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模拟电子技术 课 程 设计 论文题目： 多频点调频发射机的设计与制作 专业 ： 09电子专科 小组成员: 朱丙建 200710805078 张甬荣 200710805052 李丹丹 200710805041 指导老师： 王丽 完成时间： 2011年7月1日 多频点调频发射机的设计与制作 【摘要】 以高效功率开关器件MOSFET为核心器件, 使用信号输入、音频放大、载波产生、调频、调频波发射等电路,实现了可预置多个频率点的调频发射机。该调频发射机可以应用于微型电台、远程听课或报告、婴儿、老人监护等。实际测试表明其具有一定的实用性。 【关键词】 高频振荡 多频点 调频电路 载波产生电路 前言 无线电调频发射机是将待传送的音频信号通过一定的方式调制到高频载波信号上, 放大到额定的功率, 然后利用天线以电磁波的方式发射出去, 覆盖一定的范围。随着器件技术的发展, 调频发射机的体积越来越微趋于型化, 工作电压越来越低, 信号覆盖的范围越来越广。本设计主要利用模拟电子技术和通信技术, 设计了工作频率可变的微型调频信号发射机。 一 调频发射机的总体设计方案 微型调频发射机可以分为以下几个模块: 音频信号输入电路、对声音的低频放大电路; 产生高频信号的高频振荡电路、高频信号放大电路; 进行音频信号和高频信号调制的调频激励电路和无线电波输出电路。各模块之间的关系如图1 所示。 图1-1 微型调频发射机方框图 二 调频发射电路的工作原理 2.1 调频电路的理论基础 调频发射电路是将待传送的音频信号通过一定的方式调制到载波信号上, 并放大为额定的功率, 然后利用天线以电磁波的方式发射出去。信号波和高频载波的数学表达式如下: (1) (2) 其中为信号波的最大振幅和为载波信号的最大振幅。载波频率称之为中心频率, 随着频率的变化, 角频率也会发生变化, 因此 (3) 这时的频率变化称之为最大频率偏移。经过调频后的信号称之为被调频波, 可表示为: (4) 被调频波会随信号波而变化, 其瞬间相位为时间积分。因此, 相位角可由下式计算: (5) 则被调频波可表示为: (6) 其中。 2.2 典型的调频发射电路 典型的调频发射电路中, 一般音频输入部分的电路通常是驻极体话筒内的场效应晶体管( FET) 将声音通过话筒前的振膜转换成为阻抗的变化, 从而控制音频放大级晶体管的工作状态。音频放大级晶体管的作用, 增益约20 至50DB, 将放大的信号送往振荡级( RF) 晶体管的基极。 高频振荡电路由振荡线圈L和电容C与振荡级晶体管组成,调频波段的振荡频率一般为87.5～108MHzL和C的控制下高速导通和截止。基极输入放大的音频信号, 经过振荡级晶体管的放大作用, 使音频信号与高频振荡信号完成调制。特定频率的载波信号通过天线发射出去, 可以将信号覆盖一定的范围。范围的大小取决于发射的功率。发射的频率取决于振荡电路的振荡频率。 电路工作时, 随着振荡级晶体管基极电容C逐渐充电电位升高, 其发射极电容C 则经振荡线圈L和电阻R充电, 其充电时间更短; 同时, 其集电极电容C也充电( 其两端虽仅得很小的电压) 。同时线圈L 中产生磁场。振荡级晶体管的基极电压逐渐上升时, 晶体管振荡级晶体管导通, 并有效地将内阻并接在发射极电容两侧。基极电压继续上升, 发射极电容C 试图阻止发射极电位的移动。当电容的能量耗尽, 不再阻止发射极电位的移动时, 基极与发射极之间电压差降低, 晶体管振荡级晶体管截止, 流入线圈的电流也停止, 同时线圈中产生一个反向电压, 集电极电位在瞬间升高, 并以相反方向向集电极电容充电,这时反向电压也同时对发射极电容C充电, 增大了电阻R上的电压降, 使晶体管进入更深的截止状态。随着线圈L上反电势能的消耗, 振荡级晶体管的发射极电位下降, 使振荡级晶体管开始导通, 电流流入线圈使线圈上的电压再次反转, 形成集电极电位下降, 并通过发射极C传送到射极, 使振荡级晶体管饱和导通, 周期再开始重复, 使振荡级晶体管形成振荡, 产