调频发射系统的设计及制作

1、 陕西理工学院毕业论文（设计）引言1近年来，随着无线通信的进步，通信发信机也在飞速地发展。作为一个适用性非常广泛的技术，无线调频发射机的用途覆盖了无线电通信、电视广播、无线电广播、雷达定位、遥测遥控、卫星通信以及现在已经完全进入普通人家的蜂窝移动通信系统等等各个领域。移动通信从应用方面划分为公众移动通信网、专用移动通信网和无线寻呼系统三大类。其中专用移动通信网是指某一业务部门如公安、铁路、交通等业务部门内部业务使用的移动通信网。我国在1985年之前移动通信主要用于专用移动通信方面，使用VHF. UHF频段的移动用户几乎全是专用移动通信用户，绝大部分使用对讲通话手段。自80年代后期开始由于蜂窝移

2、动通信系统的快速发展，主要用于专用移动通信系统的模拟集群系统发展缓慢。我国生产移动通信产品的大小企业近100家，由于企业市场观念缺乏，未建立竞争机制，生产规模小，生产分散无序，生产的专用移动通信设备质量低，技术落后，价格昂贵，产品寿命短，无法给国内专用网用户提供物美价廉产品。公安部门是专用移动通信网的主要用户，350MHz-370MHz属于UHF频段(超高频)，是国家军警专用通信频段，主要传送语音、文字、图像、数据等信息，该频段反射和折射现象较严重，空气的衰减较大，不适合于作远距离通讯，但是该频段频率较高，天线可以做得较小，特别适合城区移动通讯。特别是近年来由于各种部队面临信息化和执行任务的多

3、样性，小型化、微型化的专用移动通信收发信机的研制有了越来越广阔的空间1。本设计：“调频发射机的设计与制作”基于MC2833发射芯片和无线调频接收机一起构成一个完整的无线调频收发系统。1绪论1.1课题研究背景无线电电子学是在早期电磁学和电工学基础上发展起来的，它是利用电磁波作为信息载体加以传播的一门科学技术。 在信息时代飞速发展的今天对信息的获取、传输与处理的方法越来越受到人们的重视，信息科技已成为国际社会和世界经济发展的新的强大推动力。信息作为一种资源，只有通过广泛地传播与交换，促进人们的交流与合作，才能创造和产生出巨大的经济效益。信息的传播与交换是依靠各通信系统实现的。 人们在日常生活和生产

4、的各个方面彼此之间都要进行信息的交流，现代通信系统为信息及时准确的传递提供了便利条件。1.2选题意义及发展趋势3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。接收机的功能是恢复用于调制发射机的原始信号。该过程称作解调，实现这一恢复功能的电路称作解调器。检波器这一术语也在使用，有时将单个超外差式接收机的解调器称为第二检波器。然而，现在检波器这个术语已经很少使用了。 由于热、大气和人为干扰及传输和电路失真的影响，已调信号对调制信号来说，通常增加了失真与附加噪声。对于模拟解调器，我们希望能够使失真和噪声最小，这样输出信号波形就会尽可能地接近原始信号了。数字解调的作用是产生或恢复出与发

5、射机输入同样类型的数字输出，且具有尽可能少的误差和正确的信号速率。因此，模拟与数字信号解调器的性能测量方法是个同的。通常，数字解调器可在调制解调器中单独配制，也可与数字调制器一起构成发射机3。 此次设计主要设计出一个能够处理高频信号的实用电路。系统中的发射机单元采用调频方式实现音频信号的调制而接收机单元对调频信号进行解调，恢复出原始的音频信号。该通信系统由发射机单元和接收机单元组成。一人在发射机单元对着话筒讲话，另一人在接收机单元通过耳机便可听到较清楚的话音。调频发射机只有走一条新路才会有前途，那就是数字音频技术，即把音频信号数字化，并在数字状态下进行传递、记录、重放以及其他的加工处理。数字音

6、频信号具有信噪比S/N高、失真小、动态范围大等模拟音频不可比拟的优势。当今，各种新的数字通信设备不断出现，这种情况下，因此，从战略上考虑，发射机机必须全面数字化才能面对挑战。现在的发射机集中向美观、微型化发展，从而便于观赏和携带。所采用集成芯片及元器件也越来越符合理论要求，应用范围将会更广泛。它的主要应用领域：无线对讲，广播电台等。2.无线发射系统的组成和原理人类的发展可视为一部信息传播技术的发展史。 信息传播促进社会进步和技术的发展；科学技术的进步又不断地改进、更新人类信息传播的媒体和工具，并促进信息更迅速、更广泛的传播，所以信息传输对人类生活的重要性是不言而喻的。信息的传递方式也是多种多样

7、，人与人之间的对话是最基本、最常见的信息传递方式。但这种方式的作用距离近、衰减大，只适合近距离传送。利用无线电波传送信息，不但作用距离大而且衰减小传输速度快。使信息传递具有实时性和即时性。无线对讲机的出现就证实了这一点。无线电发送是以自由空间为传输信道，把需要传送的信息变换成无线电波传送到远方的接收点。为什么要用无线电波发送方式把信息传送出去呢？信息传输通常应满足两个基本要求，一是希望传送距离远，二是要实现多路传输，且各路信号传输时，应互不干扰。依靠声音在空气中直接进行远距离传送，显然是不行的。其原因是声波在空气中的传播速度是很慢的，而且衰减也快，不能实现远距离传送。再则人耳能听到的声音的频率

8、在20Hz20KHz的范围内，若将声音直接传送，多路声音就会混在一起，接收时就难以分辨，不能实现选择功能。为了把声音传送到远方，通常的方法是将声音变成电信号，再通过发送设备送出去。电信号是与声音同频率的交变电磁信号，可以利用天线向空中辐射出去。电磁波在空气中的传播速度很快。在天线高度足够的条件下是能够实现远距离传送的。但是无线电波通过天线辐射，天线的长度必须和电磁振荡的波长相近，才能有效地把电磁振荡波辐射出去4。2.1.无线电发信机7无线信息的发送：信息传输对人类生活的重要性是不言而喻的。传递信息的方式也是多种多样，人与人之间的对话是最基本、最常见的信息传递方式，但这种方式的作用距离近、衰减大

9、，只适合近距离传送，此外，诸如信鸽、旗语都是传递信息的方式。利用无线电波，可以传送声音、图片、编码等信息。其中声音、图像等属于模拟信号，当然也可以转化为数字信号，而编码属于数字信号，利用无线电波传递信息，具有速度快、作用距离远的特点，使信息传递具有实时性和即时性。图2.1 无线发信机的组成框图声音信号经过话筒变为电信号，此电信号称为音频信号，频率范围从20Hz20kHz,以F表示。为什么音频信号不直接加到天线上发射，而需要有高频振荡和调制器呢？由于天线理论证明：天线尺寸=1/4波长时，才能得到最高的传输效率。其中波长范围在15km1500km之间，可见，要直接发射音频信号，需要长达几百公里的天

10、线，这在技术上是难以实现的。为此，必须借助于高频振荡fc，用fc携带音频F向外发射。由于fc的频率很高，使天线尺寸大为缩短，fc称为载波或载频。载波fc除具有运载音频F的意义外，它还可以区分电台，因为不同电台使用不同的载波频率，只有这样接受端才不至于混台。为使信号有效的辐射出去，必需用所要传送的低频信号去控制高频震荡的某个参数，这种控制过程称调制，低频信号便称为调制信号。2.2调制方式调制有多种方式，用调制信号控制高频震荡的振幅、频率和相位，分别称为调幅AM、调频FM、调相PM。调幅是用载波震荡幅度的瞬时变化表达信息；调频和调相分别是用载波的频率和相位的瞬时变化表达信息。调频和调相时，振幅维持

11、不变。在数字通信中，还有各种数字调制方式。在选择调制方式时，应全面综合考虑。例如，调幅频带较窄，接受设备简单，广泛用于中波和短波无线电广播；调相多用语数字通信。调频抗干扰能力强，占用频带宽，频率失真较小，适用于立体声等高级信息的传播，一般工作于甚高频或者超高频波段。例如：无线调频对讲机、调频发射台等。本设计是利用MOTOROLA公司为无绳电话和调频通信设备而生产的调制发射子系统芯片MC2833来设计一个集成调频发射机，也可以做单工无线对讲机的发射部分。3. 方案论证调频发射机的制作方法有很多种，但各种方法都有它的缺点和优点，经过认真分析、比较，在设计之前我初步拟订了以下两套方案。3.1 三极管

12、实现调频发射机本发射机采用专用发射三极管9018来实现，见图3.1图3.1三极管9018实现发射机电路图该电路采用专用发射芯片c9018完成了一个调频发射机，它的频率覆盖范围在88MHz108MHz之间，可以用收音机接收。这种发射机设计电路比较简单，只须用少量的元器件就可以制作。元器件的选用：图中的电阻电容按数值领取，电感用.mm的漆包线在mm的圆棒上绕制，管脚不宜过长。调试过程：整体电路可以分为三部分，既三个三极管。先对每部分进行测试，确认输出的频率和波形无误后，再做整体调试。加入音频信号后，用示波器在输出端观察频率和波形，如果有误，可以通过改变L1、L2、L3、4电感的扎数和扎间距使其正确

13、。这个过程比较复杂。输出波形和频率正确后，就可以用收音机接收了，接收时可以通过移动收音机，测量发射机的发射距离，发射距离比较近，只有100米左右。结果：当加入音频信号后，输出端的频率和波形（频率为89.039MHz）见图3.2图3.2输出端波形虽然此方案有很多优点，但是也有它自身的缺点：一、近距离使用时，特别拾取强度较高的信号时，收音机存在严重的啸叫声或失真。这可能是由于音频放大级增益很高，同时配用的驻极体话筒又具有较高的拾音灵敏度所引起。二、用AIN接口输入音源信号时，接收机输出声音小且伴有交流声。这类问题，对发射机来说是很普遍的。原因当然也是较多的：由于使用了滤波效果差的整流电源所引起，但

14、若改用电池供电仍不能解决问题，就可能是因为高频信号过强，干扰音源中的放大电路，致使输出音频受到污染所致。三、振荡比较微弱：此故障表现在用接收机在整个波段内接收不到静噪声，输出功率小。四、发射距离近，只有100米左右。3.2 MC2833集成调频发射机本方案是采用美国MOTOROLA公司生产的专用发射集成芯片MC2833来实现的。其工作原理如下：电路中低频信号从5脚输入，经内部放大后由四脚输出。于此同时由L、C构成的振荡器开始工作并输出调频信号。此信号通过电容耦合输入到器件内部的晶体管VT2的基极，最后由11脚输出的经进一步倍频放大的信号与音频信号一起进入第三脚进行调制，产生调频信号最后由天线发

15、射出去。引脚图和内部框图见实验部分。方案优点：1. 由于本方案采用集成芯片MC2833,振荡回路中又有晶振做稳频，所以输出频率很稳定，完全无跑频串台现象。2. 因为频率稳定，对接收机的要求不会很高，且接收机受到的音频信号交流噪声小。3. 拾取较高强度的信号时，收音机声音不失真。4. 输出功率较大，且电路比较精简。5. 采用的是集成芯片，调试更为简单。经认真分析、比较。采用第二个方案才是最佳选择。所以我最后决定采用MC2833来完成此次设计。4. 调频发射单元的设计4.1调频方法概述信号通过调制后在发射机和接收机之间进行传输，即将低频信号加载到高频载波。常见的调制方式有幅度调制、频率调制或相位调

16、制。4.1.1 调频的优点频率调制与幅度调制相比具有以下优点： 1、调频信号具有较强的抗干扰能力，因为在电磁波干扰中主要干扰的结果是改变了信号的幅度，此时可以放置一个限幅器把干扰影响的幅度变化消除，而对频率没有影响。 2、调频有较宽的频带，调频信号所占频带是调幅信号的数十倍。由于调幅收音机受到幅度限制（主要受中频频宽限制），音频信号的频率受到限制，当频带变宽以及抗干扰能力增强，从而使音频信号的质量大大提高。 3、调频信号由于频带宽一般采用超短波波段传播，超短波的最大特点就是直线传播，不象短波能通过电离层折射及长波、中波能沿地球表面绕射，传播可达数千里。由于距离限制，本地的超短波广播对于其他地方

17、的电台即使用小功率的电台不会引起干扰。这样就改善了收音机的串音现象，从而提高了广播质量。调频信号具有以上优点，因此对调频接收机的研究会使我们在了解已有调频技术和产品的基础上去学习和研究更为先进的调频技术。因为频率调制不是频铺线形搬移过程，它的电路就不能采用乘法器和线形滤波器来构成，而必须根据调频波的特点，提出具体实现的方法。对与调频电路的性能指标，一般有以下几方面要求：1.具有线形的调制特性。即已调波的瞬时频率与调制信号成线形关系变化。2.具有较高的调制灵敏度。即单位调制电压所产生的振荡频率偏移要大。3.最大频率偏移与调制信号频率无关。4.未调制的载波频率（即已调波的中心频率）应具有一定的频率

18、稳定度。5.无寄生调幅或寄生调幅尽可能小。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，使其不失真地反映调制信号变化规律。一般来说，要用调制信号去控制载波振荡器的振荡频率，也就是用调制信号去控制决定载波震荡器振荡频率的元件或电路参数的数值。从而使载波振荡器的瞬时频率按调制信号变化规律线形地改变，这样就能实现直接调频6。（一）改变振荡回路的元件参数实现调频在LC振荡回路中，决定振荡频率的主要元件是LC振荡回路的电感L和C。在RC振荡器中，决定振荡频率的是电阻和电容。因而，根据调频的特点，用调制信号去控制电感电容或电阻的数值就能实现调频。（二）控制振荡器的工作状态实现调频在微波发射机中

19、，常用速调管振荡器作为载波振荡器，其振荡频率受控于加在管子反射级上的反射级电压。因此，只须将调制信号加至反射级即可实现调频。4.2石英晶体振荡器参数及特性             石英晶体振荡器是高精度和高稳定度的振荡器，被广泛应用于发射机、无线对讲机、彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中，以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。4.2.1石英晶体振荡器的基本原理1、石英晶体振荡器的结构石英晶体振荡器是利用石英晶体（二氧化硅

20、的结晶体）的压电效应制成的一种谐振器件，它的基本构成大致是：从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片，它可以是正方形、矩形或圆形等），在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到管脚 上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振。2、压电效应 若在石英晶体的两个电极上加一电场，晶片就会产生机械变形。反之，若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应。如果在晶片的两极上加交变电压，晶片就会产生机械振动，同时晶片的机械振动又会产生交变电场。在一般情况下，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小，但当外加交

21、变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，比其他频率下的振幅大得多，这种现象称为压电谐振，它与LC回路的谐振现象十分相似。它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。3、符号和等效电路符号和等效电路如下，见图4.1图4.1符号和等效电路克拉泼电路和西勒电路的频率稳定度较高是因为接如小电容。由于回路电感的Q值不可能做的很高，因而限制了的进一步减小，其频率度只能达量级。对于频率度要求更高的振荡器必然要进一步减小到很小，同时要将电感的Q值提高到很高。石英晶体振荡器是采用石英谐振器作为振荡回路的元件的电路。因为石英谐振器具有极高的Q值和良好的稳定性，它具有很高的频率稳定度，一般在量级范围内。石

22、英晶体的特点是具有电压效应。因此若在晶片两端加上交变电压，晶体就会发生周期震动，同时由于电荷的周期变化，又会有交流电流流过晶体。不同型号的晶体，具有不同的机械自然谐振频率。当外加电信号频率等于晶体固有的机械谐振频率时，晶体的振动幅度最强，感应的电压也最大，表现出电谐振。上图是石英谐振器的等效电路，图中、分别表示晶体的动态电感、动态电容和动态电阻，电容称为晶体的静态电容。根据电抗定理，等效电路必然有两个谐振频率，一个是串联谐振，另一个并联谐振，而且，它的表达式为见式（4.1）（4.2） （4.1） （4.2）4、谐振频率从石英晶体谐振器的等效电路可知，它有两个谐振频率，即（1）当L、C、R支路发

23、生串联谐振时，它的等效阻抗最小（等于R）。串联揩振频率用fs表示，石英晶体对于串联揩振频率fs呈纯阻性，（2）当频率高于fs时L、C、R支路呈感性，可与电容C。发生并联谐振，其并联频率用fd表示。根据石英晶体的等效电路，可定性画出它的电抗频率特性曲线如图2e所示。可见当频率低于串联谐振频率fs或者频率高于并联揩振频率fd时，石英晶体呈容性。仅在fsffd极窄的范围内，石英晶体呈感性。二、石英晶体振荡器类型特点1.阻抗特性：由上式（2）知石英谐振器等效电路的总阻抗，见式（4.3） (4.3)由上图可以画出晶体的阻抗频率特性曲线，见图4.2图4.2 晶体的阻抗频率特性曲线由图可看出，当和时，负电抗

24、的物理意义是在该频率范围内晶体等效为电容；当时，晶体等效为电感；时，晶体为串联谐振，相当于短路；时，晶体为并联谐振6。三、石英晶体振荡器的主要参数及特性晶振的主要参数有标称频率，负载电容、频率精度、频率稳定度等。不同的晶振标称频率不同，标称频率大都标明在晶振外壳上。如常用普通晶振标称频率有：48kHz、500 kHz、503.5 kHz、1MHz40.50 MHz等，对于特殊要求的晶振频率可达到1000 MHz以上，也有的没有标称频率，如CRB、ZTB、Ja等系列。负载电容是指晶振的两条引线连接IC块内部及外部所有有效电容之和，可看作晶振片在电路中串接电容。负载频率不同决定振荡器的振荡频率不同

25、。标称频率相同的晶振，负载电容不一定相同。因为石英晶体振荡器有两个谐振频率，一个是串联揩振晶振的低负载电容晶振：另一个为并联揩振晶振的高负载电容晶振。所以，标称频率相同的晶振互换时还必须要求负载电容一至，不能冒然互换，否则会造成电器工作不正常。频率精度和频率稳定度：由于普通晶振的性能基本都能达到一般电器的要求，对于高档设备还需要有一定的频率精度和频率稳定度。频率精度从10-4量级到10-10量级不等。稳定度从±1到±100ppm不等。这要根据具体的设备需要而选择合适的晶振，如通信网络，无线数据传输等系统就需要更高要求的石英晶体振荡器。因此，晶振的参数决定了晶振的品质和性能。

26、在实际应用中要根据具体要求选择适当的晶振，因不同性能的晶振其价格不同，要求越高价格也越贵，一般选择只要满足要求即可5。4.2.2石英晶体振荡器的应用1.石英钟走时准、耗电省、经久耐用为其最大优点。不论是老式石英钟或是新式多功能石英钟都是以石英晶体振荡器为核心电路，其频率精度决定了电子钟表的走时精度。石英晶体振荡器原理的示意如图3所示，其中V1和V2构成CMOS反相器石英晶体Q与振荡电容C1及微调电容C2构成振荡系统，这里石英晶体相当于电感。振荡系统的元件参数确定了振频率。一般Q、C1及C2均为外接元件。另外R1为反馈电阻，R2为振荡的稳定电阻，它们都集成在电路内部。故无法通过改变C1或C2的数

27、值来调整走时精度。但此时我们仍可用加接一只电容C有方法，来改变振荡系统参数，以调整走时精度。根据电子钟表走时的快慢，调整电容有两种接法：若走时偏快，则可在石英晶体两端并接电容C，如图4所示。此时系统总电容加大，振荡频率变低，走时减慢。若走时偏慢，则可在晶体支路中串接电容C。如图5所示。此时系统的总电容减小，振荡频率变高，走时增快。只要经过耐心的反复试验，就可以调整走时精度。因此，晶振可用于时钟信号发生器。 2、随着电视技术的发展，近来彩电多采用500kHz或503 kHz的晶体振荡器作为行、场电路的振荡源，经1/3的分频得到 15625Hz的行频，其稳定性和可靠性大为提高。面且晶振价格便宜，更

28、换容易。 3、在通信系统产品中，石英晶体振荡器的价值得到了更广泛的体现，同时也得到了更快的发展。许多高性能的石英晶振主要应用于通信网络、无线数据传输、高速数字数据传输等8。5. 总体设计电路5.1.MC2833技术指标及内部结构5.1.1 MC2833技术指标9MC2833为集成发射芯，采用10V电源，其工作电压范围为2890V，可工作在3075的温度范围。其主要电气技术指标如下所列见表5.1 5.2。表5.1 MC2833的极限参数(Ta=25 Vcc=4.0V)规定值符 号数 值单 位电源电压VCC10（max）V工作电压范围VCC2.8-9.0V结温TJ+150°C运行常温TA

29、-30+75°C储存温度范围Tstg-65-+150°C表5.2 辅助三极管动态特性 特性符号最小最大单位基极击穿电压（IC = 5.0 mA)Vcbo1545_V发射级击穿电压（IC=200uA）Vceo1015_V基板击穿电压（IC=50uA）Vcso_70_V直流电流增益(VCS = 3.0 V)（IC = 0)hfe40150_图5.1MC2833技术指标此芯片输出功率满足关于THD的IEC5552技术标准 ，则应再加上一级PFC前置稳压电路。表2给出厂在240V交流输入时，不同输出功率所对应的主要元件参数。应当说明的是：表中的C5应选择聚丙烯电容器 ，且所有电阻的

30、误差精度均应在之内。表中电感的值为理论值 ，不同型号灯管在同样功率情况下的启动电压和工作电压是不一样的。所以 ，实际电感值和工作频率值需用实验来决定为了降低半桥功率级的射频干扰，可在第 7、4引脚之间加上吸收电路 ，若吸收电路的电阻为10欧，电容为 0.00luF，那么，开关电路的转换时间和将从上升到、这个转换时间完全在1.2us的死区时间内 ，但是却把射频干扰成份从10MHz降至400kHz。该电路的特点是可在100V或120V交流输入电压下可靠启动，这在240V交流输入电压下不是问题，故在240V电压下电路可工作在完全谐振条件下.并可为灯管提供启动所需的启动电压。另外，如果不需要同步功能，

31、可用一根跳线将二极管1N4O01 短接，以便为电容C6和灯管提供电流通路9。图5.2 不同输出功率时的元器参数应用时可将振荡器接成电容三点式振荡电路形式，同时可在集成电路的1脚和16脚之间接一 电感和晶体相串联的电路 ，以使电感能对振荡频率进行微调 从而保证振荡频率正好处于要发射的频点上 ；另外 ，在l6脚和15脚之间外接一个反馈电容 ，可使振荡信号晶体管射极缓冲后由14脚输出。话筒放大器能够提供 30dB的电压增益。5.1.2 MC2833内部结构及引脚功能MC2833内置了话筒放大电路、压控振荡器和两级缓冲放大晶体管。其主要特性如下： · 2.89.0V宽范围的工作电压·

32、; 低功耗电流（典型值为2.9mA）· 只需少量的外围元器件· 使用片内放大晶体管输出功率可达+10dBm的输出功率· 可以接入FCC、DOT、PTT等射频电路其外部直观图为见图5.3图5.3 MC2833外部直观图其引脚图（及内部框图）和各引脚功能如下，见图5.4图5.4 MC2833内部结构1脚可调电阻端，2脚去耦端，3脚调制输入端，4脚话筒信号放大输出端，5脚话筒信号输入端，6脚电源地端，7、8、9脚为内部晶体管VT1的发射极、基极、集电极端，10脚电源下端，11、12、13脚为内部晶体管VT2的集电极、发射极、基极端，14脚射频输出端，15、16脚射频振荡

33、端。 5.1.3 MC2833的工作原理需传送的信息（语音）经过话筒变成音频电信号，音频信号经5脚送给微音放大器进行音频放大。然后放大的音频信号从脚4经2.2Uf的耦合电容送到脚3去控制可变电抗的大小。可变电抗与3.3uH电感、12.000MHz晶体串联与高频振荡器外接电容56pf、51pf组成调频电容三点式振荡电路，其载波振荡频率为12.000MHz。此调频振荡信号从片内送给缓冲级，由脚14经耦合电容送到由第一放大管组成的三倍频放大器，其负载为由B1变压器耦合的谐振回路，其谐振频率为36.000MHz。放大的三倍频信号经B1的次级传送到第二放大管的基极脚8。第二放大管与B2变压器耦合的谐振回

34、路组成第二级三倍频放大器，然后经B2的次级送给由晶体管T3组成的高频输出级，经天线将信号辐射出去1。MC2833典型应用电路，见图5.5图5.5 MC2833应用电路输出功率，见表5.3表5.3 注输出频率输出频率×1MHzLt(uH)L1L2Re1Rb1Cc1Cc2C1C2C3C4C549.7MHz16.56673.3-4.70.220.22330390k33p33p33p470p33p47p470p76MHz12.60005.10.220.22150300k68p10p68p470p12p20p120p144.6MH12.055.60.150.10150220k47p10p68p

35、1000p18p12p33p1.晶体X1是基本的模态,和一个32 pF负荷共同校正。最后的输出频率在集成芯片MC2833片内被频率相乘所产生2.在76和144.6MHz发射器中，射频输出缓冲器(14脚)和Q2三极管被当作一个倍频器使用。Q1 三极管在49.7MHz和76MHz发射器中是一个线性喇叭, 在144.6 MHz发射器中是一个倍频器3.微法拉的所有电容器, 欧姆、亨利和电阻的授职者除非以别的方式指定。4.其它频率的组合可能是被其它3个例子简单的显示出来上图整体电路可以分为四部分：震荡回路、微音放大、三倍频电路、信号输出电路。振荡回路，见图5.6图5.6 振荡回路其中15、16脚外接的5

36、1p、56p电容决定反馈系数：(5.1)微音放大电路，见图5.7图5.7 微音放大电路三倍频电路，见图5.8图5.8 三倍频电路其中390K电阻决定Q2的工作状态。1.0K电阻和C2是射级负反馈电阻和高频旁路电容。信号输出电路，见图5.9图5.9 信号输出电路5.调频发射机工作原理由于本电路图较大，完整图见附录部分。其工作原理如下：片内高频振荡通过15、16管脚外接51pF电容和12.000Mhz晶体，晶体又通过一个3.3uH电感跨接到1脚内可变电抗，可变电抗实际上是变容二极管，这些元件和电路构成了克拉泼振荡器。本级中，51pF和56pF电容决定反馈系数F 0.5，根据三点式振荡器起振条件，只

37、要放大倍数即可起振，这很容易实现。值得提出的是本级的任务是产生载波，显然，我们希望频率稳定度高，因此采用了晶体振荡；但本级还要实现调频，调频就要有一定的频偏，因此还要用到变容二极管，两者共同组成了压控式振荡器，以兼顾频率稳定度和频偏两项指标。但压控式晶体振荡器实现的调频的频偏较小，因此本级的输出要经过三倍频，即提高了中心频率又扩大了频偏。倍频器实际上是3fo带通滤波器，有两极滤波：第一级是14脚外接的47pF、33pF和0.22uH电感，调谐于3fo。第二级是经过片内放大器输出信号，11脚外界33pF和0.22uH电感，亦调谐于3fo。12脚接的RC是射级负反馈电阻和旁路电容。实用中，14外接

38、的滤波器可以省略，这时片内的三极管工作状态应工作与甲类；若保留14脚的滤波器，则片内三极管应工作于丙类状态，以取出三次谐波。决定三极管工作状态的是13脚外接的390k电阻。3fo（12.000×3=36.000MHz）信号由11脚输出经33pF耦合电容引到8脚片内功率放大，放大后从6脚输出经天线匹配网络加到天线发射出去。调频原理：由话筒拾取的音频信号从5脚进入片内，经放大后从4脚输出，经2.2uF电感耦合，从3脚进入片内分压器上，此音频信号即为调制信号，“压控”可边电抗实现调频。当=0时，载波振荡为中心频率fo，片内的为基准电压，即用来产生fo的电压，当交变变化时，振荡频率在fo附近

39、变化，从而实现调频。本发射机在负载为50、中心频率为36.000Mhz时，输出功率为。如若得到更高的工作频率，只须改换晶振和三倍频电路即可。5.元器件的选择1.晶振的选取：假设发射频率定为36100MHz，由于本电路发射机采用的是三倍频的频率，因此，前级振荡电路中的晶振的标称值应为36100÷3120333MHz。由于受条件限制，所以选取12.000MHz晶振。在接收机中，第一本振频率应为所接收到的信号频率再加上第一中频频率，即36000+10746700MHz。2.其它元件的选取：3.3uH和0.22uH电感可用0.51毫米的漆包线在圆珠笔芯上分别绕12T、5T。最后用50、1.2

40、m拉杆式天线接收。其余的电阻电容按标值选取。6电路调试及结果分析6.1 调试方法由于发射机采用了集成电路，各电阻、电感、电容比较准确，一般无须过多调试。调试时可先将3脚和14脚断开，先测振荡回路是否正常工作，（即检查晶振频率是否为12.000MHz）如果不准确可适当调节3.3uH电感，直至频率正确。接着频率计接在14脚上，此时由于没通过倍频器，频率应为晶振数值12.000MHz,如有误差，可调节14脚外节电感匝数，如仍不能校准可适当改变外接电容容量。下来测11脚的工作电压及输出频率。此时经过片三极管内放大，经过三倍频，输出频率应为：12.000MHz×3=36.000MHz.最后在U

41、o处测输出频率，由于发射频率是从11脚经耦合电容引到8端经过片内放大最后从9脚输出，输出频率应该和11脚相同：12.000MHz×3=36.000MHz.调节滤波电容可以使输出频率和输出波形符合要求。最后和接收机结合起来做整体调试。6.2实验结果通过示波器检测，可得到以下波形及频率。幅度为4V.晶振波形及频率（12.000MHz）图6.1 晶振波形13脚输出波形及频率（12.000MHz）图6.2 13脚输出波形14脚输出波形如下（频率为12.000MHz）图6.4 14脚输出波形11脚输出波形及频率（36.000MHz）图6.5 11脚输出波形输出波形及频率（36.000MHz）图

42、6.6 Uo处输出波形总结经过3个月的努力，毕业设计已接近尾声了，然而我的心还处于高度紧张状态，久久不能平静下来。因为这次设计很重要，它是我大学四年来做的最努力、最完善的，同时也是最后一次设计。通过本次设计，使我学到了很多东西，它使我把以前学到的理论知识同实践结合起来，这样不仅巩固了我的理论知识，同时也增强了我的动手能力，这对于以后的工作是至关重要的。 这次设计我采用集成芯片MC2833做了一个调频发射系统，它使我掌握了调频发射系统的原理和方法，熟悉了电路的计算和安装调试，从而使自己对无线电通信整机有全面的了解，对高频所学的知识有更深入的感性认识。当然，这次设计也不是一帆风顺的，在实际的调试过

43、程中，也遇到了一系列问题，例如：一开始输出频率和波形都不能达到要求。最后对电路经过几周的细心检查、反复地联机调试、在老师的指导下终于查出了原因，调出了正确的波形和频率，达到要求。在此，我再次对我的导师郑老师表示忠心的感谢。通过这次设计使我认识到人生没有一帆风顺的事，成功都是要经过一番吃苦、努力，再加上自己坚忍不拔的精神，最终才能达到目标、实现理想。致谢首先，在此感谢学校和系上给了我们这次设计机会，让我们把在书中学到的理论知识与实践结合起来，为以后的工作奠定基础。接着，我要特别向我的导师尚武锋老师表示最真挚的感谢!整个课题从方案确定到实际系统的调试都得到了他无微不至的关怀、指导和帮助。导师深厚的

44、理论功底，极其丰富的电路系统实践经验以及严谨的科研态度与作风等都给我留下了深刻的印象，并对我课题的完成起到了至关重要的作用。导师在我学习、工作中的言传身教为我今后学习奠定了坚实的基础!同时，我也要衷心感谢电信系其他老师。课题进行期间，老师们无私的帮助和中肯的建议也伴随着我研究、设计的始终，使我受益匪浅。深深感谢器件室的老师，他们给了我们完成这次设计的最基本的东西，感谢熊国庆老师为我们提供实验室和实验仪器。特别感谢我的同学房磊、杨保晏，在学习和课题中给予我的帮助!感谢我的家人。他们的关怀是我前进的动力。感谢所有关心以及帮助我的老师、同学、朋友们。再次表示衷心感谢和诚挚的敬意!参考文献 1王颂武.

45、电子创新设计与实践J.北京：国防工业出版社，2005.64-652阳汉昌.高频电子线路实验与课程设计J.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2001.26-953阳汉昌.高频电子线路M.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2000.59-894高吉祥.高频电子线路M.北京：电子工业出版社，2002.12-315曾兴文.高频电路原理与分析J.西安：西安电子科技大学出版社，1999.165-2216王恒山.调频解调技术M.北京：高等教育出版社，2001.56-637F305型无线对讲机的原理、制作与维修. 移动通信国家工程研究中心,2005.8朱红 李颖. 电子技术综合实验M.成都：电子科技大学出版社，200

46、5.128-1399朱金刚.基于MC2833P的小功率调频发信机的设计M.2002./2007.6.附录A英文文献及中文翻译出处：外文会议论文 第11卷 第5期 中文翻译低功率调频发射机在神经记录方面的应用 摘要我们讲述了一个用于神经系统录像遥测技术的低功率调频发射机。发射机包括一个低噪声极化放大器和一个压控振荡器，压控振荡器用于传送放大的神经信号以433MHz的频率，电路由一个速记的电磁感应链路供电，测得发射机的功率损耗为465uW,使用1/8波长单鞭天线，在一米范围测得接受功率为54.5dBm.【关键词】RF遥测技术 发射器 神经感应 低功率电路介绍 随着集成电路技术的发展和新的生化材料的

47、发展，生物医学移植物变得越来越普遍。现代的MEMS已引领大规模神经性录音设备的发展，诸如包括100个独立的电极的微电极系列，这一系列监听神经活动，在自然和临床领域是有很大的潜力。 这项技术目前的限制是这些记录的神经信号在从记录装配上翻译的方式，通常被移入人体，用于自然科学或神经领域信号处理设备，在大多数神经学实验中，长电缆被运用于连接移植的神经装置和外部放大设备和信号处理设备，录制线路的利用还有两个问题（1），反射的危险（2）由于高阻抗及神经录音相关的弱信号。 这些问题中的一个解决方法是用通过一个巨大录制链路的无线发射机代替电缆。这样的一个系统将减小任何一个突出皮肤的电缆，降低反射机会，一个移

48、入到电极的发射机缩成由一根天线传输时神经信号的距离，而降低相当的噪声，实际上，传输系统将首先放大微弱的神经信号，更进一步改善在传输中产生的阻抗。在这项工作中，我们设计了一个包含低噪极化放大器和压控振荡器的可移植433MHz的无线FM调频发射机。第二部分给出了移个简要系统概述，同时，第三部分讨论一个可移植发射机。系统概述图一给出了一个关于全部可移植记录系统的组成框图，这个系统可以划分为两部分：移植电路和外部电路。移植部分包括一个神经信号放大器，一个用于数据记录的可调FM放大器，电压规则电路和时钟数据采集电路，外部电路包含一个大型转换功率发射机从允许电源由这个波形转换的转换器的每一面必须保持在10

49、MH以下以防止一连串的失真，通过调节电源波形的幅度，可以发送命令。但是数据传输率超过了相关的低载波频率。典型的功率发射机包含一系列E类功率放大器驱动一个传递线圈，反馈回路在电源波形上用于确保晶振和电路调制命令数据。所有的转换功率链路都遭受要从驱动线圈到接收线圈的低效率倍频。相反，传送到接收线圈的功率可以增加到一定程度，而线圈在高电流时的散热将成为一个问题。进一步讲，一个小型移植消耗电源的数量将受限于100mw左右以避免环境因素引起的过度热量。低功率操作是必须的，但是增加的难度是达到多电极系统要求的100个或更多的放大电路。一个数据记录的微型电源无线发射机是一个在任何实用可移植记录系统的标准因素

50、。图一：可植入调频发射机我们发明了一个在频率433MHz操做的低功率调频发射机。这个频率被选择是因为她靠近工业，科学和医学界，FCC校准医学可植入通信系统。频率范围在402-405MHz,而且，用一个高频率能使小天线的设计变的可能。申请天线被直接放置在皮肤下面，例如，这项工作在这个频率不能被天线作为重要的信号被吸收。433Mhz被显示出来，通过皮肤和薄的纱织品渗透的深度是3.75cm.。被用于这一工作的VCO被显示在图2a,发射机M5和M6作为变数电容器分别用在C中，Rs是寄生在电感L里的系列抵抗物，使电感的Q值得到限制，Q因子是真正阻抗的想象比，通过给出，当W工作时，频率通过给出。它能被小信号分析逐渐增加的输入阻抗所显示出来。在调出A和B的时候，被表示为：当gm是发射机M1M4的跨导时，被表示为：（4）图三（如下）所示，描述了对数方程（4），芯片内集成电感不超过5个，然而芯片外的电感Q值可达20以上，其频率为433MHz,用一个低Q的VCO的电耗有一个庞大的指令，它要比芯片外的2030Q值的电感的VCO大的多，由于电流振荡标准已知，晶体管的规格可以测定，表1给出了图2所示的晶体管规格：这种设备足够大，减小在寄生电容时所需最小偏差电容到合理值，M5和M6晶体管规格可由以下方