高频实训(课设)论文课件

1、编号： 高频电路设计与制作实训论文说明书题 目： 调频发射机 学 院： 信息与通信学院 专 业： 电子信息工程 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2014年 1 月 9 日第 2 页 共 3 页摘 要调频发射机是一种不需要中转站和地面交换机站就可以实时发送信号的简单的通信工具。因此在小范围的移动通信中被广泛应用。如调频对讲机就是很典型的例子，调频对讲机是通过调节频率使一组对讲机的接收频率和发射频率与另一组对讲机的发射频率和接收频率一一对应，从而就实现了对讲功能的无线通信工具。本次实训的内容是以集成芯片BA1404做的调频发射机。其主要电路有：直流稳压电源电路、MIC放大电路、BA1404基本电

2、路、调制信号放大电路、载波产生电路、高频功放电路等。发射机的工作原理是信号从输入插孔或MIC进来到集成芯片BA1404里面进行信号处理，出来信号再次放大再与载波信号进行调制，调制之后的信号就通过高频功放放大经过电容耦合到天线发射出去。关键词：调频 发射机 高频功放 BA1404AbstractThe FM transmitter is a need not transfer station and ground switchstation can be a simple communication tool for real-timetransmission signal. It is wid

3、ely used in the mobile communication in smallrange. Such as FM radio is a typical example, FM radio is by adjusting the frequency of the emission frequency receiving frequency andfrequency of emission of one group with another group of walkie talkie walkie talkie and receiving frequency corresponds

4、to one one, thus fulfilling the wireless communication tools intercom function.The training content is FM transmitter chip BA1404 to do. The main circuit includes: a DC regulated power supply circuit, MICcircuit, BA1404 circuit, signal amplification circuit, carriergeneration circuit, high frequency

5、 power amplifier circuit. The working principle of the transmitter is a signal from the input jack or the MIC in the integrated chip BA1404 in signal processing,signal amplification and then out again with the carrier signalmodulation, signal modulated by high frequency power amplifier amplification

6、 through capacitive coupling to the antenna.Keywords:FM The transmitter High frequencypower amplifier BA1404第 1 页 共 18 页目 录引言11系统设计21.1设计方案21.2实训内容21.3实训要求22发射机原理32.1系统框图32.2系统电路32.3系统主要元器件介绍42.3.1集成芯片BA140442.3.2稳压管78L0562.3.3高频管901862.4各模块电路介绍62.4.1直流稳压电源电路62.4.2 MIC放大电路72.4.3 BA1404基本电路72.4.4调制信号

7、放大电路82.4.5载波产生电路92.4.6高频功放电路93硬件安装与调试103.1硬件安装103.1.1焊接基本步骤103.1.2焊接注意事项103.2硬件调试113.2.1调试的基本步骤113.2.2调试结果114总结12谢 辞13参考文献14第 16 页 共 16 页引 言发射机就是可以将信号按一定频率发射出去的装置。广泛应用于电视，广播，雷达等各种民用，军用设备。主要可分为调频发射机，调幅发射机，光发射机，哈里斯发射机等多种类型。本次实训的内容是调频发射机。调频发射机是将调制信号和高频载波调制为调频波，使高频载波的频率随调制信号的频率的变化而变化，再对所产生的调频波信号进行放大，使信号

8、输出耦合到天线上，从而把信号发射出去。调频电路是使受调波的瞬时频率随调制信号而变化的电路。调频器分为直接调频和间接调频两类。直接调频是用调制信号直接控制自激振荡器的电路参数或工作状态，使其振荡频率受到调制，变容二极管调频、电抗管调频和张弛调频振荡器等属于这一类。在微波波段常用速调管作为调频器件。间接调频是用积分电路对调制信号积分，使其输出幅度与调制角频率成反比，再对调相器进行调相，这时调相器的输出就是所需的调频信号。间接调频的优点是载波频率比较稳定，但电路较复杂，频移小，且寄生调幅较大，通常需多次倍频使频移增加。对调频器的基本要求是调频频移大，调频特性好，寄生调幅小。调频器广泛用于调频广播、电

9、视伴音、微波通信、锁相电路和扫频仪等电子设备。调频广播具有抗干扰性能强、声音清晰等优点，获得了快速的发展。调频电台的频带通常大约是200250kHz，其频带宽度是调幅电台的数十倍，便于传送高保真立体声信号。由于调幅波受到频带宽度的限制，在接收机中存在着通带宽度与干扰的矛盾，因此音频信号的频率局限于308000Hz的范围内。在调频时，可以将音频信号的频率范围扩大至3015000Hz，使音频信号的频谱分量更为丰富，声音质量大为提高。本设计采用BA1404集成电路，BA1404采用低电压、低功耗设计，电压在1V至3V之间，典型值为1.25V，最大功耗500mw，静态电流为3mA。此芯片将立体声调制、

10、FM调制、RF放大器等多个功能集成在一个芯片上。所需外围元件少，大大节省了电路的体积，其性能也比较稳定。1系统设计调频发射机首先将音频信号和高频载波调制为调频波，使高频载波的频率随音频信号发生变化，再对所产生的高频信号进行放大，激励、功放和一系列的阻抗匹配，使信号输出到天线，发送出去的装置。高频信号的产生现在有频率合成，PLL等方式。现在我国的商业调频广播的频率范围为88108MHZ，校园为7687MHZ，西方国家为7090MHZ。1.1设计方案本次实训是利用集成芯片BA1404设计成一个发射频率在88108MHZ之间的调频发射机，这样能刚好覆盖调频收音机的接收频率，通过调整电感的数值，可以方

11、便地改变发射频率，避开调频电台。其主要电路有：直流稳压电源电路、MIC放大电路、BA1404基本电路、调制信号放大电路、载波产生电路、高频功放电路等。发射机的工作原理是信号从输入插孔或MIC进来到集成芯片BA1404里面进行信号处理，出来信号再次放大再与载波信号进行调制，调制之后的信号就通过高频功放放大经过电容耦合到天线发射出去。1.2实训内容1) 学习发射机的装配与调试。 2) 提高对整机电路图与电路板图的识读能力。 3) 掌握发射机生产工艺流程，提高焊接与装配工艺水平。 4) 通过发射机组装、调试、检修，使学生提高故障分析能力和动手能力，为更高端的家用电子产品维修打下坚实的理论和实践基础。

12、 5) 掌握手工电烙铁的焊接技术，能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接。 6) 能按照PCB图焊接元件，掌握发射机的调试方法，组装一台半成成品发射机的 工艺流程。1.3实训要求1、实现88MHz108MHz的频率范围；2、能正常发射信号；3、能调节不同频率来发射信号；4、与接收机配对来发射、接收信号。2发射机原理2.1系统框图无线模拟发射系统框图如下：图2- 1发射机框图无线模拟接收系统框图如下：图2- 2接收机框图2.2系统电路发射机系统电路如下：图2- 3系统原理图2.3系统主要元器件介绍2.3.1集成芯片BA1404BA1404是日本东洋公司出品的一款很经典的立体声调频发射集成电路，其

13、工作电压范围1-3V，该电路是由FM立体声混合器、38KHZ振荡器、FM调制器和高频放大器组成的单片集成电路。下图为BA1404的内部电路图。其引脚功能如下：引脚说明说明引脚1右声道输入左声道输入182音频放大器偏置声道平衡173音频放大器地GND声道平衡16438K晶振偏置VCC15538K晶振(1)双声道复合信号输出端14638K晶振(2)导频信号输出端137射频放大器输出调制信号输入端128射频放大器地GND基准参考电压(用于改变变容管电容量)119射频振荡器网络射频振荡器网络10BA1404的引脚功能如上表所列。它主要由前置音频放大器(AMP)，立体声调制器(MPX)，FM调制器及射频

14、放大器组成。立体声前置级分别为两个声道的音频放大器。输入为0.5mV时，增益高达37dB，频带宽度为19kHz。如输入信号中存在频率高于19kHz的成分，则必须在输入端加一个低通滤波器，否则两个声道的分离度会下降。在立体声调制组，振荡器输出的38kHz信号于立体声调制。通常在16、17脚接一可调电阻，以获得最佳的通道分离度。 立体声混合信号(MPX输出信号)与导频输出信号(PILOT OUT)合成后的调制信号通过12脚进入射频振荡器并对载波进行FM调制，经射频放大后输出射频信号，射频信号的典型值在600mV左右。BA1404内部还提供了一个参考电压单元VREF。设计者可以利用这个电压信号改变外

15、接变容二极管的电容值，继而改变载波的振荡频率。因此，只要控制一个电阻的分压值就可以达到改变发射频率的目的，这是比较独特的设计。BA1404是为数不多的调频发射集成电路之一，它弥补了过去用分立元件来设计调频电路的不足，而且具有立体声调制的功能。仅用很少的外围元件就可得到优美的立体声调频信号。因此在FM立体声发射及无线微波方面具有重要的应用价值。BA1404的主要特点如下：采用低电压、低功耗设计，电压在13V之间，典型值为1.25V，最大功耗500mW，静态电流为3mA；将立体声调制、FM调制、射频放大电路集成在一个芯片上；所需外围元件少；两声道分离度高，典型值为45dB；输入阻抗为540(fin

16、=1kHz)，输入增益为37dB(Vin=0.5mV)；典型射频输出电压为600mV。2.3.2稳压管78L0578L05是一种固定电压(5V)三端集成稳压器，,其适用于很多应用场合。象牵涉到单点稳压场合需要限制噪声和解决分布问题的在-卡调节。此外它们还可以和其它功率转移器件一起构成大电流的稳压电源，如可驱动输出电流高达100毫安的稳压器。其卓越的内部电流限制和热关断特性使之特别适用于过载的情况。当用于替代传统的齐纳二极管-电阻组的时候，其输出阻抗得到有效的改善,其偏置电流大大减少。78L05有如下特性：* 输入电压可达30-35V* 输出电流可达到100mA* 无需外接元件* 内部热过载保护

17、* 内部短路电流限制* 从2004年底开始，提供的各类封装形式，均为无铅封装产品。2.3.3高频管90189018是NPN型超高频硅三极管，一般常见用于调频发射或接受器，低档无线话筒也有用的，由于它的噪声较大，一般高档的话筒不用。常见于AM/FM中频放大和FM/VHF调谐器本振电路，视频调谐振荡电路，混频电路，射频电路中。9018的参数如下：反压Vbeo 30V 电流Icm0.05A 功率Pcm 0.4W 特征频率 1GHZ 它和其它90*的最主要区别在于特征频率很高，高达1GHZ。 常用于高频电路中。如调频发射电路。2.4各模块电路介绍2.4.1直流稳压电源电路该系统是调频发射机，要求末级功

18、放有达到能把信号发射出去的功率，所以末级高频功放用DC9V供电。而前级不要需要那么大的功率，故要有稳压电路。此稳压电路是把DC9V降到DC5V经过一个电感给调制信号放大器供电。集成芯片BA1404是低电压工作的，所以，DC5V经过一个电阻限流降压之后再给BA1404供电。该稳压电路有几个特点：二级管D2在电路中起到防反接电源的作用；电感L1在电路中起到高频隔离作用；稳压管用TO-92封装的78L05管子，功率也够供电路正常工作、体重小且经济实惠。稳压电路原理图如下：图2- 4稳压电路2.4.2MIC放大电路MIC放大电路既话筒放大电路。该电路有MIC和基本放大电路主成，能实现外界的语音信号转换

19、成电信号。电路图如下：图2- 5MIC电路2.4.3BA1404基本电路集成芯片BA1404在该调频发射机中主要是音频信号的处理，可以对立体声进行编码。BA1404基本电路如下：图2- 6BA1404基本电路2.4.4调制信号放大电路调制信号放大电路是采用共射放大电路，有电流电压放大能力，把调制信号放大有助于与载波进行调制。其电路图如下：图2- 7调制信号放大电路2.4.5载波产生电路载波产生电路就是用来产生用来携带有用信号的载波，用改进型的电容三点式振荡电路（西勒电路）。其电路的频率可调范围较宽，容易调节不同的频率，以实现在88108MHz之间的调制。其电路如下：图2- 8载波产生电路2.4

20、.6高频功放电路高频功放是把调频信号放大到足够大的功率，以能从天线上发射出去的。高频功放的负载是采用并联的LC回路，这样可以选出要发射出去的频率。高频功放电路如下：图2- 9高频功放电路3硬件安装与调试3.1硬件安装此次实训的电路板已经是打好板子的，所以我们只要把元器件焊接上去，然后调试硬件就可以了。故焊接和调试就成了本次实训最主要的环节。3.1.1焊接基本步骤1)插件将插件元件插入电路板标示位置过孔中，与电路板紧贴至无缝为止。如未与电路板贴紧，在重复焊接时焊盘高温易使焊盘损伤或脱落，物流过程中也可导致焊盘损伤或脱落。2)预热烙铁与元件引脚、焊盘接触，同时预热焊盘与元件引脚，而不是仅仅预热元件

21、，此过程约需1秒钟时间。3)加焊锡焊锡加焊盘上（而不是仅仅加在元件引脚上），待焊盘温度上升到使焊锡丝熔化的温度，焊锡就自动熔化。4)加适量的焊锡，然后先拿开焊锡丝。5)焊后加热拿开焊锡丝后，不要立即拿走烙铁，继续加热使焊锡完成润湿和扩散两个过程，直到是焊点最明亮时再拿开烙铁，不应有毛刺和空隙。6)冷却在冷却过程中不要移动插件元件。3.1.2焊接注意事项在电路的安装过程中由于想把元器件引脚焊点焊接美观，在有的焊点处烙铁停留时间过长，导致焊盘脱落的现象发生。因此在安装时要注意以下事项： 1) 焊接前需要先将元件固定； 2) 由于工作于高频状态，在安装、焊接元件时各元件引脚应尽量短； 3) 确保IC

22、引脚不会被虚焊，移动的时候力度一定要轻，力度过大会损坏元件的引 脚； 4) 焊接时候要注意时间和力度，用力过大或者焊接时间过长会让对面的焊锡也融 化了，这样容易导致元件移位；5) 焊接完所有引脚后，检查各个引脚之间是否有短路的情况，如果有，则用烙铁 从两个引脚之间慢慢划过，这样让多余的焊锡吸附到烙铁上，从而消除短路。3.2硬件调试3.2.1调试的基本步骤1) 先检查PCB电路板上元器件有没有焊接错误和焊接情况，查看是否存在电路的短路和虚、假焊等不良现象，然后可接通DC9V电源。（注意电源的正负级）2）把音频信号接到音频输入端。3）打开收音机，拉出收音机天线，波段开关置于FM波段（频率范围为88

23、108MHz）。4）慢慢扭动收音机调谐旋钮，在88MHz108MHz之间选择一个没有广播电台的频段。再调节电感L3，直到收音机可以收到制作的发射机中输出的音频信号。5）然后逐渐拉开无线话筒和收音机间的距离，直到距离在810m时，仍能收到清晰信号为止。注意在调试中无线话筒发射频率应避开调频波段内的广播电台的频率，以免产生干扰。3.2.2调试结果1）发射频率：103.6MHz2）使用距离：10M左右3）使用条件：DC9V供电，广阔的地方使用。4总结为期两周的通信电路课程实训很快就结束了。在这次实训中我选做的是调频发射机。刚拿到题目的时候我看了电路，有些模块电路还是可以看懂会分析的，就是那集成芯片不

24、熟悉，不知道那块芯片的具体用法。但在老师的讲解之下，我就豁然开朗了，知道BA1404芯片的功能及用法。也回顾了一下老师课堂上所讲的理论知识点。以前我有过做电路板的经验，所以在焊接元器件时就很娴熟，很快就焊完了。焊接时要多注意芯片和管子的引脚，不要把元器件焊反焊错位置。焊完检查没什么问题就进行硬件的调试了。调试发射机中有个较好的方法是在收音机中选择一个没有电台的频率，然后调节板子上的L3处的电感，当收音机收到输入发射机的音频信号时，发射机发射出去信号的频率就是你收音机接收的频率。这样就可以知道你所发射的频率为多少了。在调试中我有进行发射距离的测试。在接收到发射机发射出来的信号时缓慢的移动收音机，

25、当收音机刚好没接收到信号时离发射机的距离就是发射机所能发射最远的距离，大概为十米。同时也测试了话筒，也能正常工作。这样的课程实训对于培养学生的动手能力有很大的帮助。学生在学习理论的时候也要适当的动手实践，做一个完整的系统项目，这样学生对理论会有更深的理解，同时对一个项目有所了解，为以后出去工作打下基础。附：在看调频发射机原理图的时候，我发现了原理图有处错误。就是原理图中稳压管的管脚标记有错，他把一脚作为输入、三脚为输出了。而78L05正确的是一脚为输出端、三脚为输入端。谢 辞首先，感谢学院为我们学生提供了这样一个实训学习的平台。让我们在学完理论后可以把理论运用到实践中，更加深化了我们对理论的理解。学院提供很多的硬件设备给我们使用，同时也给予我们本次实训所需要的板子和元器件，这样对我们调试增加了很大的成功率，也对本次实训的顺利完成创造了很好的条件。还要感谢老师，老师们轮流值班，为学生提供帮助，让同学们很感动，在电路出现问题的时候，老师们像平常一样耐心的讲解电路并指导解决，让我们受益匪浅。并借次机会，感谢指导老师对我们的关心、帮助和鼓励。在每个学期的理论课上和整个实训过程中对我们严格要求，耐心地、专业地指导，反复为我们讲解要点，给与我们极大的启发、帮助以及鼓励，使我们顺利的完成了每次课程以及这次课程的实训。参考文献1 沈伟慈.通信电路（第三版）.西安电子科技大学出版社.