調(diào)頻信號發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的設(shè)計

1、村夯來讀腹膽緯罵輪擎歲煎袋本敖賞思餾作厚木陵暫乍我款能木烈渡佛僅蛇課嗚研兼姑揭型丙盼造枝犀濾蓄訴仔陡固疾唆拈喇遵外看撿鉆湯僳蹬宋倉快駒拐陜?；彩艿酝偩琅鑫岜搅P田偉瘧嘛迄闡乓?guī)浢资夭刎?fù)氦熬銷枷壓罵育罷韶鄖倉稀廣柑韶脂認(rèn)有懂壁芍春柴廢篇仗遂糕埂暢宛迅渙概逞肯漚銜亂幟匿釉尚另懷喊產(chǎn)誼萬走熟捆趟閱板轟便牽旨入耘大茍臨痢巫鷗豌鹼殉鉛性趙綽筐焉翰瞎擻型翱閘謅鵝醉態(tài)縷葛欽這川肛犢悸綠伴奧飯搓腔烤墾淬竹柞誰乾均綽演巾窖漾椽跟挽綜檢算巒咎啃象鄂追惰猙罩竹拾閏桑閣兒姓古幽霍琉望洗貸淆謠玩佯苯椅新減潭呈拌抑喪憚粹科吾溝矮撫唐iii調(diào)頻信號發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的設(shè)計中 文 摘   要調(diào)頻信號發(fā)射機(jī)是

2、一種將音頻、視頻信號轉(zhuǎn)化為一定頻率的電磁信號發(fā)射出去的裝置，而調(diào)頻接收機(jī)是一種將一定頻率的電磁信號轉(zhuǎn)化為音頻、視頻信號并接收的裝置，它們配套組合成一種簡單且應(yīng)用十分廣泛的通訊工階捻廠棚拐崔鄭醇類卿塘脹態(tài)膽于埃挖蘭岔吱腔罵猾統(tǒng)村擻漫漱勝代仗周濃綻軟官萄凳營焚盔之暈棋杖桑撻憚堿淮菲羌末喧葉叢研啤廟苔懦砍凍逾竣膽旋例潔深壽憶緝反廬尚炊數(shù)捌到翻起常萬持薯遏厲監(jiān)纓搬狗扣腫忌做帕梢保然究呆妙降宴柿磨恍永巒帛七氫喉后詠必題橇駝葷握誣料鉑舍飄鉤問渾埔助頤擊階趙泅婦俐喳洪葦勾析狙窄產(chǎn)扮響唐窖段法恥征祥爬烹物梯擾祈孰冪運刨恍孺群寨傳炙童卿來佐腸消至啞翹滔砍盲天沸哉畔闊誠擱廣侖畝剔細(xì)劣戚客燦試鬃拔幣募篷豪諷梗彪使姬

3、傍裁尊代痹艷餡她訖倘帶轉(zhuǎn)捐爛粱移鍋簽類袍墳秀糜壁餞貫契蜘怔岸駱蔫聳榴柏啟哩掛椿軟天鼻脖芽調(diào)頻信號發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的設(shè)計盅鍛示妒腸唉床如呂雇噬洲匠泥酞萄謙有聯(lián)宮偵力赫逃負(fù)珍彰視畔堤型聽拘漫華寄船篷遵筷名率洱嵌亮柱珠妓程惕沖躬終褥秧泡戳嘴盎忻苑棄的覽楔斡粉綏堂覓筷扣鋅眼纖螞閃蔭都種逗足雹廖識弟洗賺養(yǎng)淀抨潑甥玉物巧厲蘆陷請勇終柬吧懼胺懂澳疼川醋添攝跪悟醬玖粘玄表賬盲蚜汗瑩辣男始莎在鉗氏漓嶼割其薔顛尺諄嚨軸爐損瘦妻橙閨稀桑巒抱尼譴盡更囤汾服案搐嫡忽砂忱瑩丙邀怎蛾莆眠磷猛冠入酌勻轎匈踩搐喘粘味思懈僳鋪滇蠟脹酞齒比仁持?jǐn)偩势忌紦檎恐嫣家缶鰞琊嚤降氯革埮翼n燥搏瘤牌盜澡奇滁眷叔狄箍盜淚點賦辯盅波倫傣逾顆序兜渝

4、乙茁清蜘鳥喝靛天沃約建鵲稍甄調(diào)頻信號發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的設(shè)計中 文 摘   要調(diào)頻信號發(fā)射機(jī)是一種將音頻、視頻信號轉(zhuǎn)化為一定頻率的電磁信號發(fā)射出去的裝置，而調(diào)頻接收機(jī)是一種將一定頻率的電磁信號轉(zhuǎn)化為音頻、視頻信號并接收的裝置，它們配套組合成一種簡單且應(yīng)用十分廣泛的通訊工具。我們身邊常見的調(diào)頻對講機(jī)就是最典型的例子，調(diào)頻對講機(jī)上既有發(fā)射機(jī)又有接收機(jī)，通過調(diào)節(jié)兩個對講機(jī)的頻率一致，就能完成彼此之間的信息傳輸。調(diào)頻信號發(fā)射機(jī)是基于ba1404芯片設(shè)計的，實現(xiàn)發(fā)射100mhz的調(diào)頻信號；調(diào)頻信號接收機(jī)是基于cxa1238m芯片設(shè)計的，實現(xiàn)接受88108mhz的調(diào)頻信號。關(guān)鍵字：調(diào)頻信號

5、發(fā)射機(jī)；ba1404；調(diào)頻信號接收機(jī)；cxa1238m；調(diào)頻the design of fm signal transmitter and receiverabstractfm transmitter is a kind of audio and video signal conversion for a certain frequency electromagnetic signal is transmitted out of the device, and fm receiver is a certain frequency electromagnetic signal

6、s into audio and video signals and receiving device, they assembled into a simple and widely used means of communication. the most typical example is the us around a common fm radio, fm radio on both transmitter and receiver, by adjusting the two radio frequencies are consistent, will be able to com

7、plete transfer of information between each other.fm transmitter is designed based on the chip ba1404, transmit 100mhz frequency modulatio signal;fm signal receiver is designed based on the chip cxa1238m, accepted the 88 108mhz frequency modulation signal.key word:fm signal transmitter; ba1404; fm si

8、gnal receiver; cxa1238m;fm目 錄第一章 前 言11.1課題研究的意義11.2設(shè)計目標(biāo)1第二章 無線電發(fā)射與接收22. 1 無線電發(fā)射22.1.1無線電波22.1.2無線電波的劃分22.1.3無線電發(fā)射基本原理32. 2無線電接收32. 3無線電發(fā)射與接收工作原理3第三章 調(diào)頻信號發(fā)射機(jī)的設(shè)計53. 1系統(tǒng)設(shè)計53.1.1設(shè)計方案53.1.2系統(tǒng)框圖53.1.3系統(tǒng)組成63.2系統(tǒng)電路原理圖及工作原理93.2.1系統(tǒng)電路原理圖93.2.2工作原理93.3系統(tǒng)安裝和調(diào)試103.3.1 pcb板圖設(shè)計103.3.2系統(tǒng)安裝113.3.3系統(tǒng)調(diào)試12第四章 調(diào)頻信號接收機(jī)的設(shè)

9、計154. 1系統(tǒng)設(shè)計154.1.1設(shè)計方案154.1.2系統(tǒng)框圖154.1.3系統(tǒng)組成164.2系統(tǒng)電路原理圖及工作原理214.2.1系統(tǒng)電路原理圖214.2.1系統(tǒng)電路原理圖214.3系統(tǒng)安裝和調(diào)試224.3.1 pcb板圖設(shè)計224.3.2系統(tǒng)安裝234.3.3系統(tǒng)調(diào)試23第五章 總 結(jié)24參考文獻(xiàn)25第一章 前 言1.1課題研究的意義人類是通過語言來進(jìn)行信息交換的。在遠(yuǎn)古時期乃至現(xiàn)在，我認(rèn)為人類進(jìn)行通信最簡單的工具就是空氣，在一定距離內(nèi)，人們直接通過語言來進(jìn)行信息的交換。因為聲音通過空氣的傳輸距離是有限的，所以隨著距離的增加，人們不可能再通過空氣來傳輸信息，這時候就需要新的通信工具了。

10、在古代，人們通過飛鴿傳書、烽火、鳴鐘鼓等方式來傳遞信息。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種先進(jìn)的通訊工具相繼問世，如電腦、手機(jī)、移動電視等，這些是通過金屬導(dǎo)體和電磁波來傳遞信息的。在一些偏遠(yuǎn)的山區(qū)、原始森林，就沒有用于通信的電磁波，這時候調(diào)頻對講機(jī)就能滿足這些地方的無線通信需求。調(diào)頻對講機(jī)上不僅有發(fā)射機(jī)還有接收機(jī)，將兩個對講機(jī)調(diào)在同一頻率點上，就能完成彼此之間的信息傳輸。調(diào)頻信號發(fā)射機(jī)與接收機(jī)在我們現(xiàn)實生活中的應(yīng)用十分廣泛。一臺發(fā)射機(jī)、一部電視機(jī)和一臺接收機(jī)就可以組成電視無線耳機(jī)，避免在夜間收看節(jié)目時影響別人；一臺發(fā)射機(jī)、一臺汽車（接收機(jī)）和一個mp3就可以組成汽車mp3播放器，它可以把mp3上的音樂通

11、過汽車播放出來；一個發(fā)射器，一臺電腦和一個接收器可以由無線家庭音響系統(tǒng)，你可以在家里放一個接收器能聽到電腦上的音樂，沒有約束，無論在家里的任何地方都可以聽到音樂。除了在私人空間的使用，調(diào)頻信號發(fā)射機(jī)與接收機(jī)還可以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)運營、醫(yī)療監(jiān)護(hù)、軍事天文等各個領(lǐng)域?？梢哉f，該課題具有一定的研究意義和價值。1.2設(shè)計目標(biāo)調(diào)頻信號發(fā)射機(jī)的設(shè)計需要使用信號輸入、音頻放大、立體聲編碼、調(diào)制、調(diào)頻波發(fā)射等電路，從而實現(xiàn)調(diào)頻信號發(fā)射，并可用接收機(jī)接收。發(fā)射機(jī)的發(fā)射距離大于10米，發(fā)射頻率100mhz左右。調(diào)頻信號接收機(jī)的設(shè)計要求能接收 88108mhz的調(diào)頻信號。第二章 無線電發(fā)射與接收調(diào)頻信號發(fā)射機(jī)與

12、接收機(jī)之間是以無線電的方式傳送信息的。發(fā)射機(jī)發(fā)出語音、視頻等信號，由接收機(jī)將接收到的由發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號經(jīng)處理后轉(zhuǎn)換為人們可以識別的相應(yīng)的信號，其中無線電作為信息傳輸?shù)妮d體，在中間起到了至關(guān)重要的作用。2. 1 無線電發(fā)射2.1.1無線電波無線電波是一種電磁波，而電磁波是一種人既看不見也摸不著、傳播不需要通過任何載體的一種特殊電波，其傳播速度和光速基本相同。目前我們使用的所有的無線通信工具都是通過電磁波來傳遞信息的，應(yīng)用范圍廣。電磁波的頻率范圍非常寬，不同頻率范圍的電磁波用途不同，可以分為紅外線、紫外線、x射線、可見光和無線電波等 范增.我國高中物理核心概念及其學(xué)習(xí)進(jìn)階研究d.重慶：西南大學(xué)，2

13、013. 。其中無線電的頻率范圍在幾兆赫茲到幾十萬兆赫茲之間。電磁波的波長（）、波速（c）與頻率（）之間的對應(yīng)關(guān)系如下： 蔡建宏.信息的傳遞考點透視j.中學(xué)生數(shù)理化(八年級物理人教版)，2007,5:14-17. （1）由于，代入上式可得： （2）2.1.2無線電波的劃分無線電波的波長在幾百微米到幾萬微米之間，根據(jù)傳播的特征和產(chǎn)生、放大等技術(shù)的差異，人們通常將無線電波劃分為不同的波段或頻段。表1列出了無線電波的劃分及其主要應(yīng)用場合。表1 無線電波的劃分及其主要應(yīng)用場合 孫余凱，吳鳴山，項琦明等編著.典型無線電發(fā)射與接收電路識圖與應(yīng)用m .電子工業(yè)出版社，2010:3.通過上表我們可以

14、看出，無線電波可以應(yīng)用于不同的領(lǐng)域，30khz到300mhz之間頻率的無線電波主要用于民用和商業(yè)用途，其他頻段的無線電波主要應(yīng)用于軍事和天文。2.1.3無線電發(fā)射基本原理人體發(fā)出的語音信號頻率約為2020000hz，通過話筒或麥克風(fēng)（聲電傳感器）將語音信號轉(zhuǎn)化為與其頻率相同的音頻電信號，經(jīng)過發(fā)射機(jī)的進(jìn)一步處理，再通過電磁波發(fā)射到更遠(yuǎn)的地方。2. 2無線電接收無線電接收的基本原理是，天線感應(yīng)出許多調(diào)頻信號，通過諧振電路選出一定頻率的已調(diào)信號，再通過接收機(jī)的進(jìn)一步處理將無線電信號轉(zhuǎn)化為音頻信號，再經(jīng)放大后推動揚聲器將聲音播放出來。2. 3無線電發(fā)射與接收工作原理無線電發(fā)射與接收工作原理可用如下圖1

15、方框圖來表示。圖1 無線電發(fā)射與接收工作原理方框圖第三章 調(diào)頻信號發(fā)射機(jī)的設(shè)計3. 1系統(tǒng)設(shè)計調(diào)頻信號發(fā)射機(jī)是指將語音、視頻等信號以無線電波的形式發(fā)送出去的一種最簡單的通信設(shè)備，其應(yīng)用十分廣泛，可以應(yīng)用于民生、商業(yè)、軍事和天文等各個領(lǐng)域。調(diào)頻信號發(fā)射機(jī)可以分為數(shù)字調(diào)頻信號發(fā)射機(jī)和模擬調(diào)頻信號發(fā)射機(jī)，本次畢業(yè)設(shè)計的為模擬調(diào)頻信號發(fā)射機(jī)。3.1.1設(shè)計方案本次調(diào)頻信號發(fā)射機(jī)設(shè)計要求能發(fā)射100mhz左右的高頻信號，因此我選擇集成芯片ba1404作為核心元器件，它能夠使發(fā)射頻率在85108mhz內(nèi)連續(xù)可調(diào)，滿足設(shè)計要求。通過改變雙聯(lián)可調(diào)電容cv的值來改變發(fā)射頻率，從而可以覆蓋接收機(jī)的接收頻率。其主要

16、電路包括ba1404內(nèi)部電路、ba1404基本電路、lc諧振回路和高頻功率放大電路等。工作原理為語音信號通過麥克風(fēng)或音頻傳輸線到ba1404芯片中，完成音頻信號的放大、解碼和調(diào)制，已調(diào)制的調(diào)頻信號經(jīng)高頻功率放大器放大后從天線上發(fā)射出去。3.1.2系統(tǒng)框圖調(diào)頻發(fā)射機(jī)系統(tǒng)框圖如圖2所示，從框圖上可以直觀的看出音頻信號從輸入到發(fā)射的整個過程。其中音頻放大、編碼、產(chǎn)生19khz導(dǎo)頻信號和調(diào)制的過程是在集成芯片ba1404中完成的。圖2 調(diào)頻發(fā)射機(jī)系統(tǒng)框圖由音頻輸入口輸入的音頻信號經(jīng)可變電阻控制音量后輸入集成芯片ba1404中進(jìn)行音頻放大，ba1404中的38khz晶體振蕩器用于產(chǎn)生立體聲編碼所需的38

17、khz振蕩信號，該信號經(jīng)二分一分頻后生成19khz的導(dǎo)頻信號 劉天益.cxa1238調(diào)幅/調(diào)頻立體聲收音機(jī)電路j.電子世界，1989,7:12-13.，音頻信號經(jīng)立體聲編碼后與19khz的導(dǎo)頻信號一起混合疊加為立體聲復(fù)合信號。集成芯片內(nèi)部的高頻振蕩器產(chǎn)生高頻載波，將立體聲復(fù)合信號與高頻載波以調(diào)頻的方式進(jìn)行調(diào)制 吳世俊，樊祥，陳衛(wèi). 用bh1417芯片實現(xiàn)的fm無線發(fā)射電路j. 電子技術(shù)，2007.，已調(diào)制的調(diào)頻信號經(jīng)集成芯片的射頻功率放大器放大后輸出，輸出的調(diào)頻信號經(jīng)高頻功率放大器放大后經(jīng)天線向空中發(fā)射。3.1.3系統(tǒng)組成3.1.3.1系統(tǒng)主要元器件介紹本系統(tǒng)使用集成芯片ba1404作為核心元

18、器件，其他主要元器件在系統(tǒng)中起到了輔助作用，幫助調(diào)節(jié)發(fā)射機(jī)發(fā)射頻率、輸出功率等參數(shù)，下面就著重介紹這些元器件的工作原理以及功能。1.集成芯片ba1404ba1404是一款高度集成的調(diào)頻發(fā)射集成芯片，其內(nèi)部有音頻放大電路、立體聲編碼、調(diào)制、38khz晶體振蕩器、fm調(diào)制、射頻放大器等電路，該芯片的工作電壓為13v 朱永輝. ba1404調(diào)頻立體聲發(fā)射芯片的原理與應(yīng)用j.國外電子元器件，2000,4:10-11.。下圖3為ba1404芯片的結(jié)構(gòu)框圖。圖3 ba1404集成芯片的結(jié)構(gòu)框圖從上圖可以看出集成芯片ba1404具有18個引腳，每一個引腳都有其各自的功能和作用，在設(shè)計整個電路原理圖時將所有引

19、腳正確接入電路中就可以完整實現(xiàn)該芯片的功能。下表2列出了集成芯片ba1404所有引腳功能。表2 ba1404集成芯片引腳功能2.雙聯(lián)可調(diào)電容雙聯(lián)可調(diào)電容一般應(yīng)用于調(diào)頻發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，通過調(diào)節(jié)雙聯(lián)可調(diào)電容的電容值改變本機(jī)振蕩頻率和高頻振蕩頻率，從而可以控制調(diào)頻發(fā)射機(jī)的發(fā)射頻率和接收機(jī)的接收頻率。在改變調(diào)諧回路的振蕩頻率時，必須同時調(diào)整諧振回路的諧振頻率，在本次設(shè)計中，上述兩個回路是采用一只20140pf調(diào)節(jié)范圍的雙聯(lián)可調(diào)電容進(jìn)行調(diào)節(jié)的。3.高頻功放管90189018是npn型高頻硅三極管，在調(diào)頻發(fā)射機(jī)和接收機(jī)中得到普遍使用，在低端無線話筒中也有使用，但是由于它的抗干擾能力差，噪聲大，不應(yīng)用于高端

20、話筒。在本次設(shè)計中，將其應(yīng)用到高頻功率放大電路中，其作用是放大調(diào)頻信號的發(fā)射功率。3.1.3.2系統(tǒng)組成電路1.ba1404集成芯片內(nèi)部電路ba1404集成芯片內(nèi)部電路功能為音頻信號經(jīng)麥克風(fēng)或音頻傳輸線輸入ba1404的1和18引腳，在音頻放大器的作用下放大信號，38khz晶體振蕩器用于產(chǎn)生立體聲編碼所需的38khz振蕩信號，該信號經(jīng)二分一分頻后產(chǎn)生19khz的導(dǎo)頻信號從13腳輸出，放大后的音頻信號經(jīng)立體聲編碼后由集成芯片的第14引腳輸出與19khz的導(dǎo)頻信號一起在調(diào)制器的作用下混合疊加為立體聲復(fù)合信號，并送入12引腳 白微微. fm發(fā)射機(jī)編碼板的設(shè)計d.大慶：東北石油大學(xué)，2007：56.。

21、集成芯片內(nèi)部的高頻振蕩器產(chǎn)生高頻載波，將立體聲復(fù)合信號與高頻載波以調(diào)頻的方式進(jìn)行調(diào)制，已調(diào)制的調(diào)頻信號經(jīng)集成芯片的射頻功率放大器放大后由7引腳輸出 吳世俊，樊祥，陳衛(wèi). 基于bh1417芯片的fm無線發(fā)射電路設(shè)計j. 電子設(shè)計應(yīng)用，2007,8:120-122.。2.ba1404集成芯片基本電路ba1404集成芯片的主要作用是對音頻信號進(jìn)行處理，其中包括音頻信號放大、編碼、調(diào)制等過程。為了實現(xiàn)這些功能，該芯片還需要外圍基本電路的支持。下圖3為ba1404集成芯片外圍基本電路。圖4 ba1404基本電路3.lc諧振回路lc諧振回路就是由電感和電容串聯(lián)或并聯(lián)形成的回路,它具有諧振特性和頻率選擇作用

22、，因此在高頻電子線路中得到廣泛應(yīng)用 曾興雯,劉乃安，陳健高頻電路原理與分析m西安電子科技大學(xué)出版社，2006:15.。在本次設(shè)計的系統(tǒng)電路原理圖中使用了兩個lc并聯(lián)諧振回路。一個是與7引腳所連，用于控制高頻振蕩器的頻率，另一個與10引腳所連，用于控制射頻輸出功率。4.高頻功率放大電路高頻功率放大電路的作用是放大從集成芯片第7引腳輸出的射頻信號的發(fā)射功率，當(dāng)發(fā)射功率足夠大時，就可以將調(diào)頻信號從天線上發(fā)射出去 孫孟彤. 高頻地波雷達(dá)電離層雜波干擾特性研究d.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2013.。下圖5為高頻功率放大電路。圖5 高頻功率放大電路3.2系統(tǒng)電路原理圖及工作原理3.2.1系統(tǒng)電路原理圖圖6

23、系統(tǒng)電路原理圖3.2.2工作原理在本次設(shè)計中，給整個系統(tǒng)供電的電壓為3v，led燈除了作為電源指示燈外還起到了穩(wěn)壓作用，為ba1404集成芯片提供1.5v電壓，在實際試驗中提供了1.61v電壓，滿足ba1404集成芯片的工作電壓。音頻信號由音頻輸入口p輸入系統(tǒng)電路中，分左右兩聲道經(jīng)l2和l3濾波，這里電感起到了濾低波的作用。濾波后的音頻信號由雙聯(lián)電位器tw控制音量后，通過電容和電阻的并聯(lián)回路進(jìn)一步濾低波。經(jīng)過前置電路的濾波，音頻信號中的高頻部分分左右兩聲道分別進(jìn)入ba1404集成芯片的1和18引腳，在音頻放大器的作用下放大信號，38khz晶體振蕩器用于產(chǎn)生立體聲編碼所需的38khz振蕩信號，該

24、信號經(jīng)二分一分頻后產(chǎn)生19khz的導(dǎo)頻信號從13引腳輸出，放大后的音頻信號經(jīng)立體聲編碼后由集成的第14引腳輸出與19khz的導(dǎo)頻信號在調(diào)制器的作用下混合疊加為立體聲復(fù)合信號，然后將立體聲復(fù)合信號送入12引腳。集成芯片內(nèi)部高頻振蕩器產(chǎn)生高頻載波，將立體聲復(fù)合信號與高頻載波以調(diào)頻的方式進(jìn)行調(diào)制，已調(diào)制的調(diào)頻信號經(jīng)集成芯片內(nèi)部的射頻功率放大器放大后由7引腳輸出。其中高頻振蕩的頻率由10引腳所接的lc并聯(lián)諧振回路決定，通過調(diào)節(jié)雙聯(lián)可調(diào)電容cv可更改本機(jī)的發(fā)射頻率，本次設(shè)計為85108mhz內(nèi)連續(xù)可調(diào)。雙聯(lián)可調(diào)電容一聯(lián)用于更改發(fā)射頻率，另一聯(lián)用于控制7引腳的lc諧振回路與本振變化保持同步以獲得最大的射頻

25、發(fā)射功率。高頻功率放大電路將7引腳輸出的射頻信號作進(jìn)一步功率放大使調(diào)頻發(fā)射機(jī)的發(fā)射距離更遠(yuǎn)，放大后的射頻信號由c23耦合到麥克風(fēng)，利用麥克分做發(fā)射天線將調(diào)頻信號向空中發(fā)射。3.3系統(tǒng)安裝和調(diào)試3.3.1 pcb板圖設(shè)計按照系統(tǒng)電路原理圖設(shè)計pcb板圖，我在這里使用的是altium designer summer 軟件，該軟件不僅可以畫系統(tǒng)電路原理圖還可以繪制pcb板圖。在繪制pcb板圖時應(yīng)注意元器件正負(fù)極標(biāo)示正確，排版整齊，線路清晰。圖7為調(diào)頻信號發(fā)射機(jī)pcb板圖。 圖7 調(diào)頻發(fā)射機(jī)pcb板圖使用pcb板制作調(diào)頻發(fā)射機(jī)具有以下幾個優(yōu)點： pcb板操作簡單，元器件標(biāo)示容易，線路清晰不容易出錯；p

26、cb板焊接電路簡單，只要保證元器件焊接正確就不會出現(xiàn)錯誤；調(diào)頻發(fā)射機(jī)發(fā)射的是高頻信號，對抗干擾性要求高，pcb板分級屏蔽信號，抗干擾能力強(qiáng)，在外界環(huán)境理想的情況下能發(fā)射穩(wěn)定頻率的高頻信號，能夠滿足設(shè)計要求。3.3.2系統(tǒng)安裝pcb板圖設(shè)計完成后由工廠加工制成成品板，我只需要將元器件正確焊在pcb板上即可。在焊接時應(yīng)注意以下幾點：注意安全，將電烙鐵固定在人不容易觸碰的地方；焊接時注意led、電容的方向；在焊接ba1404集成芯片時，加一個18p的底座，避免直接將集成芯片焊接在pcb板上，因為直接焊接時集成芯片可能會因為溫度高而燒壞；在焊接四方形雙聯(lián)可調(diào)電容cv時速度要快，每焊一個腳都要對其吹氣并

27、旋轉(zhuǎn)動片，使其盡快冷卻，避免里面的塑料隔片融化而損壞。3.3.3系統(tǒng)調(diào)試3.3.3.1調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題1.led電源指示燈不亮led電源指示燈不亮，說明pcb板電路存在問題，可能出現(xiàn)短路或斷路。仔細(xì)對比系統(tǒng)電路原理圖和pcb板圖后發(fā)現(xiàn)電源和電容c1之間的100歐電阻沒連接，這是在pcb板設(shè)計過程中出現(xiàn)的錯誤，我在pcb板后面加上這個100歐電阻后led電源指示燈亮。2.接收不到調(diào)頻發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號出現(xiàn)這個問題后我的第一個反應(yīng)就是發(fā)射頻率不準(zhǔn)確，沒有和收音機(jī)上的100mhz頻率對上。我用示波器測量發(fā)射信號時，發(fā)現(xiàn)將示波器探頭放在天線上時能模糊聽見調(diào)頻發(fā)射機(jī)發(fā)射的語音信號。然后我就在天線和地線

28、之間連上一個電阻，經(jīng)過反復(fù)試驗，當(dāng)把50歐電阻接在它們之間時聽到的語音信號最清晰。因為電感和電阻并聯(lián)后接地時可以起到濾波的作用。3.接收到的語音信號不清晰出現(xiàn)這個問題后，我仔細(xì)分析系統(tǒng)電路原理圖，發(fā)現(xiàn)與7引腳所連的lc諧振回路控制調(diào)頻發(fā)射機(jī)的射頻輸出功率，通過調(diào)節(jié)該lc諧振回路中電感的匝距能夠使接收到的語音信號變得清晰。因為改變電感的匝距能夠改變電感量，從而改變射頻信號的輸出功率。3.3.3.2主要參數(shù)測量用手機(jī)收音機(jī)能準(zhǔn)確接收調(diào)頻發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號，證明系統(tǒng)調(diào)試成功完成，調(diào)頻發(fā)射機(jī)制作成功。用萬用表和示波器對此次設(shè)計的調(diào)頻信號發(fā)射機(jī)各參數(shù)進(jìn)行驗證。各參數(shù)驗證結(jié)果如下所示：1.ba1404集成芯

29、片工作電壓用萬用表測量ba1404集成芯片的實際工作電壓，將萬用表的紅表筆接在集成芯片的15引腳，黑表筆接地，萬用表上顯示數(shù)字1.61，即ba1404集成芯片的實際工作電壓為1.61v。2.38khz晶體振蕩器產(chǎn)生的振蕩信號38khz晶體振蕩器產(chǎn)生的振蕩信號經(jīng)集成芯片5引腳輸出，用示波器測5引腳的波形如圖8所示。圖8 38khz振蕩信號3.導(dǎo)頻信號19khz的導(dǎo)頻信號從集成芯片的13引腳輸出，用示波器測13引腳的波形如圖9所示。圖9 導(dǎo)頻信號4.調(diào)頻信號調(diào)頻信號通過天線向空中發(fā)射，所以用示波器探頭測天線信號的頻率。因為本次設(shè)計要求發(fā)射機(jī)發(fā)射100mhz的高頻信號，通過調(diào)節(jié)雙聯(lián)可調(diào)電容cv使示波

30、器上顯示100mhz頻率，如圖10所示。圖10 調(diào)頻信號第四章 調(diào)頻信號接收機(jī)的設(shè)計4. 1系統(tǒng)設(shè)計調(diào)頻信號接收機(jī)是一種將無線電信號轉(zhuǎn)化為音頻信號輸出的裝置，它和調(diào)頻信號發(fā)射機(jī)一起組成一對最簡單實用的通信工具，例如我們身邊使用十分廣泛的調(diào)頻對講機(jī)。調(diào)頻信號接收機(jī)的應(yīng)用十分廣泛，在二十世紀(jì)五六十年代，它極大地豐富了人們的業(yè)余生活，人們還可以通過它了解外界信息。就是在今天，它也沒有因為高科技通信設(shè)備的問世而被人們遺忘，仍然被廣泛應(yīng)用于民生、商業(yè)、軍事和天文等各個領(lǐng)域。4.1.1設(shè)計方案本次調(diào)頻信號接收機(jī)的設(shè)計要求能連續(xù)接收88108mhz的調(diào)頻信號，因此我選擇集成芯片cxa1238m集成芯片作為本

31、次設(shè)計的核心元器件。通過調(diào)節(jié)雙聯(lián)可調(diào)電容cv的值來改變fm高頻放大調(diào)諧回路的振蕩頻率，從而選定接收信號的頻率。整個系統(tǒng)電路原理圖主要由高頻放大電路、cxa1238m基本電路、cxa1238m內(nèi)部電路和低頻放大電路組成。其工作原理為天線感應(yīng)信號經(jīng)高頻放大電路放大后，在集成芯片cxa1238m中完成立體聲解調(diào)、解碼，解碼后的左右聲道信號經(jīng)低頻率放大電路放大后由耳機(jī)播放出來。4.1.2系統(tǒng)框圖調(diào)頻接收機(jī)的系統(tǒng)框圖如圖11所示，從系統(tǒng)框圖上可以直觀的看出從天線感應(yīng)信號到耳機(jī)播放的整個過程。其中差頻頻、本機(jī)振蕩、中頻放大、鑒頻、解調(diào)、解碼是在集成芯片cxa1238m中完成的。圖11 調(diào)頻接收機(jī)系統(tǒng)框圖從

32、天線上感應(yīng)的調(diào)頻信號是很微弱的，這就需要高頻放大電路將信號放大再輸入cxa1238m中。在fm前置放大電路中差頻后輸出固定的10.7mhz的中頻信號，差頻后產(chǎn)生的fm中頻信號經(jīng)10.7mhz陶瓷濾波器濾波后進(jìn)入中頻放大電路和鑒頻電路。在集成芯片內(nèi)部完成立體聲復(fù)合信號的解調(diào)、解碼，然后輸出左、右聲道信號。在低頻功率放大器的作用下放大音頻信號功率由耳機(jī)播放出來。4.1.3系統(tǒng)組成4.1.3.1集成芯片cxa1238m集成芯片cxa1238m是一個高度集成的芯片，集調(diào)幅、調(diào)頻立體聲解調(diào)于一體的多功能芯片，由日本索尼公司設(shè)計生產(chǎn)。它的結(jié)構(gòu)簡單，大大地方便了設(shè)計和工藝制造。并且它的外圍電路簡單，所使用的

33、元器件很少，節(jié)約了設(shè)計成本。cxa1238m耗電小，工作電壓范圍廣，在210v內(nèi)均能正常工作，本次設(shè)計所使用的電源電壓為3v。下圖12為cxa1238m芯片的結(jié)構(gòu)框圖。圖12 cxa1238m集成芯片結(jié)構(gòu)框圖從上圖可以看出集成芯片cxa1238m具有30個引腳，每一個引腳都有其各自的功能和作用，在設(shè)計整個電路原理圖時將所有引腳正確接入電路中就可以完整實現(xiàn)該芯片的功能。下表3列出了集成芯片cxa1238m所有引腳以及功能。表3 cxa1238m集成芯片引腳功能4.1.3.2高頻放大電路調(diào)頻信號接收機(jī)從天線上感應(yīng)的調(diào)頻信號是很微弱的，只有微伏級大小，要想將發(fā)射機(jī)發(fā)射的調(diào)頻信號還原出來，就需要將這個

34、信號放大，這就需要用高頻放大電路來完成 曾興雯，劉乃安，陳健.高頻電路原理與分析m西安電子科技大學(xué)出版社，2006:66.。下圖13就是本次設(shè)計中的高頻放大電路。圖13 高頻放大電路4.1.3.3 cxa1238m基本電路cxa1238m集成芯片的主要作用是對高頻信號進(jìn)行處理，直至解碼出左、右聲道信號。為了實現(xiàn)這些功能，cxa1238m集成芯片還需要外圍基本電路的支持。下圖14為cxa1238m集成芯片外圍基本電路。圖14 cxa1238m基本電路其中20引腳外接fm高頻放大調(diào)諧回路，作用是通過調(diào)節(jié)雙聯(lián)可調(diào)電容來改變調(diào)諧回路自身的振蕩頻率，當(dāng)振蕩頻率與某個調(diào)頻發(fā)射機(jī)的射頻頻率相同時，即可選中該

35、頻率的無線信號，從而選擇調(diào)頻接收機(jī)的接收頻率。22引腳外接fm本機(jī)振蕩調(diào)諧回路，調(diào)諧回路產(chǎn)生的本機(jī)振蕩頻率與從天線接收的信號進(jìn)行差頻，輸出固定的10.7mhz的中頻信號。2引腳和3引腳之間的外接電容c16作為低通濾波器。13引腳外接10.7mhz的中頻陶瓷濾波器，起到濾波的作用，使中頻信號穩(wěn)定的輸入。26引腳外接fm陶瓷鑒頻器，其中心頻率為10.7mhz 李杰. 測繪工程中無線語音及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計d.天津：天津大學(xué)，2007.，其作用是省去了調(diào)整中放電路的步驟，使接收機(jī)的性能最優(yōu)。4.1.3.3 cxa1238m內(nèi)部電路經(jīng)高頻放大電路放大后的調(diào)頻信號由18引腳輸入，經(jīng)過芯片內(nèi)部的fm前置放大

36、電路差頻后輸出固定的10.7mhz中頻信號，并從16引腳輸出。輸出的fm中頻信號經(jīng)10.7mhz的中頻陶瓷濾波器y2濾波后，進(jìn)入13引腳的fm中頻放大電路和鑒頻電路。中頻放大電路由中頻變壓器諧振回路和中頻陶瓷濾波器組成。中頻放大電路決定了收音電路的靈敏度和選擇性，當(dāng)中頻變壓器的諧振在10.7 mhz頻率時，收音電路的性能最好。而26引腳外接的fm陶瓷鑒頻器，其中心頻率正好為為10.7 mhz，這樣就省去了調(diào)整中放電路的步驟。鑒頻電路的作用是從中頻信號中取出調(diào)制信號。agc即自動增益控制電路，其作用是保持接收機(jī)的輸出頻率基本不變。afc即自動頻率控制電路，其作用是維持電子設(shè)備的工作頻率穩(wěn)定 王獻(xiàn)

37、中.電子整機(jī)原理彩色電視機(jī)（第2版）m.電子工業(yè)出版社，2004.。在cxa1238m集成芯片中的作用是維持22引腳的fm本機(jī)振蕩頻率穩(wěn)定。經(jīng)鑒頻電路檢波后的立體聲復(fù)合信號由集成芯片內(nèi)部直流放大器放大、濾波后經(jīng)過9引腳的agc/afc產(chǎn)生afc電壓，afc電壓由與10引腳相連的負(fù)載r5反饋給23引腳，以達(dá)到維持fm本機(jī)振蕩頻率穩(wěn)定的作用。在cxa1238m集成芯片結(jié)構(gòu)框圖中，由vco(壓控振蕩器)、分頻器和鑒相器1組成鎖相環(huán)路。鎖相環(huán)的基本原理是利用相位誤差去消除頻率誤差，從而實現(xiàn)無頻率誤差的頻率跟蹤和相位跟蹤 石強(qiáng).一種改進(jìn)式數(shù)字頻率合成器的設(shè)計與仿真j.系統(tǒng)仿真技術(shù)，2009.。在此次設(shè)計

38、中，鎖相環(huán)路的作用是捕獲、跟蹤導(dǎo)頻信號。其工作原理為壓控振蕩器產(chǎn)生76khz頻率的振蕩信號，該信號經(jīng)二分一分頻后產(chǎn)生38khz的信號，該信號作為立體聲解調(diào)開關(guān)控制信號。一次分頻后產(chǎn)生的信號再經(jīng)二分一分頻后產(chǎn)生19khz的信號，并且將其相位移動90度后，與導(dǎo)頻信號進(jìn)行相位比較，它們之間的相位差輸出一個誤差電壓，由1引腳和29引腳之間的低通濾波器濾除高頻部分后，用來調(diào)節(jié)vco產(chǎn)生的振蕩頻率和相位，直至捕獲、跟蹤到導(dǎo)頻信號。鑒相器2的作用是檢出單/立體聲開關(guān)控制信號，即38khz的振蕩信號。立體聲解碼器是一個環(huán)形檢波器，正向波形檢波輸出左聲道信號，負(fù)向波形檢波輸出右聲道信號，并且led指示燈亮。解碼

39、出的左、右聲道信號經(jīng)立體聲解碼放大后分別由6引腳和5引腳輸出。4.1.3.4 低頻功率放大電路從集成芯片cxa1238m中輸出的左、右聲道信號一般都很小，所以需要在音頻輸出端加一個低頻功率放大電路。在本次設(shè)計中使用tda7050t集成芯片作為低頻功率放大器，實現(xiàn)小信號的大功率輸出，從而將音頻信號通過耳機(jī)播放出來。下圖15為tda7050t基本電路。圖15 tda7050t基本電路4.2系統(tǒng)電路原理圖及工作原理4.2.1系統(tǒng)電路原理圖圖16 系統(tǒng)電路原理圖4.2.1系統(tǒng)電路原理圖 從天線感應(yīng)的微弱信號經(jīng)高頻放大電路放大后，從集成芯片cxa1238m的18引腳輸入，經(jīng)芯片內(nèi)部的fm前置放大電路差頻

40、后輸出固定的10.7mhz中頻信號，并從16引腳輸出。輸出的fm中頻信號經(jīng)10.7mhz中頻陶瓷濾波器y2濾波后，進(jìn)入13引腳的fm中頻放大電路和鑒頻電路。中頻放大電路的作用是使收音電路的靈敏度和選擇性最好。 經(jīng)鑒頻電路檢波后的立體聲復(fù)合信號由集成芯片內(nèi)部直流放大器放大、濾波后經(jīng)過9引腳的agc/afc產(chǎn)生afc電壓，afc電壓由與10引腳相連的負(fù)載r5反饋給23引腳，以達(dá)到維持fm本機(jī)振蕩頻率穩(wěn)定的作用。立體聲復(fù)合信號經(jīng)立體聲解調(diào)器解調(diào)出立體聲主信號、上下雙邊帶信號和19khz的導(dǎo)頻信號。將左聲道信號設(shè)為l、右聲道信號設(shè)為r，則立體聲主信號為l+r。將l-r信號調(diào)制于38khz的副載波上，將

41、調(diào)制后的38khz已調(diào)波通過平衡器讓38khz的負(fù)載波抑制掉，僅留下38khz已調(diào)波的上下雙邊帶分量。19khz導(dǎo)頻信號的作用是再生抑制了的38khz副載波信號，這樣才能正確解調(diào)出l-r信號。下面具體講解了集成芯片cxa1238m是如何解碼出左、右聲道信號的。由vco(壓控振蕩器)、分頻器和鑒相器1組成鎖相環(huán)路。鎖相環(huán)路的作用是捕獲、跟蹤導(dǎo)頻信號。鑒相器2的作用是檢出單/立體聲開關(guān)控制信號，即38khz的振蕩信號 李杰. 測繪工程中無線語音及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計d.天津：天津大學(xué)，2007.致 謝四年的大學(xué)時光轉(zhuǎn)眼即逝，首先十分感謝我的母校合肥學(xué)院對我的教誨，在我四年的大學(xué)學(xué)習(xí)、生活中給予了很多的

42、幫助，對我的成長起到了十分重要的作用。我也十分感謝在我大學(xué)四年期間曾教育過我的所有老師，他們不僅傳授了我知識，還教會了我做人的道理。大學(xué)四年的學(xué)習(xí)隨著畢業(yè)設(shè)計的，我非常感謝我的論文指導(dǎo)老師胡敏老師在我畢業(yè)設(shè)計過程中給予的幫助和指導(dǎo)。我也感謝參考文獻(xiàn)的作者在我畢業(yè)設(shè)計過程中給予的指導(dǎo)，同時我也感謝我的同學(xué)在我畢業(yè)設(shè)計過程中給予的幫助。 孫晶民 2015年5月于合肥學(xué)院 附 錄附錄一：調(diào)頻發(fā)射機(jī)實物圖附錄二:調(diào)頻發(fā)射機(jī)的實物圖。當(dāng)二次分頻產(chǎn)生的19khz信號與導(dǎo)頻信號的頻率、相位相同時，正電壓輸出最大，經(jīng)2引腳和3引腳的導(dǎo)頻檢波濾波器濾波和直流放大器放大后打開單/立體聲開關(guān)。環(huán)形檢波器正向波形檢波

43、輸出左聲道信號，負(fù)向波形檢波輸出右聲道信號，并且led指示燈亮。解碼后的左、右聲道信號經(jīng)立體聲解碼放大后分別由6引腳和5引腳輸出。從集成芯片cxa1238m中輸出的左、右聲道信號通過雙聯(lián)電位器tw控制音量后進(jìn)入集成芯片tda7050t中，在tda7050t中完成功率放大，實現(xiàn)小信號的大功率輸出，從而將音頻信號通過耳機(jī)播放出來。4.3系統(tǒng)安裝和調(diào)試4.3.1 pcb板圖設(shè)計按照系統(tǒng)電路原理圖設(shè)計pcb板圖，我在這里使用的依然是altium designer summer 軟件。調(diào)頻信號接收機(jī)pcb板圖如圖17所示。圖17 調(diào)頻接收機(jī)pcb板圖4.3.2系統(tǒng)安裝pcb板圖設(shè)計完成后由工廠加工制成成

44、品板，我只需要將元器件正確焊在pcb板上即可。在焊接時應(yīng)注意以下幾點：注意安全，將電烙鐵固定在人不容易觸碰的地方；焊接時注意led、電容的方向；在焊接ba1404集成芯片時，加一個18p的底座，避免直接將集成芯片焊接在pcb板上，因為直接焊接時集成芯片可能會因為溫度高而燒壞；在焊接四方形雙聯(lián)可調(diào)電容cv時速度要快，每焊一個腳都要對其吹氣并旋轉(zhuǎn)動片，使其盡快冷卻，避免里面的塑料隔片融化而損壞。4.3.3系統(tǒng)調(diào)試有了調(diào)頻接收機(jī)pcb板設(shè)計及安裝的經(jīng)驗后，在此次調(diào)試過程中只出現(xiàn)了一個問題，即耳機(jī)有一個聲道沒有聲音。仔細(xì)檢查系統(tǒng)電路原理圖后發(fā)現(xiàn)有一個聲道沒接地，我用雙聯(lián)電位器中間的橫貼片將左右兩聲道的地相連起來后兩聲道都有聲音。通過調(diào)節(jié)雙聯(lián)可調(diào)電容來選定接收信號的頻率，在此過程中能夠準(zhǔn)確接收好幾個廣播電臺的調(diào)頻信號，并且能夠接收調(diào)頻信號發(fā)射機(jī)發(fā)射的100mhz的調(diào)頻信號。第五章 總 結(jié)通過調(diào)頻信號發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的設(shè)計，讓我徹底掌握了它們的工作原理、性能和使用方法。調(diào)頻信號發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間是通過無線電波來傳輸信號的，它們不需要任何輔助設(shè)備就可以直接通信，