小型通信系统的设计与制作.docx

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小型通信系统的设计与制作

小型通信系统的设计与制作

报告书

院系：

电气与电子信息工程

专业：

电子信息工程

班级：

2006级本科

（一）

姓名：

彭章遇

指导老师：

梅开乡

设计日期：

2007年6月11日

任务书

1.题目：

小型通信系统的设计与制作

2.调频发射/接收系统组成框图

3.调频发射机的主要性能指标

（1）发射机功率PA≥100mW,负载电阻RL=75Ω

（2）开阔地传播距离S＞100m

（3）发射机工作频率fc=88MHz～108MHz

（4）调频信号幅度ULm=1V时，最大频偏Δfm=20kHz

4.调频接收机的主要性能指标

（1）接收机工作频率f′c=88MHz～108MHz

（2）输出平均功率Po=0.25W（负载电阻R′L=8Ω）

（3）接收灵敏度γ=10μV

5.主要仪器设备

（1）函数信号发生器/计数器

（2）调制度测试仪

（3）频率特性测试仪

（4）调频接收机

（5）供测试发射机用的15Ω的鞭状天线

6.设计与制作评分

（1）设计制作实物60％

（2）设计与制作报告20％

（3）考勤、纪律20％

一、调频发射机的设计

1.原理图

2.电路分析

3.主要元器件参数计算

二、调频接收机的设计

1.原理图

2.电路原理分析

3.主要元器件参数计算

三、元器件的采购清单与检测

1.采购清单

2.元器件检测记录

四、PCB板的设计制作

1.PCB板的设计图

2.PCB板的图中敷铜屏蔽的解决方案

五、安装与焊接

1.安装的要领

2.焊接技术的关键

3.焊接后的检测

六、整机的测试、诊断和维修

1.测试数据记录表

2.故障诊断与排除

七、设计与制作小结

1.最大收获

2.有待解决的问题

八、参考资料

九、主要参考资料

一调频发射机的设计

1原理图

2电路分析

声音信号通过麦克风的转换，形成微弱的电信号，由C1的电容传入T1管，进行第一次电流放大，并且对其他杂音信号进行过滤；再由C2电容将初次放大的电信号传入T2管，由其进行第二次电流放大。

并由L1与C3形成振荡电路将声音的放大信号进行频率搬移至88～108MHz的频段上，由天线发射信号，完成声音信号的高频传输。

起振的条件应为

Ａ·Ｆ＞１（Ｕｆ＞Ｕｉ）

φＥ＝２ｎπ

即：

１）　振幅平衡的条件是反馈电压幅值等于输入电压幅值。

２）　相位平衡条件是反馈电压与输入电压同向，即正反馈。

３）　振荡幅度的稳定是由非线性器件保证，所以振荡器电路是非线性电路。

４）　振荡频率的稳定是由相频特性斜率为负的网络来保证。

５）　振荡器的组成包含有放大器和反馈网络，他们必须能够完成选频，稳频，稳幅的功能。

６）　利用自偏置保证振荡器能自行起振，并使放大器由甲类工作状态转换成丙类工作状态。

3主要元器件参数计算

二调频接收机的设计

1原理图

2电路分析

调频波的指标主要有以下几个

1）频谱宽度

2）寄生调幅

3）抗干扰能力

而鉴频器有如下要求

1）鉴频跨导

2）鉴频灵敏度

3）鉴频频带宽度

4）对寄生调幅有一定的抑制能力

5）尽可能的减少产生调频波失真的各种因素的影响，提高对电源和温度变化的稳定性。

由于接收机要求小巧，因此选用集成芯片作为主要的接收方案，由ＴＤＡ７０８８Ｔ作为接收的芯片。

由芯片引脚决定各种功能，如：

接收的信号由１１脚和１２脚进行接收；由６、８、９三个引脚进行混频的操作；由１５脚进行自动调谐；由１６脚进行调谐的复位操作；并主要由２脚进行解调后的信号输出再由放大器芯片ＴＤＡ７０５２进行放大后，由喇叭输出声音信号。

３　主要元器件参数计算

三　元器件的采购清单与检测

１　采购清单

电阻：

１Ｋ

１.５Ｍ

１０Ｋ×３

５．６Ｋ

２２Ｋ

１００

１２Ｋ滑动变阻器

电容：

瓷片电容

１０１

３３２×３

６

１８

２２×２

２２１×３

３３１

６８１

１８２

１０３×４

１０４×２

１０５

电解电容

１μＦ×２

１００μＦ

０．０１μＦ

二极管

VDBB910

普通二极管

三极管

9014×2

其他

　　TDA7088TTDA7052

　　麦克风一个　喇叭一个　　触发开关两只　　稳压管７８０６　　单刀开关×２

　　２　元器件的检测记录

　　　　电阻的判断

色别

第一道色环

第二道色环

第三道色环

第四道色环

棕

１

１

１０１

±１％

红

２

２

１０２

±２％

橙

３

３

１０３

－

黄

４

４

１０４

－

绿

５

５

１０５

±０．５％

蓝

６

６

１０６

±０．２５％

紫

７

７

１０７

±０．１％

灰

８

８

１０８

＋２０％、—５０％

白

９

９

１０９

－

黑

０

０

１００

－

金

－

－

１０－１

±５％

银

－

－

１０－２

±１０％

无色

－

－

－

±２０％

如：

红红橙蓝　则为２２×１０３±０．２５％＝２２KΩ±０．２５％

　　　　电容的判断

　　瓷片电容

　　　前两位表示一个准确的数值，后一位表示１０的倍数。

　　　如：

１０３则为１０×１０３　＝１００００ｐＦ。

电解电容

　　　为圆柱型元件，并且其上有大小的标注。

　　　　三极管的判断

先固定一个测量笔头测量其中的一个脚，用另一个测量分别测量另外的两个脚位，并不断地更换固定的脚位。

当出现另外两个脚测量都出现值时，即可以断定此脚位为基极脚位，由固定的探笔是正还是负则可以断定是否为ＮＰＮ或者ＰＮＰ管。

并可以断定另外两个脚是发射极还是集电极。

　　　如：

四PCB板的设计制作

1PCB板的设计图

2PCB板图中的敷铜屏蔽的解决方案

由于电磁波无处不在为了排除除有用信号以外的杂音信号，需要对板子进行敷铜操作，具体过程如下：

1）首先将各元件摆放到正确的位置（要考虑自己方案的面积大小，以免无法在所用板子上完全安装）。

2）根据PROTEL制作ＰＣＢ的软件将各个元件在网络上正确标注（主要是修改元件脚的网络属性）。

3）　一边观察左下角的PCB网络图，用软件窗口上的敷铜按键进行部分网络的敷铜。

4）最后将敷铜网络设为GND即对接地网络进行敷铜，屏蔽杂音信号。

5）将制作出来的PCB用热转印纸打印成图。

6）将图贴在敷铜板上，用制版机加热使打印图符在敷铜板上。

（如没有制版机可用不加水的熨斗熨4-5分钟）。

7）用FeCl3溶液腐蚀铜板，其过程中应不断搅拌，使腐蚀液充分与铜反应。

8）腐蚀完毕后，用乙酚溶液清洗掉碳粉，并用保鲜纸贴住铜面，隔离空气。

五安装与焊接

1安装的要领

在安装前仔细将元件测量一个，安装一个，以免出现安装错误的情况发生。

安装之前洗手并搽干，避免手部静电打坏元器件。

2焊接的技术关键

1）电烙铁的选择

1小功率15203035

2中功率405075

3大功率1002005001000

对于半导体元器件（晶体二极管晶体三极管集成芯片等）只能选用小功率电烙铁

对于电子管器件的插脚，选用中功率电烙铁

对于电动机，动力设备，机箱底板的焊接，选用大功率电烙铁

2）烙铁头的选择

1锥状烙铁头：

用于小元器件点状焊点的焊接，铁片器件焊接

2斜口状烙铁头：

用于焊点稍大的焊接

3劈状烙铁头：

用于线状（或大焊点）的焊接

一般焊接前要用磨刀石磨出需要的形状，烙铁头只能用紫铜做成

3焊锡丝与助焊剂

1）成分：

锡：

铝=9：

1

2）形状：

空心中包有松香，有Ф0.6，0.8，1.0，1.2，1.5

4焊接前准备工作

1）去氧化物：

用0#砂纸或纱布轻轻地将待焊元器件脚，PCB板焊孔打磨。

2）用98%的无水酒精棉球搽洗干净

3）镀锡膜：

在待焊点上镀上一层薄锡膜

5焊接姿势

1桌面上摆放井井有条，使用方便。

2桌面上铺上胶垫（报纸）

六整机的测试，诊断与维修

1测试数据记录表

测试元件

BE结电压１

BE结电压２

BE结电压３

T1

0.00

0.6

0.6

T2

0.03

0.03

0.6

2诊断故障与排除

首次T1管BE结电压为零，判断是由于在三极管的前向电路中可能有虚焊点，将前元件以及三极管引脚重新焊接后，再次测量发现三极管已经能够正常工作。

测量T2管BE结发现有微弱电流存在，判断可能焊点不牢，因此重新将元件焊接后，发现问题仍然存在；猜测可能是由于三极管直流回路未能导通，无法将前极信号进行放大，因此，将整个焊接电路重新检查，发现T2三极管E极后有根线路由于过渡腐蚀断开，将此线段用焊锡重新连接，测量发现BE结电压正常，恢复工作。

七设计与制作小结

1最大收获

1）对于书本知识

本次制作，由于涉及到的知识面极其广，因此将以前所学习的高频、通信原理、电磁场与电磁波、电路、模电等理论性极强的书本知识转化为实物制作，进一步加深了对电信专业相关知识的理解，并且将其真实化，是对书本知识的一次验证。

2）对于软件操作

由于涉及电路需要设计软件进行相关操作，对于PROTEL这种专业的设计软件进行了一次深入的操作，此又对软件知识又是一次巨大的丰富。

对于PRITEL的相关操作，使专业知识能够紧密与社会发展相适应，对于今后的事业是不可或缺的帮助。

3）对于硬件电路

关于专业的识别硬件，认识硬件并使用硬件的要求，由于今次采用集成芯片进行接收机的制作，对于芯片这种小巧轻便的设备在现代生活中的广泛应用，对其特性进行充分地了解释极其重要的。

对于此次对集成芯片的应用，使对专业上的硬件知识扩充并丰富，使专业优势进一步显现，培养了对专业的信心，极大地增强了学习专业知识的热情。

2有待解决的问题

本次试验虽然收获颇多，但也存在多方面的问题，具体问题如下：

1）对于高频知识的掌握不牢，在设计电路过程中存在大量的问题，像如何准确计算谐振点，如何设计干扰小的系统，如何使传输距离达到要求，需要多大的功率支持等。

2）对于软件知识掌握过于弱，在前期准备工作中，浪费大量时间，并且在制作过程中未能准确进行制作PCB导致后期接电路过程困难重重。

3）焊接技术不够熟练，导致操作过程缓慢，未能短时间内焊接完成以留足够的时间进行调试，整理。

并且造成许多虚焊，引起不必要的麻烦。

4）在后期操作过程中还伴随着各种仪器操作问题，如能解决熟练问题，必能够在今后的操作中更快，更好，更强的解决各种问题。

八参考资料

《通信电子线路》高如云

《高频电子线路》张啸文

《经典集成电路400例》任致程

《信号与系统》郑君里

《现代电子设计与制作技术》刘南平

《电气综合实训》徐耀生

九主要参考资料