大学生毕业设计报告基于BH1417F的发射机设计

1、信息与电子工程学院毕业设计文档BH1417F立体调频发射机摘 要： 本设计为一简单功能的无线电调频发射器，相当于一个迷你的电台，通过该发射器可以把声音转换为无线电信号发射出去，该信号频率可调，通过普通收音机接收，只要在频率适合时即可收到发射器发送出的无线电信号，并通过扬声器转换出声音。 采用主要模块有：（1） BH1417F芯片模块。（2） 发射机模块。（3） 调频模块。关键词：FM发射电路，BH1417F芯片，调频发射机BH1417F立体声调频发射机毕业设计报告目录一前 言1二.设计要求与思路12.1调频发射机的设计要求12.2系统设计整体思路1（1）BH1417F性能特性1（2）压控振荡器

2、参数设计5（3）FM发射电路设计6三、方案比较、设计与论证73.1方案一73.2 方案二8四、系统电路图54.1 调频调制发射部份54.2 电源系统6五、调试6六、结论7致谢7附录8BH1417F立体声调频发射机一前 言BH1417F 是 ROHM 公司推出的FM 无线发射芯片，它可工作于频段（87108MHz）， 与简单外围电路配合使用可发射音频 FM 信号，它是一种无线音频传输集成电路，可以将计算机声卡、游戏机、CD、DVD、MP3、调音台等立体声音频信号进行立体声调制发射传输，配合普通的调频立体声接收机就可实现无线调频立体声传送。适合用于生产立体声的无线音箱、无线耳机、CD、MP3、DV

3、D、PAD、 笔记本计算机等的无线音频适配器开发生产。BH1417 采用 22 脚 SSOP封装， 工作电压为 10-12V。 二.设计要求与思路2.1调频发射机的设计要求(1) 调频发射机调频频率在87MHz108MHz（共有  87.7，87.9，88.1，88.3，88.5，88.7，88.9，106.7，106.9，107.1，107.3，107.5，107.7，107.9 十四个频率可选。 ） (2) 接收距离百米左右。2.2系统设计整体思路（1）BH1417F性能特性 FM 发射电路采用稳定频率的锁相环系统。这一部分由高频振荡器、高频放大器及锁相环频率合成器组成。调频调制

4、由变容二极管组成的高频振荡器实现，高频振荡器是一个锁相环的 VCO， 立体声复合信号通过它直接进行调频调制。高频振荡器是由第 9 脚外部的 LC回路与内部电路组成，振荡信号经过高频放大器从脚 11 输出，同时输送到锁相环电路进行比较后从第7 脚输出一个信号对高频振荡器的值进行修正，确保频率稳定。一但频率超过锁相环设定的频率，第7脚将输出的电平变高；如果是低于设定频率，它将输出的电平变低；相同的时候，它的电平将不变。（1.1）将预加重电路、限幅电路、低通滤波电路（LPF）一体化，使音频信号的质量比分立元件的电路（如：BA1404）有很大改进。（1.2）采用了锁相环锁频并与调频发射电路一体化，使得

5、发射的频率非常稳定。（1.3） 采用了 4 位的拔码开关进行频率设定，可设定 14 个频点，使用非常方便。BH1417它五部分组成：音频预处理电路（加重、限幅和低通滤波）；基频产生电路（晶振、分频）；锁相环电路（相位检测、锁频）；频率设定电路（高低电平转换）；调频发射电路。外围电路主要有拔码 开关组成的频率控制电路、压控振荡器组成的载波产生电路、定时器元件以及一些耦合电容。BH1417F采用 SOP 封装，各引脚功能如下图所示。 BH1417F引脚图（2） 压控振荡器参数设计 结合BH1417F 频点可知，压控振荡器的频率变化范围必须覆盖芯片的所有频点。考虑到通用元器件的精度和加工工艺水平，这

6、里适当放宽频段，以保证芯片能正常地锁住频点。（3）FM 发射电路设计 立体声信号通过脚 1、22 输 入，配合 2、3、20、21 这几个引 脚外部的阻容组合，完成立体声 信号的低通、预加重和调制，调制后的复合信号通过脚 5 输出。 脚 15、16、17、18 输入的频率代码经过解码和鉴相后，由脚 7 输出 PLL 振荡器的控制信号 VCO。此 VCO 控制外部的分立元件组成的高频振荡电路产生 FM 调频的载波信号，并通过一个三极管对脚 5 输出的复合立体声信号进行 FM 频率调制。调制后的信号通过脚 9 输入到 BH1417F，经过内部的射频放大器放大后的射频信号由脚 11 输出。输出后的信

7、号可以直接接到发射天线上进行发射，或者输入到射频功率放大器进行放大后发射，以扩大发射距离。脚 13、14需要外接 7.6MHz 的晶体振荡器，提供给 BH1417F 内部的鉴相、立体声信号调制等部分所需要的稳定时钟。综上可得BH1417无线发射芯片的典型应用电路如下图所示： 三、方案比较、设计与论证3.1 方案一采用BA1404调频发射芯片做立体声调率发射电路方案，应用电路如下图所示，BA1404主要由前置放大器（AMP），立体声调制器（MPX），FM调制器及射频放大器组成。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,如输入信号存在频率高

8、于19 KHz 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。BA1404对于一般的调频发射已经够了,但它却有一个致命的缺点:没有锁相环电路,即容易跑频。 基于BA1404调频发射芯片的立体声调率发射电路3.2 方案二采用BH1417F调频发射芯片做调率发射电路方案，BH1417F是由提高信噪比（S/N）的预加重电路、防止信号过调的限幅电路、控制输入信号频率的低通滤波电路（LPF）、产生立体声复合信号的立体声调制电路、调频发射的锁相环电路（PLL）组成。BH1417F的频率特性非常出色，它能达到40dB的分离度，传送的音质可与本地调频电台比美，适合用于一些对音频指标很高的系

9、统中。经过仔细的分析论证，决定采用方案二，因为第二种方案中BH1417F里有锁相环的电路，频率不会跑偏，比较好确定频率是多少，同时也没有设计到单片机这块，让我们更容易接受。四、系统电路图4.1 调频调制发射部分 BH1417F采用贴片式SOP22封装，各引脚功能如下： 1和22脚为左右声道信号输入端。2和21脚连接预加重电路，可由外接的电路改变时间常数（T=227×C）。3和20脚为低通滤波器的可调端，外接150F的电容可限制15以上信号的输入。4脚为滤波端，外接电容可改善参考电压的波纹系数。5脚是立体声复合信号的输出端。6脚接地，7脚为PLL鉴相器输出。8脚为电源端，连接+5V电源

10、。9脚为RP振荡器端，由其与外围元件构成压控振荡电路。10脚为RF接地端。11脚为RF信号输出端，经带通滤波器连接至天线或后级功放。12脚为电源端。13、14脚外接-7.6晶振。1518脚为并行数据设置端，由它们控制发射器的输出频率，19脚为导频信号调整端。BH1417F将预加重电路、限幅电路、低通滤波电路（LPF）一体化，使音频信号的质量比分立元件的电路有很大改进； 导频方式的立体声调制电路；采用了锁相环锁频并与调频发射电路一体化，合发射的频率非常稳定。采用了4位三排的跳线阵列进行频率设定，可设定14个频点，使用上非常方便。应用电路如下图所示： 基于BH1417F调频发射芯片的调率发射应用电

11、路4.2 电源系统 采用单片机控制的数字调频台功耗很小，可用7805三端稳压块对BH1417F电路单独供电，电源变压器功率大于10W即可。集成块电源脚就近应接0.1F的瓷片电容。这里我们选用两节9V电池供电。五、调试按照设计思路，测试阶段我们准备先对各个模块进行逐级测试，在测试过程中，要做好详细的测试记录，并对测试结果做出正确的分析。发射频率范围（87MHz 108MHz）、调制信号（400Hz 1000Hz音频信号，幅度Vp-p=1伏）和接收范围（用调频收音机在100米内能正常接收）测试。将发射机放在室内（尽量避免强电磁波干扰），用函数信号发生器产生调制信号（400Hz1000Hz；Vp-p

12、=1.0V）接到发射机的输入端，把收音机拿到离发射机15M 的地方,当自制的发射机的频率设置为87.7MHz时，调节收音机的FM TURING 使收音机显示为87.7MHz，就能够听到调制信号的音频声音。当自制的发射机的频率设置为107.9MHz时，调节收音机的FM TURING 使收音机显示也为107.9MHZ左右，也能够听到调制信号的音频声音。按下表端口设置与发射频率关系表分别进行测试均可听到调制信号的音频声音。测试数据距离 M255075100收音机信号较强强弱较弱六、结论按照毕业设计任务书的要求，经过查找资料，参考各类文献，最终确定BH1417芯片为主控单元，结合发射单元、调频单元来实

13、现发射机调频功能，最终实现了各项功能，完成了立体调频发射机设计。由于时间和经验等方面的原因，本设计还存在着一些不足，功能还可完善，可拓展更多的功能，但本次设计在同学及老师的指导下，完成了设计的要求。致谢毕业设计即将结束，在老师的指导和同学的帮助之下，我们顺利完成了此次毕业设计。通过毕业设计，学生对自己大学三年以来所学的知识有更多的认识。 毕业设计，帮助我们总结大学三年收获、认清自我。同时，还帮助我们改变一些处理事情时懒散的习惯。从最开始时的搜集资料，整理资料，到方案比选，确定方案，再到着手开始硬件的制作和设计，每一步都是环环相扣，衔接紧密。在毕业设计过程中，我遇到了许许多多的困难。在此我要感谢

14、我的指导老师老师给我悉心的帮助和对我耐心而细致的指导。除了敬佩老师的专业水平以外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作，我才得以解决毕业设计中遇到的种种问题。同时感谢我院、系领导对我们的教导和关注；感谢大学三年传授我们专业知识的所有老师。谢谢他们呕心沥血的教导。还有谢谢我周围的同窗朋友，他们给了我无数的关心和鼓励，也让我的大学生活充满了温暖和欢乐。如果没有他们的帮助，此次毕业论文的完成将变得困难。他们在我设计中给了我许多宝贵的意见和建议。同时也要感谢自己遇到困难的时候没有一蹶不振，取而代之的是找到了最好的方法来解决问题。附录附录A 元器件清单元件数量元件数量BH1417F1三极管BB9101