822通过图3.11可知D2822由两个运算放大器构成，它的功能就是功率放大。该功放的工作电压很宽，工作电流很小，因此功耗很低，对接收机电源板的幅在不会增加很大。由D2822构成的功率放大器电路，对音频信号进行再一次放大，以推动扬声器或立体声耳机工作。可以用它来提高音质。下图为D2822方框图和静态电压参考值图3.11D2822方框图和静态电压参考值3.4 对讲发射模块的protel仿真3.4.1电路仿真原理图的绘制及编辑1. 从元器件库中选取元器件并设置好各个元器件的参数，绘制出如下图3.14所示的仿真原理电路图：图3.14 对讲机调频放大部分仿真原理图仿真时用幅值为1V频率为100Hz的正弦激励源代替有驻极体产生的变化的信号。2. 仿真节点的设置protel dxp 2004的仿真可以导出电路中的任意节点，仿真节点的设置如图3.05所示。图3.15 仿真节点的设置3.4.2仿真结果及分析1) 三极管VT1 c端的仿真结果图3.17三极管VT1c端的仿真结果2) 三极管VT2 c端的仿真结果图3.18三极管VT2 c端仿真结果 3.4.3仿真中遇到的问题在使用protel dxp 2004软件仿真时，由于刚开始使用这个软件，对其不了解，必须从头开始看起，按照书本一步一步来，而且自学完后，对于一般比较简单的仿真都可以进行，也能达到自己理想的效果。由于protel不是专门的电路仿真软件，所以对于比较复杂的电路的仿真，效果不是很好。 3.5 电路改进方案3.5.1提高发射机功率由于发射机的功率太小，可能导致发射机的发射距离过短，接收到得信号太弱，有可能影响接收的成功与否，为提高发射机的发射功率，有两种方案：1. 增加一级放大级在第二级放大机后，再增加一级放大级，使得发射的信号的发射功率提升。2. 改用放大倍数大的发射管3.5.2提高接收机接收的频率范围接收机所接收的频率范围是衡量接收机好坏的重要标准，要增加接收机接收的频率范围可以增加可调电容的可调范围，从而改变振荡回路的振荡频率的范围，达到调节接收机接收的频率范围的目的。4. 接收发射系统调试4.1 中波调幅发射机的组装及调试4.1.1实验电路说明 图3.1 中波调幅发射机该调幅发射机组成原理框图如上图3-1所示，发射机由音频信号发生器，音频放大，AM调制，高频功放四部分组成。实验箱上由模块4，8，10构成。4.1.2实验步骤1. 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，连接J6和J5将音频放大信号送入模拟乘法器的调制信号输入端。同时将1MHz（峰-峰值500mV左右）的载波从J1端输入。2. 调节W1使得有载波出现，调节W2 从J3处观察输出波形，使调幅度适中。3. 将AM调制的输出端J3连到集成线性宽带功率放大器的输入端J7，从TH9处可以观察到放大的波形。4. 将已经放大的高频调制信号连到模块10的天线发射端TX1,并按下开关J2，这样就将高频调制信号从天线发射出去了，观察TH3处波形。4.1.3各模块基本工作原理的分析1. 模块10：连通音乐信号（此实验中即为方波），经J6输出，其波形为方波波形。2. 模块4：模拟乘法器AM调制幅度调制就是载波的振幅（包络）随调制信号的参数变化而变化。本实验中载波是由晶体振荡产生的465KHz高频信号，1KHz的低频信号为调制信号。振幅调制器即为产生调幅信号的装置。1) 集成模拟乘法器的内部结构集成模拟乘法器是完成两个模拟量（电压或电流）相乘的电子器件。在高频电子线路中，振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调的过程，均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程。采用集成模拟乘法器实现上述功能比采用分离器件如二极管和三极管要简单得多，而且性能优越。所以目前无线通信、广播电视等方面应用较多。集成模拟乘法器常见产品有BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等。2) MC1496的内部结构在本实验中采用集成模拟乘法器MC1496来完成调幅作用。MC1496是四象限模拟乘法器，其内部电路图和引脚图如图3-2所示。其中V1、V2与V3、V4组成双差分放大器，以反极性方式相连接，而且两组差分对的恒流源V5与V6又组成一对差分电路，因此恒流源的控制电压可正可负，以此实现了四象限工作。V7、V8为差分放大器V5与V6的恒流源。图3.2 MC1496的内部结构及引脚图3. 模块8:集成线性宽带功率放大 实验电路组成 图3.3 线性宽带功率放大电路图本实验单元模块电路如上图所示。该实验电路由两级宽带、高频功率放大电路组成，两级功放都工作在甲类状态，其中Q1（3DG12）、L1组成甲类功率放大器, 工作在线性放大状态， RA1、R6、R7、R8组成静态偏置电阻，调节RA1可改变放大器的增益。R2为本级交流负反馈电阻，展宽频带，改善非线性失真，T1,T2两个传输线变压器级联作为第一级功放的输出匹配网络，总阻抗比为16：1，使第二级功放的低输入阻抗与第一级功放的高输入阻抗实现匹配,后级电路分析同前级。4.1.4实验结果与分析 试验电路连接好以后用示波器观察J6输出的音乐信号波形，该处波形为方波信号。把示波器接到输出端J3观察该处的波形时，看到该处的波形为包络为方波，该包络的频率和从J6输出的音乐信号方波的频率相同，而该处波形的为频率1MHz的幅度变化的正弦波。TH3处的波形和J6处的波形相似，只是TH3处的波形幅度更大。这是由于TH3处的波形为J6处波形的放大输出。这样通过用音乐信号对1MHz载波的幅度调制，使载波信号的幅度变化反映出音乐信号的变化规律，这样音乐信号就搭载在频率较高的载波上通过天线发射了出去。这时用一调幅收音机把频率调到1MHz就能听到发射系统所发出的音乐声。4.2 中波调幅接收机的组装与调试4.2.1实验电路说明 图3-4 调幅接收机原理方框图接收机由天线回路、变频电路、中频放大电路、检波器、音频功放、耳机等六部分组成，各部分电路中元件的功能与作用前述单元电路中己讲述，参见各章。实验箱上由模块2，4，7，10构成。4.2.2 实验步骤1. 将模块10的天线接收到的高频信号（中波调幅发射机发射的信号，由另一台实验箱提供）送入模块7的J4，将模块7的J6连到模块2的J5。2. 将模块2的J6连到模块4的J7，从模块4的J10输出的信号连接到模块10的耳机输入端。3. 慢慢调谐模块7的双联电容调谐盘，使接收到音乐信号。4. 观察各点波形，并记录下来。4.2.3各模块基本工作原理的分析1. 模块10：即为从天线接收到的高频信号，即中波调幅发射机发射的信号。2. 模块7：三极管变频电路1) 实验原理及实验电路说明变频电路是时变参量线性电路的一种典型应用。如一个振幅较大的振荡电压0（使器件跨导随此频率的电压作周期变化）与幅度较小的外来信号S同时加到作为时变参量线性电路的器件上，则输出端可取得此二信号的差频或和频，完成变频作用。如果此器件本身既产生振荡电压又实现频率变换（变频），则称为自激式变频器或简称变频器。如果此非线性器件本身仅实现频率变换，本振信号由另外器件产生，则称为混频器。包括产生本振信号的器件在内的整个电路，称为他激式变频器。变频器常用在超外差接收机中，功能是将载波为（高频）的已调波信号不失真地变换为另一载频（固定中频）的已调波信号，而保持原调制规律不变。例如在调幅广播接收机中，混频器将中心频率为5351605KHz的已调波信号变换为中心频率为465KHz的中频已调波信号。2) 三极管变频电路图图3.5 三极管变频电路图Ql为变频管，作用是把通过输入调谐电路收到的不同频率的电台信号(高频信号)变换成固定的465KHz的中频信号。3. 双调谐小信号放大器双调谐放大器具有频带较宽、选择性较好的优点。双调谐回路谐振放大器是将单调谐回路放大器的单调谐回路改用双调谐回路。其原理基本相同。1.电压增益为2. 通频带BW = 2f0.7 = fo/QL3.选择性矩形系数 Kv0.1 = 2f0.1/ 2f0.7 = 双调谐小信号放大器的测试方法和测试步骤与单调谐放大电路基本相同，只是在以下两个方面稍作改动：其一是输入信号的频率应改为465KHz（峰峰值200mV）；其二是在谐振回路的调试时，对双调谐回路的两个中周要反复调试才能最终使谐振回路谐振在输入信号的频点上，具体方法是，按图1-3连接好测试电路并打开信号源及放大器电源之后，首先调试放大电路的第一级中周，让示波器上被测信号幅度尽可能大，然后调试第二级中周，也是让示波器上被测信号的幅度尽可能大，这之后再重复调第一级和第二级中周，直到输出信号的幅度达到最大，这样，放大器就已经谐振到输入信号的频点上了。4. 三极管包络检波 检波过程是一个解调过程，它与调制过程正好相反。检波器的作用是从振幅受调制的高频信号中还原出原调制的信号。还原所得的信号，与高频调幅信号的包络变化规律一致，故又称为包络检波器。假如输入信号是高频等幅信号，则输出就是直流电压。这是检波器的一种特殊情况。若输入信号是调幅波，则输出就是原调制信号。这种情况应用最广泛，如各种连续波工作的调幅接收机的检波器即属此类。从频谱来看，检波就是将调幅信号频谱由高频搬移到低频，检波过程也是应用非线性器件进行频率变换，首先产生许多新频率，然后通过滤波器，滤除无用频率分量，取出所需要的原调制信号。5. 功率放大线性放大电路，使用集成运算放大器进行线性放大。4.2.4实验结果与分析 试验电路连接好以后，把示波器接到接收天线的输出端，观察示波器观察波形可以看到示波器显示显示接受到的调频波形即包络为方波的波形，但这个信号很微弱，显示的比较模糊，这是由于调频波经过发射电路发射后，再由接收电路由天线接收，这时的信号已经很微弱了，再加上传输过程中会受到各种电磁波的干扰，就会使接收到的信号很微弱。观察模块7的输出端J6的波形，该处的波形和从上一个观察到的波形相似，就是该处波形的频率和上一个相比变小了，这是由于天线接收到的信号经过变频后变成了频率较小的中频信号。但其幅度的变化依然按照方波规律变化。观察模块4的J10输出的信号，可以发现这时的波形是一个纯粹的方波，说明这时从天线接收到的信号已经完成了检波过程。用耳机从音频输出端可以听到音乐信号。5. 焊接与故障分析5.1焊接5.1.1手工焊接方法手工焊接是传统的焊接方法，虽然批量电子产品生产已较少采用手工焊接了，但对电子产品的维修、调试中不可避免地还会用到手工焊接。焊接质量的好坏也直接影响到维修效果。手工焊接是一项实践性很强的技能,在了解一般方法后,要多练;多实践,才能有较好的焊接质量。1. 握电烙铁方法手工焊接握电烙铁的方法,有正握、反握及握笔式三种。焊接元器件及维修电路板时以握笔式较为方便图5.1电烙铁拿法2. 手工焊接的一般步骤1) 准备清洁被焊元件处的积尘及油污,再将被焊元器件周围的元器件左右掰一掰,让电烙铁头可以触到被焊元器件的焊锡处,以免烙铁头伸向焊接处时烫坏其他元器件。焊接新的元器件时,应对元器件的引线镀锡图5.22) 加热将沾有少许焊锡和松香的电烙铁头接触被焊元器件约几秒钟。加热时，电烙铁与管脚成45，如图所示：图5.33) 加焊锡送焊锡丝应从管脚的另一端，与管脚间的角度也应接近45。焊锡丝的量要适量，若所焊部位焊锡过多,可将烙铁头上的焊锡甩掉(注意不要烫伤皮肤,也不要甩到印刷电路板上!),用光烙锡头沾些焊锡出来。若焊点焊锡过少、不圆滑时,可以用电烙铁头蘸些焊锡对焊点进行补焊图5.44) 检查焊点看焊点是否圆润、光亮、牢固,是否有与周围元器件连焊的现象。5.1.2焊接质量不高的原因1. 焊锡用量过多,形成焊点的锡堆积；焊锡过少,不足以包裹焊点2. 冷焊。焊接时烙铁温度过低或加热时间不足,焊锡未完全熔化、浸润、焊锡表面不光亮(不光滑),有细小裂纹(如同豆腐渣一样!)3. 夹松香焊接,焊锡与元器件或印刷板之间夹杂着一层松香,造成电连接不良。若夹杂加热不足的松香,则焊点下有一层黄褐色松香膜；若加热温度太高,则焊点下有一层碳化松香的黑色膜。对于有加热不足的松香膜的情况,可以用烙铁进行补焊。对于已形成黑膜的,则要吃净焊锡,清洁被焊元器件或印刷板表面,重新进行焊接才行。4. 焊锡连桥。指焊锡量过多,造成元器件的焊点之间短路。这在对超小元器件及细小印刷电路板进行焊接时要尤为注意。5. 焊剂过量,焊点明围松香残渣很多。当少量松香残留时,可以用电烙铁再轻轻加热一下,让松香挥发掉,也可以用蘸有无水酒精的棉球,擦去多余的松香或焊剂。6. 焊点表面的焊锡形成尖锐的突尖。这多是由于加热温度不足或焊剂过少,以及烙铁离开焊点时角度不当浩成的内5.1.3焊接注意事项1. 一般先装低矮、耐热的元件，最后装集成电路。2. 清查元器件的质量，并及时更换不合格元件3. 确定元件的安装方法，由孔距决定，并对照电路图核对电路板4. 将元器件弯曲成形，本电路所有的电阻（除R12外）均采用立式插装，尽量将字符置于易观察的位置，字符应从左到右、从上到下。以便于以后检查，将元件脚上锡，以便于焊接5. 插装：对照电路板对号插装，有极性的元件要注意极性，如集成电路的脚位等6. 焊接：各焊点加热时间及用锡量要适当，防止虚焊、错焊、短路，其中耳机插座、三极管等焊接时要快，以免烫坏7. 焊后剪去多余引脚，检查所有焊点，并对照电路图仔细检查，并确认无误后方可通电 5.2故障分析5.2.1测试与调整元器件以及连接导线全部焊接完后，经过认真仔细检查后即可通电调试（注意最好不要用充电电池）：1. 收音（或接收）部分的调整首先用万用表100mA电流档（其它档也行，只要50aA档即可）的正负表笔分别跨接在地和K的GB之间，这时的读数应在1015mA左右，这时打开电源开关K，并将音量开至最大，再细调双联，这时应收得到广播电台，若还收不到应检查有没有元件装错，印刷电路板有没有短距或开路，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，使被调收音机了能收到这两个电台，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，调整时注意用无感起子或牙牙、牙刷柄（处理后）拔动L4的松紧度。当L4拔松时，这时的频率就增高，反之则聊低，注意调整前请将频率指示牌贴好，使整个圆弧数值都能在前盖的小孔内看得见（旋转调台拔盘）。2. 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和开关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调台旋钮，直到消除失真。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。5.2.2故障分析1. 我在调试对讲机接收时，发现频率调节旋钮调节起来比较紧，影响对讲机的调节，后来发现是固定变容器的螺丝拧的太紧了，后来拧松了一点，就恢复正常了。2. 我在焊接扬声器时，由于多次加热与之相连的板子上的管脚，使得该管脚有点脱落现象，导致扬声器发声效果不佳，以后焊接时，一定要注意不要对一个管脚连续、反复加热，以免造成焊盘脱落。6. 心得体会 经过将近两周的时间，此次课程设计终于告一段落了。回顾这两周的课设，我们先后完成了无线电信息发射与接收系统的联调、无线对讲机的安装与焊接调试、使用protel dxp绘制原理图记PCB板制作以及对电路的仿真与分析。 通过对无线电信息发射与接收系统的联调，使我对通信系统的组成和各个组成模块的工作原理更加的了解了，使得我对上课及实验的学习有了一个整体的认识；通过对对讲机的安装焊接与调试以及焊接测试，巩固和加深对所学知识的同时也极大的提高了我的实践动手能力。通过使用protel dxp 2004，我知道了使用protel dxp 2004的使用，我知道了PCB板制作的整个流程和步骤，对以后专业的学习有很大的帮助。 在这次课程设计中，遇到了很多的困难。例如联调原理不是十分清楚、protel软件的使用不够熟练、PCB板制作缺乏经验，焊接技术不够好。但是在遇到这许许多多的问题时，团队的合作精神使这些问题都一一解决。通过本次课程设计，我深深的了解了团队合作的重要性，也亲身感受了团队给我带来的益处，所以在以后的学习中，我一定对注重培养自己的团队协作能力，是自己成为一个具有综合素质的人。袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀