毕业设计（论文）-袖珍型发射机的设计与应用.doc

附录1：江苏大学毕 业 设 计 (论 文) 袖珍型发射机的设计与应用pocket the design and application shot machine系 名： 专业班级： 0316班 学生姓名： 学 号： 09 指导教师姓名： 指导教师职称： 2008 年6 月附录2：目 录第一章 发射机的概论11.1 发射机的概论1第二章 小功率调频发射机12.1 主要技术指标12.2 设计提示12.3 参考电路2 2.4 制作调试4 2.5 测试结果4 2.6 个人电路设计5 2.7 实验相关资料7 2.8 实验小结12第三章袖珍型窃听器123.1 电路工作原理133.2 制作过程14 3.3 问题解析15 3.4 电路调校17第4章 电路的制作与焊接18第五章调试工艺22结论25致谢参考文献附录3 袖珍型发射机的设计与应用专业班级：电子技术应用0316 学生姓名： 指导教师： 职称：摘要 几乎每个电子爱好者都有利用无线电的雄心壮志，不论遥控一架飞机或者与外界通讯，都表达他们发射的期望讯号。 这里向各位介绍的一部袖珍发射机，十分适合初学者，电路简单易制，造价低廉，输出功率不超过58mw，发射范围在房屋区可至300米左右，用一部普通的fm收音机接收，显示其灵敏度和清晰度俱佳，电路设计中最富挑战性的部份就是只需用3v电源和半波天线便有如此的发射能力。另外，由于电路需要的零件十分之少，故可将之安放在一个火柴盒关键词：发射机 窃听器 英文论文题目abstract almost each electronics fanciers is all beneficial to use the ambition life ambition of wireless, controling from a distance an airplane in spite of perhaps and outside communication, all express the expectation signal that they shoot. one introduced toward the everyone here is pocketsized to shoot machine, suiting raw recruit very, the electric circuit makes in brief and easily, building price cheap, output power not more than 5 s 8 mws, shoot scope can go to 300 meters in the house area or so, use a common of the fm radio receive, showing it intelligent degree and clear degree all good, electric circuit design in the part of the most rich challenge be needs to use the 3 v power supply and half wave antenna then like this of blast-off ability.moreover, because the spare parts ofwith electric circuit demand very it is little, so can put it in a matchboxkey words shoot machine dictograph第1章 发射机的概论1.1 发射机的概论 发射机就是可以将信号按一定频率发射出去的装置。是一个比较笼统的概念。广泛应用与电视，广播，雷达等各种民用，军用设备。 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。第二章 小功率调频发射机2.1 主要技术指标1中心频率 2频率稳定度 3. 最大频偏 4输出功率 5. 天线形式 拉杆天线（75欧姆）6. 电源电压 2.2、设计提示通常小功率发射机采用直接调频方式，它的组成框图如下所示。其中高频振荡级主要是产生频率稳定、中心频率符合指标要求的正弦波信号，且其频率受到外加音频信号电压调变；缓冲级主要是对调频振荡信号进行放大，以提供末级所需的激励功率，同时还对前后级起有一定的隔离作用，为避免级功放的工作状态变化而直接影响振荡级的频率稳定度；，功放级的任务是确保高效率输出足够大的高频功率，并馈送到天线进行发射。输出功率级缓冲级调频震荡级上述框所示小功率发射机设计的主要任务是选择各级电路形式和各级元器件参数的计算。1、 频振荡级由于是固定的中心频率，可考虑采用频率稳定度较高的克拉泼振荡电路。关于该电路的设计参阅高频电子线路实验讲义中实验六内容。2、缓冲级由于对该级有一定增益要求，考虑到中心频率固定，因此可采用以lc并联回路作负载的小信号谐振放大器电路。对该级管子的要求是至于谐振回路的计算，一般先根据计算出lc的乘积值，然后选择合适的c再求出l。c根据本课题的频率可取100pf200pf。1、 功放输出级为了获得较大的功率增益和较高的集电极效率，该级可采用共发射极电路，且工作在丙类状态，输出回路用来实现阻抗匹配并进行滤波，从结构简单、调节方便起见，本课题可采用型网络，计算元件参数时通常取在10以内，计算公式请参阅教材第二章。功放管要满足以下条件：2.3、参考电路鉴于上述设计考虑图31所示是可供午安用的电路之一。在条件许可时，亦可采用mc2833单片集成电路灭设计，该集成电路工作原理请参见其规格书，应结合本课题要求对电路外围元件参数作相应计算修改。考虑到变容二极管偏置电路简单起见，采用共基电路。因要求的频偏不大，故采用变容二极管部份接入振荡回路的直接调频方式。c3为斟极高频旁路电容，r1、r2、r3、r4、r5为t1管的偏置电阻。采用分压式偏置电路既有利于工作点稳定，且振荡建立后自给负偏置效应有篮球振荡幅度的稳定。一般选为3ma左右，太小不易起振，太大输出振荡波形将产生失真。调节c9、cp可使高频线性良好。r7、r9为变容二极管提供直流偏置。调制音频信号c4、加到变容二极管改变振荡频率实现调频。振荡电压经电容c10耦合加至t2缓冲放大级。t2缓冲放大级采用谐振放大，l2和c11应谐振在振荡载波频率上。如果发现通过频带太窄或出现自激可在l2两端并联上适当电阻以降低回路q值。该级可工作于甲类以保证足够的电压放大。t3管工作在丙类状态，既有较高的效率，同时可以防止t3管产生高频自激而引起的二次击穿损坏。调节偏置电阻可改变t3管的导通角。l3、l4、c15和c16构成型输出回路用来实现阻抗匹配并进行滤波，即将天线阻抗变换为功放管所要求的负载值，并滤除不必要的高次谐波分量。常用的输出回路还有l型、t型以及双调谐回路等。图31 小型调频发射机参考电路2.4、制作调试自制前应先集齐所有元件，并对其质量及参数进行细心的检测，再根据所需的体积设计一款合适的线路板。总而言之，良好的元件质量、合适的印板布局是有效提高自制成功率的保证，主要调试步骤如下：1. 排版电路板，然后将所有元件连同天线一并按设计好的电路焊在万能板上，对安装焊接工艺要求是：尽量缩短高频部分元件引线；电阻、电容尽可能卧式安装，并无虚焊、脱焊现象。2. 给发射机通电，电压为9v。天线接示波器与频率计，反复调节l1、l2、l3匝间距离以使场强计示数增至最大，必要时对各级的谐振电容进行调节，使输出频率达到要求，并出现不失真的正弦波。3. 不起振或振荡弱；若输出功率小，若能保证元件的质量，以下步骤可助你排除故障：1，在cc两端并联一个7pf电容(注意：该电容不可过大，否则你会发现调制失效)；2，调振荡级偏置电阻；3，改变c6容量一试，如果上述方法不能解决，也有可能是元件布局不合理引起，可重新对电路板进行布线。4. 连接频偏仪测出角频偏2.5、测试结果理论值实际值电感(h)调试前调试后l13.33.20.9l21.71.71.5l31.11.41.9频率0（mhz）1211.9最大频偏m（+10khz幅度v4.22.6、个人电路设计采用间接调频的方式，其组成如图2所示。其正弦波振荡器一般采用高频稳度的晶体振荡器，产生的载波通过调相器后引入一个可控的附加相移，从而达到间接调频的目的。考虑到电路的复杂度故采用直接调频的方案。 1振荡级在调频振荡级可选用电感三点式，电容三点式和晶体振荡器产生正弦波电压。具体电路如图3，4所示。本实验采用较为稳定的克拉泼电路如图5所示三极管t1应为甲类工作状态，其静态工作点不应设的太高，工作点太高振荡管工作范围易进入饱和区，输出阻抗的降低将使振荡波形严重失真，但工作点太低将不易起振。在克拉泼电路中c1，c2受三极管级间电容cce，cbe，ccb的影响。因此在电容的取值上应满足c4c1,c4c2.（c1=220p c2=220p c4=100p） 3.5uh2缓冲级为了使第三级能够达到额定功率必须加大激励即vbm，因此要求缓冲级有一定的增益，可采用lc并联回路作负载的小信号谐振放大器。由可得1.7uh3功率输出级为了有较高的效率和稳定的输出可用丙类功放同上可得1.1uh.级与级之间还应加入级间耦合电容，电容取值应对交流近似短路（）2.7、实验相关资料 1. 变容二极管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。间接调频则是利用频率和相位之间的关系，将调制信号进行适当处理（如积分）后，再对高频振荡进行调相，以达到调频的目的。两种调频法各有优缺点。直接调频的稳定性较差，但得到的频偏大，线路简单，故应用较广；间接调频稳定性较高，但不易获得较大的频偏。常用的变容二极管直接调频电路如图z0916（a）所示。图中d为变容二极管，c2、l1、和c3组成低通滤滤器，以保证调制信号顺利加到调频级上，同时也防止调制信号影响高频振荡回路，或高频信号反串入调制信号电路中。调制级本身由两组电源供电。对高频振荡信号来说，l1可看作开路，电源eb的交流电位为零，r1与c3并联；如果将隔直电容c4近似看作短路，r2看作开路，则可得到图（b）所示的高频等效电路。不难看出，它是一个电感三点式振荡电路。变容二极管d的结电容cj，充当了振荡回路中的电抗元件之一。所以振荡频率取决于电感l2和变容二极管的结电容cj的值， 。变容二极管的正极直流接地（l2对直流可视为短路），负极通过r1接+eb，使变容二极管获得一固定的反偏压，这一反偏压的大小与稳定，对调频信号的线性和中心频率的稳定性及精度，起着决定性作用。对调制信号来说，l2可视为短路，调制信号通过隔直流电容c1和l1加到变容二极管d的负极，因此，当调制信号为正半周时，变容二极管的反偏电压增加，其结电容减小，使振荡频率变高；调制信号为负半周时，变容二极管的反偏压减小，其结电容增大，使振荡频率变低。由上可见，变容二极管调频的原理是，用调制信号去改变加在变容二极管上的反偏压，以改变其结电容的大小，从而改变高频振荡频率的大小，达到调频的目的。由变容二极管结电容cj变化实现调频的波形示意图如图z0917所示。 图z0918是应用电路举例请读者自行分析2. 使用vco实现变容二极管直接调频(图) 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。-许多中小功率的调频发射机都采用变容二极管直接调频技术，即在工作于发射载频的lc振荡回路上直接调频，采用晶体振荡器和锁相环路来稳定中心频率。较之中频调制和倍频方法，这种方法的电路简单、性能良好、副波少、维修方便，是一种较先进的频率调制方案。变容二极管直接调频原理-二极管通过改变外加反向电压可以改变空间电荷区的宽度，从而改变势垒电容的大小。变容二极管是就是利用这种特性制成的特殊的pn结二极管，是一种电抗可变的非线性电路元件，一般使用的材料为硅或砷化镓。图1是变容二极管的特性曲线，图2是变容二极管直接调频示意图。-变容二极管在反向偏置时，结电容可用下式来表示：，其中，vd为pn结内建电位差，cj0为外加反向电压u=0时的结电容，n为电容变化指数。n取决于变容二极管pn结的杂质分布规律，对于缓变结n值等于1/3，突变结n值等于1/2，超突变结n值在15之间。-变容二极管在反向偏置直接调频电路中，不能工作于正向偏压区。如图2所示，为了保证变容二极管在调制电压变化过程中保持反向偏压，必须加上一个大于调制信号振幅的反向直流偏压e0。所以在单音调制时，变容二极管上的电压u=e0+ucost，得到结电容变化规律为(见本期杂志）-式中，称为电容调制度，-为静态工作点时的结电容。-则振荡回路的谐振角频率为：(见本期杂志）-式中，是未受调制时的振荡角频率，即载波角频率。将式中作为变量，并在处展开为泰勒级数，得到：(见本期杂志）-从上式可以看出，振荡器的频率变化量中不仅包含有与调制信号成正比的分量，而且含有调制信号的二次谐波及更高次谐波分量，同时还有中心频率的漂移。一般总是在保证最大角频偏的前提下，选择具有较大变容指数n的管子，减小电容调制度m，从而减小中心频率的漂移，提高振荡器的频率稳定度，还要消除各次谐波失真分量，实现线性调频。锁相稳频技术-对于变容二极管直接调频电路来说，由于调制器是由普通的lc自激振荡器和并联的变容二极管组成，所以有很多因素会引起振荡频率发生变化，这些因素包括变容二极管的非线性、电源电压的变动、负载的变化、温度等环境条件的变化、电路元器件老化、机械振动等。为了消除这些导致中心频率不稳定的因素，除了注意电路和结构的设计外，还应当采用自动相位控制电路使中心频率稳定在规定范围以内。-图3是典型的锁相稳频电路的结构框图。共包括四个部分：压控振荡器、鉴相器、基准晶体振荡器和分频器。放大的调制信号加入压控振荡器，对其进行频率调制，经过调制的高频信号一路送至后面的放大电路，另一部分送入分频器进行分频。分频器输出的方波信号送入鉴相器中，与基准晶体振荡器经过分频后得到的基准信号进行比较，实现相位锁定。鉴相器的输出信号经过环路滤波器送入压控振荡器中，控制压控振荡器的振荡频率，从而达到稳定频率的目的。由于调频的结果使压控振荡器输出信号的瞬时频率总是偏离其基准值，而环路的功能就是要抑制这种频偏，这就产生了一个矛盾。为了解决这个矛盾，应该使调制信号的频谱处于环路通带之外，也就是需要在鉴相器和压控振荡器之间加一个低通滤波器，将其滤除。环路只对引起压控振荡器平均中心频率不稳定的那一部分起作用，也就是说，已调信号在中心频率附近很小的一个频偏范围内变化。主要电路工作原理-本电路实际上是一个小功率调频发射机，其调制部分采用了变容二极管直接调频技术，主要功能是实现87108mhz频段内以100khz为间隔的调频激励源；输入调频信号为音频(30hz15khz)，要求实现最大频偏为75khz，其框图如图4所示。下面简单分析一下各主要部分的工作原理。 vco电路-vco电路是实现频率调制与载波生成的关键性电路部分，其具体电路如图5所示。4个性能一致的超突变结变容二极管mv209采取较为复杂的串并联形式，通过电路的复杂性来换取性能的改善，并采用部分接入法接入谐振回路，即将变容二极管c与容量较小的耦合电容c1串联，再与一个电容c2并联，构成回路总电容。这样做不会改变变容二极管的调频特性，虽然会在一定程度上减小调频电路的最大频偏，但是可以改善变容二极管结电容随温度变化而带来的中心频率漂移问题，同时通过调整耦合电容c1的大小，可以保证变容二极管工作在线性区，并控制频偏大小。在保证最大频偏的前提下，尽量消除非线性失真、降低输出信号的相位噪声。-起振电路中选用具有低转角频率、低噪声指数的双极性晶体管2sc3356，以提高vco电路频谱近端的频谱质量。在起振电路后附加一级射随器，以减小负载电路对起振电路的影响，从而获得良好的性能。已调信号通过射随器后，分为两路，一路反馈至mc145170的fin端口，以构成锁相回路，另一路送入后端的放大电路，以满足系统的输出功率要求。锁相稳频电路-鉴相器是稳定频率的核心部分，该部分由数字鉴相-鉴频集成芯片mc145170和环路低通滤波器组成，如图6所示。标准晶体振荡器选用morion公司的温补晶振mv68系列(10mhz)，频率偏差小于510-6，短期频率稳定度为10-9/s，相位噪声小于-145dbc/hz/10khz，完全可以保证电路满足系统对频偏的要求。-锁相环集成芯片选用了摩托罗拉公司的mc145170，来实现调频激励源的中心频率在87108mhz内以100khz为间隔的变化。摩托罗拉公司生产的mc145170是一片可用于mf、hf和vhf波段的、串行码输入编程的单模cmos锁相环频率合成器芯片。该芯片内含完全可编程的r和n计数器，输入译码器，在fin脚内置一放大器，可外接晶体振荡器，可编程的参考输出，具有线性转移功能的单端或双端鉴相器和可调整的c寄存器。-在实际电路中，选用10khz的鉴相频率，因此设置r=1000，n=870010800。同时设置c寄存器为(c7c6c5c4c3c2c1c0)=(10000000)，选择r与v双端输出，禁止ld、fr、fv、refout输出，以减小电路功耗，同时降低无用端口对电路的影响。-常用的环路滤波器有rc积分滤波器、无源比例积分滤波器和有源比例积分滤波器。由它们的传递函数可知，有源比例积分滤波器具有两个独立可调参数，更重要的是具有滞后-超前特性，有利于环路的稳定。因此，在设计中采用有源比例积分滤波器，其电原理图如图7所示。-由前面的分析可知，该锁相环是一窄带载波跟踪环，故bl应小于调制频率30hz。因此应通过调整环路滤波器的参数r1、r2与c，使得bl小于30hz。取=0.7，令bl=10hz，n=10000，c=10f，kv=21.2106(rad/v)7.54106(rad/v)，则根据公式，可以得到r1=170k，r2=7.5k。pcb板的设计与测试结果-频率合成器对馈电电源、地线分布等电磁兼容问题都有着较严格的要求。这是因为电源和数据总线的噪声能耦合到锁相环系统中，使得相噪和杂散变坏。因此，在布局pcb版图时，应做到一下几点。-(1)对鉴相器、压控振荡器分别单独供电、单独稳压，稳压器的输入、输出端都接有型滤波电路；-(2)布线、元件排列应该尽量整齐；-(3)电源线应该加宽，约为1mm宽，信号线宽度也要达到0.75mm。-采取以上措施能够有效地滤除所有无用频率和电源纹波，抑制各种干扰和噪声，降低频率合成器的相位噪声和杂散。下面表1和表2给出了在载频为100mhz时的各项测试指标，表3则给出了该电路在各载频频点的调频信噪比指标。-从表中的数据可以看出，本电路完全满足了系统的要求，并且在相位噪声、非线性失真、音频频率响应和调频信噪比等方面都有很好的特性。相位噪声小于 -100dbc/hz/10khz，非线性失真小于0.1%，音频频率响应非常理想，调频信噪比达到80db以上。与此同时，载波频率稳定度控制在200hz以内，输出信号频率偏差不超过1khz，各项指标满足国家广电总局的技术要求。而且，本电路调试量小，成本也不高，更易于进行批量生产。2.8、实验小结 这个实验是关于小功率调频发射机工作原理分析及其安装调试，通过这次实验我们可以更好地巩固和加深对小功率调频发射机工作原理和非线性电子线路的进一步理解。学会基本的实验技能，提高运用理论知识解决实际问题的能力。在实验过程中，通过选取元件、确定电路形式、以及计算等等，提高我们的动手能力，同时通过调试来发现自己的错误并分析及排除这些故障，使我们对小功率放大器的知识得到了加深！在调试过程中应该注意以下几点：(1) 用电压表测一下三个三极管的管脚电压是否满足该设计的要求。(2) 用频率计测出t1、t2、t3的发射极所发射的频率是否在12m hz，如果不是，试着调节l1、l2、l3。(3) 如果在天线处观察波形的峰峰值不在4v的话，则应该在t2和t3的发射极的电阻上各并联一个电容，以使其提高。现在来说说电路中一些元件的作用，其中c3为基极高频旁路电容，r1、r2、r3、r4、r5为t1管的偏置电阻，r7、r9为变容二极管提供直流偏置。t3管工作在丙类状态，妈有较高的效率，赐教可以防止t3管产生高频自激而引起的二次击穿损坏。调节偏轩电阻可改变t3管的导通角。l3、l4、c15和c16构成型输出回路用来实现阻抗匹配并进行滤波，并滤除不必要的高次谐波分量。第三章 袖珍型窃听器几乎每个电子爱好者都有利用无线电的雄心壮志，不论遥控一架飞机或者与外界通讯，都表达他们发射的期望讯号。 这里向各位介绍的一部袖珍发射机，十分适合初学者，电路简单易制，造价低廉，输出功率不超过58mw，发射范围在房屋区可至300米左右，用一部普通的fm收音机接收，显示其灵敏度和清晰度俱佳，电路设计中最富挑战性的部份就是只需用3v电源和半波天线便有如此的发射能力。另外，由于电路需要的零件十分之少，故可将之安放在一个火柴盒（比国内般火柴盒大一些）里，作为窃听器，可谓神不知、鬼不觉，不过，并非限于这方面用途上，可将之安置在婴孩房、闸门或走廊通道，监视实际情况，此外亦可当作为夜间保安装置。电路之电流损耗少于5ma，用两枚干电池可连续工作80至100小时之间。电路在正常工作下非常稳定，频率漂移极小，测试：工作8小时之后，仍不需再校接收机。唯一影响输出频率是电池的状况，当电池老化时，频率有轻微改变。借这个制作，学习有关fm发送，可了解其优越的地方，特别它产生无噪声的极高质讯号，即使利用低功率发送，也很容易取得良好的范围。3.1电路工作原理从图（1）电路可见分两级，一级音频放大器和一级rf振荡器。驻极体话筒内实际藏有一枚fet，如您喜欢的话，可视之为一级，fet将话筒前振膜之电容变化放大，这就是驻极休话筒很灵敏的原因。音频放大级乃由其射极晶休管q1担任，增益约20至50，将放大的讯号送往振荡级之基极. 振荡级q2工作于约88mhz之频率，这频率由振荡线圈（共5圈）和47pf电容器调整的，该频率也决定于晶体管、18pf回输电容器及还有少数偏压元件，例如470射极电阻和22k基极电阻。电源接通时，1nf基极电容器通过22k电阻逐渐充电，而18pf则经振荡线圈的470电阻充电，但更加之快，47pf电容也充电（其两端虽仅得小的电压），线圈产生磁场。基极电压渐渐上升时，晶体管导通，并有效地将内阻并接在18pf两侧。当1nf电容充电至该极的工作电压时，就会发生好几个杂乱的周波，故此，我们假定讨论在靠近工作电压之时。基极电压继续上升，18nf电容试图阻止射极用压的移动，到电容器内的能量耗尽及再不阻止射级移动之时，基一射极电压降低，晶体管截止，流人线圈的电流也停止，磁场衰溃。磁场衰溃，产生一个相反方向的电压，集极电压反过来从原本的2.9v上升至超过。3v，并以相反方向47pf电容充电，这电压也影响到对18pf电容充电，及470射极电阻上的电压降使到晶休管进入更深的截止。18pf电容充电时，射电压下跌，并跌到某一晶休管开始导通，电流流入线圈，与衰溃磁场对抗。线圈上之电压反转，形成集极电压下降，这个变化通过18pf电容传送到射极上，结果晶休管进入更深的导通，把18pf电容短路，周期再开始重复。故此，q2在此形成一个振荡，产生88mhz的交流讯号。放大后之音频讯号经0.1uf电容溃入到！q2之基极，改变振荡频率，产生所需的fm讯号。3.2制 作 过 程装制之前，最好将预先准备好的印板和两枚电池放人空的火梨盒里，看看到底有多少空间可用。空位虽有限，但仍需留下小小的位置给单独一排的火柴，可用胶水将这些火柴贴在卡纸上，目的遮盖电路，使人觉得它不过是一盒火柴，不会察觉到是一个窃听器。现在将所有零件放在工作桌上，逐个零件分清楚其数值，然后分类按次序排列好，这佯做很有条理，避免焊错零件。锡线方面最好采用特细0.6lmm的树脂（松香）锡线，因其身细，焊接起来很快并易上锡，用15至2ow小型电烙铁已足够，使用前用海绵将烙铁咀抹干净，唯一须自制的是线圈，需用一段22号bs（0.5mm）或24号bs（m.71mm）的漆包铜线或者包锡铜线。在3mm直径的线圈架上绕5圈，如在中型螺丝起子上绕亦可，然后将圈与圈之间分隔开的5.5mm左右。到最后调整频率的时候，就要藉着将线圈前后压缩或者拉长，改变输出频率。如您的线圈用漆包线做的话，须把线的两头上的漆皮剥掉，然后上一点锡。现在可依照图（3）指示的零件安放位置焊接底板，先从电阻开始、跟着电容、晶体管、线圈和话简，电阻直立于底板上，但保持高度至最少限度。晶休管之管脚应尽插入底板，以至管的高度没有突出。两枚电池利用开关焊接一起，再用用线把电地两极接至底板上。最后用一条10cm长的铜线接在底板的a点上，作为天线，整个制造过程就算完毕，3.3问题解析 您是否奇怪电路为何不工作？装机后有多少次发觉电路不能正常工作？请不要责备自己，或者又对那本教您的杂志破口大骂，许多时候是由于所谓误差导致的。制造厂制造出来的所有零件都有其数值，但这个数值只是落在差额之内，而非印在其上的正常值。这个差额度称为误差，假若误差说是5。这表示该零件之实际数值会在其标示值下的5与以上的5之间的任何一处。误差常应用在电阻、电容、晶体管及其他元件如话筒、线圈及集成电路。然而，还有另一因素，称之为界限，每个元件在电路中，对该场合都有一个容许值范围，只要该值依旧在该范围之内，又或者在这些界限之内，电路就适当的工作，选择每一元件的时候，般是在这范围的中间。大多数电路并非严格限制，如从指定元件中选择另一个较高或较低值，一般都工作得不错，假若不成，电路不是很严格限制就是所选之数值很不适当。当您通过杂志向外发表一个线路时，就会有各种不同阶层的人士试制，从各方面来源取得需用的零件。有时他们采用指定之数值，有时他们选择次一个数值。还有，有些零件有15误差，而其他高至标示值的60，当这些参数差额和界限在任意方式混合之下，您碰到电路不工作是极平常的。就以话筒为例，在3v电源下，有些话简只需用100k负载电阻（r1）就有极良好的灵敏度，其他的可能需用4.7k能取得仅可接受的灵敏度，从外型您不能说出两者的差别，它们看似一样，但在电气特性上就相差得甚远。同样亦可应用在晶体管身上，规格表上也许说明两管特性近于相同，可是，当它们接：电路时，一个工作称意，而另一个工作失灵。请不要担心因看到以上的一段话而恐怕失败，只要慎重考虑电路对元件要求，一步步去做，是完全可以成功的。若不工作怎么办？在fm接收机上不能接收到窃听器发出来之载波，首先应假定频率低于正常88108mhzfm波段，这是最有可能的原因。测量电路之电流，若有46ma，表示电路是正在工作，稍为将线圈拉长，并扫描整个波段，当接触底板上任何元件时，只能用一支非金属的螺丝起子，并且离开电池，因为您手上皮肤引起的电容效应会导致电路明显地失调，并且可能完全停止输出。还有，维持3v电源也很重要，并要将电池贴近底板。整个布线必须如图（3）那样，维持同样的电路分布电容，电路一旦工作，才可改变其排列，但在起初测试步骤中，每个元件均必须照足图中那样安放。振荡器工作于约88mhz，除非您拥有一部100mhz示波器，否则难以看到其波形，或者天线直接接在频率计的75输入。若然没有上述的测试仪器，需用万用表作直流电压测量，看振荡管q2是否有正确的值压。量度基极电压和射极电压，一部普通的万用表由于其对电路作用，会指示此两点都是2v左右，只有高阻抗的电表，如fet电压表，才指示射极有2v及基极有2.5v。（推荐使用数字表）若此两测试点均有电压存在，对假定晶体管正常工作，但有可能发射错误频率。18pf回输电容在与bc547晶体管配合，如打算用另一编号，可将电容值减至10pf或5.6pf。先改换此电容器，然后是晶体管。其他简单的事情如底板上铜箔短路断裂、焊接点差劣，又或者采用没有编号之零件等等，这都常常成为一个可能性，特别是那些零件上所印的编号或数值模糊不清，若对之有怀疑，应立该更换。若只收到载波但没有纯音汛号，则故障在音频级或者话筒上。所谓有载波没有纯音是在调谐收音机至一处，收到的是寂静一片，没有沙沙声，但也听不到发射机发出的纯音讯号。这两部份可用示波器检查，测试是否有音膝讯号送往振荡级。没有示波器，在测试方面就受到一定困难，即使话筒上有0.7v与1.5v之间的电压，这也不表示话筒的灵敏度或者完全工作。音频放大管集极上有1.4v电压，表示晶体管导通，如低于0.8v，晶体管饱和，或者在某方面可能损坏，也可能表示晶体管有十分高之增益，并不适合。如电压超过2.5v，该级不足以导电检查晶体管和偏压电阻，需要时将之更换。示波器也显示话筒的灵敏度，加大或者减少负荷电阻，即可改变fet的增益，灵敏度极高之零件，负荷电阻不宜低于10k，有时可能需要高至47k或以上。任何类别的话筒，如想提升其灵敏度，可加大负荷电阻之阻值，至于决定最终之数值就要看话筒的品质而定。以上都是用简单测试仪器所能做到的检查，如仍未能找出故障所在，就需要重新再来过。 底板与电池同安放入火柴盒内，若底板可打侧放在一边，所占的空间最小。用一排火柴遮盖电路，可以将火柴粘在一块薄卡纸上，天线从火柴盒的一端引出来。在另一端开一个小孔，让声音进到话筒，但并非一定耍这样做，因为就算合上盒子，声音好像也能穿透似的。只要一条短短的天线，大约10cm左右，就可以有30公尺的发射范围，足够房间的通讯，甚至更大的房屋也能应付。3.4电 路 调 校 所有零件都焊接完毕后，最好先用肉眼检视一切焊接点，是否有假焊，或者焊料用得太多而造成与临近短路，彻底查清楚后，才可进行校准和测试性能，测试步骤是加一条短的天线（5至10cm长）于底板的a点上调谐部fm收音机于整个波段上，寻找该讯号。最好令发射机与收音机保持一定距离，以防止检拾到任何谐波或者侧波。如收音机未能检到载波，表示频率可能太低，将振荡线圈稍为拉长，及再次尝试。如果采用包锡铜线绕制线圈，注意图与圈之间不应彼此碰到。如采用漆皮铜线，则须要知道圈的连通性，可用万用表之低阻挡去量度它，或者量度电路电流，应约46ma。一旦检到载波，将窃听器摆放在一部时钟的侧近，检查电路之灵敏度，收音机应发出清楚而强大的滴嗒声，电路应比您的耳朵更为灵敏。话筒之负载电阻（r1）决定灵敏度，可将之减至10k或者加至47k，视所需求的灵敏度而定。要确定发射之频率完全远离开您本地任何fm广播屯台，因为电台发出之讯号强大，当您测试距离时，会遮盖窃听器。将线圈压缩，频率便降低；将之拉长，频率便增加，这样免用到微调电容，节省本机的造价，不过，如您喜欢亦可用微调电容。顺道一提，c4最好用一枚39pf陶瓷电容，将另一个10pf或22pf微调电容并于共上，这样可更仔细调整电路。用线圈调整很容易偏离fm波段。理论上，用感器也应调节至维持调谐电路的l/c比，但我们需要的范围很小，故并没有限制。利用一部具有调节指示表的fm接收机可以决定本机的输出功率有多少，其正需要是作出比较，指示表上指示四个单位度数，表示十分良好的输出，在测试本机时用10cm长的天线作水平式摆放，离调谐器度到10米。以四个单位度数为准，即知道用一条半波天线。（170cm长），本机能发射远至约300米。 第四章 电路的制作与焊接 一、焊接的含义焊接就是利用比被焊金属熔点低的焊料，与被焊金属一同加热，在被焊金属不熔化的条件下，熔融焊料润湿金属表面，并在接触面形成和金层,从而达到牢固连接的过程。 一个焊点的形成要经过三个阶段的变化;1、熔融焊料在被焊金属表面的润湿阶段2、熔融焊料在被焊金属表面的扩展阶段3、熔融焊料通过毛细管作用渗透焊缝,于被焊金属在接触面上形成合金。其中,润湿是最重要的阶段,没有润湿,焊接就无法进行.焊点成型：当pcb进入波峰面前端时基板与引脚被加热并在未离开波峰面之前整个pcb浸在焊料中即被焊料所桥联但在离开波峰尾端的瞬间少量的焊料由于润湿力的作用粘附在焊盘上并由于表面张力的原因会出现以引线为中心收缩至最小状态此时焊料与焊盘之间的润湿力大于两焊盘之间的焊料的内聚力。因此会形成饱满圆整的焊点离开波峰尾部的多余焊料由于重力的原因回落到锡锅中 。二、 焊接的润焊作用 :任何液体和固体接触时，都会有不同程度的润湿现象。焊接时，熔融焊料（液体状）会程度不同地粘附在各种金属表面，并能进行程度不同的扩展，这种粘附就是润湿；润湿的越牢扩展面越大，则润湿性越好。为什么会产生润湿程度的差异？其原因是液体分子（熔融焊料）与固体分子（被焊金属）之间的相互引力（粘贴力）大于或小于液体分子之间的相互引力（表面张力）决定的。焊接时降低熔融焊料的表面张力,可以提高焊料对被焊金属的润湿能力;而降低焊料表面张力最有效的手段就是,焊接时使用助焊剂.三、助焊剂的作用与特性助焊剂的作用；1、焊接的瞬间，可以让熔融壮的焊料取代，顺利完成焊接，也就是我们常说的助焊作用；2、清除焊接金属表面的氧化物；3、在焊接物表面形成一液态的保护膜，隔绝高温时四周的空气，防止金属表面再氧化；、降低焊锡的表面张力，增加其扩散能力。助焊剂本身在各种涂布焊接工程学上，还有润焊湿润性、扩散率、热稳定性、化学活性等。助焊剂的密度应小于液态焊料的密度，这样助焊剂才能均匀地在被焊金属表面铺展，呈薄膜状覆盖在焊料和被焊金属表面，有效地隔绝空气，促进焊料对母材的润湿。助焊剂的残留物不应有腐蚀性且容易清洗；不应析出有毒、有害气体；要有符合电子工业规定的水溶性电阻和绝缘电阻；不吸潮，不产生霉菌；化学性能稳定，易于贮藏。扩散率：助焊剂在焊接过程中应有帮助焊锡扩散的能力，扩散与润湿都是帮助焊点的角度改变，通常扩散率可用来作助焊剂强弱的指标。热稳定性：当助焊剂在去除氧化物反映的同时，必须还要形成一种保护膜，防止被焊物表面再度氧化，直到接触焊锡为止；所以助焊剂必须能承受高温，在焊锡作业的温度下不会被分解或蒸发。化学活性：要达到一个好的焊点，被焊物必须要有一个完全无氧化层的表面；但金属一旦暴露于空气中就会生成氧化层，这种氧化层无法用传统溶剂清洗，此时必须依赖助焊剂与氧化层起化学作用，当助焊剂消除氧化层后，干净的被焊物表面才会更好地与焊锡结合.四、预热的作用 1：减少热冲击，避免pcb板再过炉时出现变形或分层现象。 2：减少波峰焊的热能消耗。 3：减少温差，避免元器件的损失。4：蒸发助焊剂，避免焊球飞溅到pcb板面。五、焊接基本条件的要求1 、助焊剂：能迅速清除板表面的氧化物并防止二次氧化，降低焊料表面张力， 提高焊接性能。2、焊料：波峰焊机采用的焊料必须要求较高的纯度。3、印制电路板：选用印制板材料时，应当考虑材料的转化温度、热膨胀系数、热传导性、表面电阻率、吸湿性等因素。翘曲度不能过大，翘曲度必须控制在小0.5mm ，不然压锡深度则不能保证一致，导致焊点的均匀度差.4、 焊盘：焊盘设计时应考虑热传导性的影响.5、阻焊剂膜：在涂敷阻焊剂的工艺过程中，应考虑阻焊剂的涂敷精度，焊盘的边缘应当光滑，该暴露的部位不可粘附阻焊剂。6、 储存：应当使用塑料袋抽真空包装 ，预防焊盘二次氧化和其他的污染。7 、 元器件的要求：可焊性好、耐温能力、对于无耐温能力的元器件应剔除。六、技术条件要求上述的保障条件，只是具备了焊接基础，要焊接出高质量的印制板，重要的是技术参数的设置，以及怎样使这些技术参数达到最佳值，使焊点不出现漏焊、虚焊、桥连、针孔、气泡、裂纹、挂锡、拉尖等现象，设置参数应通过试验和分析对比，从中找出一组最佳参数并记录在案。以后再遇到类似的输入条件时就可以直接按那组成熟的参数设置而不必再去进行试验。助焊剂流量控制：调节助焊剂的流量，雾化颗粒及喷雾均匀度可用一张白纸进行试验，目测助焊剂 喷涂在白纸上的分布情况，进行调试；倾斜角的控制：倾斜角是波峰顶水平面与传送到波峰处的pcb板之间的夹角。这个角度的夹角对于焊点质量致关重要。由于地球的引力，焊锡从锡槽向外流动起始速度与流出的锡槽后的自由落体速度不一致。如果夹角调节不当会导致印制板与焊锡的接触和分离的时间不同，焊锡对印制板的浸入力度也不同。为避免这些问题，调节范围严格近控制在47o之间。传送速度控制：控制传送速度在设置参数时应考虑以下诸方面的因素：助焊剂喷涂厚度：因为助焊剂的流量设定后，基本上是一个固定的参数。传送速度的变化会使喷涂在印制板上的助焊剂厚度发生相应的变化。预热效果：板从进入预热区到第一波峰这段时间里，底面的温度要求能够达到设定的工艺温度.传送速度的快慢会影响预热效果。板材的厚度：传送速度与板材的厚薄具有相应的关系，厚板的传送速度应比薄 板稍慢 一点。单面板和双面板：单面板和双面板的热 传导性不同,所要求的预热温度也相应不同。元件的分布密度：由于热传导的作用,印制板上元件的分布密度及元器件体积的大小,也应作为设置传送速度的重要因素之一。冷却对焊点的影响：冷却对焊点质量有着至关重要的作用,在pcb过炉后,如达不到焊点所要求的冷却温度(特别是无铅焊接，最佳的效果为10秒内冷却到150度),会影响到焊点的品质,会出现裂缝等现象. 经实际操作，总结的传送速度参数调节范围见表； 板类别 传送速度调节范围 (m/min)单面板 1.21.7双面板 1.01.2温度控制预热温度：pcb板在焊接前，必须达到设定的工艺温度。焊接温度：波峰焊接温度取决于焊点形成最佳状态所需要的温度，这里是指焊料熔液的温度，往往实际温度与设置的温度有些偏差，焊接之前，必须进行实际测量；用校准的温度测量工具测量锡槽各点温度，按实际温度值修改设置的参数,当达到设定温度时，空载运行4分钟，使温度分布均匀后，再进行焊接。环境温度对波峰焊接的影响：当环境温度发生较大的变化时，pcb预热的工艺温度随之上下浮动，焊接效果立即会发生变化。如果变化量太大以至于 预热 的工艺温度超过极限值，会造成焊点无法形成、虚焊,焊层太厚或太薄、桥连等不良现象.波峰高度和压锡深度对焊接的影响：压锡深度是指被焊板浸入焊锡的深度，一般压锡深度为板厚的1/23/4.压锡太深 容易使焊锡溅上元件面；压锡太浅时，焊锡涂履力度不够，则会造成pcb虚焊或漏焊。七、提高焊接质量的对策： 电子产品的焊接过程是一项复杂的物理化学变化过程，焊点的形成是综合力的结果；要想提高焊接质量，我们要做到；1、 必须保持有一个清洁的pcb板和元器件接触表面2、 要想办法降低焊料的表面张力3、 保持一定的焊接温度和焊接时间4、 要了解被焊金属的