高频课程设计报告书
课题名称高性能调频发射机
姓名
学号
系部物电系
专业电子信息工程
指导教师
2010年 12 月 30 日
目录
1、设计思路 (1)
2、工作原理 (1)
2.1、发射机电路图 (1)
2.2、工作原理 (2)
2.2.1、基本放大电路 (2)
2.2.2、载波产生电路 (2)
2.2.3、调频波产生电路 (2)
2.3、实现功能 (2)
2.3.1、语音信号调频到发射机 (2)
2.3.2、高频发射信号接收 (2)
3、制作和调试过程中的故障分析 (3)
3.1、制作过程和故障分析 (3)
3.1.1、制作过程 (3)
3.1.2、故障及分析 (3)
3.2、调试过程和故障分析 (3)
3.2.1、调试过程 (3)
3.2.2、故障及分析 (4)
4、主要元件 (4)
5、设计总结 (5)
6、附录 (5)
7、参考资料 (6)
高性能调频发射机
1、设计思路
设计一个发射频率在88～108MHZ 之间的调频发射机，这样能刚好覆盖调频收音机的接收频率，通过调整电感的数值，可以方便地改变发射频率，避开调频电台。
调频发射机主要由基本放大电路，载波产生电路，调频波产生电路，电容三点式的振荡器，谐振器，采集外界的声音信号的话筒MIC 等构成。
通过话筒或者外部信号输入插座将声音信号采集引入到调频发射机，再送到三极管的基极进行频率调制并利用电容将发射信号耦合到天线上发射出去。
2、工作原理 2.1、发射机电路图
J3
图1 发射机电路图
2.2、工作原理
2.2.1、基本放大电路
话筒（MIC），电容C1，电阻R2、R4、R5三极管V1组成基本放大电路。
话筒可以将话音转换成音频信号，音频信号经过耦合电容C1传到三极管V1的基极，实现音频信号的放大，从而获得所需要的功率，以便对高频载波进行调制。
2.2.2、载波产生电路
高频时，三极管的结电容Cbe的作用不可忽略。
高频三极管V1和结电容Cbe，电容C3、C5、C6组成一个电容三点式的振荡器，产生高频振荡信号，即载波。
载波的频率主要由电容C4、电感L组成一个谐振器和结电容决定。
2.2.3、调频波产生电路
用放大了的音频信号去控制结电容Cbe，便可控制载波的频率，使得载波的频率随着音频信号的改变而改变，从而实现调频。
调频信号通过电容C4传送到发射天线，向外发射88～108MHZ之间的调频电波。
2.3、实现功能
通过这个自制的调频发射机，可以使你的声音，音乐经话筒转变成电信号调制在高频信号上，经天线发射后从一般收音机中接收播放。
2.3.1、语音信号调频到发射机
话筒(MIC)采集到的交流声音信号通过C2耦合和R2匹配后送到三极管的基极(电阻R3为MIC提供一定的直流偏压，R3的阻值越大，话筒采集声音的灵敏度越弱，电阻越小话筒的灵敏度越高)，把微弱的电压信号放大到足够的幅度(通过改变三极管的基极和发射极之间电容来实现调频的，当声音电压信号加到三极管的基极上时，三极管的基极和发射极之间电容会随着声音电压信号大小发生同步的变化，同时使三极管的发射频率发生变化，实现频率调制)。
通过发射天线向外发射，由于发射频率可以在88～108MHZ之间，正好覆盖调频收音机的接收频率，通过调整L的数值（拉伸或者压缩线圈L）可以方便地改变发射频率，避开调频电台。
发射信号通过C4耦合到天线上再发射出去，用普通调频收音机就可收听广播了。
2.3.2、高频发射信号接收
CK是外部信号输出插座，可以将电视机耳机插座或者随身听耳机插座等外部声音信号源通过专用的连接线引入调频发射机，外部声音信号通过R1衰减和D1、D2限幅后送到三极管基极进行频率调制。
3、制作和调试过程中的故障分析
3.1、制作过程和故障分析
3.1.1、制作过程
1、清查元气件是否符合整个电路图
自制前应先集齐所有元件，并对其质量及参数进行细心的检测，根据检测结果对相应元气件进行标示和对需要修改的元气件对照电路图进行修改。
2、综合器件的体积合理的布局整个线路板
对照电路图和实际的元气件大小及现有的电路板，合理的布局。
以达到美观，大方，易操作总而言之，良好的元件质量、合适的电路板布局是有效提高自制成功率的保证。
3、焊接元器件
在安装焊接过程中尽量缩短高频部分元件引线，电阻、电容尽可能卧式安装，无虚焊、脱焊现象。
4、焊接注意事项
要按照安装孔距拉伸，保证设计电感量避免圈与圈之间的短路。
3.1.2、故障及分析
1、对电阻没有认真的辨认清楚，结果把2.7K和27K位置焊接错误。
2、对二极管没有认真的对照电路图焊接，结果两个二极管焊接错误。
3、在焊接过程中由于焊接的不是很认真结果存在错误。
3.2、调试过程和故障分析
3.2.1、调试过程
1、对照电路图检查元器件焊接是否正确，并接通电源，按下开关，观察发光二极管是否亮起同时检查各器件是否接触良好。
2、利用万用表检查两个触发开关的两极是否接对，然后检测三极管基极，发射极电压。
3、将采集到的信号利用MIC输入到调频发射机，在发射机高频信号耦合器上采集适当的高频信号利用电容C4耦合送给发射天线。
4、通过在小幅度内修改天线长度，使场强继续增大，并注意调整时，发射天线应避免与人体或金属接触。
5、最后将电路放进金属屏蔽罩进行固定，并将地线与外壳连通。
3.2.2、故障及分析
1、收音机存在严重的啸叫声或失真
近距离使用时，特别采集到强度较高的信号时，收音机存在严重的啸叫声或失真。
这是由于音频放大级增益较高，同时配用的话筒又具有较高的拾音灵敏度所引起。
这是可适当调节电阻R3，R3的阻值越大，话筒采集声音的灵敏度越弱，电阻越小话筒的灵敏度越高。
2、用CK接口输入音源信号时，收音机输出声音小且伴有交流声。
改善方法：1、尽量缩短音频输入引线；2、在发射机与音源二条连线中各串联一个10uH高频电感；3、对音源进行屏蔽隔离；4、最直接而有效的方法应是减小输出功率或缩短发射天线，在近距离传输且需要保真度较高的场合下可考虑使用此法。
3、不起振或振荡弱
此故障表现在用收音机在整个波段内接收不到静噪声，输出功率小，若能保证元件的质量，可能是元件布局不合理引起，可重新对电路板进行布线。
1、在C3两端并联一个电容；2、调振荡级偏置电阻R3；3、如果以上不行，只有重新对电路板进行布线。
4、发射距离近：
这类问题主要是因为天线放置不当、接收收灵敏度低、使用环境有高大建筑物等原因，另外也可能因为振荡弱所引起，故仍有必要参考上述的操作增加晶体振荡器输出强度。
还有可能是倍频器工作频率并非调在收音机接收范围内，实际上收音机接收到的只是微弱的谐波信号，其表现在虽然场强较大但有效发射距离很小，不到10米(正常条件下，配合良好的收音机，开阔地有效距离约为50-100米)。
4、主要元件
电阻：10K, 2.7K, 68K, 27K,100Ω,680Ω
电解电容：4.7UF , 1UF, 100UF
瓷片电容：101,102,103,6.2p,18p,47p
发光二极管：LED
二极管：1N4148 两个
三极管：NPN 9018
线圈：6T
麦克风：MIC
开关：2个
5、设计总结
这个实验是关于小功率调频发射机工作原理分析及其安装调试，通过这次实验我们可以更好地巩固和加深对小功率调频发射机工作原理和非线性电子线路的进一步理解。
学会基本的实验技能，提高运用理论知识解决实际问题的能力。
在实验过程中，通过选取元件、确定电路，综合布线等提高了我们的动手能力，同时通过调试来发现自己的错误并分析及排除这些故障，使我们对小功率放大器的知识得到了加深！
本次作品设计共用了三个时间段进行制作及调试，最终满足了设计要求。
设计过程初期遇到了一定困难，比如电路的排版不好，焊接中出现虚焊，电阻辨认错误等问题，最终经过努力解决了这些问题。
通过本次设计，使我了解了无线调频发射机的基本工作原理，设计流程，进一步掌握了焊接工艺这一块。
开拓了思路，锻炼了实践动手能力，提高了分析问题,解决问题的能力,达到了本次设计的目的。
6、附录
PCB电路图
图2 、PCB电路图
7、参考资料
[1] 张肃文，高频电子线路，高等教育出版社，2004.8
[2] 高吉祥，高频电子线路，电子工业出版社，2005.1
[3] 谢嘉奎，高频电子线路，高等教育出版社，2001.3。