调频发射机设计
- 格式:doc
- 大小:3.97 MB
- 文档页数:17
调频发射机和接收机设计、制作与测试一、调频发射机设计制作与测试1、电路原理图及工作原理工作原理:1脚和22脚为左右声道信号输入端。
2脚和21脚连接预加重电路,可由外接的电路改变时间常数(T=22.7KΩ×C)。
3脚和20脚为低通滤波器的可调端,外接150pF 的电容可限制15KHz以上信号的输入。
4脚为滤波端,外接电容可改善参考电压的波纹系数。
5脚是立体声复合信号的输出端。
6脚接地,7脚为PLL鉴相器输出。
8脚为电源端,连接+5V 电源。
9脚为RP振荡器端,由其与外围元件构成压控振荡电路。
10脚为RF接地端。
11脚为RF信号输出端,经带通滤波器连接至天线或后级功放。
12脚为PLL电源端。
13、14脚外接-7.6MHz晶振。
15~18脚为并行数据设置端,由它们控制发射器的输出频率,19脚为导频信号调整端。
图1调频发射机设计电路原理图2、电路板设计制作过程 (1)PCB 图设计要求和注意事项○1压控振荡器电路尽量靠近芯片相应的引脚 ○2地线处理有以下几种方式: 集中地 分地线1 分地线2 分地线3 总地线 取电源地 母线接地方式 最后接电源地 一点接地方式 本电路可采取一下两种接地方式,要注意安全距离。
集中地 取电源输入地一点接地方式 各地线集中独立连接后铺铜接地 ○3要注意贴片芯片安装与焊接,不要搞错方向,以免多次拆焊烧坏芯片。
○4由于电路元件参数误差,发射频率和接收频率在 MHz 05.0均属正常。
○5本电路在高频段起振过程中需要一段时间,这是锁相环锁频需要一定时间。
如果无法锁频,即不起振或频率偏离设定值过大,可将7.5T 的电感L2稍微拉长些,但不能太长,太长后低频端的频率就无法锁频。
当然可能还有其他原因。
○6 如果低频噪声较大,主要是供电电压不稳定和布线等原因,在布线已经定型情况下,可采用以下方法减小低频噪声:1、采用蓄电池供电。
2、在发射端加一个30P 或33P 电容。
注:这样接入电容时,发射功率减小一些。
调频发射机电路设计
调频发射机电路设计是一项关键性的工程任务,它涉及到无线通讯系统中发射
机的设计和构建。
在调频(Frequency Modulation,FM)通信中,确保发射机电路
的正常运行和高质量的信号传输至关重要。
为了实现调频发射机的设计,首先需要确定合适的调频器件。
调频电路中最重
要的组件是电感、电容和晶体管。
电感和电容用于形成谐振电路,晶体管则负责信号放大与调制。
根据设计要求,选择适当的电感和电容值,并确保所选的晶体管具备足够的功率输出和频率响应。
在调频发射机电路的设计中,还需要考虑到整体电路的稳定性和抗干扰能力。
通过添加适当的滤波电路、功率放大器和限制器,可以有效提高电路的稳定性,并减少不必要的信号干扰。
另外,为了满足信号传输的要求,调频发射机电路还需要采用合适的调制技术。
调频通信系统常用的调制方式有直接频率调制和间接频率调制。
根据设计需求和系统性能要求,选择适当的调制方式,并确保调制电路的可靠性和精确性。
还有一点需要注意的是,调频发射机电路设计中必须遵循相应的通信法规和标准。
确保电路符合相关的无线电频率和功率规定,以及其他相关的技术标准,以保证系统的合法性和安全性。
总之,调频发射机电路设计是一项复杂而细致的工作。
通过合理选择电子元器件,设计滤波器和调制电路,并严格遵循通信法规和标准,可以实现高质量和高性能的调频发射机电路。
这将为无线通讯系统的稳定运行和高质量的信号传输提供坚实的基础。
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 。
调频(fm)发射机课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握调频(FM)发射机的基本原理、工作方式和应用场景。
通过本课程的学习,学生将能够:1.描述调频(FM)发射机的基本原理和工作方式。
2.分析并解决调频(FM)发射机在实际应用中可能遇到的问题。
3.设计和搭建简单的调频(FM)发射机电路。
4.了解调频(FM)发射机在我国无线电通信领域的应用和发展趋势。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.调频(FM)发射机的基本原理:介绍调频(FM)发射机的工作原理、调频信号的产生和调频解调的基本概念。
2.调频(FM)发射机的组成及功能:讲解调频(FM)发射机的各个组成部分,如射频振荡器、调制器、功率放大器等,以及它们的功能和作用。
3.调频(FM)发射机的应用场景:介绍调频(FM)发射机在无线电通信、广播、导航等领域的应用实例。
4.调频(FM)发射机的调试与维护:讲解调频(FM)发射机的调试方法、注意事项以及日常维护保养。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学:1.讲授法:通过讲解调频(FM)发射机的基本原理、组成及应用等内容,使学生掌握相关知识。
2.案例分析法:通过分析实际案例,使学生了解调频(FM)发射机在实际应用中的工作原理和操作方法。
3.实验法:学生进行调频(FM)发射机的搭建和调试实验,培养学生动手能力和实际操作技能。
四、教学资源为了支持本课程的教学,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用国内权威出版的《调频(FM)发射机原理与应用》作为主要教材。
2.参考书:提供相关领域的经典著作和论文,供学生深入学习和研究。
3.多媒体资料:制作课件、教学视频等,以形象、生动的方式展示调频(FM)发射机的相关知识。
4.实验设备:准备调频(FM)发射机实验套件,供学生进行实验操作。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的评价方式,全面客观地评价学生的学习成果。
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。
小功率调频发射机的设计一、设计原理1.调频器:负责将音频信号转换成频率调制信号。
在调频器中,我们可以使用电容或电感进行频率调制。
2.放大器:负责将调频器输出的调制信号放大到适合无线传输的功率水平。
放大器主要使用晶体管、场效应管或管子放大器等器件。
3.混频器:负责将振荡器产生的射频信号与调制信号进行混频,形成调频发射信号。
4.振荡器:用于产生稳定的射频信号,其频率由调频电路控制。
5.滤波器:用于滤除混频后产生的杂散分量,只保留感兴趣的射频信号。
6.功率放大器:负责将滤波器输出的射频信号放大到更高的功率水平,使其能够被天线辐射出去。
二、设计步骤1.确定应用场景和需求:首先需要确定该小功率调频发射机的应用场景和需求,包括工作频率范围、传输距离、功率要求等。
2.确定天线类型和参数:根据应用场景的不同,选择适合的天线类型和参数,如定向天线、全向天线、增益、方向性等。
3.确定调制方式:根据应用需求,选择合适的调制方式,如频率调制、相位调制、脉冲调制等。
4.按照电路图设计电路:根据设计需求,绘制出整个调频发射机的电路图。
根据电路图,选择合适的器件和数值进行电路设计。
5.PCB设计和制作:将电路图转化为PCB图,设计并制作出电路板。
在设计电路板时,需要注意布局合理性和信号线的走向,以避免干扰和噪声。
6.组件的选择和安装:根据设计需求,选择合适的器件和元件,并进行焊接和安装。
7.调试和测试:将制作完成的发射机进行调试和测试,确保其可以正常工作并满足设计需求。
8.优化和改进:根据测试结果,对发射机进行优化和改进,提高其性能和稳定性。
小功率调频发射机的设计需要一定的电子技术和通信原理的基础,对器件的选择和电路设计也需要一定的经验和专业知识。
在设计过程中,需要考虑信号传输的稳定性、抗干扰性和功率效率等因素,以保证发射机的性能和可靠性。
总结:小功率调频发射机的设计是一个综合性较强的工程项目,它需要掌握多种电子技术和通信原理知识,并进行电路设计、PCB制作和调试等工作。
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。
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。
调频发射机设计要点1.频率稳定性:调频发射机的频率稳定性对于无线电通信的质量和覆盖范围有着重要影响。
设计时应考虑使用高精度的频率合成器或数字锁相环等技术,以提高频率稳定性和抗干扰性能。
2. 高效率功率放大器:调频发射机的功率放大器对信号的放大和传输效率有着重要影响。
高效率功率放大器可以提供更好的信号覆盖范围和较低的功耗。
在设计中,可以考虑使用功率级联、Doherty功率放大器等技术,以提高功率放大器的效率。
3.输出功率调控:调频发射机的输出功率需要根据不同的应用需求进行调节。
设计中应提供合适的功率调节电路和控制系统,以便根据需要实现灵活的功率调节和保证输出功率的稳定性。
4.抗干扰性能:调频发射机在传输过程中会受到各种干扰信号的影响,如杂散、多径效应等。
设计时应考虑使用合适的滤波器、射频前端等技术,以提高发射机的抗干扰性能,保证信号的质量和传输的稳定性。
5.低相位噪声:调频发射机的相位噪声会对接收信号的解调和还原造成影响。
设计时应注意降低相位噪声,使用低噪声振荡器、抑制噪声产生的环节等技术,以提高接收信号的质量。
6.信号处理功能:调频发射机一般需要具备一些信号处理功能,如音频压缩、编码、解码等。
设计时应考虑使用合适的音频处理芯片或算法,实现对信号的高质量处理和传输。
7.界面和控制系统:调频发射机需要提供合适的界面和控制系统,方便用户对设备进行控制和监测。
设计时应考虑使用友好的用户界面和标准的通信接口,以提高用户的使用便利性和设备的可管理性。
总之,调频发射机设计要考虑频率稳定性、功率放大器效率、输出功率调控、抗干扰性能、相位噪声、信号处理功能以及界面和控制系统等方面,以提供高质量的音频信号传输。
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。
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。
发射机课程设计--调频发射机设计课程: 高频课程设计课题: 调频发射机设计专业: 电子信息类班级:座号:姓名:指导老师:- 1 -目录摘要................................................................................................1 一、设计题目 (2)1.1 进程安排 (3)1.2 设计内容 (3)二、调频发射机原理及方案选择 (3)2.1 FM调频原理 (3)2.2.系统框图 (5)2.3调频方案选择 (5)三、设计步骤和调试过程 (6)3.1总体设计电路 (6)3.2电路工作状态说明 (7)3.3发射机的主要技术指标 (7)四、模块说明 (9)4.1 音频输入模块 (9)4.2 振荡模块 (9)4.3音频放大模块 (10)4.4 放大和发射模块 (11)五、设计电路的性能评测 (12)六、结论及心得体会 (13)七、参考资料………………………………………………………………………14 附件1:调频发射机电路原理图…………………………………………………14 附件2:调频发射机发射机PCB图……………………………………………14 附件3:元器件清单 (15)- 2 -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,接着通过变容二后通过拉杆天线发射出去。
100MHz调频发射机的设计与制作介绍调频发射机是一种通过调制信息信号并将其转换为高频信号以进行无线传输的电子设备。
在本文中,我们将讨论设计和制作一种100MHz调频发射机的过程。
设计为了设计100MHz调频发射机,我们需要考虑以下几个关键因素:1. 频率调频发射机的频率是其最基本的特征。
在选择频率时,我们需要确保其符合相关法规和标准。
在本例中,我们将选择100MHz。
2. 参考信号源调制过程需要一个参考信号源。
在本例中,我们将使用晶体振荡器作为参考信号源。
3. 电压控制振荡器(VCO)电压控制振荡器(VCO)可调整信号的频率。
我们需要根据所需的频率范围和最大频率偏移来选择一个适当的VCO。
4. 相位锁环(PLL)相位锁环(PLL)用于确保在VCO频率偏差之后的输出频率正确。
在本例中,我们将使用PLL。
5. 功率放大器(PA)功率放大器(PA)用于将输出信号的功率增加到所需级别。
在本例中,我们将使用一个宽带功率放大器。
制作设计完成后,我们可以开始制作100MHz调频发射机。
下面是制作过程的一般步骤:1. 制作电路原型首先,我们需要制作100MHz调频发射机的电路原型,以验证设计的正确性。
在此过程中,我们可以测试不同组件和参数的组合,确保它们能够协同工作。
2. 确定电路布局一旦我们确定了电路原型的正确性,我们可以开发最终的电路布局。
布局需要确保组件之间的正确连接,并确保在成品中容易维护。
3. 制作电路板接下来,我们需要制作电路板。
这可以通过电路板制造商或自己制作方式完成。
我们可以使用布局图转化成Gerber文件,再将其发送至制造商进行制作。
4. 安装组件一旦电路板制作完成,我们可以开始安装组件。
这需要确保每个组件都被正确地安装和连接,以确保最终电路的正确性。
5. 调试和测试最后,我们需要对制作的100MHz调频发射机进行调试和测试。
这可以使用频谱分析仪等设备进行。
调试需要确保所有组件都按预期工作,并识别任何问题。
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。
调频发射机的设计和制作1.课程设计的目的(1)掌握小功率调频发射机整机电路的设计方法。
(2)学会如何将高频单元电路组合起来实现满足工程实际需要的整机电路。
(3)能够使用电路仿真软件进行电路调试。
2.设计方案论证2.1总体方案(1)调频发射机的整机电路的设计方法整机电路的设计计算顺序一般是从末级单元电路开始,向前逐级进行。
而电路的装调顺序一般从前级单元电路开始,想后级逐级进行。
电路的调试顺序先分级调整单元电路的静态工作点,测量其性能参数;然后在逐级进行联调,直到整机调试;最后进行整机技术指标测试。
由于功放运用的折线分析方法,其理论计算为近似值。
(2)高频电路由于受分布参数及各种耦合与干扰的影响,其稳定性比起低频电路来要差些,因此调试工作比较复杂,特别是整机调试,应前后级多次反复调整,直到满足技术指标要求。
⑶调频可以有两种实现的方法,一种是直接调频,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呈线性变化。
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。
两种调频电路在性能上的一个重大差别是收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,二直接调频可以得到比较大的频偏。
2.2各部分设计及原理分析2.2.1电路的基本原理通常小功率发射机采用直接调频方式,其组成框图如图1所示,电路原理图如图2所示。
图1 直接调频方式的组成框图沈阳大学图2 小型调频发射机参考电路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。
2.2.2选择各级电路形式和各级元器件参数的计算(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。
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。
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。
整机设计时,为减小级间相互影响,通常在中间插入缓冲隔离级。
缓冲隔离级电路常采用射极跟随器电路。
(3)功率激励级:为末级功放提供激励功率。
如果发射功率不大,且振荡级的输出能够满足末级功放的输入要求,功率激励级可以省去。
(4)末级功放 将前级送来的信号进行功率放大,使负载(天线)上获得满足要求的发射功率。
若整机效率要求不高如%50≥A η而对波形失真要求较小时,可以采用甲类功率放大器。
但是本题要求%50≥A η,故选用丙类功率放大器较好。
五、设计原理图:1考虑到频率稳定度的因素,调频电路采用克拉泼振荡器和变容二极管直接调频电路。
电路的工作原理是:利用调制信号控制变容二极管的结电容,改变振荡器振荡回路的总电容,从而使调频振荡器输出信号的频率随调制信号的变化而变化,即实现调频。
调频后的信号经过缓冲隔离、宽放和功放后通过天线发射出去。
六、设计性能分析:(1)发射功率发射功率指发射机发射到天线上的功率。
只有当天线的长度与发射信号的波长相比拟时,天线才能有效地把信号发射出去。
波长λ与频率f 的关系是f c /=λ式中,c 为电磁波传播速度,c=3*108m/s 。
若接收机的灵敏度V A =2uV ,则通信距离s 与发射功率P o 间的关系为40}{07.1mW P s =当发射功率为大于500mW 时通信距离为5.08Km 以上。
(2)工作频率或波段发射机的工作频率应根据调制方式,在国家有关部门规定的范围内选取。
对于调频发射机,工作频段一般选择在超短波范围内。
(3)总效率发射机发射的总功率P O 其所消耗的总功率P T 比,称为发射机的总功率,用A η表示。
(4)调制灵敏度S F是单位调制信号电压所引起的最大频偏,其值越大,说明调制信号控制作用越强,产生频偏越大。
七、电路参数的计算与元件选择整机电路的实际计算顺序一般是从末级单元电路开始,向前逐级进行。
而电路的组装和调试顺序一般是从前级单元电路开始向后级逐级进行。
【一】增益分配与功率放大器的设计发射机的输出应具有一定的功率才能将信号发射出去,但是功率增益又不可能集中在末级功放,否则电路性能不稳,容易产生自激。
因此要根据发射机的各组成部分的作用,适当地合理地分配功率增益。
如果调频振荡器的输出比较稳定,又具有一定的功率,则功率激励级和末级功放的功率增益可适当小些。
功率激励级一般采用高频宽带放大器,末级功放可采用丙类谐振功率放大器。
缓冲级可以不分配功率。
功率增益如图3-2所示。
仅从输出功率Po≥500mW 一项指标来看,可以采用宽带功放或乙类、丙类功放。
由于还要求总效率大于50%,故采用一级宽带放大(一)丙类功率放大器(末级功放)设计1、基本关系式 如图4-1所示,丙类功率放大器的基极偏置电压-V BE 是利用发射机电流的分量I e0在射极电阻R 14上产生的压降来提供的,故称为自给偏压电路。
当放大器的输入信号Vi 为正弦波时,集电极的输出电流i C 为余弦脉冲波。
利用谐振回路LC 的选频作用可输出基波谐振电压u c 、电流i C1。
(1)集电极基波电压的振幅 Ucm= I cm1R P式中,I cm1为集电极基波电流的振幅;R P 为集电极负载阻抗。
(2)输出功率PoPo= Ucm.I cm1= Ucm 2/(2 R P ) (3)直流功率PvPv= Vcc.I c0(4)集电极耗散功率P TP T = Pv- Po (5)集电极的效率ηη= Po/ Pv (6)集电极电流分解系数α(θ) αn (θ)= I cmn /i cmmax (7)导通角θbm BBon U V U -=θcos (θ一般取o o 8060-)2、确定丙类放大器的工作状态为了获得较高的效率η和最大的输出功率Po ,选丙类放大器的工作状态为临界状态,θ=700,功放管为3DA1。
3DA1的参数如表4-1所示。
(1) 最佳匹配负载pΩ=-=-=25.1105.0*2)5.112(2)(22Po V V R CES cc p(2)由Po=0.5 Ucm.I cm1= Ucm 2/(2 R P )可得:集电极最大输出电压Ucm=10.5V(3)集电极基波电流振幅:I cm1=95.24mA(4)集电极电流最大值I cm = I cm1/α1(700)=95.24/0.44=216.45mA (5)集电极电流直流分量I c0= I cm *α0(700)=216.45*0.25=54.11mA (6)电源供给的直流功率Pv= V cc * I c0=649.35mW(7)集电极的耗散功率P T =Pv-Po=649.35-500=149.35mW(小于P CM =1W)(8)总效率η=Po/Pv=500/649.35=77.00% (9)输入功率Pi=25mW若设本级功率增益Ap=13dB(20倍),则输入功率Pi=Po/Ap=25mW (10)基极余弦脉冲电流的最大值I bm (设晶体管3DA1的β=10)I bm = I cm /β=21.45mA(11)基极基波电流的振幅I bm1= I bm α1(700)=21.45*0.44=9.44mA (12)基极电流直流分量I b0= I bm α0(700)=21.45*0.25=5.36mA (13)基极输入电压的振幅U bm =2Pi/ I bm1=5.30V (14)丙类功放的输入阻抗Ω=-=-=8644.0*)70cos 1(25)()cos 1(01'θαθbb i r Z3、计算谐振回路及耦合回路的参数(1) 输出变压器线圈匝数比N5/N3(解决最佳匹配负载问题)68.011051235====p L L o R R Ucm R P N N取N5=2,N3=3。
(2) 谐振回路电容C11=100pF (3) 谐振回路电感LuH C f L 1010*100*)10*5*14.3*2(1)2(112261120≈==-π(4)输出变压器初级线圈总匝数比N=N3+N4高频变压器及高频电感的磁芯应采用镍锌(NXO)铁氧体,而不能采用硅钢铁芯,因其在高频工作时铁损耗过大。
NXO-100环形铁氧体作高频变压器磁芯时,工作频率可达十几兆赫兹。
若采用外径*内径*高度=Φ10mm*Φ6mm*Φ5mm 的NXO-100环来绕制输出耦合变压器,由公式HN l A L cm cm m H μμπ322/210*}{}{}{4-=式中,μ=100H/m 为磁导率;N 为变压器初级线圈匝数;A=25mm 2为磁芯截面积;l =25mm 为平均磁路长度。
计算得N=8,则N 4=5或 eR L W N N LO *=05则9225110528.650≈****=*O *=N e R L W N L ,e O 取值2~10,上述公式取2。
需要指出的是,变压器的匝数N3、N4、N5的计算值只能作为参考值,由于分布参数的影响,与设计值可能相差较大。
为调整方便,通常采用磁芯位置可调节的高频变压器。
4、基极偏置电路 (1)发射极电阻R 14 由公式bm BBon U V U -=θcos可得, V U U V obm on BB1.170cos 3.57.0cos -=*-=*-=θ V I I V c e BB 1.1R R 140140-=⋅-≈⋅-=Ω=33.20R 14取标称值Ω=20R 14(2)高频旁路电容C12=0.01uF 。
(3)高频扼流圈ZL 2=47uH 。
(4)可变电容CT=(5~20)pF 。
5、元件清单CT=(5~20)pF ZL 2=47uH Ω=20R 14 C12=0.01uFC11=100pF uH L 10≈ N3=5,N4=3, N5=2 、3DA1管子(二)宽带功率放大器(功率激励级)设计功率激励级功放管为3DG130。
3DG130的参数如表4-2所示。
表4-2 3DG130参数表(1)有效输出功率P H 与输出电阻R H宽带功率放大器的输出功率P H 应等于下级丙类功放的输入功率Pi=25mW ,其输出负载R H 等于丙类功放的输入的输入阻抗|Zi|=86Ω。
即P H =25mW R H =86Ω(2)实际输出功率P O设高频变压器的效率η=80%,则Po= P H /η=31.25mW(3)集电极电压振幅Ucm 与等效负载电阻H R ' 若取功放的静态电流I CQ =I Cm =7mA ,则Ucm= 2P o /I CQ =2P o /I Cm =8.93VΩ≈Ω==K 3.15.12752Po Ucm R'2H 约为1.3K Ω(4)高频变压器匝数比N1/N23'21==H HR R N N η取变压器次极线圈匝数N2=2,则初级线圈匝数N1=6。