fm無線電課程設計

1、<p>　　一、掌RF通信中基本的電路形</p><p>　　1.NE555集成電路</p><p><b>　　NE555接腳圖</b></p><p>　　NE555 （Timer IC）為8腳時基集成電路，大約在1971年由Signetics Corporation發(fā)布，在當時是唯一非?？焖偾疑虡I(yè)化的Timer IC，在往后的3

2、0年中非常普遍被使用，且延伸出許多的應用電路，后來基于CMOS技術版本的Timer IC如MOTOROLA的MC1455已被大量的使用，但原規(guī)格的NE555依然正常的在市場上供應，盡管新版IC在功能上有部份的改善，但其腳位勁能并沒變化，所以到目前都可直接的代用。</p><p>　　2.NE555的簡介</p><p>　　NE555是屬于555系列的計時IC的其中的一種型號，555系列I

3、C的接腳功能及運用都是相容的，只是型號不同的因其價格不同其穩(wěn)定度、省電、可產生的振蕩頻率也不大相同；而555是一個用途很廣且相當普遍的計時IC，只需少數的電阻和電容，便可產生數位電路所需的各種不同頻率之脈波訊號。 </p><p>　　3.NE555的主要特點</p><p>　　1.只需簡單的電阻器、電容器，即可完成特定的振蕩延時作用。其延時范圍極廣，可由幾微秒至幾小時之久。 </

4、p><p>　　2.它的操作電源范圍極大，可與TTL，CMOS等邏輯電路配合，也就是它的輸出電平及輸入觸發(fā)電平，均能與這些系列邏輯電路的高、低電平匹配。 </p><p>　　3.其輸出端的供給電流大，可直接推動多種自動控制的負載。 </p><p>　　4.它的計時精確度高、溫度穩(wěn)定度佳，且價格便宜。 </p><p>　　4.NE555引腳位

5、配置  </p><p>　　Pin 1 (接地) -地線(或共同接地) ，通常被連接到電路共同接地。 </p><p>　　Pin 2 (觸發(fā)點) -這個腳位是觸發(fā)NE555使其啟動它的時間周期。觸發(fā)信號上緣電壓須大于2/3 VCC，下緣須低于1/3 VCC 。 </p><p>　　Pin 3 (輸出) -當時間周期開始555的輸出輸出腳位，移至比電源

6、電壓少1.7伏的高電位。周期的結束輸出回到O伏左右的低電位。于高電位時的最大輸出電流大約200 mA 。 </p><p>　　Pin 4 (重置) -一個低邏輯電位送至這個腳位時會重置定時器和使輸出回到一個低電位。它通常被接到正電源或忽略不用。 </p><p>　　Pin 5 (控制) -這個接腳準許由外部電壓改變觸發(fā)和閘限電壓。當計時器經營在穩(wěn)定或振蕩的運作方式下，這輸入能用來改變或

7、調整輸出頻率。 </p><p>　　Pin 6 (重置鎖定) - Pin 6重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。當這個接腳的電壓從1/3 VCC電壓以下移至2/3 VCC以上時啟動這個動作。 </p><p>　　Pin 7 (放電) -這個接腳和主要的輸出接腳有相同的電流輸出能力，當輸出為ON時為LOW，對地為低阻抗，當輸出為OFF時為HIGH，對地為高阻抗。 </p><p&

8、gt;　　Pin 8 (V +) -這是555個計時器IC的正電源電壓端。供應電壓的范圍是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。 </p><p>　　5.NE555參數功能特性</p><p>　　·供應電壓4.5-18V </p><p>　　·供應電流3-6 mA </p><p>　　·輸出電流2

9、25mA (max) </p><p>　　·上升/下降時間100 ns </p><p>　　6.NE555相關應用</p><p>　　NE555的作用范圍很廣，但一般多應用于單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器（Monostable Mutlivibrator）及無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器（Astable Multivibrator）。 </p><p>

10、　　二、掌握FM通信的電路的原理</p><p>　　1.三點式振蕩電路的定義</p><p>　　定義：三點式振蕩器是指LC回路的三個端點與晶體管的三個電極分別連接而組成的反饋型振蕩器。</p><p>　　三點式振蕩電路用電感耦合或電容耦合代替變壓器耦合，可以克服變壓器耦合振蕩器只適宜于低頻振蕩的缺點，是一種廣泛應用的振蕩電路，其工作頻率可從幾兆赫到幾百兆赫。

11、</p><p>　　2.三點式振蕩器的構成原則</p><p>　　圖5 —20 三點式振蕩器的原理圖</p><p>　　圖5 —20是三點式振蕩器的原理電路（交流通路）</p><p><b>　　（5.3.1）</b></p><p>　　3.三點式振蕩器構成的一般原則：</p>

12、;<p>　　（1）為滿足相位平衡條件，與晶體管發(fā)射極相連的兩個電抗元件Xbe、Xce必須為同性，而不與發(fā)射極相連的電抗元件Xbe的電抗性質與前者相反，概括起來“射同基反”。此構成原則同樣適用于場效應管電路，對應的有“源同柵反”。</p><p>　?。?）振蕩器的振蕩頻率可利用諧振回路的諧振頻率來估算。</p><p>　　若與發(fā)射極相連的兩個電抗元件Xbe、Xce為容性的

13、，稱為電容三點式振蕩器，也稱為考比茲振蕩器(Colpitts)，如圖5 —21（a）所示；</p><p>　　若與發(fā)射極相連的兩個電抗元件Xbe、Xc為感性的，稱為電感三點式振蕩器，也稱為哈特萊振蕩器(Hartley)，如圖5 —21（b）所示。</p><p>　　圖5 —21 電容三點式與電感三點式振蕩器電路原理圖</p><p>　　4.三點式振蕩器的性能分

14、析</p><p>　　4.1電容三點式振蕩器—考畢茲（Colpitts）振蕩器</p><p>　　圖1給出兩種電容三點式振蕩器電路。圖中和為分壓式偏置電阻，</p><p>　　圖1 電容三點式振蕩器電路</p><p>　　圖（a）電路中，三極管發(fā)射極通過交流接地，是共射組態(tài)；</p><p>　　圖（b）電路中

15、，三極管基極通過交流接地，是共基組態(tài)。</p><p>　　組態(tài)不同，但都滿足“射同基反”的構成原則，即與發(fā)射極相連的兩個電抗性質相同，不與發(fā)射極相連的是性質相異的電抗。</p><p>　　4.2電容三點式振蕩器電路的起振條件</p><p>　　以圖5 —22（b）所示共基組態(tài)的電容三點式電路為例分析起振條件。</p><p><b

16、>　　高頻交流等效電路</b></p><p>　　畫高頻振蕩回路之前應仔細分析每個電容與電感的作用，應處理好以下問題：</p><p>　　畫高頻振蕩回路時，小電容是工作電容， 大電容是耦合電容或旁路電容， 小電感是工作電感， 大電感是高頻扼流圈。畫等效電路時保留工作電容與工作電感， 將耦合電容與旁路電容短路， 高頻扼流圈開路， 直流電源與地短路，通常高頻振蕩回路是用于

17、分析振蕩頻率的，一般不需畫出偏置電阻。 </p><p>　　圖1（b）的交流等效電路</p><p>　　圖5 —24（a）電容三點式交流等效電路</p><p>　　(b) 起振條件和振蕩頻率</p><p>　　起振條件包括振幅條件和相位條件。</p><p>　　起振的相位條件已由“射同基反”滿足。</

18、p><p>　　判斷能否起振要解決的關鍵問題就是推出反饋放大器的環(huán)路增益。</p><p><b>　　。</b></p><p>　　振蕩器起振的振幅條件</p><p>　　① 環(huán)路斷開后的等效電路（在這部分將給出一系列推導的等效電路）</p><p>　　本題在圖5 —24 </p>

19、<p>　?、趯⒐不M態(tài)的晶體管用混合型等效電路表示。</p><p>　　如圖5 —25（b）所示的晶體管等效電路。</p><p>　　③可畫出斷開環(huán)路后的等效電路如下圖（c）所示。</p><p>　　將輸出回路的等效電路簡化為如圖5 —25（d），</p><p><b>　　，</b></p

20、><p><b>　　圖5 —25（d）</b></p><p>　　工程估算法求起振條件和諧振頻率</p><p>　　通過上述分析可知，采用工程估算法，可大大簡化起振條件的分析。現將基本步驟歸納如下：</p><p>　　①選擇斷開點，畫出推導的高頻等效電路；</p><p>　?、谇蟪鲋C振回路的

21、（近似由諧振回路決定）；</p><p>　?、蹖⑤斎胱杩怪胁糠纸尤腚娮枵鬯愕郊姌O輸出回路中。求出諧振回路諧振時基本放大器的增益和反饋系數（通常就是接入系數），便可得到振幅起振條件；其中，</p><p>　　4.3 電感三點式振蕩器—哈特萊（Hartely）振蕩器</p><p>　　圖5 —26電感三點式振蕩器電路</p><p>　　

22、圖（a）中，三極管發(fā)射極通過交流接地，是共射組態(tài)；</p><p>　　圖（b）中，三極管基極通過交流接地，是共基組態(tài)。</p><p>　　盡管兩個振蕩電路的組態(tài)不同，但都滿足“射同基反”的構成原則，即與發(fā)射極相連的兩個電抗性質相同，不與發(fā)射極相連的是性質相異的電抗。</p><p>　　4.4克拉潑（Clapp）振蕩電路</p><p>

23、　　因為考比茲(Colpitts)振蕩器存在不足，有必要對其進行改進，所以產生了——克拉潑（Clapp）振蕩電路</p><p>　　考比茲(Colpitts)振蕩器雖然有電路簡單，波形好的優(yōu)點，在許多場合得到應用，但從提高振蕩器頻率穩(wěn)定性的角度考慮，電容三點式振蕩器存在以下需要完善的不足之處。</p><p>　　原因：晶體管的極間電容直接和諧振回路電抗元件并聯(lián)，極間電容（即結電容）是隨

24、環(huán)境溫度、電源電壓和電流變化的不穩(wěn)定參數，它的變化會導致諧振回路諧振頻率的變化，因為振蕩器的振蕩頻率基本上由諧振回路的諧振頻率決定，回路諧振頻率的不穩(wěn)定，將直接影響振蕩器頻率的穩(wěn)定性。</p><p>　　結果：三點式振蕩電路的頻率穩(wěn)定性不高。一般在量級，為提高頻率穩(wěn)定度，必須設法減小晶體管極間電容的不穩(wěn)定性對振蕩器頻率穩(wěn)定度的影響，</p><p>　　改進的方法：串聯(lián)改進型電容三點式振

25、蕩器—克拉潑（Clapp）振蕩電路。圖5 —28克拉潑振蕩電路</p><p>　　圖（a）給出克拉潑振蕩器的實用電路， </p><p>　　圖（b）是其高頻等效電路。</p><p>　　4.5西勒（Seiler）振蕩電路</p><p>　　在對Clapp振蕩電路的不足之處進行改進的基礎，產生了西勒電路。</p><

26、p>　　圖（a）給出Seiler振蕩電路的實用電路，</p><p>　　Seiler電路是在克拉潑電路中的電感Ｌ兩端并聯(lián)了一個可變小電容，且滿足、遠大于，這就是并聯(lián)改進型電路命名的來由。</p><p>　　圖（b）是其高頻等效電路。</p><p>　　圖5 —32 計算接入系數與等效負載的結構示意圖</p><p>　　結論：晶體

27、管c、b兩端對諧振回路A、B兩端的接入系數與Clap電路的完全相同。因此，Seiler電路適合于更高頻段的振蕩器。 </p><p>　　5.三點式振蕩器性能比較</p><p><b>　　電容三點式的優(yōu)點：</b></p><p>　　由于反饋電壓取自電容，而電容對晶體管的非線性產生的高次諧波呈現低阻抗，能有效地濾除高次諧波，因而輸出波形好

28、。晶體管的極間電容與回路電容并聯(lián)，可并入回路電容中考慮。若直接用極間電容代替回路電容，工作頻率可大大提高。</p><p>　　其缺點是反饋系數與回路電容有關。如果用改變電容的方法來調整振蕩頻率，將改變反饋系數，甚至可能造成電路停振。</p><p>　　電感三點式是通過改變電容的來調整頻率，基本上不會影響反饋系數F。但是電路能夠振蕩的最高頻率較低，因為電感三點式電路中，晶體管的極間電容與

29、回路電感并聯(lián)，高頻工作時，可能會改變支路電抗特性，破壞相位平衡條件而無法振蕩。另外，由于反饋電壓取自電感，而電感線圈對高次諧波呈高阻抗，使輸出中含有較大的諧波電壓，導致輸出波形失真較大，波形較差。</p><p>　　三、通信電路的基本調試方法</p><p>　　這個FM無線電信號發(fā)射器可以發(fā)射3~5W高頻無線電信號，可使用收音機FM波段接受，用于長距離無線遙控.傳輸距離可達1km以上。

30、</p><p>　　電路如下圖所示：555構成信號發(fā)生器，AN是控制開關。AN開路時，555按高音頻振蕩。AN連通時，555按低音頻振蕩。555的振蕩輸出去調制3DA825構成的射頻振蕩電路，產生FM發(fā)射信號，通過電線AN完成發(fā)射。</p><p>　　3DA825構成共基極射頻振蕩器，L1構成負荷調諧回路，依靠電容器反饋形成振蕩。其基極偏流受555輸出調制，從而完成FM信號的產生。改變

31、L1電感量，就可改變發(fā)射載須的頻率。用FM波段收音機接收，要求載頻在88~108Mhz接收頻率范圍內。</p><p>　　L1可用1.0mm鍍銀硬導線長40~50mm，繞成直徑3~5mm的線圈制成，電感量大約40HZ，L2可用同樣導線100mm左右也繞成大致同L1直徑的線圈，電感量月100nH。電感量的大小與所繞線全數、直徑以及匝間距等有關，也就是與所繞外形有關。改變外形則改變電感量，用此辦法可微調發(fā)射頻率。&

32、lt;/p><p>　　1.通信電路的基本調試方法</p><p>　　熟悉目前通信電路調試中基本儀器的使用。</p><p>　　2. 電路調試過程：</p><p>　　a.根據原理圖及封裝電路板對元件進行焊接。</p><p>　　b.接通電路的電源。把示波器的正極接在電路的天線上，其負極接在地線。在示波器觀察電路產

33、生的正弦波形。如果發(fā)現波形的頻率達不到要求，可以調節(jié)L1，L2的匝數與匝距。如果發(fā)現還不能產生所需的頻率波形，可能三極管9018在焊接過程中已損壞或者出現虛焊等焊接問題。可以用數字萬用表測試元件的完好性。</p><p>　　c. 把FM收音機的電源和音量打開，將頻率調在97MHz左右無電臺的地方。給調試電路板通上電源，對準收音機，用螺絲刀調節(jié)振蕩線圈L1，L2的稀疏（線圈匝間距離），直到收音機傳出尖叫聲。然后用

34、鑷子輕輕彈動線圈，如果在收音機上接收到清晰的而清脆的“砰、砰”，聲響，代表收音機已選擇出正確的頻道。</p><p>　　d.接著輸入聲頻信號到調試電路板中，再慢慢增加調試電路和收音機距離，同時適當調節(jié)收音機的音量，直到聲音最清晰、距離又最遠為止。</p><p>　　3.通信電路調試中基本儀器的使用</p><p>　　a.電源電壓器；提供電源電壓，根據實驗要求調

35、節(jié)電源電壓，9V。</p><p>　　b.示波器；測試無線電信的波形。</p><p><b>　　4.測試的波形</b></p><p>　　5.電路板完成圖如下：</p><p><b>　　四、心得體會</b></p><p>　　經過了2011年6月13日至2011

36、年6月17日為期一周的FM無線信號發(fā)射器課程設計。在這個星期里，我們在專業(yè)老師的帶領下進行了FM無線信號發(fā)射器實踐學習。在這之前，我們已經對射頻這門課程學習了一個學期，對其有了一定的了解，但是也僅僅是停留在了解的范圍，對里面的好多東西還是很陌生，更多的在運用起來的時候還是感到很棘手，畢竟，萬事開頭難嘛。</p><p>　　在做測試技術的實驗前，我以為不會難做，就像以前做物理實驗一樣。做完實驗，然后兩下子就將實驗

37、報告做完，直到做完測試實驗時。我才知道其實并不容易做，但學到的知識與難度成正比，使我受益匪淺。在做實驗前，一定要將課本上的知識吃透，因為這是做實驗的基礎。在老師講解時就會聽不懂。這將使你在做實驗時的難度加大。浪費做實驗的寶貴時間，比如做應變片的實驗。你要清楚電橋的各種接法，如果你不清楚，在做實驗時才去摸索。這將使你極大地浪費時間，使你事倍功半。做實驗時一定要親力親為，務必要將每個步驟。每個細節(jié)弄清楚，弄明白，實驗后，還要復習，思考，這樣

38、，你的印象才深刻，記得才牢固，否則，過后不久你就會忘得一干二凈，這還不如不做。做實驗時，老師還會根據自己的親身體會，將一些課本上沒有的知識教給我們，拓寬我們的眼界，使我們認識到這門課程在生活中的應用是那么的廣泛。</p><p>　　由于時間的關系，我們的這次實踐課程老師并沒有給我們詳細的介紹，只是給我們簡單的介紹了幾個比較重要的實際操作。實驗是學習FM無線信號發(fā)射器必不可少的實踐環(huán)節(jié)，特別是RF通信中基本的電路

39、形式。對于射頻的學習目的，可以概括為學習發(fā)能力，這些都必須通過充分的實際操作才能完成。 </p><p>　　通過此次課程設計，使我更加扎實的掌握了有關無線電的知識，加強了我們動手、思考和解決問題的能力.課程設計誠然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上的提升，同時又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時，設計讓我感觸很深。使我對抽象的理論有了具體的認識。通過這次課程設

40、計，我掌握了常用元件的識別和測試；熟悉了常用儀器、儀表；了解了電路的連線方法；以及如何提高電路的性能等等，掌握了焊接的方法和技術。</p><p><b>　　五、參考文獻：</b></p><p>　　《高頻電子線路》電子工業(yè)出版社， 傅佑麟   主編，2004.10.</p><p>　　《無線射頻識