1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。FM調頻發射器一-課程設計報告課程名稱：電子技術課程設計設計題目：FM調頻發射器系別：機電工程系專業班級：商檢#班學生姓名：#學號：#指導老師：設計時間：20101130機電工程系課程設計任務書專業班級學號學生姓名指導教師設計題目FM調頻發射器的設計與制作主要設計內容1、FM調頻發射器的設計與制作2、FM調頻發射器的工作原理及分析3、FM調頻發射器的發展4、總結與體會主要技術指標1、電源電壓VCC2.7V-3.6V2、最大工作電流IC32mA3、FM發射頻率FrFM88.0-108.0MHZ4、最大射頻

2、功率Pmax115dBuV工作計劃1、制作要求自行裝配，并能發現問題和解決問題。2、編寫設計報告寫出設計與制作的全過程，附上有關資料和圖紙。主要參考資料及文獻1童詩白，華成英.模擬電子技術基礎.北京:高等教育出版社,19892莊國臣，等.電磁發射器及應用電工技術雜志，1997，63楊志忠主編.數字電子技術（第三版）.北京：高等教育出版社，2008.4HYPERLINK/files/wx/dzsj/dzsj/index.htm電子世界：1999年第7期No.719995李忠國主編.數字電子技能實訓.北京：人民郵電出版社，20066康華光主編.電子技術基礎.北京：高等教育出版社，1999.7郝文玲

3、主編.電工技術.鄭州：河南科技出版社，2009.8網上收索：目錄1、選題的意義32、FM調頻發射器的設計42.1、設計的目的和任務42.2、參數的選擇43、FM調頻發射器的工作原理及分析53.1、FM調頻發射器的工作原理53.2、元器件的選用63.3、FM調頻發射器的制作64、信號發射器的發展115、總結與體會13參考文獻13課程設計綜合成績評定表141、選題的意義FM調頻發射器是一種在短距離使用FM廣播進行調頻發射，讓所有在有效距離內的FM接收設備能夠在指定頻段內，接受到發射器所發射的信號，該發射器做為短距離的音頻信號共享設備。FM調頻發射器外形時尚，多顏色可選，體積小巧，四頻段可調，具有超

4、強調頻信號發射以及超強抗干擾能力，確保原聲發射。FM調頻發射器具有微調功能，頻段設定一致后，也可對發射效果進行微調，確保音質完美,FM調頻發射器可以超遠距離發射接收，保守12米距離，便捷移動使用,超長時間電量使用，FM調頻發射器使用2節七號電池，連續使用20小時另外，FM調頻發射器還有一個3.5毫米標準耳機插頭，可與多種音頻設備連接（MP3/PDA/CD/DV/移動DVD/筆記本電腦等）與任何FM調頻接收系統，無線連接-車載FM廣播系統/家庭音響FM廣播系統/個人、學校、行業等FM調頻接收設備。FM調頻發射器將音源所播放的音頻文件信號，在這些FM調頻設備上進行完美接收播放。無線廣播，相信大家都

5、不會陌生，只要用臺小小接收機就能耳聽八方、縱橫全球。家里的電視機、收音機，車里的汽車收音機，校園里的語音無線耳機等都是無線廣播的接收機，大家天天在用。圖1所示為我們常用的收音機。圖1常用收音機2、FM調頻發射器設計2.1、設計的目的和任務1.目的：（1）了解FM調頻發射器的發射過程（2）了解FM調頻發射器的應用（3）了解調制、調幅、調頻、調諧、解調、電諧振在電磁波發射、接收過程中的作用（4）通過電磁波的產生、發射、接收過程及基本電路的簡單分析，領會無線電波在現實生活中、生產中的作用2.任務：（1）分析無線電波的工作原理并畫出其相應的電路圖（2）設計要求及參數的選擇（3）設計要求（4）畫出電路原

6、理圖（或電路仿真圖）（5）元器件及參數選擇（6）電路仿真及測試2.2參數的選擇：（1）電源電壓VCC2.7V-3.6V（2）最大工作電流IC32mA（3）FM發射頻率FrFM88.0-108.0MHZ（4）最大射頻功率Pmax115dBuV（5）立體聲分離度Ss35dB（6）負載頻抑制SCR50dB（7）濾波器-3dB低端Af125HZ（8）濾波器-3dB高端AFH16KHZ（9）調制頻偏FM68.25KHZ（10）音頻相應平坦度RF（30HZ-15KHZ）1.5Db（11）輸入阻抗Ri56kOhm（12）音頻輸入幅值Vain350mVp-p3、FM調頻發射器的工作原理及分析3.1、FM調頻發

7、射器的工作原理圖3-1電路原理圖工作原理：如圖3-1中，Q1是共發射極變壓器耦合振蕩電路：負載是變壓器T的初級線圈，集電極輸出信號經T耦合后，由次級C1送給基極，構成正反饋，起振。基極同時送入低頻調制信號，對產生的高頻振蕩進行幅度調制。Q2是緩沖放大級，Q1的輸出井C3耦合到Q2的（圖中右邊的“Q1”）基極，L1是Q2的負載電感；并經C4/L2串聯諧振電路送到天線發射。R2接地，也就是零偏置，由于輸入信號幅度較大，且是以C4/L2諧振回路來選頻的，所以不怕失真，這樣效率較高。T、L1和9V處應該有一個連接點，這個電路由于基極沒有偏置電流，電路都工作在丙類放大。T的初、次級間相位是相反的，就是Q

8、1集電極電流增加時T的初級感生電動勢右正左負，次級產生左正右負的感生電動勢，對C1的充電電流加大，當集電極電流減小時與上述情況相反。頻率由C的容量、T的電感決定。發射功率現在這些參數不能決定，電壓知道，關鍵是電流不知道，電流（交流電流）由Q2（后邊三極管應該是Q2）的電流、基極的驅動、L1的阻抗決定。3.2、元器件的選用電路有關參數的名稱所選參數的大小電阻1K、3.3K、47K、4.7K、4.3K51K、6.8K、20K電解電容1F、10F普通電容2000PF、1F、40PF、20PF、12PF、68PF三極管9014一個、9018兩個電感線圈0.47mm&6T三個發射天線一根直流電源供電（直

9、穩）3.7V3.3、FM調頻發射器的制作聲音清晰不跑頻，調制在96MHZ附近，有障礙發射范圍大概在90米左右。使用一條36CM軟線做發射天線。電路改進:可調頻改進，改換振蕩單元的振蕩參數可以實現頻率的調制。古人采用烽火臺、鴿子、驛站、郵差等作為傳遞信息的方式。而現在的我們采用廣播、電視、電話、手機、互聯網等作為傳遞信息的方式?，F在的傳遞方式有有線和無線之分。無線主要依靠電磁波，在無線電技術中使用的電波成為無線電波。無線電波要想有效地向外界放射信號，振蕩電路必須具有足夠高的振蕩頻率，因為頻率越高發射電磁波的本領越大；振蕩電路的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間，只有這樣才能有效的把電磁能（電磁波

10、）傳播出去；要滿足這兩個條件就必須把振蕩電路改裝成開放電路。如圖所示：觀察一下其磁場的變化。圖3-2a圖3-2b圖3-2c圖3-2d圖3-2發射高頻率的電磁波圖3-2a中電路的極板傾斜，張口變大，便于把電磁能輻射出去；線圈的匝數變少，其自感系數變小，便于放射高頻率的電磁波。圖3-2c中電容極板間的距離增大，正對面積減少，線圈匝數進一步減少，便于發射高頻率的電磁波，圖3-2d中電容器極板間的距離進一步增大正對面積減少至為零，線圈匝數為零，以便能發射更高頻率的電磁波。那么，實際中的電磁波是如何發送電磁波呢？如圖3-3所示：圖3-3線圈發射原理圖3-4電磁波發射電路電磁波發射電路如圖3-4所示，在實

11、際應用中常把開放電路的下端根地連接，跟地連接的導線叫做地線。線圈上部接到比較高的導線上，這條導線叫做天線，天線和地線形成了一個敞開的電容器，電磁波就是這樣的開放電路發射出去的。電視發射塔要建的很高，是為了使電磁波發射的較遠，實際發射無線電波的裝置中還需要在開放電路旁加一個振蕩電路與之耦合。如上圖所示，振蕩器電路產生的高頻率振蕩電流通過L的自感產生的自感電動勢，同時產生自感電流，振蕩電流在開放電路中激發出電磁波，向四周發射。發射電磁波是為了利用它傳遞某種信號。要想使電磁波傳得遠，就必須使用高頻率的電磁波。但我們要傳遞的信卻是一些低頻信號，如：聲音信號頻率，只有幾百至幾千赫茲。圖像信號頻率也不過上

12、萬赫茲，不可能把它們直接發送出去，這就要求發送的電磁波隨信號而改變。調幅：使高頻振蕩電流振幅隨信號的強弱而改變調頻：使高頻振蕩電流的頻率隨調制信號的強弱而改變調制：低頻信號疊加在高頻振蕩電流上這就是調制，調制后的振蕩電流通過互感作用經開放電路向外發射出電磁波。電磁波在空中傳播時，如果遇到導體會使導體產生感應電流，感應電流的頻率跟激起它的電磁波的頻率相同。因此利用放在電磁波傳播空間就可以接收到電磁波了。如圖3-5所示為發射系統控制回路。電源儲能元件開關控制線圈觸發裝置檢測裝置圖3-5發射系統控制回路說到接收距離和接收機靈敏度、傳播環境、天線高度，天線增益有關，籠統說也就是理想距離，實際距離還有較

13、大差別。使用可變電容調諧，更均勻細致，天線和檢波的抽頭使回路達到匹配。如圖：圖3-6可變電容調諧電路1）高頻三極管V1和電容C3、C5、C6組成一個電容三點式的振蕩器2）C4、L組成一個諧振器：諧振頻率就是調頻話筒的發射頻率，根據圖中元件的參數發射頻率可以在88108MHZ之間，正好覆蓋調頻收音機的接收頻率，通過調整L的數值（拉伸或者壓縮線圈L）可以方便地改變發射頻率，避開調頻電臺。發射信號通過C4耦合到天線上再發射出去。3）R4是V1的基極偏置電阻，給三極管提供一定的基極電流，使V1工作在放大區。4）R5是直流反饋電阻，起到穩定三極管工作點的作用。5）話筒MIC采集外界的聲音信號。6）電阻R

14、3為MIC提供一定的直流偏壓，R3的阻值越大，話筒采集聲音的靈敏度越弱，電阻越小話筒的靈敏度越高。7）話筒采集到的交流聲音信號通過C2耦合和R2匹配后送到三極管的基極。8）電路中D1和D2兩個二極管反向并聯，主要起一個雙向限幅的功能，二極管的導通電壓只有0.7V，如果信號電壓超過0.7V就會被二極管導通分流，這樣可以確保聲音信號的幅度可以限制在正負0.7V之間，過強的聲音信號會使三極管過調制，產生聲音失真甚至無法正常工作。9）CK是外部信號輸出插座，可以將電視機耳機插座或者隨身聽耳機插座等外部聲音信號源通過專用的連接線引入調頻發射機，外部聲音信號通過R1衰減和D1、D2限幅后送到三極管基極進行

15、頻率調制。10）電路中發光二極管D3用來指示工作狀態，當調頻話筒得電工作時就會點亮，R6是發光二極管的限流電阻。C8、C9是電源濾波電容，因為大電容一般采用卷繞工藝制作的，所以等效電感比較大，并聯一個小電容C8可以使電源的高頻內阻。11）電路中K1和K2是一個開關，它有三個不同的位置，撥到最左邊時斷開電源，最右邊是K1、K2接通做調頻話筒使用，中間位置是K1接通,K2斷開，做無線轉發器使用，因為做無線轉發器使用是話筒不起作用，但是話筒會消耗一定的靜態電流，所以斷開K2可以降低耗電、延長電池的壽命。圖3-7電路實物圖通過改變三極管的基極和發射極之間電容來實現調頻的，當聲音電壓信號加到三極管的基極

16、上時，三極管的基極和發射極之間電容會隨著聲音電壓信號大小發生同步的變化，同時使三極管的發射頻率發生變化，實現頻率調制。注(pcb圖中的折線部分是內制天線,該設計完成后就不需要在搭配天線了.簡單調試后就可以工作了!若覺發射距離不理想可適當增大電源電壓.該電路中的9018可以承受12V以內的電壓;還可以在電路中在加一級調制放大,也能有效的增加發射距離!接受機可用調頻收音機代替!)圖3-7是一種FM調頻發射機的PCB圖。其載頻fc=88108MHz，輸入調制信號頻率為50Hz15kHz，最大頻偏為75kHz。由圖可知，調頻方式為間接調頻。由高穩定度晶體振蕩器產生fc1=200kHz的初始載波信號送入

17、調相器，由經預加重和積分的調制信號對其調相。調相輸出的最大頻偏為25Hz，調制指數mf0.5。4、信號發射器的發展其實“無電源收音機”已經有了很悠久的歷史。最早叫礦石收音機（使用鉛鋅礦石檢波），雖然它十分簡陋，但在無線電的發展歷史上占有一席之地，就是現在也仍然是青少年無線電愛好者的入門途徑，在培養興趣，熟悉基本原理，鍛煉制作技巧等方面有無可取代的優越性。無電源收音機不是不消耗電能，而是不需配備電源。它工作消耗的電能也來源于天線，天線的優劣決定了接收效果。良好的室外天線，采用銅或銅絞線，從強度考慮直徑應大于4mm，高出屋頂10米，倒L時水平長度20米，二端用瓷絕緣子，引下線和墻窗有良好絕緣，本地

18、臺功率強，距離近時天線可以簡化，同時也要有良好的地線，導線要粗，接地電阻要小，深埋達到冬天凍土層以下。所有導線的接頭最好錫焊。類似的無電源收音機，還有采用地電池的，就是用鐵銅或鋁銅，鋅炭電極，相距10厘米埋入地下，引線也用同種金屬，如果做得好，測得的空載電壓大于1.8V。無源收音機所用元器件為了盡量減少損耗，應該有所選擇。用于繞制線圈的銅線要盡量用粗線（或多股合線）；各種支持物骨架使用有機玻璃；電容要用高頻瓷片；電解用鉭質；耳機用高阻抗式；可變電容用空氣式；凡是二極管均用鍺2AP3、2AP9；三極管選用PNP高頻管3AG14或3AG80E等。制作工藝的要點是使用環氧或有機玻璃安裝板，連線爭取盡

19、量短和粗，必須錫焊等。以上文字和電路為我們展示了無源收音機的發展軌跡。隨著數字技術的發展，聲音技術也開始由模擬方式向數字方式過度，出現了數字調幅、數字調頻、DAB等數字聲音廣播技術。下面我就粗略的說一下數字信號發射電路：調頻發射機由激勵器、功放、濾波器、定向耦合器、電源分配系統、控制系統、制冷系統構成；激勵器采用進口的30W調頻立體聲激勵器，根據用戶要求可以采用1個或2個激勵器，采用2臺激勵器時可以構成一主一備形式，以提高發射機的穩定可靠性。激勵器輸出直接驅動發射機的功率放大器。功率放大器由多個最大輸出功率700W的功放模塊組成，通過合適的功率分配和功率合成、實現大功率輸出。調頻5KW發射機的

20、功率放大器由1個10分配器、10個功放模塊、1個10合成器組成；每兩個功放模塊構成一個熱插拔功放單元。濾波器采用低通形式的濾波器，對發射機的高次諧波、雜散發射進行濾波；定向耦合器耦合出正向功率和反向功率送到中央控制單元，進行檢波、放大，向激勵器送出相應的AGC電壓或負載大駐波保護控制信號?？刂葡到y對整臺發射機的各部件的工作狀態進行采集和監控，對采集的數據進行處理后，根據各部件的工作狀態對發射機的工作進行適當的調整；同時控制系統接受外界的控制命令控制發射機工作。電源分配系統對輸入的交流電源經合理變換和分配，為發射機的各個部分提供合適的電源。發射機主要采用強迫風冷形式，整個制冷系統由多個軸流風機構成，在機柜后部的進口風機吹風，在機柜頂部排風；激勵器、電源由自帶的風機吹風制冷。廣播發送的是數字信號。如圖4-1為最初的收音機礦石收音機。圖4-1礦石收音5、總結與體會通過這次對FM調頻發射器的設計與制作，讓我了解了設計電路的程序，也讓我更進一步的了解了FM調頻發射器的設計理念及發射原理，加深了對電子技術的理解，鞏固了理論知識，強化了動手能力，使思維更細膩化。雖然這次課程設計中讓我發現自己的專業知識還很欠缺，實踐操作能力不是很強，重要的是這次設計給了我很大的收獲，通過這次的課程設計我懂得了應如何讓書本上的知識變成現實中可以見到的，以另