高频实训——调频发射机

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 院 （系）： 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 年 月 日摘 要本设计高频部分包括主振荡器、混频器、中间放大、功放推动级与末级功放。主振荡器的作用是产生频率稳定的载波。为了提高频率稳定性，主振荡器采用石英晶体振荡器，并在它后面加上缓冲级，以削弱后级对振荡器的影响。 低频部分包括话筒、音频接入口、低频电压放大级、低频功率放大级与末级低频功率放大级。低频信号通过逐级放大，在末级功放处获得所需的功率电平，以便对高频末级功率放大器进行调制。因此，末级低频功率放大器也叫调制器。此次设计采用rohm公司的ba1404调频立体声发

2、射集成电路，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。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。关键词：ba1404；fm调制；调频发射机；abstractthe design of high frequency component includes a master oscillator, mixer, amplifier, power amplifier drive among secondary and final power amplifier.the master oscillator is generated by a frequency s

3、tabilized carrier effect.in order to improve the frequency stability of the oscillator, the quartz crystal oscillator, and behind it with buffer, to weaken the effect of oscillator stage. the low frequency part comprises a microphone, audio access port, low frequency voltage amplification stage, low

4、 frequency power amplifier stage and the final stage of the low frequency power amplifier stage.low frequency signals through the progressive enlargement, in the final power amplifier to obtain the desired power level, for high frequency power amplifier modulation.therefore, the final power amplifie

5、r is also called modulator. this design uses rohms ba1404 fm stereo transmitter integrated circuit, which make up the past using discrete components to design the frequency modulation circuit is insufficient, but also has the stereo modulation function.therefore in the fm stereo transmitter and wire

6、less microwave has important application value.key words: ba1404; fm modulation; fm transmitter目 录引言11系统设计11.1设计方案11.2设计任务与要求11.3系统框图和原理图12单元方案论证与选择22.1放大电路的选择22.2集成电路的选择23集成电路的介绍23.1ba1404的主要特点23.2 引脚功能及工作原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7、. . . . . . . . . . . . . . 34 电路的设计44.1音频信号输入及放大电路44.2 立体声合成电路54.3 高频振荡电路54.4 fm调频电路54.5 高频功放64.6 发射机的调试65 结论7谢 辞8附 录11引言无线电发射与接收设备是高频电子线路的综合应用，是现代化通信系统、广播与电视系统、无线安全防范系统、无线遥控和遥测系统等必不可少的设备。调频发射机就属其中之一。调频发射机的一个功能就是作为无线话筒。无线电话筒首先将声音信号转换成低频电信号，再经过调制，再对所产生的调制信号进行放大，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。本设计采用ba14

8、04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1.1 设计方案无线通讯技术来实现调频发射机的功能。调频发射机首先将声音信号转换成低频电信号，再经过调制，再对所产生的调制信号进行放大、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。1.2 设计任务与要求（1）设计任务设计一个调频发射机。（2）设计要求发射频率为88mhz-108mhz；采用收音机接收发射信号；工作电压为

9、9v；信噪比58db；输出阻抗为50欧；发射功率1w。1.3 系统框图和原理图一般调频发射机结构框图如图1.1所示。低频信号调制电路高频功放载波 图1.1调频发射机结构框图2 单元方案论证与选择2.1 放大电路的选择（1）晶体管放大器晶体管放大器的核心器件是晶体三极管，通过使三极管的发射结正向偏置、集电结反偏让晶体三极管处于放大工作区，让需要放大的信号通过晶体三极管的基极进入，控制集电极电流的变化，实现放大功能。晶体三极管性能较稳定，价格便宜，不容易损坏。（2）集成电路放大器集成电路放大器将分立式元件集成在一个芯片上，采用专用的集成电路来放大信号，一般需要连接一些外围电路，使之处于工作状态并进

10、一步完善集成电路放大效果，具有很高放大倍数，其性能也比较稳定。经过比较，采用集成电路放大器。2.2 集成电路的选择本次设计采用ba1404集成芯片。ba1404是rohm公司生产的调频立体声发射集成电路，芯片内部集成了立体声调制、fm调制和rf放大器等功能，其工作电压在13v之间，典型值为1.25v，加上少许的外围元器件就能够获得良好的立体声调频信号，很容易实现调频发射的功能。3 集成电路的介绍该机的立体声调制器采用性能好、外围元件少、集成度高的调频立体声发射机专用芯片ba1404(考虑发射频率的稳定性，该芯片内部的频率调制及射频放大部分没有使用)。ba1404弥补了过去用分立元件来设计调频电

11、路的不足，而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。3.1 ba1404的主要特点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=1khz)，输入增益为37db(vin=0.5mv)；典型射频输出电压为600mv。3.2引脚功能及工作原理引脚功能如表1所示。表1ba1404引脚功能引脚名称功能1r-ch input右声道音频输入2af bias音频放大器偏置

12、3af gnd音频放大器地4osc bias38khz振荡器偏置56xtal晶振端7rf out射频放大器输出8rf gnd射频放大器地910osc接射频振荡网络11vref基准参考电压12mod in调制信号输入端13pilot out导频信号输出端14mpx out双声道复合信号输出端15vcc电源1617mpx balance声道平衡18l-ch input左声道音频输入ba1404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

13、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。在立体声调制中，振荡器输出的38khz信号用于立体声调制。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。可以利用这个电压信号改变外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结构

14、框图如图3.1所示。图3.1ba1404结构框图4 电路的设计4.1音频信号输入及放大电路由于音频信号可经过麦克风接入，所以要给麦克风提供驱动电压。驱动电压要适当，防止过大的电流将晶体三极管烧坏。电路如图4.1通过10k的电阻r16实现，c30为耦合电容有隔直通交的作用，准许音频信号加载到后一级放大。图4.1麦克风接入电路原理图4.2 立体声合成电路采用ba1404调频发射芯片做立体声调频发射电路的应用电路如附录中的电路原理图所示。来自音源的立体声信号分别由各自的rc网络组成的预加重电路耦合到ba1404第1、18脚，经ba1404内部左右声道放大、平衡调整等处理后由第12脚输出，并与第13脚

15、输出的19khz导频信号一起组成立体声复合信号。4.3 高频振荡电路本实验采用较为稳定的西勒振荡电路，是一种改进型电容三点式振荡器，这种电路具有频率稳定度高的显著特点。其电路如图4.2所示，电容c18、c19、c20的取值原则与克拉泼振荡电路相同。它与克拉泼振荡电路的不同点仅在于回路电感l3两端并联一个电容c28。由于c18和c28的值已固定，所以改变发射机的载波频率时只需调节电感l3。图4.2 西勒振荡电路4.4 fm调频电路本设计图采用变容二极管直接调频。直接调频的基本原理是利用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使其反映调制信号变化规律。要用调制信号去控制载波振荡器的振荡频率，就是用调制信

16、号去控制决定载波振荡器振荡频率的元件或电路的参数，从而使载波振荡器的瞬时频率按调制信号变化规律线性地改变，就能够实现直接调频。直接调频可通过改变振荡回路的元件参数的方法实现。在lc振荡器中，决定振荡频率的主要元件是lc振荡回路的电感l和电容c。因而，根据调频的特点，用调制信号去控制电感、电容的数值就能实现调频。本电路中，利用q2的基极与集电极间的pn节节电容当作变容二极管，应用复合立体声信号改变pn结节电容，从而实现变容二极管的直接调频。4.5 高频功放本电路中为了获得较大的功率增益和较高的集电极效率而采用共发射极电路，如图4.3为高频谐振功放的原理电路图。图4.3 高频谐振功放 这是一个甲类

17、功率放大器，当输入信号较小时，在整个信号周期中，晶体管都工作在它的放大区，电流的导通角为180度，适用于小信号功率放大，静态工作点在负载线的中点。调节该部分电路中的l2、c3即可改变电路的阻抗匹配，可改变发射信号的清晰度。4.6 发射机的调试对作品进行调试时，先通过音频线向耳机口输入一个音频信号，检查好电路连接无误后即可上电调试。在电源输入端接入9v电压后，电源指示灯亮起，说明电路已导通。接着使用万用表检测电路中各元件的导通性，检查是否存在虚焊、元件损坏等情况。经过检测电路各处电压均正常。接下来是使用调频收音机对发射机发出的信号进行接收。在此过程中，收音机在88mhz108mhz范围内搜寻信号

18、。在收音机的接收频率为103mhz的左右时接收到了所输入的音频信号，但是有“沙沙”的干扰噪声。因此我调节了电感l3，选择了一个干扰较小的频率，此时收到的信号较为清晰，收音机显示频率为104.3mhz。在确定了信号的发射频率后，我开始进行信号接收距离的调试。先将收音机近距离的接收发射机发出的信号。如果收到的信号存在“沙沙”的干扰声，我就先试着改变收音机的接收频率使其更准确的接收信号。若此举无效的话，就试着缓慢调节电感l3，这样便可改变输出的载波信号的频率，一直调到接收到清晰的歌曲信号为止。调整好后便可拿着收音机慢慢远离发射机。刚开始的时候，才走出不到两米接受到的信号就开始减弱并存在干扰。因此我通

19、过调动电感l2改变发射机发射出去的信号的清晰度，然后继续尝试距离测试。进过多次调试后，接收距离基本可以达到10米。5 结论通过两周的实训，使我对调频发射机的工作原理有了进一步的了解，同时也使我对高频这门课程产生更为浓厚的兴趣。在调试的过程中，遇到了一些麻烦，使我意识到整个设计过程没有什么难易之分，每一个环节都至关重要，不能忽视任何一个环节。任何一个环节的疏忽大意，都可能给后续过程造成麻烦。所以，在整个设计过程中，必须时刻保持着认真的态度，不可太随意。当调试遇到麻烦时，应保持冷静，既然出现问题，就一定是有原因。只有保持冷静，仔细去思考，才能尽快找出问题所在，然后加以克服解决。急躁是不能解决问题的

20、。本次试验使我深刻认识到一些课程设计之外的东西：懂就是懂，不懂就是不懂，做人要实事求是。投机取巧是不行的，想把一件事情做好，就得花时间去认真做。通过这次实训，我学会了更多东西，知道了单学理论不实践是没有用的，只有理论联系实际才能提升自己的专业水平，才知道基础的东西一定要牢固，有的东西一定要自己去推导，多去应用，这样到要用的时候才能够用的很顺手。通过本次实训，我体会到了成功的喜悦，虽然这次我只是取得小小的成功，但我却非常开心，至少这是自己经过思考和努力得来的。这将给我未来的生活带来更多的信心，也让我找到了自己学习的目标和方向，为了我的美好的生活，我将更努力的去提升自己的专业水平。谢辞两周实训已经临近结束了，在这期间同学们都在努力学习，认真调试调频发射机。在此我要特别感谢两位指导老师们对我的指导，还有各位同学对我的帮助，尤其感谢班立新老师在百忙之中抽出时间为我们讲解电路原理和怎么进行调试，同时，还要感谢和我一起努力的给