高频实训论文调频发射机

1、桂林电子科技大学实训（论文）报告用纸 第 1 页 共 2 页 摘要调频发射机作为一种简单的通信工具，由于它不需要中转站和地面交换机站支持，就可以进行有效的移动通信，因此深受人们的欢迎。目前它广泛的用于生产、保安、野外工程等领域的小范围移动通信工程中。本是设计利用 BA1404 调频立体声发射集成电路设计一个发射频率在 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，可以方便地改变发射频率，避开调频电台。调频发射机主要由基本放大电路，载波产生电路，调频波产生电路，谐振器，采集外界的声音信号的话筒 MIC 等构成。通过话筒或者外部信号输入插座将声音信号采集

2、引入到调频发射机，再送到三极管的基极进行频率调制并利用电容将发射信号耦合到天线上发射出去。关键词关键词：调频；发射机；BA1404；集成桂林电子科技大学实训（论文）报告用纸 第 2 页 共 2 页 AbstractFM transmitter as a simple communication tools, which can effectively mobile communication without station and the ground switch stand support, so it is deeply welcome.At present it widely used

3、 in the production, the security, the wild areas such as engineering small areas of the mobile communication engineering.This designs using BA1404 frequency modulation stereo launch integrated circuit design a transmitter which could launch in 88 108 MHZ frequency of FM.For this will just cover FM r

4、adio receive frequency,and by adjusting the inductance of the numerical, it can alter the frequency, avoid FM radio.The FM transmitter mainly from the basic amplifying circuit, carrier produce circuit, FM wave produces circuit,resonators, collect the external sounds of signal receiver MIC, etc. Thro

5、ugh the microphone or external signal input jack will sound signal acquisition is introduced to FM transmitter, then to the transistors base on the frequency modulation and use of capacitance will send a signal to the antenna on the coupling emitted.Key words：FM; The transmitter; BA1404; integration

6、桂林电子科技大学实训（论文）报告用纸 第 1 页 共 1 页 目目录录引言.11 系统设计.11.1 设计方案.11.2 设计任务与要求.22 工作原理.22.1 系统原理框图及电路原理图.22.2 各基础电路原理介绍.32.2.1 基本放大电路.32.2.2 调频立体声发射芯片 BA1404 的应用.32.2.3 载波产生电路.42.2.3 振荡电路.42.2.4 直接调频电路.62.2.5 总系统实现原理.63 电路的焊接.63.1 焊接基本步骤.63.2 焊接注意事项.74 系统调试.74.1 调试的基本步骤.74.2 调试的结果.85 结论.8谢 辞.9参考文献.10附 录.11桂林电

7、子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 1 页 共 12 页 引言社会发展到今天，现代化的通讯工具在我们的生活中显得越来越重要。发射机的功能是将原始信号调制成频率携带消息的信号，该过程称作调制过程，实现这一功能的电路称作调频电路。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

8、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

9、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、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 88

10、108MHZ,校园为 7687MHZ,西方国家为 7090MHZ。1.1 设计方案本是设计利用 BA1404 调频立体声发射集成电路设计一个发射频率在 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，桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 2 页 共 12 页 可以方便地改变发射频率，避开调频电台。调频发射机主要由基本放大电路，载波产生电路，调频波产生电路，谐振器，采集外界的声音信号的话筒 MIC 等构成。通过话筒或者外部信号输入插座将声音信号采集引入到调频发射机，再送到三极管的基极进行频率调制并利用电容将发射信号耦合到天线上发射出去。1.2 设

11、计任务与要求（1）设计任务设计一个实用的调频发射机。（2)设计要求发射频率为 87MHz108MHz，这是调频收音机工作频率范围；发射距离为 5M；采用收音机接收发射信号；电源电压 9V，用实验室电源箱供电；整机体积应尽量小。 2 工作原理2.1 系统原理框图及电路原理图1、调频发射机结构框图如图 2.1-1 所示2、系统设计电路总原理图如图 2.1-2 所示。图 2.1-1 调频发射机结构框图桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 3 页 共 12 页 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:6-Jan-2012 Sheet o

12、f File:C:Documents and SettingsAdministrator发发发发发发发发发.ddbDrawn By:R-in1AF B2AF G3OSC B4XTAL5XTAL6RF O7RF G8OSC9OSC10Vref11MODE12PILOT13MXP OUT14VCC15MXP16MXP17L in18U1BA1404C7CC2CC12ELECTRO1R2RES2C6CC1CR1RES2C9ELECTRO1J?PHONEJACK STEREO SWGNDMK1MICROPHONE2Q4NPN1C31ELECTRO1R18RES2R17RES2C30ELECTRO1R1

13、6RES2+5VGNDC25ELECTRO1C8CAPGNDY?CRYSTALC27CAPGNDGNDD1LEDC26CAPR3RES2C13CAPC16ELECTRO1R4RES2R5RES2C10ELECTRO1C3CAPR7RES2R6RES2C4CAPC11ELECTRO1R9RES2Q1NPN1GNDGNDR10RES2C5CAPGNDC14CAPR11RES2L1INDUCTOR IRONL3INDUCTORC18CAPC28CAPR14RES2C19CAPC20CAPQ2NPN1R12RES2R15RES2C21CAPR13RES2Q3NPN1C23CAPL2INDUCTORGN

14、DC24CAPE1ANTENNAC15CAP C17ELECTRO1C29CD2DIODE1234J2CON4Vout3GND1Vin2U278L05GND图 2.1-2 系统设计电路总原理图2.2 各基础电路原理介绍2.2.1 基本放大电路 话筒（MIC） ，电容 C30，电阻 R16、R17、 R18 三极管 Q4 组成基本放大电路。话筒可以将话音转换成音频信号，音频信号经过耦合电容 C30 传到三极管 Q4 的基极，实现音频信号的放大，从而获得所需要的功率，以便对高频载波进行调制。2.2.2 调频立体声发射芯片 BA1404 的应用桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 4 页 共

15、 12 页 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 主要有三个功能，即立体声编码、音频放大和调频功能，在本设计中只利用了立体声编码功能得到 NXP 复合立体声信号，其他功能通过分立元件完成。BA1404 的引脚框图如图 2.2-1 所示，其中，18 脚为左声道输入端，9 脚为右声道输入端，左右声道的输入信号经过复合后从 14 脚输出。13 脚为 19KHZ 的导频信号输出端，此信号为接收端同步检波中

16、的同步信号，这是一个低频信号，再将其作为调制信号与 14 脚输出的信号一起通过低频放大器 Q1（低频管 9013）完成解调。图 2.2-1 BA1404 的引脚框图2.2.3 载波产生电路本设计将一个 38KHZ 的晶振 Y1 接入 BA1404 的 6 脚作为载波。2.2.3 振荡电路振荡器是一种能量转换器，由晶体管等有源器件和具有选频作用的无源网络及反馈网络组成，其框图如图 2.2-2 所示。放大电路选频网络正反馈网络输出图 2.2-2 振荡器原理框图桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 5 页 共 12 页 LC 振荡器的电路种类比较多，根据不同的反馈方式，又可分为互感反馈振荡器

17、，电感反馈三点式振荡器，电容反馈三点式振荡器，其中互感反馈易于起振，但稳定性差，适用于低频，而三点式振荡器稳定性好，输出波形理想，振荡频率可以做得较高。选择电容反馈三点式振荡器，而电容反馈三点式振荡器又分为考电容三点式振荡器，克拉泼振荡器，西勒振荡器。电容三点式改进型振荡电路，也叫克拉泼振荡器，不需要外来激励信号，自身将直流电能转换为交流电能的电路。由串联电容与电感回路及正反馈放大器组成，振荡频率主要取决于谐振回路的电感和电容。当反馈量足够大时，放大器便会产生自激振荡。同时，依靠选频网络的选频特性，使得电路只在我们需要的频率上产生自激振荡，而且，选频网络还可以滤除由于器件工作进入非线性区所产生

18、的谐波，使得振荡电路的输出波形更接近于正弦形。这样，此反馈型振荡电路就可以产生我们需要的正弦信号。输出信号的频率主要有选频网络来确定。这样，此电路就符合了题目正弦波振荡器的要求。西勒振荡电路是另一种改进型电容三点式振荡器如图 2.2-3 所示。电容C1、C2、C3 的取值原则同克拉泼振荡电路。它与克拉泼振荡电路的不同点仅在于回路电感 L 两端并联一个可变电容 C4。这种电路同样具有频率稳定度高的显著特点。图2.2-3 西勒振荡电路（a 实际电路，b 等效电路）桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 6 页 共 12 页 在本电路中采用了西勒电路作为高频振荡电路，为 FM 调制提供高频信号

19、源。其电路形式如图 2.2-4 所示。图 2.2-4 本设计中使用的西勒电路2.2.4 直接调频电路实现调频的方法很多，大致可分为两类，一类是直接调频，另一类是间接调频。直接调频是用调制信号电压直接去控制自激振荡器的振荡频率（实质上是改变振荡器的定频元件） ，变容二极管调频便属于此类。从原理图中可以看出，本设计将 Q2 的 PN结（B 极与 C 极）作为变容二极管构成调频电路，通过改变 PN 结的电压来控制调制信号进行调频。2.2.5 总系统实现原理本实训是需要通过这个自制的调频发射机，可以使我们的声音经话筒或者直接输入的音频信号转变成电信号，调制在高频信号上，经天线发射后从一般收音机中接收播

20、放。话筒(MIC)采集到的交流声音信号通过 C10 耦合后送到三极管的 Q4 基极(电阻 R16为 MIC 提供一定的直流偏压，R16 的阻值越大，话筒采集声音的灵敏度越弱，电阻越小话筒的灵敏度越高)，把微弱的电压信号放大到足够的幅度(通过改变三极管的基极和发射极之间电容来实现调频的，当声音电压信号加到三极管的基极上时，三极管的基极和发射极之间电容会随着声音电压信号大小发生同步的变化，同时使三极管的发射频率发生变化，实现频率调制)。通过发射天线向外发射，由于发射频率可以在88108MHZ 之间，正好覆盖调频收音机的接收频率，通过调整 L3 的数值（拉伸或者压缩线圈 L）可以方便地改变发射频率，

21、避开调频电台，再通过调整 L2 来调节清晰度。发射信号通过 C24 耦合到天线上再发射出去，用普通调频收音机就可收听广播了。桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 7 页 共 12 页 3 电路的焊接3.1 焊接基本步骤1) 插入 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，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

22、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。3.2 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 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

23、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。桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 8 页 共 12 页 4 系统调试4.1 调试的基本步骤1) 先检查印刷电路板和焊接情况，查看是否存在电路的短路和虚、假焊等不良现象，然后可接通电源。2) 通电后，将音频输入 Mic 处悬空，用镊子碰连接处，用万用表电压 10V 档位测 IC 的 14 引脚应有 1V 左右的输出，3) 测试 Mic 是否可正常使用。在 14 脚的电容负脚点对地用一耳机监听，应

24、7C能听到 Mic 拾取的话音，说明 IC 内的音频放大器已经工作；4) 测试 MP3 音频输入线路能否正常工作，将 MP3 或手机中的音频信号通过转换线连接电路，再完成 3）步骤。5) 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 兆赫至 108 兆赫） 。6) 慢慢转动收音机调谐旋钮，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，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。如果在整个频段（88MHz108MHz）都收不到自己的声音，或者收到

25、声音效果不好（不清晰或者与某一电台重叠） ，说明发射频率不合适，可以小心拨动振荡线圈 L3，增大或减小每匝之间的距离，然后重新搜台。如果还不行，则应拆下线圈 L，改变其匝数后焊上再试，直到效果满意为止。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。4.2 调试的结果1) 发射频率：104.1MHZ。2) 使用距离：大于 10M。3) 使用条件：9V 电源，使用环境空间开阔，干扰少的地方。5 结论课程实训是培养学生综合运用所学知识，发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。通过这次实训，我才真正领略到“艰苦奋斗

26、”这一词的真正含义，我才意识到老一辈测绘为我们的社会付出。我想说，焊接电路确实有些辛苦，但苦中也有乐，看到自己的焊点由之桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 9 页 共 12 页 前的粗糙变得美观，焊接技术从陌生到娴熟的转变，心里总会有点小小的成就感。在如今理论课很多的情况下，课程设计是我们的实践课，通过这个课程不仅是我们的动手能力得到了提高同时也增进了我们的团队合作意识，虽然本次实训从制作到调试都是自己独立完成的，但是在调试的过程中，还是得到了其他同学不少的帮助。女生的动手能力一直都是表薄弱的，在调试的时候，比如电源的输出调整，输出电压的测量等相对比较危险的事都是男生帮忙做好。同时，

27、在调试的时候，由于设备计较少，所以基本就是一台电源旁边就是一堆人等着调试，在大家调试的时候遇上问题了，大家都会各抒己见，帮助解决问题，这让我感觉很温暖，也让我真正体会到了团结的力量。桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 10 页 共 12 页 谢 辞首先，感谢信息与通信学院为我们电子信息工程学生提供了一次实训学习的平台。在硬件方面，学院提供了很好的实训平台，并且为学生免费提供大量需使用的电子元件，为能够成功完成这次实训创造了很好的条件。其次，在学习中，老师严谨的治学态度、丰富渊博的知识。认真的工作态度都是我学习的楷模。在实训中老师给予了许多帮助与支持。最后，还要感谢那些实训中给我我帮助的可爱的朋友们，谢谢你们的帮助和鼓励。桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 11 页 共 12 页 参考文献1 王卫东、傅佑麟.高频电子线路.电