高频课程设计报告接收机设计.doc

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1、目录摘要2第一章 绪论3第二章 电路设计软件的使用5一、 用PSpice进行电路仿真51.软件概述52.电路仿真过程5二、 PCB画图61.软件概述62.pcb图制作6第三章 系统设计与安装8一、 ZX2028调频收音机电路分析81.芯片介绍82.接收部分电路分析9二、发射部分电路分析10三、整机电路分析及对讲机的工作方式10四、系统改进111.发射机的改进112.接收机的改进12第四章 接收发送系统调试13一、接收机的工作原理131.概述132.调频接收机的原理13二、发射机的工作原理161.概述162发射机的原理16三、实验步骤及联调171.FM发射机实验172FM接收机实验17 3调频系

2、统联调17 四、实验结果分析18第五章 焊接与故障分析20一、系统安装及焊接的注意事项20二、系统调试21二、故障分析21第六章 体会心得23附录一: 整机原理图25附录二: Altium Designer原理图26附录三: 翻译27摘要随着科学技术的发展，电子通信技术是一项得到迅速发展的新兴的技术迅速。在通信领域中，许多技术都应用在我们的身边，手机、网络等等。现代社会已经离不开这门技术。无线通信技术是通信领域的应用最广。它的实现实现使得任何人在任何时间、任何地点接受和发送任何信息。掌握无线通信系统的工作原理是每一个通信技术学生的基本要求。我们要做的，就是理解和掌握无线通信系统的工作原理和各个

3、模块的工作过程，并能够进行相应的应用电路设计。在操作方面，我们需要学会使用仿真软件pspice和设计PCB电路的仿真软件protel。不仅如此，我们还需要学会焊接实际的电路板，并且能进行电路板的调试，同时也要进行故障分析。这样使它能正常工作。在本次课程设计中，以上说的方面我们都得到了锻炼，这为我们更深的学习通信领域的知识打了夯实的基础。关键字：接收机，发射机 正文第一章 绪论信息传输是人类社会生活的重要内容。从古代的烽火到现代的无线通信，都是人们寻求快速远距离通信的手段。从19世纪开始，以电信号作为消息载荷的通信方式迅速发展起来，并且在经济、军事和社会发展中起着越来越重要的作用。同时带动着这些

4、方面的发展。通信系统有信源，发射机，传输信道，接收机和收信者组成。如图1.1为通信系统的组成 图1.1 通信系统组成无线电信号属于传输信号的基本方法。一个导体如果高频电流，就有电磁能向空间辐射。电磁能是以波的形式向外传播的，称为电磁波。高频率的电流称为载波电流，简称载波，这种称为载波频率或射频。载有载波电流，事电磁能以电磁波形式向空间发射的导体，称为发射天线。如果我们设法用电话信号控制载波电流，则电磁能中就含有所要发送的电话信息，这就是无线电信号的发送过程。在接收端，首先由接收天线将收到的电磁波还原为与发送端相似的高频电流。然后经过检波，取出原来信号，这就完成了无线通信。同时也构成了通信系统的

5、各个部分。无线信号的发射与接收都需要一个复杂的系统。在发射端，首先需要将各类物理信号（如声音、图像等）转换成电信号，经过放大后与一高频信号进行调制，得到调制波后，经放大后送入发射天线，转换成无线电波辐射出去。在接受端，一般用超外差接受机系统对信号进行接受。超外差接收机系统主要由高频放大、混频器、本地振荡器、中频放大器、解调器、低频放大器等几部分构成。它的工作原理为：从天线接收到得信号经高频放大器放大后，与本地振荡器产生的信号一起加入混频器。混频器输出的中频信号经中频放大器放大器放大，再经解调处理和低频放大，然后送给用户。由于超外差接收机的中频频率是固定的。因此，它比直接放大式接收机有如下的优点

6、：第一，容易得到足够大而且比较稳定的放大量；第二，具有较高的选择性和较好的频率特性；第三，易于调整。当然，超外差接收机也有一些不可避免的缺点，它的电路比较复杂；除了有用信号外，还存在位于镜像频率出的无用信号干扰；另外，随着社会的发展，对通信系统的集成度要求越来越高，特别是移动通信系统；而且，为保证生产质量和使用方便，接收机要尽量可能做到无调整或少调整。在这些方面，超外差接收机的结构遇到的一些困难。整个系统框图如图1.2 话筒音频放大调频上变频功放半工器耳机中频放大下变频功放音频功放FM解调限幅 图1.2无线通信的框图在本次课程设计中，除了对讲机套件的焊接组装与调试，还有焊接练习以及在实验室做的

7、通信试验箱各模块之间的联调，它的内容和原理是和整个对讲机的原理是一样的。我们还学习了pspice等电路仿真软件，并用pspice进行系统仿真和改进。这些知识也是我们在课堂上学不到的，它合理的应用了理论结合实践。为我们以后的课程学习打下基础。 第二章 电路设计软件的使用一、 用pspice进行电路仿真 1 软件概述PSPICE软件具有强大的电路图绘制功能、电路模拟仿真功能、图形后处理功能和元器件符号制作功能，以图形方式输入，自动进行电路检查，生成图表，模拟和计算电路。其数量众多的元件数据库、直观的捕获界面、简洁明了的操作、强大的分析测试、可信的测试结果，为众多电子工程设计人员缩短产品研发时间。它

8、的用途非常广泛，不仅可以用于电路分析和优化设计，还可用于电子线路、电路和信号与系统等课程的计算机辅助教学。与印制版设计软件配合使用，还可实现电子设计自动化。被公认是通用电路模拟程序中最优秀的软件，为众多电子工程设计人员缩短产品研发时间。熟练应用该软件是每个电子工程人员的基本要求。 2 pspice仿真 本次课程设计中，我运用pspice软件仿真对讲机系统的发射电路。以下是仿真的过程： 首先打开软件，选择软件页面左上端file选项，选择new project,按照软件的提示步骤建立一个工程。建完工程后，打开工程内部的PAGE，开始在里面画出发射电路原理图，在画原理图时，先需要找对元件，当元件找对

9、后，我们通过软件的上端Place选项中的Wire给元件连线，这样做出正确的原理图后。选择上端选项中的PSpice建立new Simulation Profile 。完成后开始运行RUN按钮，则电路开始仿真，当电路无错误的时候，用电压探针放在你需要观察的点上，则再运行仿真，则就可以得到输出信号的变化情况。发射电路的仿真带来路如下图所示： 图2.1发射机电路仿真图驻极体是用一个稳定的电压源代替，这样的输入更加直观。电路中由于原理图中的三极管9018在库里面是没有的，所以选择Q2N222代替9018,这是因为Q2N222的高频选择性好，它的特性和9018接近。 图2.2 发射电路仿真结果最终仿真结果

10、如下图所示，由图中的波形可以看出，仿真得到的结果并不太接近真实的波形，并且还有一些失真。我认为有以下两点原因导致：第一 晶体管的特性并不理想，它是直接导致失真最重要的原因。第二 许多元件的参数并不是很正确，例如电路中的电感大小极为难控制，只要稍微改变波形就变得更加失真。所以，经过这次仿真，我觉得以后再做在电路仿真，需要运用理论计算出电路的可行性，把元件的选择及其参数的设置做的比较清晰，这样仿真结果才会比较接近理论值。二、 PCB图 1 软件概述 Altium Designer 是业界首例将设计流程、集成化 PCB 设计、可编程器件（如 FPGA）设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一

11、起的产品，一种同时进行PCB和FPGA设计以及嵌入式设计的解决方案，具有将设计方案从概念转变为最终成品所需的全部功能。Altium Designer 6.9拓宽了板级设计的传统界限，全面集成了FPGA设计功能和 SOPC设计实现功能，从而允许工程师能将系统设计中的FPGA与PCB设计以及嵌入式设计集成在一起。2 pcb图制作运行Altium Designer 6.9后，单击File，在出现菜单中选择New菜单，再选择PCB Protel根据提示步骤就可以新建一个PCB项目。然后按照同样的方法建立一个Schematic原理图文件和PCB文件。在Schematic文件的工作窗口，可以建立电路原理图

12、，建立原理图最终要的是找元件，因为Altium Designer 6.9软件的库极其庞大，需要对库比较熟悉才能很顺利的找到元器件，当元件库没有要用的元件时，你可以通过提示添加元件库，找元件时需要注意元件时候封装，否则不能导入到PCB图中，连线要仔细，在原理图画好后，需要检查连线是否断开了，这样检查仔细为排PCB图有很都好处。在PCB文件的工作窗口，可以绘制PCB图，当原理图画好后，点击设计菜单选择update pcb选项生成电路网络文件并导入到PCB工作窗口，然后，布线就是接下来的工作了，很明显，布线是完成产品设计的关键步骤，在整个PCB中，以布线的设计过程限定最高，技巧最细、工作量最大。PC

13、B布线是一门比较深的学问，需要不断地练习才能增加PCB布线的经验和积累一些经验技术。第三章 系统设计与安装一、ZX2028调频收音机电路分析1 芯片介绍1.1 D1800ZX2028调频收音机，是以收音接收专用集成电路芯片D1800为核心。D1800的内部电路包过FM混频电路，FM本振信号产生电路，FM中频放大电路，低通滤波电路，相移电路，FM鉴频电路，静噪电路，高频功放电路等各个模块。其内部方框及静态电压参考值图为图3.1所示： 图3.10D1800内部方框图及静态电压参考值D1800芯片共有22个管脚，如图所示，它的推荐工作电压范围是0-2.4V，其电源电压端口为3号管脚。其他都是输入输出

14、端口，每个端口对应着芯片内部的不同电路，比如19与20则是本振信号输入和射频输入，通过这两个输入，两信号将通过FM混频，输出差频信号，即为中频信号。类似的，每个管脚都有其不一样的功能。但是其中有两个管脚为3号和18号，3号管脚是芯片的电源电压输入端口，其大小为VCC=2.4，而18号管脚则为接地。这两个管脚只有正确的输入，才能保证芯片内部的电路会正常工作。如果两个管脚接反了，则芯片将被烧坏。1.2 D2822 图3.2 D2822芯片内部结构D2822芯片是电路的功率放大部分。它是双声道功放芯片，其内部包过了两个放大器，它们都为低频功率放大器（音频功率放大器），它分别为左右声道的信号增大功率，

15、当芯片中的两个功率放大器输出音频信号时，它将放大信号并输出到左右声道，这样使人们听到的声音清晰。2 收音部分电路分析 2.1 调频接收部分的工作过程 图3.3收音机电路如图3.3所示，从天线收到的调频广播信号，经过电容C9耦合，送到IC1的第13号管脚，它经过静噪电路，使调频广播信号在传输的过程中的噪声干扰滤除，然后经过高频小信号放大，使得它的电压增大，从而使微弱的信号增强，经过这些变化后，把增大后的调频广播信号送至芯片的第一号管脚，和可变电容C、电感线圈L4、瓷片电容C11组成调谐回路，对高频信号进行着IC1的内部混频，它的本振信号由振荡线圈L4，可变电容C以及IC1内部电路组成的本机振荡器

16、产生，在IC1内部与高频信号混频得到多种频率的合成信号进入芯片内部的低通滤波器，经过滤波器的滤波作用得到中频信号，然后把这个中频信号进入中频放大器，使得信号放大，使得它的电压幅度达到所要求的大小。经过中频放大后的信号在内部进入FM鉴频，由于鉴频的原理是将调频波先进行相移成调幅调频波后再和调频波进入乘法器实现鉴频。所以信号在进入鉴频器之前需要进入相移电路。鉴频后的信号经过高频功率放大器把信号功率放大，这样保证它有能量传输，最后由芯片的11号管脚输出并进入D2822功放芯片，推动着喇叭发声。当插入耳机时，耳机相当于一个喇叭。 2.2 音量控制电路音量控制电路是由电位器RP（5K）组成。它的原理是调

17、节IC1第11号管脚的直流电压点来改变音量的大小，如图3.4所示，当RP的上半部分电阻增大时，它分压就变大，使得音频信号的电压幅度大，则此时的声音音量就相对较大。反之，随着RP上半部分电阻减小，RP上半部分的分压就越来越小，通过音频功放后的音量也逐渐减小， 图3.4 音量控制电路 图3.5接收机中自动增益控制2.3 AGC与AFC控制电路在芯片内部有自动增益控制电路（AGC）与自动频率控制电路（AFC）。AGC电路是中频放大电路的输入和鉴频电路的输出之间（示意图如图3.5），当鉴频电路的输出出现衰减（或者增大）时，自动增益控制电路则产生一个信号使得中频放大电路的输入增大（或者减小），这样保证了

18、输出波形的稳定性。同理，AFC也是保证了输出频率的稳定。它的工作过程其实是和AGC一样。二、 发射部分电路分析由话筒（MIC）采集到的声音信号，通过电容C1的耦合，送到由三极管VT1(9018)，电容C2、 C3、C4、C5，电感L1组成的高频振荡器。它不仅是音频信号放大而且具有调制器进行频率调制，其载波信号则是由振荡器工作产生的，它的频率大小与这部分的谐振频率相等。经过与载波信号调制成调频波后经过C6的耦合进入到由三极管VT2，电感L2、L3，电容C8构成的丙类功率放大器，因为对于对于放大调频等幅信号，采用丙类工作状态的电路结构，可以较大的提高放大器的功率。其中，VT2的基极偏置电压为负电压

19、，它可以增加功率放大器的效率。其原因也就是前面工作原理那部分所讲的，为了增大信号的调频波的传输距离。最后，经过高频功率放大电路的信号进入天线就可以转化为电波形成无线广播传送了。当调频接收机调到和某一无线广播的频率相同时，则通过接收机的工作。发射部分电路图如图3.6所示 三、整机电路分析及对讲机的工作方式 对讲机是单一的工作方式，所以，只能一方讲话，另一方接听。在按下收发开关为对讲发射状态时，此时对着话筒讲话，声音信号变成调频高频电波向空中传播出去，松开收发开完为对讲接收状态时，此时通过调节可变电容，即为图中的双联电容到某一频率时，可以收听到由发射机发出的声音信号。 本机是集对讲机和调频收音机为

20、一体的，和单独的对讲机在电路上有一定程度的差别。因为本次课设的产品既要保证收音机的正常收听，还要保证对讲接收时的正确调谐，满足通信系统的几个特性，其中包过传输距离，通信容量，信号失真度和抗干扰能力。在这里，传输距离是比较是重要的因素。不仅如此，因为收音机是工作在高频频段中，所以在电路结构方面需要简单化，因此在电路中的芯片是包过了大部分收音机的模块，这可以和我们做的半双工调频无线对讲机联调实验一样。在试验中，我们把各个模块依照超外差接收机的框图顺序量连接起来作为接收机，然后再另外一个实验台上把几个模块按照发射机的框图连接起来作为发射机，然后通过耳机去验证这两个实验台联调。我认为这个实验的难度不难

21、，但是这样的连接使得电路结构比较复杂，这就增加了干扰和误差的因素，所以在做实验中能完全做对这个实验是很难的。然而在本次课设对讲机的制作中，它利用集成电路芯片代替了大部分模块，而集成芯片的干扰少，所以对讲机做起来成功率比较大。 整机电路在附录一中。 图3.6 发射机电路图四、 系统改进1 发射机的改进对讲机的距离其实只有10几米，一旦过了这个长度，将接收不到发射端的信号，这就证明发射机发出的信号功率不大，当发射的电磁波传输过程中逐渐衰减，当到一个程度上时，将不能引起接收机的接收。所以提高发射机的发射功率可以改进这个发射电路。提高发射电路的方法有两个：第一， 发射机电路是第二级的晶体管当使得信号增

22、益，我们曾经学过，可以增加多级电路来获得更大的增益，则改进的方法就是把第二级晶体管信号输出接增加的功率放大电路（第三级），设第二级和第三级的功率相等为A，设改进前发出的功率为P和传输距离为L ,改进后当信号传输出去时，它的总功率就增益了P(A-1),传输距离增加了L(A-1),这就达到了目的。第二， 电路的放大主要是和9018型晶体管的特性有关系，然而它的其但它的输出功率只有0.4W，它难以满足电磁波远距离传输的要求。所以可以换一个输出功率大于它的晶体管，这样也能增加增益。2接收机的改进改变本振频率，则接收机所接收的高频频率（信号）也不相同。由于许多无线广播电台的发射频率常为频率相对较高，为了

23、有更大范围的接收，所以可可以改变本振信号的大小，而本振信号的大小是有电路中的L4、C、C10、C11决定，其中C为可调电容，用于调整本振的频率范围；L4的值可以通过外力进行调整。本振频率的值可表示为: 表示回路总电容。把C11变成个电容值为18.9P时，L4的值不变，则此时的本振频率带入公式中，由于变小了，导致频率增大，这样就把可调本振信号频率范围搬移到了相对较高的频段。 当改变L4的值时，本振频率也会发生偏移。当把电感值减小时，本振频率f的升高，这样可以使接收机接收高频段的信号，提高对讲效果。 第四章 接收发射系统调试一、 接收机的工作原理1概述接收机即为收音机，它可以接收无线信号并通过信号

24、转化为声音。它分为调幅（AM）收音和调频(FM)收音。本次课程设计的接收机即为调频收音机。调频收音机可以经过调节频率按钮来接收不同频率的无线广播信号。2调频接收机原理2.1原理：接收机首先用接收天线（receiving antenna）将收到的电磁波转为已调波电流，然后从已调波电流中解调出原始的信号，最后再用听筒或者扬声器将检波取出的音频信号电流转变为声音，这样我们才听到信号源的信息。在本次课设中，接收机采用的是超外差式接收机，其框图如下： 图4.1 超外差式接收机方框图从天线收到的微弱高频信号先经过一级或几级高频小信号放大器放大，然后送至混频器与本地振荡器所产生的等幅振荡电压相混合，所得到的

25、输出信号包络线形状不变，仍与原来的信号波形相似，但载波频率则转换为本振信号与高频信号的差频（或者和频），这就是中频信号，它然后经过中频放大器进行放大，之后送入检波器解调得出低频信号，最后进入低频放大器放大，得出的信号才可以直接送到扬声器转变为声音信号。由于超外差接收机的中频频率是固定的。因此，它比直接放大式接收机有如下的优点：第一， 容易得到足够大而且比较稳定的放大量；第二， 具有较高的选择性和较好的频率特性；第三， 第三，易于调整。当然，超外差接收机也有一些不可避免的缺点，它的电路比较复杂；除了有用信号外，还存在位于镜像频率出的无用信号干扰；另外，随着社会的发展，对通信系统的集成度要求越来越

26、高，特别是移动通信系统；而且，为保证生产质量和使用方便，接收机要尽量可能做到无调整或少调整。在这些方面，超外差接收机的结构遇到的一些困难。2.2各部分电路原理1）高频小信号放大器由于从天线接收到高频信号都比较微软，直接进入混频器不能使其正常混频工作。而高频小信号放大器主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大，所以通常在接收机的前端设置该电路。这样将接收的高频信号放大方便进入下一级。电路如图3.2所示，该电路由晶体管Q1、选频回路T1二部分组成。它不仅对高频小信号进行放大，而且还有一定的选频作用。本实验中输入信号的频率fs=12MHz。基极偏置电阻W1、R1、R2和射极电阻R3决定晶体管的静态工作

27、点。可变电阻W1改变基极偏置电阻将改变晶体管的静态工作点，从而可以改变放大器的增益。 图4.2 单调谐放大器 图4.3 MC1496内部图及引脚图2)混频器 在高频电子电路中，常常需要将信号自某一频率变成另一个频率。这样不仅能满足各种无线电设备的需要，而且有利于提高设备的性能。对信号进行变频，是将信号的各分量移至新的频域，各分量的频率间隔和相对幅度保持不变。进行这种频率变换时，新频率等于信号原来的频率与某一参考频率之和或差。该参考频率通常称为本机振荡频率。本机振荡频率可以是由单独的信号源供给，也可以由频率变换电路内部产生。当本机振荡由单独的信号源供给时，这样的频率变换电路称为混频器。 混频器常

28、用的非线性器件有二极管、三极管、场效应管和乘法器。本振用于产生一个等幅的高频信号VL，并与输入信号Vs经混频器后所产生的差频信号经带通滤波器滤出。超外差接收机的核心是混频部分，在实际电路中我们一般使用MC1496，它的图形如上图所示混频器的作用是将接收到的不同载波频率转变为固定的中频。这种作用就是所谓外差的作用，由于中频是固定的，因此中频放大器的选择性与增益都与接收的载波频率无关。3）中频放大器中频放大器是超外差式收音机的极其重要的组成部分，中放级的好坏对收音机的灵敏度、选择性和保真度等主要指标有决定性的影响。收音机里的中频放大器的作用是将变频级输出的中频10.7MHZ信号加以放大，提高灵敏度

29、，而且对中频信号进行进一步的选频，这样提高了选择性。中频放大器采用谐振于10.7MHZ并联谐振回路作为负载，这样可大大提高收音机的灵敏度和选择性。而由于中放级工作在10.7MHz信号下，既其中心频率为10.7MHz.广播电台发生信号的频谱宽度定位9MHz。这样，送入中频放大级的信号约为88108MHz，所以要对整个频谱内的信号均匀放大，中频放大级的同频带要有一定的宽度。一般的中频放大电路如图所示。经过变频级变换成10.7MHz的中频信号通过中频变压器L3耦合至Q2基极，通过Q2放大后由第二只中频变压器L4耦合到Q3进行第二次中频放大，Q3既是第二中放的放大管，又是检波级，经Q3放大后的中频信号

30、利用Q3的be极的PN结的单向导电特性进行检波。R3是第一中放管Q2的偏置电路，C4的任务之一是旁路中频信号；R4、R3、W1是第二中放管Q3的偏置电路。C5、C6是旁路电容，音频信号通过C7耦合到低放级。各极中频放大器之间采用中频变压器进行耦合。由于三极管输出阻抗较低，考虑阻抗匹配，所以电源供给从中频变压器初级中心头接入。同时次级大多数是不调谐的且圈数很少，以便与下一级所接的三极管输入阻抗小的特点相适应。 图4.4 中频放大电路 图4.5低频放大器4)低频功率放大器（音频功放）低频放大器主要的功能是把低频信号电压放大使扬声器有足够的音量，这样人们才能听的见。它主要由晶体管和变压器组成，其中，

31、W1的作用是改变低频放大器的输入信号电压的大小，它同时也能改变扬声器声音能量大小。而变压器的功能则是放大电压，这样做的原因是因为低频放大器电压增益有限，不一定能支持扬声器工作，而变压器通过线圈砸数的比例扩大电压，这样就能达到目的。低频放大器的电路图如图4.5所示。5）正交鉴频鉴频是调频的逆过程，广泛采用的鉴频电路是相位鉴频器。鉴频原理是：先将调频波经过一个线性移相网络变换成调频调相波，然后再与原调频波一起加到一个相位检波器进行鉴频。因此，实现鉴频的核心部件是相位检波器。相位检波又分为叠加型相位检波和乘积型相位检波，利用模拟乘法器的相乘原理可实现乘积型相位检波，其基本原理是：在乘法器的一个输入端

32、输入调频波VS(t)，在输入另一输入端输入经线性移相网络移相后的调频调相波Vs(t),同时在输出端接低通滤波器，这样鉴频器的输出电压V0(t)的变化规律与调频波瞬时频率的变化规律相同，从而实现了相位鉴频。不过相位鉴频器的线性鉴频范围受到移相网络相频特性的线性范围的限制。如图3.6所示，这个电路就为正交鉴频电路。它由移相网络、乘法器和低通滤波器三部分组成，其核心部分仍为MC1496作为乘法器。移相网络是由图中的D1，D2，R2，C1等原器件组成。它的作用就是将调频波转变为调频调相波，然后通过乘法器，这样才可以得出包含调制信号的信号，最后通过E2作为低通滤波器。它的作用则是选频。把调制信号从杂波中

33、滤出。 图 4.6 正交鉴频电路 二、发射机工作原理1概述由于声音的传播距离有限，所以它一般需要通过和高频信号调制进行无线电传播，而发射机就是可以将信号按一定频率发射出去的装置。发射机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。主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。在本次课设中，使用的发射机为调频无线电发射机，调频发射机是利用敖平载波信号去装载音频信号，即用音频信号调制高频信号的频率，从而使原为等幅的高频信号的频率随着调制信号的变化而变化，而其幅度不变。如图4.7所示： 图4.7 调频信号波形示意图2 发射机的原理发射机是由音频放大器，调

34、频调制器，高频载波振荡器，高频功率放大器，天线匹配贿赂，发射天线组成。其原理就是通过上述各个电路来把音频信号调制成调频波，可以很好的发射出去。其框图如图4.8所示： 图4.8发射机框图1)音频放大器:将话筒送来的声音电信号进行放大，以达到一定的幅度，去控制频率调制器，实现频率调制。2)调频调制器一般的调频调制器都是通过改变电容的大小来将本振信号调制。在这里有两种方法都可以达到这种目的。第一：带有变容管高频载波振荡器，变容管的电容量会随着变容管两端的电压变化而变化，其电容电压特性为：Cj=C0/(1+Vd/V0)1/2式中，C0为零偏压时的PN结电容，Vd是二极管的反向偏置电压，V0是接触电位。

35、变容二极管反向偏置电压Vd由调制信号（音频信号），其电容也随着调制信号的变化而变化，调制器中的变容管是高频载波振荡器组成的一部分，所以，变容二极管的电容变化同样会引起高频载波的变化，其信号输出将输出调频波，从而实现了频率调制。第二，高频载波振荡器，是产生高频载波的发生器，它的振荡频率就是高频信号的载波频率，它的大小与电路的振荡电路有关，但是在发射机中其范围一般为87-108MHz。它的结构其实很简单，就是将音频信号输入到振荡器中，它将可以控制晶体管的极间电容，这样使整个振荡器产生高频调频信号，达到频率调制的目的。总之，不管什么方法其原理始终是利用振荡器输出载波信号，并利用通过非线性元件的某一非

36、线性特性，使其输出的载波信号的频率随着调制信号变化而变化。在本次课设中，我们选用的方法为第二种，其电路图如图3.9。图中L,C3，C4，C5构成振荡电路，产生振荡信号。3）高频功率放大器由于高频振荡器产生的信号比较小，如果将它直接通过天线发射出去，它的传输距离将很短。传输距离是指从发送端到达接收端并能被可靠接收的最大距离，信号在传输的过程中将会产生损耗，所以信号功率是影响传输距离的很大因素之一，为了扩大信号传输距离，需要高频功率放大器来放大这个信号，这样才能使得信号通过天线发送的更远。如图3.9，晶体管VT2以及C8，L3，L2构成的选频网络就是高频功率放大器，一般情况下，高频功率放大器为丙类

37、功率放大器，选频网络既作为高频功放的负载又具有选频能力，其工作原理就是高频信号通过晶体管发生非线性变化，通过选频网络把所需的频率分量信号滤出。晶体管的静态工作点不是选择在转移特性的直线段，而是选择在接近截止点，或者选择在小于截止点的负偏置区，这样选择的主要原因是消除由静态工作点所带来的无用功耗，从而提高放大器的效率。相对甲类或乙类功率放大器，丙类功率放大器是效率高，所以在振荡器后设置功率放大器，来提高信号传输距离的长度，完善发射功能。4)天线匹配回路及发射天线 天线匹配回路其实就是高频功率放大器的选频网络，作用是将高频功率放大器送来的高频信号通过匹配回路最大限度的传送给发射天线，以提高效率。而

38、发射天线是将高频已调载波信号发射到空中进行传播的换能器，它将高频载波变化成高频电波，在空中进行远距离传送。当有接收机的天线通过调频到这一频率时，他将接收这一信号，并通过鉴频得到音频信号，则发射的过程成功。三、实验连接及联调1 FM发射机：1.1 将模块7不插上耳机，即选通音乐信号，经U2放大从J2输出，调节RW2使J2处信号峰峰值为200mv左右。1.2 将模块7的J2连接到模块2的J1，将模块2的Sl、S2均置10，调节CTl使J2端输出频率接近4.5MHz，调节W2和使波形的幅度为400mv左右。1.3 将模块2的J2连接到模块3的J4，另将频率8MHz(VP-P700mV)的本振信号从J

39、3输入，经平衡混频可得到12.5M左右的高频信号。1.4 将模块3的J5连到模块4的J1，将已放大的高频信号J2送到模块7的TX1发射处。2 FM接收机：2.1 将从天线接收到的信号从RX1输出到模块1的J1，将放大的高频信号从J2连接到模块3的J6，将本振信号从模块3的J7输入，调整本振频率使得混频输出为4.5M的中频信号。2.2 将混频后的信号送入模块8（选配）集成陶瓷选频放大器的J1端放大后的中频信号从J2输出，用频率计测量J2处信号的频率。2.3 将模块8的J2连到模块6的正交鉴频的输入端J1，从模块6的J2处可看到解调信号。2.4 将模块6的J2连接模块7的J1，经放大后输入到耳机。

40、3调频系统联调：发射机实验中步骤4中模块3的J5直接连到接收机实验中的步骤l中模块3的J6，接收机的本振共用发射机的本振，其它步骤不变。即可完成调频系统发射，接收实验。 四、实验结果分析实验结果,在发射端输出一个频率为12.46MHz的调频信号，音频输入端有一个为低频信号输入。 图 4.9正交鉴频后的输出波形分析：按照步骤把发射机联好，它是利用音频信号调制三点式振荡器，使得振荡的频率随着音频信号的变化而变化，这一部分就是原理中的调制振荡器，从这模块输出地波形为一个调频波，它的频率为4.5MHz，然后让它进入二极管混频电路，与它同时输入的是一个频率为8.0MHz的本振信号，当从二级管混频电路输出

41、一个频率大小为12.5MHz的调频波。 按照步骤把接收机联好，接收机通过天线接收到发射机发射的12.5MHz的信号，由于信号比较微弱，所以先经过单调谐放大电路。使得信号增强，继而与本振信号（8.0MHz）同时输入到模拟乘法混频电路，并通过带通滤波器输出它们的差频信号,既为中频信号，然后进入中频放大器，使电压幅度增大，最后进入正交鉴频电路，产生一个正弦波形。这个正弦波形就是信号源发送的信息。经过低频放大就可以用耳机听到这个音频 第五章 系统焊接与故障分析一、 系统安装及焊接的注意事项 在安装和焊接的过程中，我个人认为有很多细节值得注意，因为往往是小细节使得对讲机无法工作。所以，在安装的过程中，需

42、要仔细认真。不过，安装也需要讲究一些有效率的方法，下面几点是我做安装时的几点意见及方法：1） 在做安装前，应该先拿出元件清单和实物进行核实，同时也需要检查各个元件的电路。2） 在点清楚元件之后，不仅需要把各种相同的元器件分在一起，而且需要把元件分类成可以分成大器件、小器件两类。安装要先从小器件到大器件依次安装。3） 由于电路有很多电阻和电容，为了在安装的过程中忙中出错，在安装前可以把它们排开，并且编号。比如说安装这个电路之前，我先是把各个电阻的大小测好然后按元件清单上标号，等安装时直接可以安装，这样可以减少出错。4） 观察电路板，确定元件的安装方式，由孔距决定，并对照电路图核对电路板。5） 在

43、插装时，应对照电路图对号插座，有极性的元件需要注意正负的方向，而且尤其注意集成电路芯片的各个管脚脚位。6） 在这个电路中，电感为四个，需要值得注意的是，其中有三个为5T，另外一个为6T，这个需要看清楚，不要搞混了。7） 发光二极管应焊在印制板反面，对比好高度和孔位再焊接。8） 由于本电路工作频率较高，安装时请尽量紧贴线路板，以免高频衰减而造成对讲距离缩短。9） 焊接前应先将双联用螺丝上好，并剪去双联拔盘圆周内多余高出的引脚再焊接。10) J1可以用剪下的多余元件脚代替，J2的引线用黄色导线连接。11) 插装集成电路时一定要注意方向，保证集成电路的缺口与电路板上IC缺口对应。12）耳机插座上的脚

44、要插好，否则后盖可能会盖不紧。13）电路板上的VD是多余的，可不焊接。14）在焊接之前需要先把电烙铁预热，它有利于减低中碳钢热影响区的最高硬度，防止产生冷裂纹，而且还能改善接头塑性，减小焊后残余应力。预热是焊接前的重要措施。若焊件太大，整体预热有困难时，可进行局部预热，局部预热的加热范围为焊口两侧各150200mm15）烙铁接触焊点时，要使同时加热元件引脚和焊盘，就是用电烙铁同时接触焊盘和元件引脚，这样做会使得焊锡丝很容易附着于焊盘上，这样焊接出来的返点比。16）在焊接时，焊锡用量要适中，且焊接时的加热时间一般为以3-5秒时间过长将可能会把元件烧坏。二、系统调试系统调试是发射机和接收机分别工作

45、的过程。元器件以及连接导线全部焊接完后，经过认真仔细检查后即可通电调试（注意最好不要用充电电池，因为电压太低使发射距离缩短）：第一 收音（或接收）部分的调整：首先用万用表100mA电流档（其它档也行，只要50mA档即可）的正负表笔分别跨接在地和K的GB-之间，这时的读数应在1015mA左右，这时打开电源开关K，并将音量开至最大，再细调双联，这时应收得到广播电台，若还收不到应检查有没有元件装错，印刷电路板有没有短路或开路，有没有焊接质量不高，而导致短路或开路等，还可以试换一下IC1，本机只要装配无误可实现一装响。排除故障后找一台标准的调频收音机，分别在低端和高端收一个电台，并调整被调收音机L4的松紧度，使被调收音机也能收到这两个电台，那么这台被调收音机的频率覆盖就调好了。如果在低端收不到这个电台，说明应增加L4的匝数，在高端收不到这个电台，说明应减少L4的匝数，直至这两个电台都能收到为止。调整时注意请用无感起子或牙签、牙刷柄（处理后）拔动L4的松紧度。当L4拔松时，这时的频率就增高，反之则降低，注意调整前请将频率指示标牌贴好，使整个圆弧数值都能在前盖的小孔内看得见（旋转调台拔盘）。第二，发