1、湖北師范學(xué)院文理學(xué)院信息工程系2010級電子信息工程專業(yè)綜合課程設(shè)計（一）文理學(xué)院綜合課程設(shè)計（一）Integrated Curriculum Design（1）1無線調(diào)頻發(fā)射器的設(shè)計1 設(shè)計目的1. 熟悉仿真軟件的操作步驟，電路圖的分析方法及調(diào)頻發(fā)射器的工作流程。2. 掌握無線調(diào)頻發(fā)射器的工作原理。3. 了解各器件參數(shù)的計算及高頻振蕩電路的設(shè)計方法。2 設(shè)計思路1. 首先設(shè)計音頻放大電路，對音頻信號進(jìn)行放大；2. 然后設(shè)計高頻振蕩電路，接受來自放大級的信號；3. 將放大級和振蕩級進(jìn)行合理的組合，設(shè)計出無線調(diào)頻發(fā)射器的整體電路；4. 粗略計算有關(guān)參數(shù)。3 設(shè)計過程3.1方案論證根據(jù)資料得知，調(diào)

2、頻可以分為直接調(diào)頻和間接調(diào)頻，根據(jù)設(shè)計要求，我們選擇直接調(diào)頻方式。直接調(diào)頻一種較為簡單的方法是用三極管直接調(diào)頻。原理是三極管組成共基極超高頻振蕩器，基極與集電極的電壓隨基極輸入的音頻信號變化而變化，從而改變高頻振蕩的頻率，最終實現(xiàn)頻率的調(diào)制。我們將電路設(shè)計為信號輸入部分、音頻放大部分和高頻振蕩調(diào)制部分，聲音信號經(jīng)過microphone轉(zhuǎn)換成電信號，并經(jīng)過放大級放大后再送至高頻振蕩級，經(jīng)過振蕩級的處理，形成所學(xué)要的FM調(diào)頻信號，并經(jīng)過天線發(fā)送出去。 結(jié)構(gòu)框圖如圖1：圖123.2電路設(shè)計音頻放大電路如圖2所示圖2信號源由microphone擔(dān)任，它拾取周圍環(huán)境聲波信號后即輸出相應(yīng)電信號，經(jīng) C1輸

3、入到晶體管Q1，Q1擔(dān)任音頻放大器，對音頻信號進(jìn)行放大。3高頻振蕩電路如圖3所示圖3音頻放大電路對音頻信號進(jìn)行放大后經(jīng)C2送至Q2的基極進(jìn)行頻率調(diào)制。Q2 組成共基極高頻振蕩器，基極與集電極的電壓隨基級輸入的音頻信號變化而變化，從而改變高頻振蕩的頻率，最終實現(xiàn)頻率的調(diào)制。4無線調(diào)頻電路的整體電路圖如圖4所示圖4音頻放大器由射極晶體管Q1擔(dān)任，增益約20至50，將放大的訊號送往振蕩級的基極，振蕩級Q2工作于約88MHz的頻率，此頻率由振蕩線圈（共5圈）和47pF電容器C4調(diào)整的，該頻率也決定于晶體管Q2、18pF可調(diào)電容器C5及少數(shù)偏壓元件，例如470射極電阻R5和22K基極電阻R5。電源接通時

4、，1nF的基極電容器C3通過22K電阻R4逐漸充電，而18pF可調(diào)電容器C5則經(jīng)振蕩線圈的470電阻R5充電，使之更加之快，47pF電容C4也充電（其兩端雖僅得小的電壓），線圈產(chǎn)生磁場。基極電壓漸漸上升時，晶體管導(dǎo)通，并有效地將內(nèi)阻并接在18pF可調(diào)電容器C5兩側(cè)。當(dāng)1nF電容C3充電至該極的工作電壓時，就會產(chǎn)生好幾個雜亂的周波。故此，假定在靠近工作電壓之時，基極電壓繼續(xù)上升，18pF電容C5試圖阻止射極電壓的移動，到電容器內(nèi)的能量耗盡及再不阻止射級移動時，基一射極電壓降低，晶體管截止，流人線圈的電流也停止，磁場衰潰。磁場衰潰產(chǎn)生一個相反方向的電壓，集極電壓反過來從原本的2.9V上升至超過3V

5、，并從相反方向向47pF電容C4充電，此電壓也影響對18pF電容C5充電及470射極電阻R5上的電壓 5降，使到晶體管進(jìn)入更深的截止。18pF電容C5充電時，射極電壓下跌，并跌到某一晶體管開始導(dǎo)通，電流流入線圈，與衰潰磁場對抗。線圈上的電壓反轉(zhuǎn)，使集極電壓下降，這個變化通過18pF電容C5傳送到射極上，使晶體管進(jìn)入更深的導(dǎo)通；把18pF電容C5短路，周期再開始重復(fù)。故此，Q2在此形成一個振蕩，產(chǎn)生88MHz的交流信號。總的來說：本電路由信號源、音頻放大電路、高頻振蕩電路等部分組成。信號源由microphone 擔(dān)任，它拾取周圍環(huán)境聲波信號后即輸出相應(yīng)電信號，經(jīng)C1 輸入到晶體管Q1，Q1 擔(dān)任

6、音頻放大器，對音頻信號進(jìn)行放大，放大后的音頻信號經(jīng)1uF電容C2送至Q2的基極進(jìn)行頻率調(diào)制，Q2 組成共基極高頻振蕩器，基極與集電極的電壓隨基級輸入的音頻信號變化而變化，改變振蕩頻率，產(chǎn)生所需的FM信號。4電路仿真與結(jié)果分析4.1電路仿真仿真電路如圖5所示圖564.2結(jié)果分析通過仿真可以看出，電路在仿真條件下基本符合設(shè)計要求，這說明所設(shè)計的硬件電路和程序在理論上符合設(shè)計要求，因此可以進(jìn)行實物搭建與調(diào)試，在實際電路中檢驗電路的工作狀態(tài)是否與設(shè)計要求相符。5設(shè)計體會通過這次課程設(shè)計讓我進(jìn)一步鞏固了模擬電路和通信電子線路的有關(guān)知識，使我對調(diào)頻發(fā)射機(jī)的工作原理有了進(jìn)一步的了解，同時也使我對高頻技術(shù)產(chǎn)生

7、濃厚的興趣，掌握了有關(guān)電路的設(shè)計方法、電路參數(shù)的測試方法等。同時也讓我認(rèn)識到了知識和實踐的重要性。只有牢固掌握了所學(xué)的知識，才能有清晰的思路，知道每一步該怎樣走。才能順利的解決每一個問題。經(jīng)過這次課程設(shè)計，也讓我對前面的路有了更多的信心，因為在這個過程中，我學(xué)到了不少實用的東西，對于一些專業(yè)基礎(chǔ)課有了更深層次的掌握，并且提高了動手能力和獨立分析解決問題的能力。同時，我們明白投機(jī)取巧是不行的，想把一件事情做好，就得花時間去認(rèn)真做。使我發(fā)現(xiàn)其實我們所學(xué)的知識只要加以利用或者結(jié)合一些常識性東西，將會發(fā)揮巨大的威力。比如這次我們所設(shè)計的調(diào)頻發(fā)射機(jī)正是廣播電臺的基礎(chǔ)。由于本次課程設(shè)計是團(tuán)隊合作，所以我們也懂得了團(tuán)隊合作的重要性，合理的分工讓我可以更加順利的完成工作任務(wù)，同時也讓我們能夠在以后的工作中受益匪淺。 參考文獻(xiàn)1高頻電子線路