电装实习报告记录.docx
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电装实习报告记录
电装实习报告记录
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《电装实习》报告
题目业余电台收发一体机
学院（部）信息工程学院
专业通信工程
班级
学生姓名
学号
指导老师
时间6月12日—7月2日
业余电台收发信一体机
摘要
本文主要介绍了业余电台收发信一体机工作原理。
在业余电台通信中，有一个40m波段，频率为7MHz多一点。
本电路就是设计制作一个电路系统，可以接收到7.030MHz的等幅电报CW信号，可以发射7.030MHz等幅电报CW信号。
它的工作状态由按键控制，当按键没有按下时，电路处于接收状态，当按键按下时，电路处于发射状态。
接收到的信号，可以经耳机听到。
接收电路设计采用的是直变式，即直接将接收到的高频信号送入混频级，与混频电路的本振频率信号混频后，直接混出音频信号，音频信号经音频放大器放大以及功率放大器放大后推动喇叭或耳机发声。
发射电路设计，对于广播信号，将音频信号调制到载频信号上放大后通过天线发射，对于电视信号，将视频信号以及音频信号调制到载频上经放大后通过天线发射。
而本电路只需要将等幅高频信号发射，所以可以利用接收电路中的本振电路产生的高频信号直接经放大器放大，经滤波器滤波后送到天线发。
关键词
NE602LM386接收状态
一、基本原理
在业余电台通信中，有一个40m波段，频率为7MHz多一点。
本电路就是设计制作一个电路系统，可以接收到7.030MHz的等幅电报CW信号，可以发射7.030MHz等幅电报CW信号。
它的工作状态由按键控制，当按键没有按下时，电路处于接收状态，当按键按下时，电路处于发射状态。
接收到的信号，可以经耳机听到。
接收电路设计，一种方案是用高频谐振电路或高频滤波电路接收高频信号，经高频放大器放大，再经混频电路（混频电路主要由两级构成，一级是本振电路产生本机振荡信号，一是混频级，输出的信号是接收到的高频信号与本机信号的差频，经特定的滤波电路后选出所需的差频信号，一般是基波差频信号）混频后得到中频信号中频信号经中频放大器放大后，再经检波解出音频信号，经音频放大器放大功率放大推动喇叭或耳机发声，此种方式可见常用的趋超外差收音机电路，电视接收机电路等等。
另一种方式是直变方式，即不再有中频这一级，而是将接收到的高频信号送入混频级，与混频电路的本振频率信号混频后，直接混出音频信号，音频信号经音频放大器放大以及功率放大器放大后推动喇叭或耳机发声。
以上两种不同方式，关键是选取的本机振荡信号的频率高低有较大区别，差动方式选取的本机振荡信号频率与接收的高频信号频率相差一个中频频率（差值就较大，直变方式选取的本机振荡信号频率与接收的高频信号频率相差一个音频频率（差值就较小）。
一般在需要处理的信号较为复杂的情况下，如电视信号，广播信号等等，采用差动方式。
而等幅电报CW信号比较简单，可以采用直变方式。
本电路采用直变接收方式。
发射电路设计，对于广播信号，将音频信号调制到载频信号上放大后通过天线发射，对于电视信号，将视频信号以及音频信号调制到载频上经放大后通过天线发射。
而本电路只需要将等幅高频信号发射，所以可以利用接收电路中的本振电路产生的高频信号直接经放大器放大，经滤波器滤波后送到天线发射。
由以上讨论，可以知道本电路系统应由以下电路结构构成。
在本电路里，关键的电路是混频器，可以选择集成电路NE602，内部集成了将输入信号和本振信号相乘的电路，还有振荡电路，只要在外围接上决定本振信号频率的电路就可以产生稳定的本机振荡信号。
二、NE602振荡混频芯片简介
1.基本信息
NE602/SA602是Signetics8公司生产的通用振荡/混频器单片集成电路，内含双平衡振荡器（DBM）、振荡器和稳压器。
其内部框图和封装引线见图1。
其中，双平衡混频器的工作频率可达500MHZ，振荡器的振荡频率可达200MHz。
因此，最适合用于高频（HF）和甚高频（VHF）接收机、变频器和频率变换器，还可用来构成高频信号发生器的LC可变频率振荡器（VFO）、晶体振荡器、电调振荡器或扫频振荡器。
由于NE602采用双平衡混频器并具有振荡器，故用作超外差式接收机的前端电路，不仅使用方便而且具有很好的信噪比和三阶互调指标。
在45MHz下的噪声系数典型值为5dB。
以匹配输入信号为基准的三阶互调截止点实际可以达到﹣15dBm，虽然推荐的最大信号电平是﹣25dBm（约3.16mW）。
此最大电平相当于50Ω电阻上的12.6mV或1.5KΩ电阻（NE602的输入阻抗）上的68mV。
NE602在没有外部高频放大的情况下，可以为接收机提供求0.2μV的灵敏。
2.IC内部振荡器混频器
NE602的本振由芯片上的一只VHFNPN型晶体管担任。
该管的基极接到6脚，发射极接7脚。
集电极接内部的缓冲放大器，没有通往外部的引脚。
振荡信号经缓冲放大后送到双平衡混频电路。
只要外接振荡电路不接到该管集电极，就可以构成各种接法的振荡器。
因此NE602可用作考毕兹、克拉泼、哈特莱、巴特勒等振荡器，但不能做皮尔斯和密勒振荡器。
图2是NE602内部的双平衡混频电路。
晶体管差分对管T1—T2与T3—T4组成交叉连接的双平衡差分放大器。
T5是T1—T2的电流源，T6是T3—T4的电流源。
这种接法叫做吉尔伯特跨导单元。
交叉耦合的集电极构成推挽输出（4脚和5脚），每个输出端通过1.5KΩ电阻在IC内部接到电源正端。
输入也是推挽方式，也是在单元的两半部分之间进行交叉耦合。
本振信号通过T1、T3基极注入单元的两半部分。
由于双平衡混频电路能有效地抑制奇次谐波分量，故输出信号的主要成分是高频输入信号与本振信号的和频分量和它们之间的差频分量，这正是需要的。
其余分量（如输入信号、本振信号、以及二者谐波的和、差分量）均受到不同程度的抑制。
因此NE602的输出信号比一般单端混频器更加纯净，这是它能提高接收机性能的关键所在。
3.IC包装接脚
E602的接脚安排，如图3所示，脚1及脚2是射频的差动输入；第3脚是接地；4脚与5脚则是推挽式输出，但两只脚均分别可成为单端点输出；第6脚及第7脚分别是振荡电晶体的基极与射极；第8脚则是电源输入端。
NE602是属于低电压、低电流的设计，它的正常供电范围是4.5~8.0伏之间，耗电流通常低于3毫安培，5V电源较理想。
NE602的输入线路。
采用差动方式，然而两脚均可以分别成为单端输入，此输入单阻抗大约是1.5K欧姆，如果频率高的话，此阻抗会低些，交流线路最重要的是彼此间的匹配问题，要讯号通行无阻，不会衍生其它麻烦，就得注意讯号来源与负载端之间的阻抗匹配是否恰当。
NE602的输出阻抗是1.5K欧姆，与其输入阻抗相同。
NE602的输出端是一推挽式，但是很容易可以改成单端输出，只要在所选（第四成第五脚）的输出端，串接去除直流成分的电容即可，另一端可以放着不管。
若是让后续电路的负载阻抗能与之匹配，则更为理想。
6,7脚间的晶体管与外部电路构成本地振荡电路，并联式基本波石英晶体振荡器组合，此处使用的石英晶体应该是并联式，这种线路比较适合固定频率的接收机。
三、LM386音频功率放大器简介
1.基本信息
LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、更新内链增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器，广泛应用于录音机和收音机之中。
它是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器，主要应用于低电压消费类产品。
为使外围元件最少，电压增益内置为20。
但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容，便可将电压增益调为任意值，直至200。
输入端以地为参考，同时输出端被自动偏置到电源电压的一半，在6V电源电压下，它的静态功耗仅为24mW，使得LM386特别适用于电池供电的场合。
2.LM386内部电路
LM386内部电路原理图如图4所示。
与通用型集成运放相类似，它是一个三级放大电路。
第一级为差分放大电路，T1和T3、T2和T4分别构成复合管，作为差分放大电路的放大管；T5和T6组成镜像电流源作为T1和T2的有源负载；T3和T4信号从管的基极输入，从T2管的集电极输出，为双端输入单端输
出差分电路。
使用镜像电流源作为差分放大电路有源负载，可使单端输出电路的增益近似等于双端输出电容的增益。
第二级为共射放大电路，T7为放大管，恒流源作有源负载，以增大放大倍数。
第三级中的T8和T9管复合成PNP型管，与NPN型管T10构成准互补输出级。
二极管D1和D2为输出级提供合适的偏置电压，可以消除交越失真。
引脚2为反相输入端，引脚3为同相输入端。
电路由单电源供电，故为OTL电路。
输出端（引脚5）应外接输出电容后再接负载。
电阻R7从输出端连接到T2的发射极，形成反馈通路，并与R5和R6构成反馈网络，从而引入了深度电压串联负反馈，使整个电路具有稳定的电压增益。
3.LM386的引脚
LM386的外形和引脚的排列如图5所示。
引脚2为反相输入端，3为同相输入端；引脚5为输出端；引脚6和4分别为电源和地；引脚1和8为电压增益设定端；使用时在引脚7和地之间接旁路电容，通常取10μF。
查LM386的datasheet，电源电压4-12V或5-18V（LM386N-4）；静态消耗电流为4mA；电压增益为20-200；在1、8脚开路时，带宽为300KHz；输入阻抗为50K；音频功率0.5W。
四、总系统简介
1.系统总框图
按键S1为电路工作状态控制元件，当S1没有被按下时，按键处于断开状态，此时由于由Q1管构成的晶体三极管其共射放大电路失去偏置而不能工作，因此由Q1和Q2构成的两级放大电路没有作用，而此两级放大电路是对本振频率信号放大后送到天线发射。
因此此时电路处于接收状态。
当S1按下时，按键处于闭合状态，此时由于由Q1管构成的晶体三极管其共射放大电路正常偏置而工作在放大状态，同时由Q2构成的放大电路对由Q1送来的信号再次进行放大，放大后信号送到天线发射，注意到此时由于NE602的信号输入端的信号通过IN4148接地，接收电路没有输入信号不起作用，因
此此时电路处于发射状态。
系统总框图如图6所示：
2.接收状态
高频信号通过天线接收到电路系统，首先通过由C21，L6，L7，C20构成的π型滤波器滤波（这个π型滤波器设计的滤波频率应为7.030MHz，即只有7.030MHz的信号能够被送到电路中，而其它频率信号在此处就被隔离而不能送到电路中），经π型滤波器滤波后信号被送到电位器RP1，经RP1调节幅度大小后经耦合电容C1和C3送到集成电路NE602的输入端“１”，在此输入电路上接有由L1和C2组成的并联谐振电路，这个并联谐振电路的振荡频率也要设计在7.030MHz，以便更进一步滤除7.030MHz以外的其它信号，只让7.030MHz的信号送到NE602的输入端。
注意到，并联谐振电路对谐振频率信号阻抗最大，而对其它频率信号的阻抗很小。
同时，输入回路中的π型滤波器和并联LC谐振电路担负起了阻抗变换的作用，因接收天线阻抗为50欧姆，而NE602输入阻抗为1.5K，因此需要进行阻抗变换，当然能够变换到1.5K是最理想的，一般情况是越接近1.5K越好。
可以计算出22P的输入电容器对于7.030M的信号阻抗为1029欧姆，两个电容串联应为2058欧姆，但实际上由于并联LC电路不可能是理想谐振状态，因此阻抗不可能是无穷大，因此，这部分电路的实际阻抗肯定小于2058欧姆，而前面π型滤波器对于7.030M的信号的阻抗较小，不与考虑。
NE602的“６”“７”间接有振荡电路，它的振荡频率由外围电路元件决定，在这个电路中，振荡频率主要由晶振Ｙ决定，本电路所取晶振频率当然选用7.030MHz，这个振荡电路中还有一个电位器，它的作用是对本振电路的振荡频率进行微调，调整的范围在3KHz左右。
本电路是并联式基本石英晶体振荡器组合，NE602将从“１”输入的高频信号与”6””7”间的本振信号进行混频，得到的是它们的差频信号，由于接收到的高频信号与本机振荡信号频率相差很小，所以差频出来的信号就是低频信号（音频信号）。
如自己电路的本机振荡信号频率是7.029MHz，而接收到的信号（是别人的收发信机的本机振荡频率，因而不可能是绝对相同的）是7.028MHz，则经NE602混频后输出信号频率应是
7.029MHz-7.028MHz=0.001MHz=1000Hz
也就是1000Hz的音频信号。
经NE602混频后的音频信号经“４”输出，送到由场效应管Q3（2N5485）构成的共栅极放大器（这是一个发射时静音电路，10M电阻R3和电容C9选取合适的时间常数，使得在按键从闭合到断开后2N5485能够立即接通信号，而在电键断开的瞬间能及时在耳机中听到频率上的其它电台信号，这种方式叫做全插入方式QSK,如果时间常数过大，由Q3构成的电路接通时间较晚，则在电键断开间隙听不到频率上的其它电台信号，如果时间常数太小，则有可能发射信号冲击接收电路，使得瞬间耳机声音很大，损坏操作员听力。
假设对电路的要求再简单一点，这个电路也可以不用），再经耦合电容C10送到音频放大集成电路LM386进行放大后推动耳机发音。
3.π型滤波器
π型滤波器的计算，设信号角频率为ω，用相量法讨论，设输入信号为Ui相量，输出信号为Uo相量，计算如下：
从以上讨论可知，当
时，输出信号幅度最大，
在本电路中，取C=470P，L=1.1uH（两个2.2uH电感并联），计算得
并联谐振电路的谐振频率的计算
电路中，L=2.2uH，C=220P，代入计算式得
在本振电路中，外围接有二极管D2，用的是IN4007整流二极管，是因为整流二极管是面接触型二极管，比点接触型二极管（如IN4148）R的PN结面积大得多，因而其结电容效应也大得多，在反向运用时，加在二极管上的反向电压不同时，等效的结电容也会不同，这样，改变电位器RP2触头的位置，
型号
极性
P（W）
Ic（mA）
VCEO（V）
β
fT（MHz）
封装
9012
PNP
0.625
500
20
64/300
150
TO-92
9013
NPN
0.625
500
20
64/300
150
TO-92
9014
NPN
0.45
100
45
60/600
100
TO-92
9018
NPN
0.31
50
18
40/200
600
TO-92
8550
PNP
0.625
1200
25
80/500
100
TO-92
8050
NPN
0.625
1200
25
80/500
100
TO-92
也就改变了加在二极管D2上的反向电压，也就改变了它的电容量，从而微调本机振荡电路振荡信号频率。
因此，二极管D2在此处是当作变容二极管使用，即就是一个压控电容器。
严格的计算和讨论需要查晶振7.030的工作曲线或等效电路，然后进行计算。
发射时静音电路的时间常数由电阻R3和电容C9决定，其时间常数约为0.1秒。
当电键按下时，由于NE602的信号输入端通过二极管D1短路到地，这样，混频级得不到输入信号，同时，由于场效应管Ｇ的栅极通过二极管D3短路到地，使得Ｇ截止，使得音频信号也到不了音频放大器LM386，因为这两个因素的影响，从而使得在耳机中听不到声音。
由于电键被按下，三极管Q1构成的电路处于放大状态，NE602的本振信号从“６”通过耦合电容C17送到Q1构成的放大电路进行放大，放大后的信号再通过Q2构成的放大器进行放大，经π型滤波器滤波后送到天线发射到空中。
五、调试结果
1.发射状态
测得R5左端的波形如图7所示，其为本地晶振经过电容C17滤除直流后的波形，其峰值为420mV，频率为7.341MHZ。
图7R5左端波形
测得R7上方的波形如图8所示，其为经过三极管第一次放大后的波形，其峰值为3.24V，频率为7.353MHZ。
图8R7上方波形
测得L5左端的波形如图9所示，其为经过三极管第二次放大后的波形，其峰值为2.36V，频率为7.416MHZ。
图9L5左端波形
测得天线的波形如图10所示，其为放大后的信号进过π型滤波后的信号，其峰值为7.00V，频率为7.381MHZ。
图10天线波形
2.接收状态
测得L7左端的波形如图11所示，其为接收的波形经过π型滤波后的信号波形，其峰值为3.56V，频率为7.357MHZ，峰值较小的原因在于发送板使用的三极管信号参数或者电感功率不够高，不能达到要求，导致放大电压没有达到电源电压。
图11L7左端波形
测得D1左端的波形如图12所示，其为NE602引脚1的输入波形，其峰值为19.8mV，频率为461.8HZ的幅度调制信号。
图12D1左端波形
测得R3上方的波形如图13所示，其为NE602的输出波形，其峰值为2.04V，频率为265.9HZ。
图13R3上方波形
测得L3右端的波形如图14所示，其为LM386的输入信号波形，其峰值为180mV，频率为309.0HZ。
图14L3右端波形
测得耳机的波形如图15所示，其为耳机中听到的信号波形，也即LM386放大后的信号波形，其峰值为5.24V，频率为299.9HZ。
图15耳机的波形
3.调试结果
将两个板子分别作为发射板与接收板，在接收板上面插入耳机。
使用导线将两个板子的天线连接起来，在发射板上按动开关，可以在耳机中听到很圆润的“嘟嘟嘟”声音，测得其电压为2V左右。
如果再继续将两个板子的地接在一起，按动发射板上开关后，发现声音更大了，测得其电压达到了7V，接近电源电压，说明经过LM386的信号已经放大到最大了。
不使用导线连接天线，只连接地，在耳机中也可以听到较小的嘟嘟嘟声音，这就说明已经实现了两个板子的无线通信。
六、心得体会
通过这次电装实习，我又一次巩固了焊接知识，了解了微小元件的焊接办法，学会了焊接贴片元件。
并且在焊接和调试过程中，熟悉了一般故障的处理方法，掌握了使用万用表测试故障的方法。
在测试过程中，通过电路原理图，我了解了业余电台一体机的工作原理，回顾了以前学习的《高频电子线路的知识》。
并且把很多的课程都联系了起来，使我对以前学过的课程有乐更深的理解。
在整个焊接及编程运行过程中，我力争将每一个步骤做到完美。
通过我自己的努力，我顺利的完成了本次电装实习。
总之，这次课程设计使我们受益匪浅，感触颇深。
附录元器件表
编号
规格
编号
规格
编号
规格
编号
规格
编号
规格
R1
10K
C2
220P
C12
10uF
C22
103
Q1
9018
R2
100K
C3
22P
C13
104
C23
100u
Q2
2SC3357
R3
10M
C4
103
C14
103
C24
104
Q3
2N5485
R4
10
C5
103
C15
100uF
L1
2.2u
D1
4148
R5
56K
C6
270P
C16
10uF
L2
2.2u
D2
4007
R6
120
C7
82P
C17
104
L3
100m
D3
4148
R7
10K
C8
103
C18
100uF
L4
470uH
Y晶振
7030K
RP1
1K
C9
103
C19
103
L5
470uH
U1
NE602
RP2
10K
C10
10uF
C20
470
L6
2.2u
U2
LM386
C1
22P
C11
0.47uF
C21
470
L7
2.2u
RL
3K
R
短路
78L05
按照印刷板上器件编号找到相应的元件，按以下顺序焊接：
电阻，二极管，电感，IC座，瓷片电容，立式电感，三极管，场效应管，接口。
焊接过程中注意以下问题：
１、各二极管”+””-“极。
三极管上对应的“e”“b”“c”，场效应管对应的“D”“G”“S”，
２、集成块的脚在印刷板上的对应位置。
３、J1要与前续电路的输入输出电源接口方位相一致，因此要注意其方位。
仔细观察各焊接点，检查有无短路现象和虚焊现象。
认真测量。
在观察所焊接的电路板处于正常状态后，将+9V电源接入到J1接口。
ANT是天线。
注意：
78L05的安装方向，78L05的功能是3进１出２接地。
47欧姆电阻可以不接。
只需要9V电源（也可以用12V电源）。
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