调频信号发射机与接收机的设计毕业论文(编辑修改稿)

调频信号发射机与接收机的设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

调电容的电容值改变本机振荡频率和高频振荡频率，从而可以 控制 调频发射机的发射频率和接收机的接收频率。 在改变调谐回路的振荡频率 时 ，必须同时调整 谐振 回路的 谐振 频率，在本次设计中，上述两个回路是采用一只 20～ 140pF 调节范围的 双联可调电容进行调节的。 9018 9018 是 NPN 型 高频硅三极管 ，在 调频发射 机 和 接 收 机 中得到普遍使用 ，在低 端 无线话筒中也有使用，但是由于它的抗干扰能力差，噪声大，不应用于高 端 话筒。 在 本次设计中，将 其应用到高频功率放大电路中，其作用是 放大调频信号的发射功率。 系统组成电路 集成芯片内部电路 BA1404 集成芯片内部电路功能为音频信号经麦克风或音频传输线输入 BA1404 的 1 和 18 引脚，在音频放大器的作用下放大信号， 38kHz晶体振荡器用于产生立体声编码所需的 38kHz 振 荡信号，该信号经二分一分 频后产生 19kHz 的导频信号从 13 脚输出，放大后的音频信号经立体声编码后由集成 芯片 的第 14引脚输出与 19kHz的 导频信号一起在 8 调制器的作用下 混合叠加 为立体声复合信号，并送入 12 引脚 [7]。 集成芯片内部的高频振荡器产生高频载波，将立体声复合信号与高频载波以调频的方式进行调制，已调制的调频信号经集成芯片的射频功 率 放大器 放大后由 7 引脚输出 [8]。 集成芯片基本电路 BA1404 集成芯片的主要作用是对音频信号进行处理，其中包括音频信号放大、编码、调制等过程。 为了 实现 这些功能， 该 芯片还需要外围基本电路 的支持。 下图 3 为 BA1404 集成芯片外围基本电路。 图 4 BA1404 基本电路 谐振回路 LC 谐振回路就是由电感和电容串联或并联形成的回路 ,它具有谐振特性和频率选择作用，因此在高频电子线路中得到广泛应用 [9]。 在本次设计的 系统 电路原理图中使用了两个 LC 并联谐振回路。 一个是与 7 引脚所连，用于控制高频振荡器的频率，另一个与 10 引脚所连，用于控制射频输出功率。 高频功率放大电路 的作用 是 放大从集成芯片第 7 引脚输出的射频信号的发射功率， 当发射功率足够大时，就可以将调频信号 从天线上发 射出去 [10]。 下图 5 为高频功率放大电路。 9 图 5 高频功率放大电路 系统电路原理图 图 6系统电路原理图 工作原理 在本次设计中，给整个系统供电的电压为 3V， LED 灯除了作为电源指示灯外还起到了稳压作用，为 BA1404 集成芯片提供 电压，在实际试验中提供了 电压，满足 BA1404 集成芯片的工作电压。 音频信号由音频输入口 P 输入系统电路中，分左右两声道经 L2 和 L3滤波，这里电感起到了滤低波的作用。 滤波后的音频信号由双联电位器 TW 控制音量 后 ， 通过电容和电阻的并联回路 进一步 滤低波。 10 经过前置电路的滤波，音频信号中的高频部分分左右两声道分别进入 BA1404 集成芯片的 1 和 18 引脚，在音频放大器的作用下放大 信号， 38kHz 晶体振荡器用于产生立体声编码所需的 38kHz 振荡信号，该信号经二分一分频后产生 19kHz 的导频信号从 13 引脚输出，放大后的音频信号经立体声编码后由集成的第 14引脚输出与 19kHz 的 导频信号在调制器的作用下混合叠加为立体声复合信号，然后将立体声复合信号送入 12 引脚。 集成芯片内部高频振荡 器产生高频载波，将立体声复合信号与高频载波以调频的方式进行调制，已调制的调频信号经集成芯片内部的射频功率放大器放大后由 7 引脚输出。 其中高频振荡的频率由 10 引脚所接的 LC 并联谐振回路决定，通过调节双联可调电容 CV可更改本机的发射频率，本次设计为 85～ 108MHz内连续可调。 双联可调电容一联用于更改发射频率，另一联用于控制 7 引脚的 LC 谐振回路与本振变化保持同步以获得最大的射频发射功率。 高频功率放大电路将 7 引脚输出的射频信号作进一步功率放大使调频发射机的发射距离更远，放大后的射频信号由 C23 耦合到麦克风，利用麦 克分做发射天线将调频信号向空中发射。 PCB 板图设计 按照 系统电路原理图设计 PCB 板图，我在这里使用的是 Altium Designer Summer 软件，该软件不仅可以画系统电路原理图还可以绘制 PCB 板图。 在绘制 PCB 板图时应注意元器件正负极标示正确，排版整齐，线路清晰。 图 7 为 调频信号发射机 PCB 板图。 11 图 7 调频发射机 PCB板图 使用 PCB 板制作调频发射机具有以下几个优点： PCB 板操作简单，元器件标示容易，线路清晰不容易出错； PCB 板焊接电路简单，只要保证元器件焊接正确就不会出现错误；调频发射机发射的是高频信号，对抗干扰性要求高， PCB板分级屏蔽信号，抗干扰能力强，在外界环境理想的情况下能发射稳定频率的高频信号，能 够满足设计要求。 系统安装 PCB 板图设计完成后由工厂加工制成成品板，我只需要将元器件正确焊在 PCB 板上即可。 在焊接时应注意以下几点：注意安全，将电烙铁固定在人不容易触碰的地方；焊接时注意 LED、电容的方向；在焊接BA1404 集成芯片时，加一个 18P 的底座，避免直接将集成芯片焊接在PCB 板上，因为直接焊接时集成芯片可能会因为温度高而烧坏；在焊接四方形双联可调电容 CV 时速度要快，每焊一个脚都要对其吹气并旋转动片，使其尽快冷却，避免里面的塑料隔片融化而损坏。 12 系统调试 调试过程 中出现的问题 电源指示灯不亮 LED 电源指示 灯不亮，说明 PCB 板电路 存在问题，可能出现短路或断路。 仔细对比系统电路原理图 和 PCB 板图后发现电源和电容 C1 之间的 100 欧 电阻没连接，这是在 PCB 板设计过程中出现的错误，我 在 PCB 板后面加上这个100 欧电阻后 LED 电源 指示灯亮。 出现这个问题后我的第一个反应就是发射频率不准确，没有和收音机上的 100MHz 频率对上。 我用示波器测量发射信号时，发现将示波器探头放在天线上时能模糊听见调频发射机发射的语音信号。 然后我就在天线和地 线之间连上一个电阻，经过反复试验，当把 50 欧 电阻接在它们之间时听到的语音信号最清晰。 因为电感和电阻并联 后接地 时可以起到滤波的作用。 出现这个问题后，我仔细分析系统电路原理图，发现与 7 引脚所连的 LC谐振回路控制调频发射机的射频输出功率，通过调节该 LC 谐振回路中电感的匝距能够使接收到的语音信号变得清晰。 因为改变电感的匝距能够改变电感量，从而改变射频信号的输出功率。 主要参数测量 用手机收音机能准确接收调频发射机发射的信号，证明系统调试成功完成，调频发射机制作成功。 用万用 表和示波器对此次设计的调频信号发射机各参数进行验证。 各参数验证结果如下所示： 集成芯片工作电压 用万用表测量 BA1404 集成芯片的实际工作电压，将万用表的红表笔接在集成芯片的 15 引脚，黑表笔接地，万用表上显示数字 ，即 BA1404集 成芯片的实际工作电压为。 晶体振荡器产生的振荡信号 38kHz 晶体振荡器产生的振荡信号经集成芯片 5 引脚输出，用示波器测 13 5 引脚的波形如图 8 所示。 图 8 38kHz振荡信号 19kHz 的导频信号从 集成芯片的 13 引脚输出， 用示波器测 13 引脚的波形如图 9 所示。 图 9 导频信号 调频信号通过天线向空中发射，所以用示波器探头测天线信号的频率。 因为本次设计要求发射机发射 100MHz 的高频信号，通过调节双联可调电容CV 使示波器上显示 100MHz 频率，如图 10 所示。 1。