《调频发射机设计》word文档
- 格式:doc
- 大小:242.50 KB
- 文档页数:19
目录1 绪论 (2)2总体设计框图 (2)2.1电路工作原理 (2)2.2元器件选择 (3)2.2.1三端稳压器7806的有关信息 (3)2.2.2 2SC3357三极管的有关信息 (3)2.3安装与调试 (4)3转印、腐蚀、焊接及调试 (4)3.1 转印腐蚀 (4)3.2焊接及调试 (4)3.3 焊接调试的注意事项: (4)3.4 整体调试中出现的问题 (5)4心得体会 (5)5设计总结 (6)5.1 经验总结 (6)5.2展望未来 (6)参考文献 (8)附录一 (9)附录二 (10)无线调频FM 发射器摘要 论文设计了一个FM 调频发射机,它由专用的高性能高频发射管D40,专用的88—108MHz 的调频发射皮天线(30cm ),配以必要的外围电路组成。
电路由音频信号处理、调频调制和功率放大发射三部分组成。
音频信号可以由麦克风或者音频线输入,经过音频信号处理电路的预加重、限幅、低通滤波和混合后,得到立体声复合信号。
复合信号经调频调制电路调制后,通过功率放大器放大,经发射电路,从天线发射出去。
关键词 调频发射,2SC3357三极管,专用调频发射天线1 绪论简单实用无线调频FM 发射器,电路取材容易,工作稳定可靠,发射距离远,安装调试方便,很适合广大城镇地区使用,也可用于通信、报警、防汛等。
工作频率为88—108MHz 。
2总体设计框图图 1 总体设计框图2.1电路工作原理无线调频FM 发射机的电路,如附录图1所示。
电路由稳压电路、音频放大电路和高频振荡电路三部分组成。
三极管V2为高性能高频发射专用管。
三极管V1等组成共射极音频放大器,在其输入端可连接话筒、音响等,也可以输入警报信号。
放大后的音频信号输送至由V2组成的高频振荡电路,警告频调制后的FM 信号,在经天线W 向天空中发射出去,有远方的FM 收音机接收,并释放出音频信号。
为了使电路工作稳定,电路中设臵了稳压电路,使整机工作电压保持在6V 。
摘要频率调制又称调频,它是使高频载波信号的频率按调制信号振幅的规律变化,即使瞬时频率变化的大小与调制信号成线性关系,而振幅保持基本恒定的一种调制方式。
调频发射机作为一种简单的通信工具,由于它不需要中转站和地面交换机站支持,就可以进行有效的移动通信,因此深受人们的欢迎。
目前它广泛的用于生产、保安、野外工程等领域的小范围移动通信工程中。
本文主要讨论了调频发射机的原理实现方式并设计了电路图,将调频发射机的电路分为了振荡器、调制器、混频电路、倍频电路和功率放大器几部分,分别讨论它们的原理及其特性。
关键字:调频振荡器混频倍频功放一、前言调频电路具有抗干扰性能强、声音清晰等优点,获得了快速的发展。
主要应用于调频广播、广播电视、通信及遥控。
调频电台的频带通常大约是200~250kHz,其频带宽度是调幅电台的数十倍,便于传送高保真立体声信号。
调频发射机作为一种简单的通信工具,它首先将音频信号和高频载波调制为调频波,使高频载波的频率随音频信号发生变化,再对所产生的高频信号进行混频,倍频,功放和一系列的阻抗匹配,使信号输出到天线,发送出去的装置。
本文主要讨论了调频发射机的原理实现方式并设计了电路图,将调频发射机的电路分为了载波振荡器、调制器、混频电路、倍频电路和功率放大器等部分组成,分别讨论它们的原理及其特性。
通过调频发射机电路的设计,使得建立无线电发射收机的整机概念,了解发射机整机各单元电路之间的关系及相互影响,从而能正确设计、计算发射的各个单元电路:包括晶体振荡电路、变容二极管调频电路、二极管单平衡混频电路、三极管倍频电路、丙类谐振功率放大电路设计、元器件选择。
发射机是日常生活中常见的也是应用非常广泛的电子器件,研究本课题既可以了解调频发射机电路,又可以提高对于Multisim的应用能力和运用书本知识的能力。
二、设计指标1. 工作电压:Vcc=+12V;2. (天线)负载电阻:RL=51欧;3. 发射功率:Po≥500mW;4. 工作中心频率:f0=5MHz;5. 最大频偏:Δfm=10kHz;6. 总效率:§≥%50;7. 频率稳定度:Δf0/fo≤ 0.0001/小时;8. 调制灵敏度SF≥30KHZ/V;三、系统综述3.1.整体原理框图3.2.工作原理此次设计中采用变容二极管直接调频方式,其中高频振荡器主要用于产生频率稳定,中心频率符合指标要求的正弦波信号,且其频率受到外加音频信号电压调变,将调制信号与载波信号输入调频波产生电路得到调频波,再对所产生的调频信号进行混频、倍频、功放和一系列的阻抗匹配,完成调频发射过程。
调频发射机电路设计首先是音频放大模块。
音频放大模块用于放大音频信号,使其达到适合调频发射机工作的电平。
一般采用放大器电路实现,常用的放大器有运放放大器和晶体管放大器。
运放放大器具有高输入阻抗、低输出阻抗、高增益和低噪声等特点,适合用于音频放大。
晶体管放大器具有宽带特性和较高的功率放大能力,适合用于调频发射机的音频放大部分。
接下来是频率调制模块。
频率调制模块将音频信号转换为无线电信号,一般采用频率调制技术,如调频(FM)和调幅(AM)等。
其中,调频技术是调频发射机最常用的调制方式。
调频技术通过改变载波信号的频率来携带音频信号,常用的调频电路包括震荡器和相移调制器等。
震荡器产生频率稳定的载波信号,相移调制器将音频信号转换为频率变化,从而实现调频。
接着是射频功率放大模块。
射频功率放大模块将调频信号放大到足够的功率,以便能够远距离传输。
射频功率放大器一般采用晶体管放大器或功率放大管实现。
晶体管放大器具有较高的功率放大能力和宽带特性,适合用于调频发射机的射频功率放大。
功率放大管功率更大,适用于大功率调频发射机。
最后是天线驱动模块。
天线驱动模块将射频信号传输到天线上,以便进行无线传输。
天线驱动模块一般采用驱动器电路实现,其中常用的驱动器电路包括匹配网络、功率放大器和驱动放大器等。
匹配网络用于匹配射频源和天线阻抗,以提高功率传输效率。
功率放大器和驱动放大器用于将低功率的射频信号放大至足够的功率,以满足天线传输的需求。
综上所述,调频发射机的电路设计主要包括音频放大、频率调制、射频功率放大和天线驱动等多个模块。
这些模块通过相应的电路设计,协同工作实现无线信号的传输。
在实际设计中,还需要考虑电路参数的调整与匹配,以及抗干扰和抗干扰等性能的优化,以确保调频发射机的正常工作与稳定传输。
惠州学院HUIZHOU UNIVERSITY高频电子线路课程设计设计题目调频发射机系别专业班级姓名学号一、设计题目:调频发射机的设计 二、设计的技术指标与要求:1工作电压:Vcc =+12V ; (天线)负载电阻:R L =51欧; 3发射功率:Po ≥500mW ; 4工作中心频率:f 0=5MHz ; 5最大频偏:kHz f m 10=∆; 6总效率:%50≥Aη;7频率稳定度:小时/10/400-≤∆f f ; 8调制灵敏度S F ≥30KH Z /V ;三、设计目的:设计一个采用直接调频方式实现的工作电压为12V 、输出功率在500mW 以上、工作频率为5MHz 的无线调频发射机,可用于语音信号的无线传输、对讲机中的发射电路等。
四、设计框图与分析:(一)总设计方框图与调幅电路相比,调幅系统由于高频振荡输出振幅不变, 因而具有较强的抗干扰能力与效率.所以在无线通信、广播电视、遥控测量等方面有广泛的应用。
(二)实用发射电路方框图 ( 实际功率激励输入功率为 1.56mW)变容二极管直接调频电路 调制信号 调频信号 载波信号 图3-1 变容二极管直接调频电路组成方框图拟定整机方框图的一般原则是,在满足技术指标要求的前提下,应力求电路简单、性能稳定可靠。
单元电路级数尽可能少,以减少级间的相互感应、干扰和自激。
由于本题要求的发射功率P o 不大,工作中心频率f 0也不高,因此晶体管的参量影响及电路的分布参数的影响不会很大,整机电路可以设计得简单些,设组成框图如图3-2所示,各组成部分的作用是:(1)LC 调频振荡器:产生频率f 0=5MHz 的高频振荡信号,变容二极管线性调频,最大频偏kHz f m 10=∆,整个发射机的频率稳定度由该级决定。
(2)缓冲隔离级:将振荡级与功放级隔离,以减小功放级对振荡级的影响。
因为功放级输出信号较大,当其工作状态发生变化时(如谐振阻抗变化),会影响振荡器的频率稳定度,使波形产生失真或减小振荡器的输出电压。
FM调频发射机1系统设计一、硬件设计1. 主控芯片选择:选择一款适用于FM调频发射机的主控芯片,例如ATmega328P。
该芯片具有丰富的IO口和通用定时器,可以实现各种功能。
2.音频输入电路:设计一个音频输入电路,用于接收音频信号。
该电路应具有低噪声、高增益和宽频带。
3.调频电路:设计一个调频电路来调制音频信号。
该电路应该能够将音频信号从低频率转换成高频率。
4.功放电路:设计一个功放电路,将调制后的信号放大到合适的功率水平。
该电路应该有足够的输出功率,以便信号传播到远处。
5.天线设计:选择合适的天线,以便信号能够有效传播。
天线的设计应该考虑到频段,并具有一定的增益。
二、软件设计1.音频采样:通过主控芯片的ADC模块,将音频信号进行采样,然后将其保存到缓冲区中。
2.调频信号生成:通过主控芯片的定时器和PWM功能,生成调频信号。
根据音频信号的幅度和频率,调整PWM的占空比和频率,以实现FM调制。
3.功放控制:通过主控芯片的PWM功能和GPIO口,控制功放电路的开关,并调整其幅度,以控制输出功率。
4.显示和操作界面:设计一个人机界面,通过LCD显示屏和按钮,实现对FM调频发射机的设置和操作。
5.保护和报警机制:设计一套保护和报警机制,以防止发射机出现过载、过热等故障。
例如,设置过载检测电路和温度传感器,并通过主控芯片实时监测和处理。
6.通信接口:设计一个通信接口,使得FM调频发射机可以和计算机或其他设备进行数据通信。
这样可以实现对发射机的远程控制和监控。
以上是一个FM调频发射机系统的基本设计思路。
当然,在实际设计过程中,还需要对各个电路进行详细的设计和优化,并进行测试和调试。
同时,还需要考虑其他因素,如电源设计、防电磁干扰设计等。
最终设计出一个性能稳定、功能完善的FM调频发射机系统。
无线调频发射机设计首先,调频技术是无线调频发射机的核心。
调频技术是指发射机在信号处理过程中改变载波频率的技术。
常用的调频技术包括直接调频(FM)、相位调频(PM)和频率调制(FSK)等。
设计时需要根据所需要传输的信号特性选择合适的调频技术。
例如,音频信号通常选择FM调频技术,视频信号通常选择PM调频技术。
其次,发射功率是无线调频发射机设计的重要参数。
发射功率决定了信号传播的距离和覆盖面积。
设计时需要根据实际应用需求确定合适的发射功率。
高功率发射机可以提供远距离传输,但同时也会增加干扰和功耗。
低功率发射机则适合于小范围的无线传输。
频带选择也是设计过程中需要考虑的重要因素。
无线调频发射机需要选择合适的频带来传输信号。
常用的频带包括VHF(Very High Frequency)和UHF(Ultra High Frequency)等。
设计时需要根据实际应用需求、频谱资源、环境干扰等综合考虑选择合适的频带。
调制方式是无线调频发射机设计的另一个关键参数。
调制方式确定了信号在传输过程中的变化规律。
常见的调制方式有线性调频(Linear Frequency Modulation)和非线性调频(Nonlinear Frequency Modulation)等。
选择合适的调制方式可以提高传输信号的质量和抗干扰性能。
最后,调制深度是无线调频发射机设计中需要关注的最后一点。
调制深度是指信号在调频过程中的变化范围。
调制深度越大,信号的信息容量越大,但同时也会增加传输过程中的干扰和噪音。
设计时需要根据实际应用需求和系统要求选择适当的调制深度。
综上所述,无线调频发射机设计需要考虑调频技术、发射功率、频带选择、调制方式以及调制深度等方面。
设计时需要根据实际应用需求和系统要求综合考虑这些因素,以实现高质量、稳定的无线信号传输。
设计报告院别:物理学院专业:电子信息工程设计题目:调频发射机设计指导教师:芳组员:明新、王乐、叶少剑、保良摘要调频发射机作为一种简单的通信工具,由于它不需要中转站和地面交换机站支持,就可以进行有效的移动通信,因此深受人们的欢迎。
目前它广泛的用于生产、保安、野外工程等领域的小围移动通信工程中。
本次设计的调频发射机是将单片机ATmega16 和调频发射机相结合,用单片机PB0,PB1,PB2作为与BH1415F的通讯端口,通过改变PB0,PB1,PB2传送的高低电平从而改变 BH1415F发射频率。
同时又用单片机去控制四个数码管动态的去显示调频发射机所发送频率。
调频发射机主要是采用了一片BH1415F的芯片。
BH1415F具有提高信噪比(S/N)的预加重电路、防止信号过调的限幅电路、控制输入信号频率的低通滤波电路(LPF)、产生立体声复合信号的立体声调制电路、调频发射的锁相环电路(PLL)组成。
关键词 :单片机,数字化控制,BH1415F,调频发射ABSTRACTFM Transmitter as a simple communication tool, because it does not need transit and ground stations to support the switch to mobile communications can be effective, it was welcomed by the people.It is widely used in current production, security, field engineering and other fields of small-scale mobile communication projects.The FM transmitter is designed ATmega16 microcontroller and FM transmitter combined with MCUPB0,PB1,PB2 and BH1415F as communication ports, by changing the PB0,PB1,PB2 high-low transfer thus changing the transmitting frequency BH1415F.At the same time with the microcontroller to control the dynamics of the four digital FM transmitter to display the transmit frequency.FM transmitters are mainly used a BH1415F chips.BH141F with improved signal to noise ratio (S / N) of pre-emphasis circuit to prevent clipping the signal overshoot circuit, the control input signal frequency low-pass filter circuit (LPF), generating stereo composite stereo signal modulation circuit, FM launchphase-locked loop circuit (PLL) components.Key words : Single chip ,Digital control ,BH1417F ,FM transmitter一.方案比较、设计与论证方案一:通过音频信号改变载波的幅值实现载波调幅发射,调幅发射机实现调制简便,调制所占的频带窄,并且与之对应的调幅接收设备简单,所以调幅发射机广泛地应用于广播发射,但是调幅发射机,的信号容易失真且发射距离不远。
调频发射机电路设计资料一、调频发射机电路设计的基本原理:晶体振荡器常用于产生高稳定性的参考频率。
频率乘法器则可以将其乘以所需的倍数,以获得所需的射频信号频率。
滤波器用于消除锯齿波形,以及对射频信号进行滤波,以保证信号质量。
二、调频发射机电路设计的步骤:1.确定射频信号频率范围:根据应用需求,确定射频信号的频率范围。
常见的FM广播频率范围是88-108MHz。
2.设计VCO电路:根据射频信号频率范围,设计合适的VCO电路。
VCO电路一般采用压控型振荡器,通过改变其电压来改变频率输出。
可以使用压控电容二极管或压控电感等元件来实现电压对频率的控制。
3.频率乘法器设计:根据需要提高射频信号输出频率,设计合适的频率乘法器电路。
常用的频率乘法器电路包括倍频器、三重频器等。
4.射频滤波器设计:为了保证射频信号质量,需要设计合适的射频滤波器。
射频滤波器可以通过使用LC电路、微带线滤波器等来实现。
滤波器的设计需要考虑频率范围和带宽等因素。
5.功率放大器设计:为了提高输出功率,可以在射频信号输出之前添加功率放大器。
功率放大器一般采用晶体管、功率放大模块等。
放大器设计需要考虑输出功率和频率响应等因素。
6.其他辅助电路设计:在调频发射机电路中,还需要包含其他辅助电路,如音频输入电路、频率稳定电路、限幅器电路、调制电路等。
三、调频发射机电路设计的应用:在广播电台中,调频发射机电路用于将音频信号转化为对应的射频信号,并发送到天线中进行传输。
在无线电对讲机中,调频发射机电路用于将话音信号转化为无线射频信号,并发送到其他对讲机中进行通信。
在无线数传系统中,调频发射机电路用于将数字信号转化为对应的射频信号,并发送到接收端进行数据传输。
总之,调频发射机电路设计是无线通信领域的重要组成部分,它的设计需要考虑频率稳定性、信号品质、功率输出、射频滤波等因素,以满足不同应用的需求。
调频发射机电路设计资料淮海工学院课程设计报告书课程名称:通信电子线路课程设计题目:调频发射机设计系(院):通信工程系学期:2013-2014-1专业班级:姓名:学号:评语:成绩:签名:日期:调频发射机电路设计一绪论1.1 摘要调频信号的基本特点是它的瞬时频率按调制信号规律变化,因而,一种最容易的实现方法是用调制信号直接控制振荡器的振荡频率,使其不失真地反映调制信号的变化规律。
通常将这种直接调变振荡器频率的方法称为直接调频法。
采用这种方法时,被控的振荡器可以是产生正弦波的LC 振荡器和晶体振荡器,也可以是产生非正弦的张弛振荡器。
前者产生调频正弦波,后者产生调频非正弦波(例如调频方波,调频三角波),如果需要,通过滤波等方法将调频非正弦波变换为调频正弦波。
本电路采用LC 振荡器。
1.2 主要性能要求1 (天线)负载电阻:R L =75欧;2发射功率:Po ≥80mW ;3工作中心频率:f 0=6.5MHz ;4最大频偏:kHz f m 75=?;5总效率:%50>A η。
1.3 概述设计一个完整的小功率直接调频发射机系统,直接调频发射系统框图主要由调频振荡器、缓冲隔离器、倍频器、高频功率放大器、调制信号发生器等电路组成。
原理图如图1。
图1 直接调频发射机组成框图二电路原理2.1 LC 振荡电路工作原理电容三点式振荡电路又称考毕兹(Colpitts )电路,基本结构入图2左图所示。
图中Cc 为耦合电容,Cb 为旁路电容,电阻Rb1,Rb2和Re 构成分压式偏置,为电路提供直流偏置,Rl 为输出负载电阻。
电路的交流通路如图3右图所示,如果移去管子,电容C1,C2和电感L 为并联谐振回路,构成电路的选频网络。
对于一个振荡器,当其负载阻抗及反馈系数已经确定的情况,静态工作点的位置对振荡器的起振以及稳定平衡状态(振幅大小,波形好坏)有着直接的影响。
要想起振,首先三极管应该工作在静态工作点。
电路应选择合适的静态工作点的位置。
高频课程设计论文题目:高频(FM)发射机的设计系别:电子信息与电气工程系专业:通信工程摘要:作为通信系统的重要组成部分,无线电技术越来越重要。
本文研制一种调频发射机,介绍了调频发射机的制作方法及其工作原理,同时给出了系统的组成框图及系统各部分功能,设计了PCB电路板,并且对所设计的发射机的功能进行了安装与调试。
本文中的发射机发射的频率可在66-109MHz频段内进行调制,并可用普通的调频收音机接收。
关键词:小功率调频发射机音频信号调制波载波目录1设计课题2实践目的3设计要求4基本原理4.1 系统方案选择4.2 整体系统描述4.3 单元电路设计4.3.1 音频放大电路4.3.2 高频振荡电路4.3.3 高频功率放大电路5系统调试5.1 PCB板的设计5.2 系统调式6结论7参考文献8附录1设计课题调频发射机设计2实践目的无线电发射与接收设备是高频电子线路的综合应用,是现代化通信系统、广播与电视系统、无线安全防范系统、无线遥控和遥测系统、雷达系统、电子对抗系统、无线电制导系统等必不可少的设备。
本次设计要求达到以下目的:1.进一步认识射频发射与接收系统;2.掌握调频无线电发射机的设计;3.学习无线电通信系统的设计与调试。
3设计要求1.发射机采用FM的调制方式;2.发射频率覆盖范围为88-108MHz,传输距离大于10m;3.为了加深对调制系统的认识,发射机采用分立元件设计;4.已调信号采用通用的AM/FM多波段收音机进行接收测试。
4 基本原理4.1 系统方案选择方案一:以晶体振荡器做成高精度高稳定度的调频发射机以晶体振荡器做成高精度高稳定度的调频电路,这完全可以达到我们的要求,但是这种方案比较复杂,能过搜索我们有另外一种方案,见方案二。
方案二:以调频方式做成三级发射机这种方案的性能是比较好的,这种发射机主要由三个模块组成,第一级是音频放大电路;第二级是高频振荡电路;第三级是高频功率放大电路。
4.2 整体系统描述本调频发射机的总体电路如下:声--电转换、音频放大、高频振荡调制和高频功率放大等。
东 北 石 油 大 学课 程 设 计2019年 3月 4日 一、电路原理 1.电路原理及用途 通常小功率发射机采用直接调频方式其中高频振荡级主要是产生频率稳定、中心频率符合指标要求的正弦波信号,且其频率受到外加音频信号电压调变;缓冲级主要是对调频振荡信号进行放大,以提供末级所需的激励功率,同时还对前后级起有一定的隔离作用,为避免级功放的工作状态变化而直接影响振荡级的频率稳定度;,功放级的任务是确保高效率输出足够大的高频功率,并馈送到天线进行发射。
晶体管器件课程设计是电子科学与技术专业学科实践性课程,其任务是使学生运用模拟电路等电路课程中所学的知识,利用晶体管等器件,设计出一些完成一定功能的电路,并对电路进行分析和调试。
掌握设计和调试电路的一些方法和技巧。
与调幅电路相比,调频系统由于高频振荡输出振幅不变, 因而具有较强的抗干扰能力与效率.所以在无线通信、广播电视、遥控测量等方面有广泛的应用.2.主要技术指标设计一个小功率调频发射机,主要技术指标为: (1) 载波中心频率0 6.5MHz f =;(2) 发射功率100mW A P >;(3) 负载电阻75L R =Ω;(4) 调制灵敏度25kHz/V f S ≥;二、设计步骤和调试过程1、总体设计电路课 程 高频电子线路题 目 小功率调频发射机的设计院 系 电子科学学院专业班级 学生姓名学生学号 指导教师输出功率级缓冲级 调频震荡级2、电路工作状态或元件参数的确定实际功率激励输入功率不高拟定整机方框图的一般原则是,在满足技术指标要求的前提下,应力求电路简单、性能稳定可靠。
单元电路级数尽可能少,以减少级间的相互感应、干扰和自激。
由于本题要求的发射功率Po不大,工作中心频率f0也不高,因此晶体管的参量影响及电路的分布参数的影响不会很大,整机电路可以设计得简单些,各组成部分的作用是:(1)LC调频振荡器:产生频率f0=6.5MHz的高频振荡信号,变容二极管线性调频,最大频偏,整个发射机的频率稳定度由该级决定。
毕业设计---调频发射机设计随着现代通信技术的不断发展,调频发射机已成为现代通信网络中必不可少的设备。
调频发射机以其频率稳定、覆盖面广等特点,被广泛应用于广播电视、物联网、移动通信等领域。
本文就调频发射机的设计原理及其实现过程进行详细介绍。
一、设计原理调频发射机主要由信号源、功率放大器、频率变化部分、传输机构等四部分组成。
其中信号源部分主要是产生高频信号的振荡器,频率在88-108 MHz之间。
功率放大器部分主要是将低功率信号放大,达到发射所需的功率。
频率变化部分主要是调节信号频率,实现调频发射。
传输机构则是将信号送到天线进行传输。
二、实现过程1、信号源设计信号源部分主要是实现高频信号的产生,实现起来比较简单,目前常用的是压控振荡器(VCO)作为高频信号源。
VCO可以通过改变输入电压的大小控制振荡频率,从而实现对信号的调谐。
VCO主要由振荡电路、稳压电路、滤波电路及功率放大器组成,在进行设计时需要根据具体的要求来选取不同的参数。
2、功率放大器设计功率放大器可以将低功率的信号放大到一定程度,达到发射所需的功率输出。
常见的功率放大器有晶体管功率放大器和集成电路功率放大器两种。
晶体管功率放大器比较常见,可根据所需的功率选择不同型号的晶体管。
3、频率变化部分设计变频部分主要是通过调节电容或电感的大小来改变信号的频率,实现高、中、低不同频率的选择。
根据不同的要求可以采用LC振荡电路,其具有频率稳定、调谐灵活等特点。
4、传输机构设计传输机构主要是将信号从信号源部分传输到天线,通常采用同轴电缆传输。
同轴电缆具有传输效率高、干扰小、传输距离远等优点,是目前广泛应用的一种电缆传输方式。
总之,调频发射机的设计包括信号源、功率放大器、频率变化部分以及传输机构,其实现过程应根据具体要求进行具体设计,选择适合自己的电路方案,实现调频发射。
本设计利用S9018高频三极管和电感、电容组成的LC振荡电路和功率放大电路等制作了一个高性能调频发射机,实现了对输入的音频信号进行频率调制并产生调频波,调频波通过天线向外发射的功能,经测试,系统达到了发射距离大于50米、发射频率为87.7MHz的要求,具有电路简单,抗干扰能力强,发射距离远,接收到的声音清晰的优点。
关键词:调频发射机;S9018;调频波ABSTRACT This design using S9018 high-frequency transistors and inductance and capacitance of LC oscillation circuit and power amplification circuit and made a high-performance FM transmitter, implements the input audio signal frequency modulation and frequency modulation wave, frequency modulation wave through the function of the antenna to launch, after the test, the system achieved the transmitting distance is greater than 50 meters, transmission frequency of 87.7 MHz, has simple circuit, strong anti-jamming capability, firing distance, receives the voice clear advantages.Key words: FM transmitter; S9018; Frequency modulation wave摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)1 设计要求及方案选择 (1)1.1设计要求 (1)1.2方案选择 (1)2 理论分析和电路设计 (2)2.1 理论分析 (2)2.2 电路设计 (3)3 单元电路设计 (4)3.1 振荡电路设计 (4)3.2 功率输出级电路设计 (4)4.电路焊接与调试 (5)4.1电路焊接 (5)4.2调试所用的基本仪器清单 (6)4.3调试结果 (6)4.4测试结果分析 (6)5 总结 (7)参考文献 (8)附录1元器件清单及相关参数 (9)附录2 PCB图 (10)1 设计要求及方案选择1.1设计要求(1)发射频率:87.7MHz;(2)工作电压:DC 12V;(3)工作电流:<100mA;(4)发射距离:大于50米;(5)失真度:0.1%;(6)调制度:15%;(7)调制方式:调频(FM);(8)最大频偏:土75KHz;(9)输出阻抗:50欧。
调频发射机的设计与实现摘要调频发射机系统采用单片机和BH1415F芯片作主控器件,通过单片机数控预置数据的方式控制BH1415F芯片,从而得到发射频率,并利用BH1415F 内的锁相环将频率锁定并放大发射。
本设计中将单片机控制部分和调频发射部分分开独立设计。
单片机按制部分设有四位LED数码管动态扫描显示功能和外部独立按键,能方便的实时调节并显示发射频率,调节步进为0.1MHz。
调频发射部分能将音频信号通过麦克风输入,经过预加重电路、限幅电路、低通滤波等电路后与由单片机控制产生的载波信号进行调频调制,转换成高质量的FM调频信号再经天线发射出去,在有效发射距离内的调频接收机能在发射频段接收到发射信号。
该设计制作的作品携带方便、有很强的抗干扰能力并且硬件电路调试方便。
关键词:调频调制;锁相环;噪声The design and implementation of theFM transmitterABSTRACTFM transmitter system adopts single-chip microcomputer and BH1415F chips as a master device,controlled by single chip microcomputer numerical control preset data BH1415F chip,transmitting frequency is obtained, and by using BH1415F phase-locked loop frequency locking and amplification in launch.This design will single-chip microcomputer control part and FM launch part separate independent design.Single chip microcomputer control part is equipped with four LED digital tube dynamic scanning display function and external independent key,can display the transmission frequency, convenient adjusting and adjusting step 0.1 MHz.FM launch part to audio signal through a microphone input,after pre-emphasis circuit,limiter circuit, such as low-pass filtering circuit and is controlled by single chip microcomputer after the carrier signal to FM modulation,converted into a hi-fi FM frequency modulation signal and the antenna launch out, can make all within the range of FM receiver receives the signal at the specified frequency point.The design is small and light,strong anti-interference and convenient debugging,etc.KEY WORDS:FM modulation; PLL; noise随着人们对方便快捷的传递信息的需要,过去旧有的调频发射机已经渐渐地跟不上生活的节奏。
目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2FPGA简介 (1)1.3发射机简介 (2)1.3.1 模拟调制发射机 (2)1.3.2数字调制发射机 (2)1.4软件无线电简介 (3)1.5遥测发射机的特点和发展趋势 (3)第二章发射机的设计方案 (5)2.1模拟调制发射机简介 (5)2.2数字调频发射机设计 (8)第三章数字调频发射机原理设计 (9)3.1数字调频发射机的原理 (9)3.2滤波器的设计 (10)3.3直接数字频率合成器DDS的原理 (10)3.4DDS基本原理及特点 (10)3.5载波信号合成 (11)第四章数字发射机的硬件电路及VHDL的实现 (15)4.1硬件描述语言(HDL) (15)4.1.1 VHDL语言简介 (15)4.1.2 VHDL语言设计步骤 (15)4.1.3利用VHDL语言开发的优点 (16)4.1.4 MAX+PLUS软件简介 (17)4.3时钟分频控制模块 (19)4.3.1时钟分频简介 (19)4.3.2 时钟分频程序 (20)4.4DDS模块 (21)4.4.1 实现DDS的两种方法 (21)4.4.2 求补模块 (24)4.4.3 FIR滤波器模块 (26)4.4.4 累加模块 (29)4.4.5 取高M位地址模块 (29)4.4.6 正余弦地址译码模块、正余弦ROM模块、数据校正模块 (29)4.5PLL电路实现 (33)4.6单边带调制电路 (37)第五章总结 (40)5.1结论 (40)5.2需要进一步研究的问题 (40)参考文献 (42)致谢 (43)摘要遥测是对相隔一定距离的对象的参量进行测量、并把测得结果传送到接收地点的一种测量系统。
就遥测发射系统而言,传统的模拟调制己经很成熟,模拟发射机是利用调制信号的变化来控制变容二极管的结电容容值的变化,从而改变压控振荡器的震荡频率来实现调频;模拟调制码速率、调制频偏都受变容二极管特性的限制,模拟调制功能单一、调制方式不可重组、单个系统调制频率不可改变,无法满足频率多变的需求。
小功率调频发射机的设计与制作一、设计任务与要求1、主要技术指标:1、中心频率: 012f MHz =2、频率稳定度40/10f f -∆≤3、最大频偏 10m f kHz ∆>4、输出功率 30o P mW ≥5、电源电压 9cc V V =二、 原理及图1、 小功率调频发射机原理:拟定整机方框图的一般原则是,在满足技术指标要求的前提下,应力求电路简单、性能稳定可靠。
单元电路级数尽可能少,以减小级间的相互感应、干扰和自激。
在实际应用中,很多都是采用调频方式,与调幅相比较,调频系统有很多的优点,调频比调幅抗干扰能力强,频带宽,功率利用率大等。
调频可以有两种实现方法,一是直接调频,就是用调制信号直接控制振荡器的频率,使其按调制信号的规律线性变化。
另一种就是间接调频,先对调制信号进行积分,再对载波进行相位调制。
两种调频电路性能上的一个重大差别是受到调频特性非线性限制的参数不同,间接调频电路提供的最大频偏较小,而直接调频可以得到比较大的频偏。
所以,通常小功率发射机采用直接调频方式,它的组成框图如图1所示。
图1 调频发射机组成其中高频振荡级主要是产生频率稳定、中心频率符合指标要求的正弦波信号,且其频率受到外加音频信号电压调变;缓冲级主要是对调频振荡信号进行放大,以提供末级所需的激励功率,同时还对前后级起有一定的隔离作用,为避免末级功放的工作状态变化而直接影响振荡级的频率稳定度;功放级的任务是确保高效率输出足够大的高频功率,并馈送到天线进行发射。
(1)振荡级振荡电路主要是产生频率稳定且中心频率符合指标要求的正弦波信号,目前应用较为广泛的是三点式振荡电路和差分对管振荡电路。
三点式振荡电路又可分为电感和电容三点式振荡电路,由于是固定的中心频率,因而采用频率稳定度较高的克拉拨振荡电路来作振荡级。
(2)缓冲级因为本次实验对该级有一定的增益要求,而中心频率是固定的,因此用LC 并联回路作负载的小信号谐振放大器电路。
<<高频课程设计 >>课程设计报告题目:100MHz调频发射机的设计与制作专业:12通信工程年级:2012级学号:xxxxxx学生姓名:xxx联系电话:指导老师:xxx完成日期: 2015年 3 月 30 日摘要调频发射机作为一种简单的通信工具,由于它不需要中转站和地面交换机站支持,就可以进行有效的移动通信,因此深受人们的欢迎。
目前它广泛的生产、保安、野外工程等领域的小范围移动通信工程中。
本课题重点在于设计能给发射机电路提供稳定频率的振荡调制电路。
利用高频放大9018NPN三极管、线圈、二极管1N4148、瓷片电容、电解电容、开关、电阻元件,制作发射机,实现一定距离内发射信号的功能。
发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制,将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。
关键词:调频发射机;调频;高频放大;9018NPN三极管;线圈;二极管1N4148。
ABSTRACTFM transmitter as a simple communication tools, because it does not require station and ground switch station, can effectively support the mobile communications, so deeply the welcome of people. It currently extensive production, security, field engineering and other areas of small range of mobile communication engineering. This subject focuses transmitter circuit design can provide stability to the oscillation frequency modulation circuit. By using high frequency amplifier, coil, diode 1 n4148, 9018 NPN ceramics capacitors, electrolytic capacitors, switches, resistance element, transmitter, can realize the function of transmitting within a certain distance. Transmitter is the main task of the complete useful modulation of low frequency signal of high frequency carrier, it becomes in a center frequency has a certain bandwidth, is suitable for the transmission of electromagnetic waves by the antenna. Key Words:FM transmitter; FM; High frequency amplifier;9018 NPN transistor; Coil; 1 N4148 diode.目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (II)1 设计要求及方案选择 (II)1.1设计要求 (1)1.2方案选择 (1)2 理论分析与设计 (4)2.1设计方框图电路的分析及设计 (4)2.2总电路的分析及设计 (5)3 电路设计 (6)3.1 硬件电路的设计 (6)3.2 单元电路设计 (7)3.3语音信号调频到发射机 (9)3.4高频发射信号发射 (9)4 系统测试 (11)4.1调试所用的基本仪器清单 (11)4.2 调试过程 (11)4.3调试结果 (12)4.3测试结果分析 (12)5 总结 (13)参考文献 (14)附件................................................ 错误!未定义书签。
实习报告课程:课题:调频发射机设计专业:班级:座号:姓名:指导老师:2011年1月18日目录前言一、设计内容 (3)1.1进程安排 (3)1.2设计目的 (3)1.3设计要求 (4)二、发射机原理 (4)2.1 设计整体思路 (4)2.2 基本原理 (4)2.3 调频发射机的原理图 (8)2.4、各个元器件说明 (8)三、模块说明 (9)3.1 输入信号模块 (9)3.2 振荡模块 (9)3.3 放大和发射模块 (9)3.4 调频发射机的主要技术指标 (10)四、PCB板的制作 (10)五、电路的调试及调试结果结果 (11)5.1 电路的调试 (11)5.2 调试结果 (11)六、实验总结及心得体会 (12)元器件清单附页前言调频发射机作为一种简单的通信工具,由于它不需要中转站和地面交换机站支持,就可以进行有效的移动通信,因此深受人们的欢迎。
目前它广泛的用于生产、保安、野外工程等领域的小范围移动通信工程中。
本课题重点在于设计能给发射机电路提供稳定频率的振荡调制电路。
课题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。
通过后续的电路仿真和部分电路的调试,可以证明本课题的电路基本成熟,基本能完成语音信号的电压放大、频率调制和功率放大,达到发射距离的要求。
发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制,将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。
通常,发射机包括三个部分:高频部分,低频部分,和电源部分。
高频部分一般包括主振荡器、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。
低频信号通过逐渐放大,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,末级低频功率放大级也叫调制器。
调制是将要传送的信息装载到某一高频振荡(载频)信号上去的过程。
所以末级高频功率放大级则成为受调放大器。
一、设计内容1.1、进程安排本次设计时间为1.5周,共7天。
具体时间安排如下:1.2 设计目的无线电发射与接收设备是高频电子线路的综合应用,是现代化通信系统、广播与电视系统、无线安全防范系统、无线遥控和遥测系统、雷达系统、电子对抗系统、无线电制导系统等,必不可少的设备。
本次设计要达到一下目的:1、进一步认识射频发射与接收系统;2、掌握调频(或调幅)无线电发射机的设计;3、学习无线电通信系统的设计与调试。
1.3 设计要求1、发射机采用FM 或AM 的调制方式,二者选一;2、若采用FM 调制方式,要求发射频率覆盖范围为88-108MHz,传输距离为10m;3、若采用AM 调制方式,发射频率中波波段或30MHz 左右,传输距离>10m ; 4、为了加深对调制系统的认识,发射机建议采用分立元件设计;(采用集成电路的设计方法建议作为备用方案;)5、 已调信号采用通用的AM/FM 多波段收音机进行接收测试。
1.4 报告任务要求1、给出设计课题题目、实践目的、设计原理、设计内容和要求;2、查阅相关资料,对系统的发展背景、应用场合在序言中进行阐述。
3、给出系统设计方案、电路原理图、各个电子元器件的型号、参数;4、画出发射电路中,一些关键节点的信号波形;5、系统调试方法,设计过程遇到的问题、思考及解决方法;6、系统的功能扩展实现情况;7、心得体会;二、发射机原理2.1 设计整体思路:输入信号→电路振荡→功率放大2.2 基本原理本设计图采用FM 调制。
载波()t w U t u c cm c cos )(=,调制信号()t u Ω;通过FM 调制,使得)(t u c 频率变化量与调制信号()t u Ω的大小成正比。
即已调信号的瞬时角频率()()t u k w t w f c Ω⋅+=已调信号的瞬时相位为()()t d t u k t w t d t w t t f c t ''+=''=⎰⎰Ω)(00ϕ实现调频的方法分为直接调频和间接调频两大类,本设计图采用直接调频: 直接调频的基本原理是利用调制信号直接控制振荡器的振荡频率,使其反映调制信号变化规律。
要用调制信号去控制载波振荡器的振荡频率,就是用调制信号去控制决定载波振荡器振荡频率的元件或电路的参数,从而使载波振荡器的瞬时频率按调制信号变化规律线性地改变,就能够实现直接调频。
直接调频可用如下方法实现:1.改变振荡回路的元件参数实现调频在LC 振荡器中,决定振荡频率的主要元件是LC 振荡回路的电感L 和电容C 。
在RC 振荡器中,决定振荡频率的主要元件是电阻和电容。
因而,根据调频的特点,用调制信号去控制电感、电容或电阻的数值就能实现调频。
调频电路中常用的可控电容元件有变容二极管和电抗管电路。
常用的可控电感元件是具有铁氧体磁芯的电感线圈或电抗管电路,而可控电阻元件有二极管和场效应管。
2.控制振荡器的工作状态实现调频在微波发射机中,常用速调管振荡器作为载波振荡器,其振荡频率受控于加在管子反射极上的反射极电压。
因此,只需将调制信号加至反射极即可实现调频。
若载波是由多谐振荡器产生的方波,则可用调制信号控制积分电容的充放电电流,从而控制其振荡频率。
(1)频振荡级:由于是固定的中心频率,可考虑采用频率稳定度较高的克拉泼振荡电路。
克拉泼(clapp )电路是电容三点式振荡器的改进型电路,下图为它的实际电路和相应的交流通路:实用电路 交流通路如图可知,克拉泼电路比电容三点式在回路中多一个与C1 、C2相串接的电容C3,通常C3取值较小,满足C3<<C1 ,C3<<C2,回路总电容取决于C3,而三极管的极间电容直接并接在C1 、C2上,不影响C3的值,结果减小了这些不稳定电容对振荡频率的影响,且C3较小,这种影响越小,回路的标准性越高,实际情况下,克拉泼电路比电容三点式的频稳度高一个量级,达451010--。
可是,接入C3后,虽然反馈系数不变,但接在AB 两端的电阻RL ’=RL//Reo 折算到振荡管集基间的数值(设为RL ’’)减小,其值变为''2'223()31,2L L L L C R n R R C C ≈=+ 式中,C1,2是C1 C2 和 各极间电容的总电容。
因而,放大器的增益亦即环路增益将相应减小,C3越小,环路增益越小。
减小C3来提高回路标准是以牺牲环路增益为代价的,如果C3取值过小,振荡器就会因不满足振幅起振条件而停振。
(2)功率放大极:为了获得较大的功率增益和较高的集电极效率,该级可采用共发射极电路,且工作在丙类状态,输出回路用来实现阻抗匹配并进行滤,如下图为谐振功率放大器的原理电路图:其中Zl 为外接负载,Lr Cr 为匹配网络,它们与外接负载共同组成并联谐振回路,调Cr 使回路谐振在输入信号上,为实现丙类功放,基极偏置电压Vbb 应该没在功率管的截至区内。
若忽略基区宽度调制效应及管子结电容的影响,则输入信号电压Vb (t )=(coswt )*Vbm ,根据cos BE BB b BB bm s v V v V V t ω=+=+,集电极电流波形是一串周期重复的脉冲序列,脉冲宽度小于半个周期,用傅里叶级数展开可得:1212cos cos 2C co c c CO c m s c m s i I i i I t I t ωω=++++……=I ?………由于集电极谐振回路调谐在输入信号频率上,因而它对ic 中的基波分量呈现的阻抗最大,且为纯电阻,称为谐振电阻,在高Q 回路中,其值近似为:22o r r e L t L L L R R C R ω==,式中t C = r L r L C C C C +为回路总电容,1/o s r t L C ωω==振角频率,Qe= o ω r L /RL 为回路有载品质因素,而谐振回路上对c 中的其他分量呈现的阻抗均很小,这样可以近似认为回路上仅有由基波分量产生的电压,Vc ,而平均分量和各次谐波分量产生的电压均可忽略,因而可在负载上得到不失真信号功率。
利用谐振回路的选频作用,可以将失真的集电极电流脉冲变换为不失真的余弦电压,同时还可以将含有电抗分量的外接负载变换为谐振电阻Re ,而且调节r Lr C ,还能保持回路谐振时使Re 等于放大管所需的集电极负载,实现阻抗匹配,因此在谐波功率放大器中,谐振回路起了选频和匹配的双重作用。
丙类工作时集电极效率随管子导通时间的减小而增大,但随着导通时间的减少,c i 中基波分量幅度1c m I 将相应减小,从而导致放大器的输出功率减小,为了在增大输入激励电压幅度Vbm 外,还必须同将基极偏执电压Vbb 向负值方向增大。
这样,加到基极上的最大反向电压(Vbb-Vbm )就将迅速增大,从而可能发生功率管发射结被反向击穿。
2.3 调频发射机的原理图2.4 各个元器件说明MIC是驻极体话筒,它的作用就是感应空气中声波的微弱震动,并输出跟声音变化规律一样的电信号。
一般可以输出十几毫伏以上的音频信号,这个信号足以调至下一级的高频振荡信号的频率。
它有正负之分,一般和外壳相同的是腹肌。
如是MIC驻极话筒的偏置电阻,有了这个电阻,话筒才能输出音频信号,这是因为MIC驻极话筒内部本身有一极场效应管放大电路,用来阻抗匹配和提高输出能力等作用。
但是话筒不应选灵敏度太高的,否则容易出现声反馈,出现自己叫声。
C2是音频信号耦合电容,将话筒感应输出的声音电信号传递到下一级。
C7是是Q9018的基极滤波电容,一方面滤除高频杂音,另一方面让三极管的高频电位为0,R4和R7是三极管的集电极偏置电阻,它们起限制集电极电流Ic的作用。
R5极管的发射极电阻,这里起到稳定直流工作点作用,和C8构成了高频信号负载芙蓉电阻作用,也是整个高频振荡回路的一部分。
C4和L1组成并联谐振回路,起到选择振荡频率的主要作用,改变C4的容量或者.L1的形状(包括圈数),可以方便的改变发射频率。
C4、C5、C8构成了电容三点式振荡,C5是反馈电容,是电路起振的关键。
C6是耦合电容,具有阻直传交的作用,阻止每级之间的静态工作点相互影响。
C11是高频信号输出耦合电容,目的是为了让让高频信号变成无线电波辐射到天空中。
因此,天线最好竖直向上,长度最好等于无线电波的频率波长(或者整数倍),四周应该开阔,不要有金属物阻挡。