调频发射机实训论文

1、桂林电子科技大学实训说明书用纸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）： 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： 2012年 12 月 26 日12摘要无线通信是利用大气空间作为传输信道来实现信息传输的一种技术。为了避免与其他同频率范围内信号源的相互干扰，控制信号在大气空间传送过程中的衰落，同时降低收发设备成本，日常有用的低频信号先要调制到有一定频段的高频载波上，经过功率放大后由天线发送到大气空间，接收机的天线接收到射频信号后对其进行放大，通过下变频解调出需要的低频信号。要实现信息的传输，必然会用到发射机。发射机的主要功能是对基

2、带信号进行调制，上混频到射频信号，并将信号功率足够放大供天线发射出去。发射机结构的选择主要考虑以下因素：输出杂散频谱必须控制在系统要求的范围内，不能造成对相邻信道的影响；在尽可能提高输出功率效率的前提下，满足系统线性度的要求；尽量减小片外器件的数量，以提高集成度，同时降低功耗。目前，各种通信等技术的飞速发展，无线技术也成为人们关注的焦点，无线通信系统一般包括收发信机、天线设备(含馈线)、输入输出设备(如话筒、耳机等)、供电设备(如直流稳压电源)等等。其中主要组成部分是收发信机，因而无线通信设备的技术指标通常指的就是无线收发信机的技术指标。一般来说，收信机与发信机在体制上是相同的，如频段划分、调

3、制解调方式等。否则便不能达到通信的目的。在某些情况下，也允许收发信机存在某些不相对应的差异，如收信机的频率范围可以宽于发信机等。综上所述，发射机的研究和应用具有重要的意义和广泛的实际应用前景。关键词：无线通信；发射机；调制；解调AbstractWireless communication is the use of air space as transmission channel to realize the information transmission of a kind of technology. In order to avoid and others with frequenc

4、y range source of mutual interference, control signal in the air space transport process of decline, at the same time, reduce the cost of sending and receiving equipment, daily useful low-frequency signal first modulation to have certain frequency band high frequency carrier, after power amplificati

5、on by antenna sent to the air space, the performance of the antenna to radio frequency signal after the amplifier, through the down-conversion demodulation out need low frequency signal.To realize the information transmission, will use the transmitter. Transmitter's main function is to baseband

6、signal modulation, mixing to radio frequency signal, and the signal power enough amplification for antenna launch out. Transmitter structure choice mainly consider the following factors: output stray spectrum must be controlled in system requirements range, do not make to the influence of the adjace

7、nt channel; As far as possible improves the output power efficiency in the premise of satisfying system linearity requirements; Minimize the number of the tablet devices, in order to improve the level of integration and reduce power consumption.At present, all kinds of communication technology, the

8、rapid development of wireless technology has become the focus of attention, the wireless communication system generally includes transceiver, antenna equipment (including feeder), input/output devices (such as a microphone, headphones, etc.), power supply equipment (such as dc regulated power supply

9、) and so on. The major part is transceiver, and wireless communication equipment technical indicators usually refers to is wireless transceiver technology index. Generally speaking, the receiver and transmitter in the system is the same, such as frequency division, modem way, etc. Otherwise he would

10、 not achieve the purpose of communication. In some cases, also allows transceiver there is something not corresponding differences, such as the receiver frequency range is wide in the transmitter, etc.key words：Wireless communication; Transmitter; Modulation; demodulation目 录引言11 无线调频发射机概述12 调频发射机的基本

11、概念和主要性能指标12.1 调频发射机的基本概念12.2 主要性能指标23 主要元器件介绍33.1 芯片BA140433.1.1 BA1404 的主要特点33.1.2引脚功能及工作原理43.2 晶体管901843.3 集成电路780554 电路原理图54.1 电路原理图及分析54.1.1三端稳压电路64.1.2音频输入电路64.1.3振荡电路（西勒振荡电路）64.1.4高频功放电路65 焊接及焊接技巧76 硬件调试77 心得体会7谢辞10参考文献11附录112附录214引言发射机的调制方式主要分调幅、调频和脉冲(数字)调制等。发射机的频率准确度与频率稳定度也是相对于射频载波而言的。频率准确度是

12、指实际工作频率对于标称工作频率的准确程度。频率准确度越高、建立通信就越快，以至于不寻找对方就可实现通信，提高通信的快速性。频率稳定度是指各种外界因素的影响下发射机频率稳定的程度。如果频率稳定度很高，建立通信后接收机不需要因频率变化而进行微调，从而提高了通信的可靠性。无线通信的有效距离及通信的可靠性均与发射天线的辐射功率有密切的关系。因而发射机必须保证输出足够大的功率。发射机的总效率是指发射机传送到天线馈线上的功率与整机输入功率的比值。在大功率发射机中，提高效率可以减小电源消耗，具有较大的经济意义。发射机的带外辐射统称为杂散辐射，如果发射机设计不当或使用不当，会使杂散辐射电平过高，干扰其他通信链

13、路。当发射机使用宽带天线且带宽覆盖这些杂散频率时，干扰会更严重。为了尽量避免发生这种干扰，有关的规程和标准对发射机的杂散辐射都给出了一定的限制。本次实训制作的发射机的调制方式是调频。芯片BA1404没有运用其振荡器的功能，只是用来做调频立体声的编码和放大功能。1 无线调频发射机概述发射机的种类虽多，但一般以调制方式作为分类依据，主要分为调频(FM)发射机、调幅(AM)发射机等。不同的调制方式，各有不同的功能，如宽频带的调幅或调频，多用于广播系统，窄频带的调频用于视距的双向语音通信。由于本课题是一套射频实验设备，只要满足视距的语音通信就可以，因此采用的是窄频带的调频发射机。以下主要介绍发射机的基

14、本架构，并介绍本课题中发射机的方案及其特性参数等。2 调频发射机的基本概念和主要性能指标2.1 调频发射机的基本概念如图1所示，携带信息的低频电信号调制到一个高频信号中，再经高频功率放大器放大后由天线发射出去。图1 发射机系统框图2.2 主要性能指标对发射机的要求是多方面的，工作频率和发射功率是最基本的。发射机的主要指标为：工作频段、发射功率、频率稳定度、谐波抑制度、通频带宽度。(l)发射机的工作频段射频通信系统的工作频率愈高，愈容易获得较宽的通频带和较大的通信容量。同时天线设备也具有更尖锐的方向性，而且体积重量减小，但是频率高于12GHz时，雾、雨或雪的吸收显著，传播损耗、衰减和接收设备噪声

15、也愈高。本课题主要应用在室内传输语音信号，通频带和容量不需要太大，因此频率范围定在88MHz一108MHz。同时环境对信号的衰减和吸收也可以不予考虑。(2)发射功率发射功率是指发信机在未调制情况下，传递到标准输出负载上的平均功率，它和很多因素有关。例如，通话路数愈多。频带愈宽，为保持同样的通信质量，必须有更大的发射功率。另外，也和站址选择、多径衰落、采用分集接收等诸多因素有关。一般情况下，数字微波发射机输出功率有时只需几十毫瓦到几百毫瓦功率，只有长距离情况下才需要几瓦量级。(3)频率稳定度发射机的每个工作信道都有一个标称的射频中心工作频率，用九表示。设实际工作频率与标称工作频率的最大偏差值为口

16、f，则频率稳定度的定义为: K=f/f0无线通信对频率稳定度的要求决定于所采用的通信制式及对通话质量的要求。如果频率稳定度很高，建立通信后接收机不需要因频率变化而进行微调，从而提高了通信的可靠性。发射频率稳定度取决于本机振荡器的频率稳定度。近年来由于射频介质材料性能的提高，介质稳频振荡器日益被广泛采用。目前，频率稳定度较好者可达到 (1 - 2)*10-5，。在对频率稳定度有更严格要求时，则必须采用石英晶体控制的分频锁相或脉冲锁相振荡器(4)谐波抑制度总体设计在规定此项指标时，除了考虑射频通信系统本身的各种干扰以外，还应考虑其对模拟通信系统和卫星通信系统的干扰。因此，应当适当地配置工作频率和采

17、取必要的防护措施。(5)通频带宽度除了滤波器以外，发信信道的各组成部件都应具有宽频带特性。通常，上变频器和微波小信号功率放大器易于实现宽带设计，而对于大功率微波放大器要求很宽的工作频带是不合适的，一般只要求能覆盖两个工作波段。这样，总体设计时，可不考虑它们对发信信道通频带的影响。3 主要元器件介绍3.1 芯片BA1404由于BA1404的高频振荡是电容三点式振荡器，所以频率的稳定性较差，于是本电路不用原来的高频振荡器，改用外接频率较稳的改进型电容三点式振荡器的方法，可满足业余调频广播和调频无线耳机的要求。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

18、 ,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。因此在立体声发射及无线微波方面具有重要的应用价值。3.1.1 BA1404 的主要特点图2 BA1404引脚功能1.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；2.将立体声调制、FM 调制、射频放大电路集成在一个芯片上；3.所需外围元件少；4.两声道分离度高,典型值为45dB；5.输入阻抗为540( fin = 1kHz) , 输入增益为37dB (Vin = 0. 5mV)；6.典型射频输出电压为600mV。3.1.2引脚功能及工作原理BA14

19、04 的引脚功能如图1, 图2为BA1404 结构功能框图。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( PILO T OU T) 合成后的调制信号通过 12

20、 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。图3 BA1404引脚图3.2 晶体管90189018系列的晶体小功率三极管，把显示文字平面朝自己，从左向右依次为e发射极 b基极 c集电极。如图4所示。图4 晶体管9018管脚图3.3 集成电路7805用78/79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还

21、有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。该系列集成稳压IC型号中的78或79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，如7806表示输出电压为正6V，7909表示输出电压为负9V。图5 集成电路78054 电路原理图4.1 电路原理图及分析图6 发射机原理图4.1.1三端稳压电路图7 三端稳压电路4.1.2音频输入电路4.1.3振荡电路（西勒振荡电路）图8 振荡电路4.1.4高频功放电路图10 高频功放电路5 焊接及焊接技巧焊接时，要保证每个焊点焊接牢固、接触良好。要保证焊接质量。如图所示应是锡点光亮，圆滑而无毛刺，锡量适中。锡和被焊物融合牢固。不应有虚焊和假焊。虚

22、焊是焊点处只有少量锡焊住，造成接触不良，时通时断。假焊是指表面上好像焊住了，但实际上并没有焊上，有时用手一拔，引线就可以从焊点中拔出。这两种情况将给电子制作的调试和检修带来极大的困难。6 硬件调试通电后，LED灯亮，将音频信号输入到输入口，拿收音机扫描电台，当收到对应的台后，调节L2来调节清晰度。然后调节L3，看哪个频率段会传播的更远和更清晰。7 心得体会谢 辞在老师的耐心指导下及同学的帮助下使我顺利的完成了本次的课题实训内容。是老师的耐心指导，使得我明确设计方案的思路，是同学的热诚帮助，让我在困难中不断进步。老师给予课题方案设计，在选题以及研究设计方法上给予的悉心指导，使我尽快理清思路，通过

23、请教老师以及查找资料使我较快的完成了对电路的调试和顺利完成了论文写作。整个实训内容都是在老师悉心指导下完成的，老师严谨的治学作风、求实的工作态度使我受益匪浅，更重要的是从老师身上学到了对待任何事情的那种精益求精和一丝不苟的精神和态度，特别是在老师的身上我学到了摸索，一种思维的扩展。在本次实训中，我遇到了很多难题，正是这些难题让我不断的学习和在困难中进步，本次实训同学们帮了我很多忙，通过同学之间的相互帮助，我更加顺利地完成了本次实训，在此我要感谢指导教师对我的教导，在此感谢我的同学朋友们！感谢学校给我们提供实训的机会！参考文献1 高吉祥. 高频电子线路，电子工业出版社，2005.12 张肃文.

24、高频电子线路，高等教育出版社，1999.83 谢自美. 电子线路设计·实验·测试，华中理工大学出版社，2000.54 黄智伟. 全国大学生电子设计竞赛，北京航空航天大学出版社，2006.125 杨翠娥. 高频电子线路实验与课程设计，哈尔滨工程大学出版社，2001.96 王卫东. 高频电子电路M，四川电子工业出版社，2007附录1156KR1AXIAL0.3电阻256KR2AXIAL0.3351R3AXIAL0.3447KR4AXIAL0.3547KR5AXIAL0.3647KR6AXIAL0.3727KR7AXIAL0.38470R8AXIAL0.39100KR9AXIAL0.310680R10AXIAL0.31122KR11AXIAL0.31210KR12AXIAL0.31310KR13AXIAL0.3145.