小功率调幅发射机的安装及调试实验报告

-.z.报告成绩：报告成绩：评阅时间：教师签字：实验报告班级：****：****：******同组人：********课程名称：电子线路课程设计实验室：第二实验室实验时间：2012年2月27—3月2日实验工程名称：小功率调幅发射机的安装与调试实验目的：通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析和解决实际问题的能力；进一步熟悉常用电子器件的类型和特性；学会电子线路的安装与调试技能进一步熟悉电子仪器的正确使用方法；学会撰写课程设计总结报告；培养严格认真的工作作风和严谨的科学态度。实验容与原理：=1\*GB4㈠实验原理：调幅发射机组成框图如下图：载波载波振荡器语音信号振幅调制器〔乘法器〕音频放大器高频功放驱动电路高频功率放大器调幅发射机原理电路如下图：电路各组成局部的作用：晶体振荡器—产生高频振荡，最大频偏、整个发射机的频率稳定度由该级决定。缓冲隔离级—将振荡级与功放级隔离，以减小功放级对振荡级的影响。因为功放级输出信号较大，当其工作状态发生变化时〔如谐振阻抗变化〕，会影响振荡器的频率稳定度，使波形产生失真或减小振荡器的输出电压。整机设计时，为减小级间相互影响，通常在中间插入缓冲隔离级。功率鼓励级—为末级功放提供鼓励功率。如果发射功率不大，且振荡级的输出能够满足末级功放的输入要求，功率鼓励级可以省去。末级功放—将前级送来的信号进展功率放大，使负载〔天线〕上获得满足要求的发射功率。如果要求整机效率较高，应采用丙类功率放大器，假设整机效率要求不高如，而对波形失真要求较小时，可以采用甲类功率放大器。=2\*GB4㈡实验容：1．焊接调试振荡电路，使输出电压幅度和频率连续可调，尽量减小波形失真。2．焊接调试音频放大电路，是输出电压幅度满足调制电路要求。3．焊接调试高频功放驱动电路，使输出电压幅度满足末级功放丙类工作状态需要，并通过统调使末级功放输出功率和效率到达最正确。4．焊接调试乘法器〔振幅调制〕电路，在等幅低频信号源调制下，使输出能产生调幅度Ma≥80%的普通调幅波信号。5．焊接调试高频谐振功率放大电路，将工作状态调整在欠压状态。6．连接并统调以上各电路，实现小功率调幅发射机功能。三、实验器材〔设备、元器件、软件工具、平台〕：1．双踪示波器，高频实验箱，数字万用表，双路稳压电源等仪器各一台。2．电烙铁，镊子，钳子，螺丝刀等工具一套。3．调幅发射机实验板，套件，天线，焊锡，漆包线等。四、实验步骤：1.分析原理电路：原理电路由载波振荡器、音频振荡器、模拟相乘器、功率放大器四个主要局部组成。载波振荡器为晶体振荡器，能够振荡产生振幅调制所需的载波，且具有很高的频率稳定度；音频振荡器有集成运算放大器构成，运算放大器具有很高的阻抗，能够与高阻抗的话筒配接，输出调制信号；模拟相乘器由集成芯片MC1496构成，能够实现载波和音频信号的模拟相乘，实现振幅调制功能；功率放大器由缓冲级、鼓励级、放大级三级电路构成，用于对调幅信号进展功率放大，以满足天线的发射要求，将调幅信号有效地发射出去。2.检查元器件：检查用于焊接电路板的元器件，将其与原理电路图对应查看器件是否齐全，数量是否对应；再用万用表等仪器检查各元器件各项参数，以保证各器件都能在电路中正常工作。3.焊接电路板：根据原理电路，用所给的元器件焊接电路板，焊接过程中使用正确的焊接方法，保证焊接后电路的导通性。4.调试各级及总体电路：分别调试各级单元电路，保证各单元电路能够正常工作，输出信号的频率和幅度能够满足实验要求，在不能正常工作或是信号达不到输出要求的情况下能够发现问题并正确解决；在各单元电路正常工作的情况下，调试整体电路，输出调幅信号，完成整体电路的调幅功能。调试中出现的故障、原因及排除方法=1\*GB2⑴晶振级与缓冲级联调时出现缓冲级输出电压明显减小或波形失真情况。产生的主要原因是缓冲级的输入阻抗不够大，是晶振级负载加重，，这可以通过增大缓冲级的发射极电阻RP1来提高缓冲级的输入阻抗，也可以减小C4即减小晶振级与缓冲级的耦合来实现。=2\*GB2⑵本机振荡级、缓冲级、语语音放大级以及调制级联调时，出现过调幅，产生的原因可能是经射极跟随器输出地本振电压V0偏小或者是话音放大级输出地调制电压VΩ过大，可以调节RP2使V0=100mV~150mV,并测量调制器输出地波形，调整话音放大级增益=3\*GB2⑶功率鼓励级与功率放大级联调时，往往出现低频调制、高频自激、输出功率小、波形失真大等现象。产生的原因可能是级间通过电源产生串扰或是甲类功放与丙类功放的阻抗不匹配，级间相互影响，这可在每一级单元电路的电源上加低、高频去耦电路，以消除来自电源的串扰，也可以重新调整谐振回路，使回路调谐，调整时可通过拨动磁环上线圈间的间距来调整电感量，间距越密电感量越大，由于甲类功放的负载就是丙类功放的输入阻抗。因此，调试时相互之间会有影响，调试时应前后级反复调，直至两极间为最正确匹配，输出功率最大，失真最小。五、实验数据及结果分析：焊接变压器前分别对各单元电路进展调试和测试，得到如下实验数据及结论：晶体振荡器〔JP1为测试点〕动态测试：T1管为晶体振荡器，T2为缓冲级。调节RP0可以改变正弦波的幅度，C1微调输出频率。调节RP2可以改变测试点1的信号幅度。调节RP0和RP1,使输出正弦波幅度从最大到最小，观察振荡器输出频率的变化。幅度/mV〔最小〕2030100250280300400〔最大〕420频率/MHz6.00026.00026.00026.00026.00026.00026.00026.0002结论：输出振荡波的幅度对振荡频率几乎没有影响，晶体振荡器的频率稳定度较高。缓冲级起到了对后一级电路的隔离作用。T1、T2的静态工作点测试：幅度三级管/V/V/V/V/V/V/mA/MHz20mVT19.374.103.4511.970.116.0002T26.835.845.0111.962.642.64250mVT19.144.852.6511.980.116.0002T25.985.185.5011.953.053.05420mVT16.116.735.8611.970.226.0002T25.985.815.7311.943.053.05结论：调节RP0和RP1改变T1管、T2管的静态工作点，改变晶体振荡器静态工作点的同时也改变了T2管缓冲放大级的直流偏置电压，使输出振荡波的幅度变化。音频振荡器〔JP2为测试点〕测试点JP2接示波器，调节RP4，使输出信号不失真的从最大值到最小值，并记录结果。在在JP6端测得未经放大的RC振荡产生的低频振荡的单音信号，在放大的情况下，保持RP4不变，调节R11改变输入信号的幅度，观察输出信号幅度的变化并记录结果。输入幅度/V0.51.11.41.62.6输出幅度/V1.53.2458放大倍数332.93.053结论：综合上述两表，输入信号的频率、幅度的改变对音频放大器放大倍数的影响不大，音频放大级比拟稳定。模拟相乘器载波信号幅度100mV，接入单音信号0.001mV，音频放大50倍情况下，测试点3接示波器，调节RP3使出现清晰完整的调制信号，然后调节RP4改变输入信号，观察输出已调波的幅度变化，并记录结果，计算调幅系数。峰～峰值/mV1481421201181121089896谷～谷值/mV9882684028201400.220.270.300.480.590.680.841结论：电路板振幅调制级的最大调幅系数可以到达1，以至于过调，该电路有较高的调幅度，较好的振幅调制能力。但验收时，调幅波形普遍偏小，原因可能是验收前对RP2有改动，载波幅值被减小。=0.3时的已调幅波=0.3时的已调幅波实验过程分析：在焊接电路板的过程中没有出现问题。在调试时，振荡级的调试比拟顺利。音频放大级调试时，无论怎样调RP4,运算放大器的最大放大倍数值到达1.5倍，低于所要求的放大倍数。经检查，发现预算放大器LM358没有接好，取下LM358重新安装之后，运算放大器到达了正常的放大围。在调试调幅电路时，刚开场已调幅波出现上下不对称的情况，如下列图〔1〕所示。将接入示波器的探头打到*1档后，调整适合的单音信号频率、幅度，再调节RP3可调整调制乘法器的直流偏置改变调幅波的上下不对称现象，同时调节RP2使调制波频率接近6MHz。因此需要同时改变调制乘法器的直流偏置状态和载波信号的幅值大小，才可得到上下对称的调幅波波形，如下列图〔2〕所示。图〔1图〔1〕上下极不对称的已调幅波图〔2〕完整的已调幅波在焊接完变压器所有单元电路全部连入电路后，再次测试各单元电路和总体电路输出信号时，出现晶体振荡器输出的载波和音频振荡器输出的音频信号依然正常，而调幅电路无法输出正常调幅波的现象，经过反复调试，最好的输出情况是出现条幅波上边有包络下边等幅而输出频率为260KHz，比照焊接变压器前后的输出情况，猜测很可能是后面连入的变压器影响了整体电路的功能，导致无法输出正常调幅波。六、实验结论：电子线路课程设计实验环节，更加强调动手和操作能力，包括整个电路板的焊接、各单元电路和整体电路的调试、各级动态和静态工作点的测试等一系列环节。在焊接环节，焊接技术影响着最终电路能否实现具体功能，正确的焊接方法是保证无缺焊、漏焊，电路良好导通的前提；在电路调试和参数测量环节，对电路原理的透彻理解和对测量仪器的熟悉使用是快速调试成功和测量出正确数据的有效保证。本次焊接的小功率调幅发射机电路，最后没能完整实现所要求的调幅功能，但在前期测试各单元电路功能时确实完成了产生高频载波、低频调制信号和二者相乘的功能，只是由于没有控制好各单元电路彼此间的影响，最后导致了整体电路无法实现预期的功能。对整体电路的设计、调试还是我们有待加强的能力。七、收获及体会本次电子线路课程设计实验环节历时一周，完成了原理电路分析、测试电子元器件、焊接电路板、调试各级单元及总体电路以实现小功率调幅发射机功能的所有工作。原理电路分析要求更多的是对高频电子线路理论知识的理解，在将整体电路肢解为各单元电路后便很容易地弄清楚了电路原理；测试电子元器件主要考察的是对万用表的使用，正确使用万用表测试各电子元器件的参数和检查其好坏，一面将错误的或是坏的器件连入电路影响电路功能；焊接电路板最重