武义大学高频课程设计报告
摘要:调频发射机的生产是对高频电子线路理论知识的实践,但也结合了低频电路知识的应用,可以加深我们对理论知识的理解。本课程设计采用两个三极管9018元件,制作了一个简单的调频发射机,可以发射一定的功率,并通过收音机接收信号。在发射机中,麦克风或耳机插座将声音转换为音频信号,放大后调制载波,产生调频波,通过天线向外发射调频电磁波,通过调频收音机接收清晰的声音。
关键词:调频发射机 高频电子线 低频电路 三极管9018年
题目要求
1)查阅调频发射机基本原理信息;
2)选择合理的方案,设计调频发射机电路;
3)制作PCB焊接元件的电路板(必须标注学号);
4)用收音机完成作品调试;
5)工作频率88~108MHz,辐射距离大于3米,电源电压5~12V;
6)扩展功能:可调节工作频率点;
7)写作品报告。
2.基本原理
2.1.电路实现基本原理
首先,电容麦或耳机插座将音频信号(调制信号)和高频载波调制为调频波,使高频载波的频率随音频信号而变化,然后通过放大电路放大产生的高频信号。最后,信号进入电容器三点振荡电路,激励振动产生稳定信号,具有足够的功率和固定频率,使信号输出到天线。
2.1.1.FM调制原理
假设调制信号为,高频载波电压为。根据频率调制的定义,调频时载波的瞬时频率应线性变化。此时,调频波的瞬时角频率为
(1)
令 (2)
则 (3)
在公式中,是未调制的载波角频率,称为调频波的中心角频率;是调频波瞬时角频偏离中心频率的最大值,称为调频波的最大角频偏差;是比例常数,单位是rad/s,根据调频电路的参数,称为调制灵敏度。
(4)
(3)(4)
(5)
(6)
调频波电压的数学表达式是
3.分析设计方案
3.1.实现调频的方法
产生调频信号的方法有很多,大致可以分为直接调频和间接调频两类。直接调频是将调制信号直接控制振荡器的自激振荡频率。间接调频是利用角频率与相角之间的微分和积分之间的关系,先适当处理调制信号,再利用处理后的调制信号调整高频载波。
间接频率调整的优点是载波频率相对稳定,但与直接频率调整相比,电路复杂,频率移动小,寄生范围大,通常需要多次倍频来增加频率移动。但在满足要求的前提下,应努力使电路简单、稳定、可靠。单元电路级尽可能少,以减少相互感应、干扰和自我激励。所以我选择了直接调整频率来设计电路。
3.1.1.设计思路
整个调频发射机的设计理念是使用两个9018年设计级电路。一级是放大电路,二级是电容器三点电路,产生稳定信号,具有足够大的功率和固定频率,并送到天线发射。
图1 发射机基本框架
4.电路图设计
4.1.介绍电路结构
本调频发射机主要由三个基本模块组成,第一级为由柱极体麦克风组成的声电转换电路;第二级音频放大电路;第三级电容器三点振荡器电路。第一级柱极体麦克风在输出相应的电信号后,通过C输入晶体管Q1,Q作为音频放大器,放大音频信号C2送至由Q由2组成的电容三点振荡器电路振荡和激励信号,输出固定频率的稳定信号,最终调制频率。
4.1.1.电路元器件
电阻12K×1电阻33K×1电阻10K×2电阻4.7K×1电阻1K×1电阻15K×1电阻200×1电容100u×1电容4.7u×1电容2.2u×1电容12p×1电容30p×1电容100u×1电容22u×1电容50p×1线圈4T×2柱极体话筒×1耳机插座×1
4.1.1.1.电路图分析
图2原理图
(1)转换器
将麦克风(耳机插座)连接到电源后
声信号通过电解电容转换为电信号 C滤波器将电信号传输到下部。