工艺实验TRA08调频收音对讲机实验报告.docx
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工艺实验TRA08调频收音对讲机实验报告
工艺实验TRA-08调频收音/对讲机实验报告
StudentofNJU
一、实验目的
1、将所学的高频电路知识应用于调频收音机/对讲机原理的制作实验，加深对知识的理解，做到学以致用，融会贯通。
2、焊接制作调频收音机/对讲机，提高动手能力，锻炼工艺技能。
二、实验器材
1、TRA-08调频收音机/对讲机实验材料；
2、稳压电源；
3、焊接工具；
4、安泰信AT5011+扫频式谱分析仪；
三、实验原理
（一）调频收音机
接受频率73MHz-108MHz。
其中:
公用调频广播接受频率88MHz-108MHz。
75MHz-88MHz可接收校园调频广播，73.5MHz-75MHz用于接收对讲机调频信号。
也可以收听校园调频广播。
超外差单声道和立体声调频收音机组成结构框图如下：
单声道调频收音机组成结构框图：
调频无线广播，采用调频的调制方式，用音频信号去控制高频载波的瞬时频率，使原为等幅恒频的高频载波信号的瞬时频偏随调制信号的幅度的变化而变化。
一般规定调频广播的载波频率范围为87-108MHz。
（2）对讲调频发射电路
调频对讲机
发射频率74.5MHz-74.2MHz，73.5MHz-73.2MHz。
调频接收频率复盖对讲机的发射频率。
图一
本实验采用调频电路进行设计，实验的电路图如下图所示：
图2
其中的1、2、3、4、5是电路的几个模块。
首先对于音频取样电路，如上图中的模块2所示：
图4Multisim10仿真原理图
图3
说明：
R21是偏置电阻它使三极管工作于放大区，电解电容C24和C25是耦合电容，R15是反馈电阻，MIC是话筒，电路的输出接到变容二极管调频电路的输入端口。
话筒接收到的声音越强，其电阻就越大。
在三极管的基极就产生了一个与声音有关的电信号，经放大输出。
在Multisim10中用波形发生器代替话筒，仿真结果如下：
其次，在图2中的第4部分是变容二极管调频电路部分;
上右图是变容二极管调频电路的原理图，变容二极管是利用半导体PN结的结电容随反向电压变化这一特性制成的元件，它是中电压控制可变电抗元件。
本实验中用到的是BB910，其参数为：
反偏电压（V）
0.2
0.5
3.0
5.0
电容量（pF）
46
35
27
11
导通电阻
最高反偏电压（V）
25
工作频段
VHF频段
结电容Cj和反向电压的关系为：
，变化曲线如下图所示：
1、变容二极管调频器获得线性调制的条件
设回路电感为L，回路的电容是变容二极管的电容C（暂时不考虑杂散电容及其它与变容二极管相串联或并联电容的影响），则振荡频率为
。
为了获得线性调制，频率振荡应该与调制电压成线性关系，用数学表示为
，式中A是一个常数。
由以上二式可得
，将上式两边平方并移项可得
，这即是变容二极管调频器获得线性调制的条件。
这就是说，当电容C与电压u的平方成反比时，振荡频率就与调制电压成正比。
2、变容二极管调频的交流等效电路如图所示：
在上图中，be极和ce极间接的是电容，bc两极间的电抗LC电路串联而成，根据LC串联谐振回路的特点，bC两极间成电感特性，从而构成电容三端式振荡器。
3、变容二极管的直流偏置电路
3.1其中用到TL431芯片，即高精度可调三端换向器，其参数如下为：
TL431高精度稳压管主要参数：
阴极到阳极电压
阴极连续电流范围
工作温度
参考输入电压典型
动态电阻
VKA=37V
-100mA到+150mA
到
2.495V
电路形式为作图所示
输出电压可以设定在参考电压和36v之间。
如图示：
3.2在直流偏置电路中，两个开关的不同状态产生的电压偏置为;
SW2接通时为：
SW3接通时为：
4、电压放大电路
超高频晶体管2SC3355主要参数：
，
，
，
，
hfe=120，
，
，
，
由于输出回路电阻较大（约320Ώ），所以本级是为了放大电压。
左图为Multisim10的仿真图
5、功率放大电路
6、
由于输出回路电阻较小（约20Ώ），所以本级是为了放大功率
6、功率匹配电路
经测量，整个功率放大器的直流电流可达300mA，所以估计，集电极输出回路的等效负载电阻为20欧姆。
（3）调频接收电路原理图
KA22425D单片集成电路：
工作电压2-7.5V，Vcc=6V，
时，输出功率为500mW。
电路内设有调谐指示LED驱动器，电子音量控制器，还有FM静噪功能。
KA22425D的极限参数：
TA=
参数名称
符号
条件
额定值
单位
电源电压
Vcc
9
V
最大允许功耗
PD（max）
Tamb=
700
mW
工作温度
Tstg
-10—70
存储温度
Tstg
-55—125
电参数Vcc=6VTA=
f=96MHz
fm=1KHz
参数
单位
测试条件
最小值
典型值
最大值
静态电流
mA
AM时
3.5
10.0
FM时
7.0
14.0
调频：
前端电压增益
AV1（dB）
Vin=40dBuV/100MHz
32
39
46
鉴频输出
VD1（mV）
39
77.5
155
限幅灵敏度
VRF（dBuV）
-3dB限幅
24
32
鉴频失真
%
0.3
2.0
音频电压增益
AV（dB）
27
31.5
36
信噪比
SN（dB）
56
60
音频失真
%
0.3
2.5
KA22425D的管脚直流工作电压
引脚编号
电压（伏）
引脚编号
电压（伏）
1
0.38V
15
1.33V
2
4.85V
16
0V
3
3.02V
17
1.33V
4
18
0V
5
1.26V
19
0V
6
1.26V
20
0V
7
1.26V
21
.1.1V
8
1.26V
22
.1.4V
9
1.26V
23
1.3V
10
1.26V
24
0V
11
0V
25
5.3V
12
1.35V
26
6.0V
13
0V
27
3.0V
14
1.35V
28
0V
原理图分析：
调幅（AM）部分不使用，因此相关引脚接地处理。
天线接收到的调频广播信号，经过电容C28（100pF）交流耦合后，进入芯片的第12脚（调频高放）进行高频放大，放大后的高频信号进入芯片的第9脚，低9脚外接电感L9，可变电容CBM，微调电容组成调谐回路，进行频道选择，然后进入芯片的内部进行混频。
当按下开关SW4时（TR位置），电容C29接入谐振回路，谐振回路的总电容增加，谐振频率下降，选择对讲机进入对讲接收频道范围（74M-86M）；没按下开关SW4时（FM位置），对讲机处于FM频道接收范围（87M-108M）。
本振信号与高频输入信号在芯片内部进行混频后的中频信号（中心频率是10.7M）从芯片的14脚输出。
首先经过压电陶瓷滤波器CF1（中心频率是10.7M）滤波后，得到较纯净的中频信号送到晶体管Q5组成的共射极放大电路中进行放大（电压增益大约为20dB），电阻R24是电压并联负反馈，起稳定输出电压的作用。
放大后的信号从晶体管集电极输出后，再次经过压电陶瓷滤波器CF2（中心频率是10.7M）滤波后，送到芯片的第17脚（调频中放输入端），在芯片内部进行中频放大，然后进入内部的FM鉴频器进行鉴频，2脚外接10.7M的压电陶瓷鉴频器CF3，调频信号经过鉴频后从芯片的第23脚输出，电容C41（0.022uF）是高频滤波电容。
KA22425D采用28脚双列扁平封装，管脚排立如下图所示：
（四）1、调频广播接收电路的的调整
Ø使用直流稳压电源供电。
电流应小于100mA。
Ø将接受机置于FM状态。
Ø在谱分析仪上可以看见调频广播的“谱线”。
可以认为频谱的峰所对应的是载频频率。
Ø接收机的本振频率对应的谱线在谱分析仪上也能看见。
Ø选择一条较高的调频广播的“谱线”，例如为100MHz，调整电感L10或/和“2”所示的电容，使本振的线谱频率为110.7MHz。
Ø再调整“3”所示的电容，使受到的广播声音最清晰、响亮。
2、对讲机发射电路的调整
Ø使用直流稳压电源供电。
电流应不大于400mA。
Ø按下对讲机发射按钮，在谱分析仪上可以看见很高的发射频谱。
可增加输入衰减，使发射频谱不限幅。
Ø调整电感L8，使发射频谱的中心频率为74MHz。
Ø选择直流电源的显示为电流。
调整电感L2使Q1输出回路调谐于74MHz；调整电感L1使天线在Q1回路中为阻性负载，即达到输出回路的匹配。
调整L1、L2使直流稳压电源的电流指示最大。
直流电流可达300mA以上。
该电流绝大部分为Q1输出回路消耗的电流。
3、调频对讲接收电路的调整
Ø使用直流稳压电源供电。
电流不应大于100mA。
Ø将接收机置于对讲状态。
Ø要求接收对讲机的发射载频为74MHz。
Ø再谱分析仪上可以看见接收对讲调频信号所需要的本振信号的谱线。
Ø调整电感L9，使接收电路的本振频率的谱线为84.7MHz。
Ø用高频信号源，发射载频为74MHz、调制信号为1KHz的调频信号，接收机应输出1KH的音频信号（可以听到）。
四、实验小结
1.通过本次工艺试验，我学到了很多书本上没有的知识，再将所学到的高频知识应用于具体电路的过程中，既巩固了理论知识，又在实践中了解了具体实验电路的用法。
通过这一次的电工实训，增强了我的动手打操作的能力，培养了我们的规范化的工作作风。
2.在本次实验当中感触最深的便是实践联系理论的重要性，调试的过程中先是出现了电源接错，然后发现我的电路的本振信号不准确，向老师请教才知道调节的方法。
其实，我认为该电路的发射部分很好的，能够很准确的反映出课本里面学到的东西，在实践中遇到不明白的部分，通过查阅高频数据便豁然开朗了。
3.使我们对电子元件及电路安装有肯定是的感性和理性熟悉，培养和锻炼我们的实际动手能力。
使我们的理论知识与实践充分地结合，作到不仅具备专业知识，而且还具备较强的实践动手能力，能分析问题和解决问题的应用型技术人才，为以后的顺利就业作好准备。
4.总而言之，这次的电工工艺实验我们收获很大。
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