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高频实训论文

编号：

（高频电路设计与制作）

实训论文说明书

题目：

调频发射机

院（系）：

信息与通信学院

专业：

电子信息工程

学生姓名：

学号：

指导教师：

2012年1月12日

摘要

本次课程设计主要设计了一个调频发射机。

发射机主要作用是用于发射有用音频信号，用于人们之间的短距离信号传输。

其高频部分包括主振荡器、缓冲放大、倍频器、中间放大、功放推动级与末级功放。

主振器的作用是产生频率稳定的载波。

为了提高频率稳定性，主振级往往采用38MHZ石英晶体振荡器，并在它后面加上缓冲级，以削弱后级对主振器的影响。

低频部分包括话筒、低频电压放大级、低频功率放大级与末级低频功率放大级。

低频信号通过逐级放大，在末级功放处获得所需的功率电平，以便对高频末级功率放大器进行调制。

因此，末级低频功率放大器也叫调制器。

调制是将要传送的信息装载到某高频振荡（载频）信号上去的过程。

所以末级高频功率放大器则成为受调放大器。

电源用9V，采用78L05来提给芯片供了稳定的5V电源。

集成芯片采用ROHM公司的BA1404调频立体声发射集成电路。

BA1404是为数不多的调频发射集成电路之一，它弥补了过去用分立元件来设计调频电路的不足，而且具有立体声调制的功能。

因此在FM立体声发射及无线微波方面具有重要的应用价值。

关键词：

BA1404;调频发射机

Abstract

ThiscoursedesignmaindesignanFMtransmitter.Mainfunctionistolaunchatransmitterusefulaudiosignals,usedforshortdistancesbetweenpeoplesignaltransmission.Thehighfrequencypartincludingtheoscillator,bufferamplifier,TheTimes,theintermediatefrequencyofanamplifieramplification,promotethelevelandthelevelpoweramplifier.Theroleofthemainvibrationofthecarrierfrequencystabilityisproduced.Inordertoimprovethefrequencystability,mainvibrationmagnitudeoftentakethe38MHZquartzoscillators,andbehinditandbufferlevel,toweakenthelevelafterofthevibratorinfluence.

Thelowfrequencypartincludingmicrophone,lowfrequencyvoltageamplifierlevel,lowfrequencypoweramplifierlevelattheendofthelowfrequencypoweramplifierandgradelevel.Lowfrequencysignaldropsthroughamplified,inthelaststageamplifierplacetoobtainthepowerlevel,sothatthehighfrequencylevelattheendofthepoweramplifierformodulation.Therefore,thelaststagelowfrequencypoweramplifieralsocalledmodulator.

Modulationistheinformationthatwillpasstoahighfrequencyoscillationload（transmits）signalupprocess.Sothelaststageofhighfrequencypoweramplifierisbecomebytheamplifier.

Witha9Vpowersupply,the78L05tocarrytochipforthestabilityofthe5Vpowersupply.IntegratedchipadoptROHMBA1404FMstereolaunchofintegratedcircuits.BA1404areamongthefewFMlaunchoneofintegratedcircuit,itmakesupthepastwithdivisionelementtoFMcircuitdesignisinsufficient,andhasthefunctionofthemodulationstereo.SoinFMstereolaunchandwirelessmicrowavehasimportantapplicationvalue

Keywords:

BA1404;FMtransmitter

目录

引言1

1、实训目的及要求1

1.1实训目的1

1.2设计要求1

1.3系统框图和原理图1

2.设计方案和元件的选择2

2.1放大电路的选择2

2.2集成芯片的选择2

3.集成芯片BA1404的介绍2

3.1BA1404的主要特点2

4.电路的设计及调试4

4.1电路原理图4

4.2电路的焊接4

4.3发射机的调试5

5．结论6

谢辞7

参考文献8

附录9

引言

随着人们的生活水平的提高，参加休闲娱乐活动的人是越来越多了，看电影、跳舞、唱歌等，那么话筒在这些当中扮演着重要的角色。

科学技术的发展，先进技术的突破，给人们带来了极大的方便，调频发射机就是其中之一。

调频发射机的一个功能就是无线话筒。

传统的话筒是通过电缆线将声音信号传送出去的，一旦人们的活动范围加大，电缆线就成了一个负担，而无线电用于传输话筒的信号，正好解决了这一烦扰，让人们使用起来更加方便。

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，从而省去了电缆线。

本设计用了9V的直流电源，采用78L05来提给芯片供了稳定的5V电源。

集成芯片采用ROHM公司的BA1404调频立体声发射集成电路。

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、实训目的及要求

1.1实训目的

设计一个实用的调频发射机，该发射机可以发射87MHz---108MHz的频率，利用收音机接收可以收到该发射机的音频信号。

1.2设计要求

①发射频率为87MHz~108MHz，这是调频收音机工作频率范围；

②发射距离为大于5米；

③采用收音机接收发射信号；

④电源电压9V，用实验室电源箱供电；

⑤整机体积应尽量小。

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.设计方案和元件的选择

2.1放大电路的选择

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。

2.2集成芯片的选择

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，很容易实现无线话筒的功能。

经过比较，采用BA1404集成芯片。

BA1404芯片的工作电压在1～3V之间，可以采用5号干电池供电，而其它芯片达不到要求。

3.集成芯片BA1404的介绍

BA1404是为数不多的调频发射集成电路之一，它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。

因此在FM立体声发射及无线微波方面具有重要的应用价值。

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；

所需外围元件少；

3.两声道分离度高，典型值为45dB；

4.输入阻抗为540Ω（fin=1kHz），输入增益为37dB（Vin=0.5mV）；

5.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1BA1404引脚功能

引脚

名称

功能

1

R-CHINPUT

左声道音频输入

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

7

RFOUT

射频放大器输出

8

RFGND

射频放大器地

9、10

OSC

射频震荡网络

11

VREF

基准参考电压

12

MODOUT

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

右声道音频输入

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。

在立体声调制组，振荡器输出的38kHz信号于立体声调制。

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.电路的设计及调试

4.1电路原理图

电路原理图如图4.1所示（见附录）

首先用两级电压并联负反馈放大电路，适当放大语音信号，以配合调制级工作；然后用石英晶体构成振荡电路为发射机提供稳定的基准频率载波，接着通过变容二极管完成语音信号对载波信号的频率调制，并通过LC并联谐振网络选出三倍频信号；最终利用两级功率放大，使已调制信号功率大大提高，经过串联滤波网络滤除高次谐波，最后通过拉杆天线发射出去。

4.2电路的焊接

焊接时利用烙铁头的对元件引线和焊盘预热，烙铁头与焊盘的平面最好成45°夹角，等待焊金属上升至焊接温度时，再加焊锡丝。

被焊金属未经预热，而将焊锡直接加在烙铁头上，使焊锡直接滴在焊接部位，这种焊接方法常常会导致虚焊。

插件元件焊接的步骤

（1）插入

将插件元件插入电路板标示位置过孔中，与电路板紧贴至无缝为止。

如未与电路板贴紧，在重复焊接时焊盘高温易使焊盘损伤或脱落，物流过程中也可导致焊盘损伤或脱落。

（2）预热

烙铁与元件引脚、焊盘接触，同时预热焊盘与元件引脚，而不是仅仅预热元件，此过程约需1秒钟时间。

（3）加焊锡

焊锡加焊盘上（而不是仅仅加在元件引脚上），待焊盘温度上升到使焊锡丝熔化的温度，焊锡就自动熔化。

（4）加适量的焊锡，然后先拿开焊锡丝。

（5）焊后加热

拿开焊锡丝后，不要立即拿走烙铁，继续加热使焊锡完成润湿和扩散两个过程，直到是焊点最明亮时再拿开烙铁，不应有毛刺和空隙。

（6）冷却

在冷却过程中不要移动插件元件。

贴片元件焊接主要步骤：

（1）在待焊元件的一端点上焊锡。

（2）用镊子将贴片元件水平放置在电路板上标示位置，先焊接好已点锡的一端，再在未点锡的一端加上焊锡焊接好即可。

焊接要素

（1）焊接温度和时间

焊锡的最佳温度为350ºC，温度太低易形成冷焊点，高于400ºC易使焊点质量变差，且容易导致焊盘（铜皮）变形或脱落。

焊接时间：

完成润湿和扩散两个过程需2-3S，1S仅完成润湿和扩散两个过程的35%。

一般IC、三极管焊接时间小于3S，其他元件焊接时间为4-5S。

（2）焊锡量适当

焊点上焊锡过少，机械强度低。

焊锡过多，会容易造成绝缘距离减小、焊点相碰或跳锡等现象。

电烙铁使用注意事项

电烙铁温度升高后，首先应将烙铁尖点上薄薄的一层焊锡，避免烙铁尖因氧化而不沾锡。

使用过程中，烙铁尖表面应一直保持有薄薄的焊锡层，多余的焊锡可轻轻甩在烙铁架上，或用一块湿布（湿海绵）擦拭一下。

暂时不用时，应将电烙铁温度调至最低。

4.3发射机的调试

（1）先检查印刷电路板和焊接情况，应元短路和虚、假焊现象。

然后可接通电源。

给发射机接入音频信号，使发射机一直向外发送音频信号。

（2）打开收音机，拉出收音机天线，波段开关置于FM波段，（频率范围为88兆赫至108兆赫）。

（3）慢慢转动收音机调谐旋钮，调到收音机收到信号声为止。

若收音机在调谐范围内收不到信号，可拉伸或压缩线圈L2，改变其宽度，再仔细调谐收音机直至收音机收到清晰的信号。

然后逐渐拉开无线话筒和收音机间的距离，直到距离在8～10m时，仍能收到清晰信号为止。

如果在整个频段（88MHz~108MHz）都收不到自己的声音，或者收到声音效果不好（不清晰或者与某一电台重叠），说明发射频率不合适，可以小心拨动振荡线圈L3，增大或减小每匝之间的距离，然后重新搜台。

如果还不行，则应拆下线圈L，改变其匝数后焊上再试，直到效果满意为止。

注意在调试中无线话筒发射频率应避开调频波段内的广播电台的频率，以免产生干扰。

（4）发射频率：

108MHz。

（5）使用距离：

大于10M。

（6）使用条件：

9V电源，使用环境空间开阔，干扰少的地方。

5．结论

经过近2周的实训，终于完成了这次实训，虽然结果不是很满意。

但总的来说还是不错的，基本上符合要求。

通过这次实训，加强了我们动手、思考和解决问题的能力，学会了把书本在知识和实际的电路联系起来，这就是理论结合实际，虽然这次设计电路时磕磕碰碰，但用到的知识反映了书中的核心知识点，我想这对我们以后的学习有很大的促进作用。

回顾这一次的课程设计，真是收益匪浅。

在整个设计过程中，通过这个方案，以前对知识的了解仅限于理论知识，而且是有的能够理会，有的却保持似懂非懂的状态。

对于器件就不知道有什么用途，也就更加难以理解。

但这2周之后，我对电子技术有了更深的理解，知道了自己的不足，同时也明白了所学知识的重要性，培养了自己对课程学习的兴趣。

谢辞

在本次实训中，老师严谨的治学态度、丰富渊博的知识。

认真的工作态度都是我学习的楷模。

在实训中老师也给予了我许多帮助与支持。

感激学院让我有这次学习设计的机会。

在本次实训中我碰到我一些难题班老师和胡老师都能认真的为我解答，老师那认真态度和仔细的精神使我受益匪浅。

这次学习对于我来说，是一次很好的成长的机会，是一次让我很好的把理论的知识应用到实践中去的机会。

感谢两位老师2周多的指导。

你们辛苦了

参考文献

[1]高吉祥.高频电子线路，电子工业出版社，2005.1

[2]张肃文.高频电子线路，高等教育出版社，1999.8

[3]谢自美.电子线路设计·实验·测试，华中理工大学出版社，2000.5

[4]黄智伟.全国大学生电子设计竞赛，北京航空航天大学出版社，2006.12

[5]杨翠娥.高频电子线路实验与课程设计，哈尔滨工程大学出版社，2001.9

[6]王卫东.高频电子电路[M]，四川：

电子工业出版社，2007.4

附录

调频发射机元件清单：

序号

元件类型

位置

封装

描述

1

15T

L1

AXIAL0.4

色环电感10u

2

5T

L2

L-1

可调线绕电感

3

5.5T

L3

L-1

4

38KHZ

Y1

RAD0.1

晶振

5

78LS05

U2

78105

三端稳压芯片

6

+9V

+

FD

9

9V

J2

SIP4

4PIN接插件

7

9013

Q1

9018

三极管

8

9013

Q4

TO-92C

三极管

9

9018

Q3

9018

三极管

10

9018

Q2

9018

三极管

11

Audioin

J1

SPEAK

音频输入

12

BA1404

U1

DIP18

集成块

13

IN4007

D2

DIODE0.2

二极管

14

LED

D1

LED

发光二极管

15

MIC

MK1

MIC1

麦克风

16

88M-108M

E1

SIP1-TESET

天线

序号

电阻

位置

瓷片电容

位置

1

56K

R1

102

C1

2

56K

R2

102

C2

3

51

R3

102

C3

4

47K

R4

102

C4

5

47K

R5

104

C5

6

47K

R6

102

C6

7

27K

R7

102

C7

8

470

R8

102

C8

9

100K

R9

22P

C28

10

680

R10

22P

C18

11

22K

R11

22P

C21

12

10K

R12

22P

C20

13

10K

R13

22P

C19

14

5.6K

R14

22P

C24

15

150

R15

10P

C26

16

10K

R16

10P

C27

17

68K

R17

104

C29

18

1K

R18

104

C13

19

电解电容

104

C14

20

10UF

C22

104

C15

21

10UF

C10

56P

C23

22

10UF

C11

23

10UF

C31

24

10UF

C9

25

10UF

C12

26

10UF

C30

27

10UF

C17

28

10UF

C16

原理图：

图4.1电路原理图