高频课设总结报告-发射机和接收机剖析.pdf

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FM 发射机与接收机设计








201 4 年 5 月




题目一、单管 FM 发射机
一．设计内容：采用三极管 S9018 设计单管 FM 发射机，发射频率为
88MHz—108MHz 范围内任意频率。
二．设计原理与分析：
（分析下图原理，指出各个器件功能。给出电感 L 的绕制方法）
如图一:(见附录)
: .

上原理图采用三极管直接调频的方法。
通过驻极体话筒将声音信号转换成电压信号，送入由三极管S9018 、
C3和C 、C6、C8和L组成的共基极振荡器，由于三极管的结电容C
b'e b'e
会随着U 变化，从而引起振荡器的振荡频率随之变化，达到直接调
be
频的目的。

（1）麦克风简介： FM 频段的无线麦克风频率都高过 108MHz。
一般要 110-120MHz 之间，所以 FM 电台的信号不会对 FM 段的无线麦
克风造成干扰，不过会受到其它杂波的干扰[1] 。
FM 无线麦克风的优点是：电路结构简单，成本低，利于厂家生产，
缺点是：音质差，频率会随时间/环境温度的变化而变化，经常会出
现接收不良，断讯的情况，受到的干扰大。对着话筒大声叫会出现断
音，使用场合：对使用要求很低，对音质没有多大要求。只要求有声
音的这种情况下就可以选用 FM 无线麦克风了[1] 。

（2）电源电路：此部分包括 3V 的直流电源、C1(104)、C4(104)。
3V 的直流电源为整个电路提供工作电压；
C1 和 C4 为电源滤波电容，滤除电源中的高频杂波分量。
（3）声信号采集电路（输入电路）：此部分包括 MIC、C5(104)、
R1(2K2)。
MIC 是驻极体话筒，其功能为采集外界的声音信号，它的作用
就是当驻极体膜片遇到声波振动时，引起电容两端的电场发生变化， : .
从而产生了随声波变化而变化的交变电压。
R1 是 MIC 驻极话筒的偏置电阻，为 MIC 提供一定的直流偏压。
驻极话筒的输出阻抗值很高，约几十兆欧以上，这样高的阻抗是不能
直接与后级电路相匹配的，所以在话筒内接入一只结型场效应晶体三
极管来进行阻抗变换。因此驻极体话筒需要 R1 提供一定的偏置条件
才能正常工作，实际上就是保证内置场效应管始终处于放大状态。
C5(104)是音频信号耦合电容，将话筒感应输出的声音电信号专递到
下一级。
（4）振荡电路：此部分包括 S9018、C6(10P)、C3(30P)、L 和 C8(39P)、
C2(102)、R2(22K)、C3(30P)和C 、R3(220)。
b'e
下图为高频振荡交流通路：

L 和 C8 整体呈感性，所以构成电容三点式振荡电路。
直流通路： : .

C2(102)是 S9018 的基极滤波电容，一方面滤除高频杂音，另一
方面对 50MHz 以上的高频电路来说，可以让 S9018 的基极电位为 0（接
地），所以 S9018 组成一个共基极高频放大电路，这是最后能形成振
荡的振幅起振条件。
R2 是 S9018 的基极偏置电阻，给三极管提供一定的基极电流，
使其工作在放大区。R3 是 S9018 的发射极电阻，这里起稳定直流工
作点作用，和 C3 还组成了高频信号负载电阻作用，也是整个高频振
荡回路的一部分。
C6 是反馈电容，电路起振的关键元件。对于此共基极高频放大
电路的高频状态，集电极是输出，发射极是输入，集电极的输出信号
通过 C5 加到发射机输入端，产生强烈的正反馈，满足相位起振条件，
综合上面的振幅起振条件就产生振荡了。
④ 谐振网络：此部分包括 L 和 C8(39P)。
谐振频率就是调频话筒的发射频率，根据元件的参数使发射频率 : .
在 88MHz-108MHz 之间，通过调整 L 的数值可以方便地改变发射频率。
C7(30P)是高频信号输出耦合电容，天线的作用是为了让高频信号变
成无线电波幅射到天空中。

（1）根据电路需要，选定绕制方法。间绕式线圈适合在高频和超高
频电路中使用，在圈数少于 3 圈到 5 圈时，可不用骨架，就能具有较
好的特性。
（2）查资料得电感的经验计算公式： L  (k      N 2  S ) / I
0 S
其中：  为真空磁导率;
0
 为线圈内部磁芯的相对磁导率，空心线圈时  =1

S S
N 2 为线圈圈数的平方;
S 为线圈的截面积,单位为平方米;
I 为线圈的长度,单位为米;

k 为系数，取决于线圈的半径（R)与长度( I )的比值。（可以查得）

（3）计算电路中所需要的电感值，根据选取导线的参数和绕制的要
求,可以计算出匝数。
四．功率放大电路设计原理与分析：
三极管采用的是 2N2369，其集电极的最大电流和功耗都比 9018 大。
R4、R3 作为基极偏置电阻，使三极管工作在非线性畸变的甲类状态。
R1、R5 分别为前级输入阻抗和负载阻抗。甲类功率放大器工作时会
产生高热，效率很低，但固有的优点是不存在交越失真。
88MHz: : .
分析：波形无失真
P  U  I == mW
i 有效 有效
P  U  I == mW
0 有效 有效
P
A  10log o dB
=
p P
i

100MHz:
分析：波形无失真
P  U  I == mW
i 有效 有效
P  U  I == mW
0 有效 有效
P
A  10log o dB
=
p P
i

108MHz:
分析：波形无失真
P  U  I == mW
i 有效 有效
P  U  I == mW
0 有效 有效
P
A  10log o dB
=
p P
i
综上可以看出输入信号的频率为 100MHz、88MHz、108MHz 时，波形
都没有失真，但是频率增益有变化。


题目二、FM 接收机 : .
设计内容：采用 TDA7088T 设计 FM 接收机，接收频率范围：88MHz—
108MHz。供电电源电压：9V。
设计原理与分析：
1、TDA7088T 性能与特点
TDA7088T（SC1088）正常工作时的直流特性
测试条件 VP = 3 V；Tamb = 25℃;
符号 参量 最小 典型 最大 单位
VP 电源电压(4脚) 3 5 V
IP 电源电流 (4脚) mA
V1 1脚直流电压 V
V3 3脚直流电压 V
V6,7 6\7脚直流电压 V
V8 8脚直流电压 V
V9,10,13 9\10\13脚直流 V