高频实训调频发射机Word下载.docx
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BA1404;
FMmodulation;
FMtransmitter
目录
引言1
1系统设计1
1.1设计方案1
1.2设计任务与要求1
1.3系统框图和原理图1
2单元方案论证与选择2
2.1放大电路的选择2
2.2集成电路的选择2
3集成电路的介绍2
3.1BA1404的主要特点2
3.2引脚功能及工作原理............................................................3
4电路的设计4
4.1音频信号输入及放大电路4
4.2立体声合成电路5
4.3高频振荡电路5
4.4FM调频电路5
4.5高频功放6
4.6发射机的调试6
5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BA1404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
①发射频率为88MHz---108MHz；
②采用收音机接收发射信号；
③工作电压为9V；
④信噪比>
58dB；
⑤输出阻抗为50欧；
⑥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。
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1～3V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。
3.1BA1404的主要特点
BA1404的主要特点如下：
①采用低电压、低功耗设计，电压在1～3V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540Ω（fin=1kHz），输入增益为37dB（Vin=0.5mV）；
⑥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1 BA1404引脚功能
引脚
名称
功能
1
R-CHINPUT
右声道音频输入
2
AFBIAS
音频放大器偏置
3
AFGND
音频放大器地
4
OSCBIAS
38KHz振荡器偏置
5／6
XTAL
晶振端
7
RFOUT
射频放大器输出
8
RFGND
射频放大器地
9／10
OSC
接射频振荡网络
11
VREF
基准参考电压
12
MODIN
调制信号输入端
13
PILOTOUT
导频信号输出端
14
MPXOUT
双声道复合信号输出端
15
VCC
电源
16／17
MPXBALANCE
声道平衡
18
L-CHINPUT
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（PILOTOUT）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结构框图如图3.1所示。
图3.1 BA1404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
4.4FM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88MHz—108MHz范围内搜寻信号。
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。
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位同学，在他们对我的帮助很我自己的努力下，我才能顺利地完成这次实训。
此外，感谢学院为我们提供这个机会，让我能体验真正的自己劳动收获；
感谢老师们孜孜不倦的教导我们。
最后，感谢在百忙之中抽时间来对我的实训设计论文进行审阅、评议的胡机秀老师！
参考文献
[1]谈文心
、邓建国、张相臣.高频电子线路.西安：
西安交通大学出版社，1996
[2]沈伟慈.通信电路.西安：
西安电子科技大学出版社，2007
[3]孙蓓、忠义.电子工艺实训基础.北京：
化学工业出版社，2007
[4]曹才开.高频电子线路原理与实践.湖南：
中南大学出版社，2010
[5]李棠之.通信电子线路.北京：
电子工业出版社，2001
附录
（1）调频发射机电路元器件清单如下表：
表1元件清单
型号与规格
位号
数量
集成块
BA1404
U1
色环电感10UH
15T
L1
可调线绕电感
5T
L2
5.5T
L3
晶振
38KHZ
Y1
发光二极管
LED
D1
三端稳压芯片
78L05
U2
4pin接插件
+9V
J2
三极管
9013
Q1，Q3，Q4
音频输入
AUDIO
J1
二极管
IN4007
D2
麦克风
MIC
MK1
天线
88M-108M
E1
电阻
56K
R1，R2
51
R3
47K
R4，R5，R6
27K
R7
470
R8
100K
R9
680
R10
22K
R11
5.6K
R14
150
R15
10K
R12，R13，R16
68K
R17
1K
R18
电解电容
10UF
C22,C10，C11，C31，
C9，C12，C30，C17，C16，C26，C27
9
（2）电路原理图：
图1电路原理图
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