通信電子線路課程設(shè)計(jì)報(bào)告之武漢科技大學(xué)

1、0通信電子線路課程設(shè)計(jì)報(bào)告 FM 收音機(jī)的制作 姓 名： 班 級： 學(xué) 號： 指導(dǎo)老師： 日期： 2011.6.72011.6.17 農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院0摘 要本論文主要介紹了利用分立元件組成的FM收音機(jī)的設(shè)計(jì)全過程，包括電路各個(gè)模塊參數(shù)的計(jì)算，電路各個(gè)模塊的分析，電路板的焊接過程、調(diào)試過程，討論了在設(shè)計(jì)過程中遇到的問題以及如何解決問題。這次制作的FM收音機(jī)是把接收到的電臺(tái)高頻信號，用一個(gè)變頻級電路將它轉(zhuǎn)化為頻率固定的中頻信號，然后在對這個(gè)中頻信號進(jìn)行多級放大，再檢波，低放。這樣靈敏度和選擇性都可大幅度改善，而且可使整個(gè)波段接受靈敏度均勻。由于中頻頻率較低又是固定的，所以中頻調(diào)諧放大電路可以做到

2、選擇性好、增益高又不易自激。本次課程設(shè)計(jì)成果，基本上滿足要求，性能指標(biāo)符合。FM 收音機(jī)電路的缺點(diǎn)是伴有音質(zhì)噪聲，需進(jìn)一步改進(jìn)。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞： FM 收音機(jī) 焊接 調(diào)試 混頻器 中放 本振目目 錄錄1.前言 .12 電路設(shè)計(jì) .212.1 FM 收音機(jī)設(shè)計(jì) .22.1.1 FM 收音機(jī)電路各個(gè)模塊參數(shù)的計(jì)算 .22.1.2 FM 收音機(jī)電路各個(gè)模塊的分析 .73印刷電路板的制作、電路焊接與調(diào)試 .93.1 印刷電路板的制作.93.2 電路板焊接 .113.3 電路板調(diào)試 .123.3.1 收音機(jī)調(diào)試.134. 討論及進(jìn)一步研究建議 .165.課程設(shè)計(jì)心得 .17ABSTRACT .18參 考

3、 文 獻(xiàn) .191.1.前言前言調(diào)頻收音機(jī)（FM Radio）無論過去還是現(xiàn)在一直在人們的生活?yuàn)蕵分姓加蟹浅Ｖ匾牡匚?。從老式的晶體管收音機(jī)到今天的網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)，說明通過廣播享受生活一直是人們喜歡的生活方式。聽收音機(jī)和看電視一樣，可以增長很多知識，而且像有聲小說這樣的讀物在電視里是聽不到的，并且現(xiàn)在廣播的發(fā)展速度也很快，曲藝、歌曲、體育、文藝、評論等等，可以說包羅萬象。目前調(diào)頻式或調(diào)幅式收音機(jī)，一般都采用超外差式，因?yàn)樗腥缦聝?yōu)點(diǎn)：1.由于變頻后為固定的中頻，頻率比較低，容易獲得比較大的放大量，因此收音機(jī)的靈敏度可以做得很高。 2. 由于外來高頻信號都變成了一種固定的中頻，這樣就容易解決不同電臺(tái)

4、信號放大不均勻的問題。 3. 由于采用差頻作用，外來信號必須和振蕩信號相差為預(yù)定的中頻才能進(jìn)入電路，而且選頻回路、中頻放大諧振回路又是一個(gè)良好的濾波器，其他干擾信號就被抑制了，從而提高了選擇性。但是超外差式電路也有不足之處，會(huì)出現(xiàn)鏡頻干擾和中頻干擾，這二個(gè)干擾是超外差式收音機(jī)所特有的干擾。這在設(shè)計(jì)電路和調(diào)試時(shí)應(yīng)該設(shè)法減少這些影響。 12 電路設(shè)計(jì)2.1 FM 收音機(jī)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)指標(biāo)：天線輸入信號頻率：87108MHz本振部分：（1）輸出本振頻率為 77.397.3MHZ 可調(diào)混頻部分：（1）設(shè)計(jì)諧振頻率為 10.7MHZ 的中頻諧振回路（2）混頻輸出頻率為 10.7MHZ中頻部分：（1）dB 功率

5、增益（2）陶瓷濾波器輸出端為 10.7MHZ 調(diào)制信號檢波部分：（1）設(shè)計(jì)一個(gè) FM 斜率鑒頻的并聯(lián)諧振回路（2）檢波輸出為音頻信號低頻功放部分：音頻信號的幅度可調(diào)整體框圖：圖 1 收音機(jī)整體框圖2.1.1 FM 收音機(jī)電路各個(gè)模塊參數(shù)的計(jì)算1、調(diào)諧電路參數(shù)計(jì)算2圖 2 調(diào)諧回路調(diào)諧回路是由可變電容 VC 并上一 15PF 電容和天線線圈 L1 組成。調(diào)節(jié)可變電容 VC 可使 LC 回路的固有頻率等于電臺(tái)頻率，產(chǎn)生諧振，以選擇不同頻率的電臺(tái)信號。同時(shí)，調(diào)諧回路還有一個(gè)重要的作用，就是采用部分接入，將信號很好地耦合到下一級電路中去。諧振頻率范圍的計(jì)算：已知天線端的接收頻率范圍是 87.5MHZ1

6、08 MHZ，薄膜介質(zhì)可變電容 VC 的值為 320PF,通過并聯(lián)一個(gè) 15PF 電容，可減少容量變化量。1) 諧振頻率范圍計(jì)算： 12fLC=maxmaxminminfcfc20 151.393 15(其中為最高接收頻率，為最低接收頻率；為可變電容最大容量， maxfminfmaxc為可變電容最小容量)minc 87.5MHzminf 1.3987.5MHz122MHzmaxf3由上分析，可知諧振頻率范圍在 87.5122MHz 范圍內(nèi)，但布線寄生容量及晶體管電極間容量會(huì)導(dǎo)致諧振頻率降低。2）線圈計(jì)算：1L 取諧振頻率為 87.5MHz，此時(shí) 22212612110.0954487.5 10

7、35 10Hf CL利用電感計(jì)算小軟件，可以根據(jù)我們需要的電感值繞線圈，以 8.5的筆套為軸，繞制大概 3 圈即可。2 本振電路參數(shù)計(jì)算圖 3 本地振蕩電路本振條件： 正反饋（ 相位條件） 幅 度 (反饋量要足夠大）圖 3 所示電路為克拉伯振蕩電路，由晶體管、可變電容、瓷片電容和 5V 穩(wěn)壓管等組成。它能產(chǎn)生穩(wěn)定高頻振蕩信號，振蕩頻率總是比輸入的電臺(tái)信號高 10.7MHz。1）線圈L3計(jì)算： 如圖，120 1020 104.334.311172222CPF 設(shè)此時(shí)諧振頻率為 87.510.776.8MHz，則4 22222612110,1254476.8 1034.3 10LHf C利用電感計(jì)

8、算小軟件，可以根據(jù)我們需要的電感值繞線圈，以 8.5的筆套為軸，繞制大概 5 圈即可。2）本振電路振蕩頻率計(jì)算：當(dāng)薄膜介質(zhì)可變電容調(diào)至最小時(shí)（3PF） ，此時(shí)，振蕩頻率最大，為6122211108220.125 1017.3 10fMHzL C此時(shí)諧振頻率為 10810.797.3MHz由上分析，可知本振的振蕩頻率為 76.897.3MHz，在高于 76.897.3MHz 的頻率時(shí)產(chǎn)生振蕩，但由于寄生容量等因素，振蕩頻率會(huì)低于設(shè)計(jì)值。3 中放檢波電路參數(shù)計(jì)算圖 4 中放檢波電路檢波電路參數(shù)計(jì)算：5C27pL4=7ufC127p圖 5 FM 檢波電路 圖 6 S 曲線如圖 5 所示，F(xiàn)M 鑒頻的

9、工作原理是將頻率的改變更換為對電壓的改變S 特性曲線中，為 11MHZ， 為 10.4MHZ,L4 的取值范圍是 5.57.9uH,取 7uH 進(jìn)行HfLf計(jì)算 4112HfL C12262641129.9()44(11 10 )7 10Cpff L 再取=27pf 計(jì)算，則,1C41212()LfL CC21122262624115.5()44(10.4 10 )7 10CCCpff L L 則取值為 7pF2C62.1.2 FM 收音機(jī)電路各個(gè)模塊的分析1 、本振采用克拉伯電路原因分析 當(dāng)晶體管為有源器件時(shí)，它的工作狀態(tài)（電源電壓或周圍溫度）有所改變，即引起振蕩頻率的變化，為了維持晶體管的

10、參數(shù)不變，可采用穩(wěn)壓電源和恒溫措施。除了上述方法，還可以采用高穩(wěn)定度 LC 振蕩器電路，克拉伯電路即是其中的一種。下面講講為何克拉伯電路可提高振蕩穩(wěn)定度。如圖， ,為可變電容，它的作1C3C2C3C3C用是將 L 與、分隔開，使反饋系數(shù)僅取決于和的比值，振蕩頻率則基本上由1C2C1C2C和 L 決定。這樣，就減弱了晶體管與振蕩回路之間的耦合，使折算到回路內(nèi)的有3C3C源器件參數(shù)減小，提高了頻率穩(wěn)定度。另一方面，不穩(wěn)定電容則與、并聯(lián)，基本1C2C上不影響振蕩頻率。越小，則頻率穩(wěn)定度越好，但起振也越困難，因此，也不可3C3C以無限制地小。圖 7 克拉伯電路2 、混頻電路采用基極注入方式原因分析 在

11、我們制作的 FM 收音機(jī)當(dāng)中，混頻電路采用了基極注入方式，由于與兩種信sfoscf號注入同一個(gè)基極，所以具有相互干擾的缺點(diǎn)。但為何還采用基極注入方式而不用其它呢，主要是因?yàn)榕c發(fā)射極注入方式相比，本機(jī)振蕩信號的電平較小，也就是說，此種電路的輸入阻抗較大，比較容易起振，需要的本振注入功率也比較小。因此采用了此種方式，710uH12foscfs圖 8 基極注入方式混頻電路3 采用去加重電路原因分析FM 收音機(jī)的音質(zhì)較好，其頻率可調(diào)至很高，但噪聲成分也隨著高頻率而變大，因此，F(xiàn)M 收音機(jī)要有衰減高音的特性，也成為去加重，它可衰減存在于高頻中的噪聲。4 采用去耦電路原因分析由于各個(gè)電路都共電源，因此通過

12、電源電路會(huì)有少許信號由輸出端返回輸入端，這樣，會(huì)由于重疊若干級放大電路而引發(fā)振蕩。為防止通過電源電路的信號返回，我們就必需進(jìn)行去耦處理，去耦電路在高頻電路中是非常重要的。83印刷電路板的制作、電路焊接與調(diào)試3.1 印刷電路板的制作1、本文用 altium designer 6 軟件進(jìn)行印刷電路板的制作，首先把創(chuàng)建好那些標(biāo)準(zhǔn)庫里沒有的原理圖和 pcb 封裝圖，然后把其編譯成庫，以及進(jìn)行原理圖以及 pcb 印刷電路板得設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的原理圖如下圖 9 所示。圖 9 收音機(jī)原理圖 2、設(shè)計(jì)的 pcb 圖如下圖 10 所示。9圖 10 pcb 版圖3，把 pcb 版圖打印出來，然后經(jīng)過曝光，顯影，腐蝕，清

13、洗等這幾個(gè)步驟后，就得到了一張印刷電路板了。制作完成的印刷電路板（已完成焊接）如下圖 11 所示。圖 11 印刷電路板103.2 電路板焊接 在焊接電路的時(shí)候，要特別細(xì)心，根據(jù)我們焊接的經(jīng)驗(yàn)，提出以下幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：1、要注意安全；2、注意各中周及振蕩線圈的位置不能互換；3、在焊接線圈是要注意將其表層的絕緣層刮去，使其與電路導(dǎo)通；4、電解電容、二極管極性以及三極管 e、b、c 不能出錯(cuò)；5、各元器件高度應(yīng)適當(dāng)，所有元器件高度均不能超過中周的高度；6、焊接要控制好焊錫的量，并且要防止虛焊7、要根據(jù)電路圖恰當(dāng)布線，對于高頻電路，布線非常重要，在布線的時(shí)候，要盡量走短路線，避免跳線，而且要大面積鋪地焊

14、接完成的電路板如下圖 12 所示。圖 12 焊接完成的電路板113.3 電路板調(diào)試 在此次課程設(shè)計(jì)里，除了焊接工藝，調(diào)試電路是個(gè)很重要的部分，收音機(jī)的調(diào)試需要我們有很大的耐心，也間接體現(xiàn)了我們的電路分析能力，解決問題能力，是綜合能力素質(zhì)的體現(xiàn)。 收音機(jī)和發(fā)射機(jī)的調(diào)試時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：1. 對各晶體管 e、b、c 三極靜態(tài)工作電壓測量。2. 整機(jī)電流及斷點(diǎn)電流測量（在測量斷點(diǎn)電流前斷點(diǎn)電流測試點(diǎn)不應(yīng)連接上） 。 3、各點(diǎn)波形記錄和頻率的測量4 收音機(jī)中周的繞制保證在輸入 10.7MHZ 信號時(shí)輸出波形達(dá)到最大不失真5 線圈的繞制要根據(jù)電感計(jì)算小軟件來計(jì)算電感值，從而得到我們所需要的電感值3.3.

15、1 收音機(jī)調(diào)試1、本地振蕩器圖 13 本振最小頻率12圖 14 本振最大頻率將收音機(jī)接上 9V 直流穩(wěn)壓電源，頻譜儀接本振電路輸出端，通過調(diào)節(jié)雙聯(lián)電容，可以得到本振的最大最小振蕩頻率，具體內(nèi)容可見 3.1.2 本振參數(shù)的計(jì)算。如圖 13,14可知，本地振蕩器的最小振蕩頻率為 73.3MHZ，最大振蕩頻率為 101.8MHZ,與理論值本振振蕩頻率為 76.897.3MHz 接近。2、混頻電路圖 15 輸入天線信號 圖 16 中頻信號13圖 17 本振信號將收音機(jī)接上 9V 直流穩(wěn)壓電源，頻譜儀接本振電路輸出端，此時(shí)測得本振頻率為91.3MHZ，開啟函數(shù)信號發(fā)生器，調(diào)節(jié)其頻率為 91.3+10.7

16、=102MHZ，并將其接收音機(jī)的天線，再將頻譜儀接混頻輸出端，可得到 10.7MHZ 的中頻，即混頻電路正常工作。3、檢波電路同樣斷開前端的輸入，在輸入端（1 腳）輸入一個(gè)頻率為 10.7MHz，幅度為 50mV 的外部中頻信號，此時(shí)喇叭發(fā)出的聲音應(yīng)該要比低放時(shí)低沉，且是“沙沙沙”的聲音。調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，使喇叭的發(fā)聲達(dá)到最大。在此部分調(diào)試中，我們發(fā)現(xiàn)喇叭的發(fā)聲變得很小，必須用耳朵靠近才能聽見，且發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)電阻也沒用很大變化。經(jīng)過很多努力都沒有解決，但是最后接好電路，接收到電臺(tái)的時(shí)候喇叭的聲音會(huì)自動(dòng)變大。4 低放即低頻放大部分。這一部分可以先斷開前面的輸入的電路（即 3 腳前面的電路） ，然后在 3

17、 腳加入頻率為 1KHz，幅度為 50mV 的外部信號，如果喇叭發(fā)出清脆“嗶嗶”的聲音則說明低放基本沒有問題。5 收音機(jī)整機(jī)調(diào)試在收音機(jī)各模塊都調(diào)試完畢后，接著就是整機(jī)系統(tǒng)的調(diào)試了。為了檢測收音機(jī)整機(jī)系統(tǒng)是否正常工作，我們采用了如下的方法：在收音機(jī)的天線端加不同的輸入信號，檢查揚(yáng)聲器是否發(fā)出不同頻率的聲音信號，如果發(fā)出聲音的頻率不同，則證明整機(jī)系統(tǒng)是14成功的。在此基礎(chǔ)上，我們將收音機(jī)拿到信號比較好的地方，接上電源和天線，調(diào)節(jié)雙聯(lián)電容，通過仔細(xì)的調(diào)節(jié)，我們可以聽到電臺(tái)的聲音，如果此時(shí)收到的電臺(tái)聲音比較小，可以在低頻放大器芯片 LM386 的 1、8 腳間接上 10uf 的電解電容。154. 討

18、論及進(jìn)一步研究建議通過此次課程設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)高頻電子線路方面的知識，在設(shè)計(jì)過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐出真知，通過親自動(dòng)手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。過而能改，善莫大焉。在課程設(shè)計(jì)過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。最終的檢測調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問題，最后在老師的指導(dǎo)下，終于游逆而解。在今后社會(huì)的發(fā)展和學(xué)習(xí)實(shí)踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一

19、定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進(jìn)行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠(yuǎn)不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠(yuǎn)不可能得到社會(huì)及他人對你的認(rèn)可！課程設(shè)計(jì)誠然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上的提升，同時(shí)又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時(shí)，設(shè)計(jì)讓我感觸很深。使我對抽象的理論有了具體的認(rèn)識。通過這次課程設(shè)計(jì)，我掌握了常用元件的識別和測試；熟悉了常用儀器、儀表；了解了電路的連線方法；以及如何提高電路的性能等等，掌握了焊接的方法和技術(shù)，通過查詢資料，也了解了收音機(jī)的構(gòu)造及原理。我認(rèn)為，在這學(xué)期的實(shí)

20、驗(yàn)中，不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、動(dòng)手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在實(shí)驗(yàn)課上，我們學(xué)會(huì)了很多學(xué)習(xí)的方法。而這是日后最實(shí)用的，真的是受益匪淺。要面對社會(huì)的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，再學(xué)習(xí)、再實(shí)踐。這對于我們的將來也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。16Abstract With the development of Science and Technology, the application of FM radio is wide, especially , it has a comparative market in

21、 the consumption. From the radios made by discrete component to the ones made by integrated circuit, the technology of FM radios have reached the mature standare. Among the numerous kinds of radios, FM radios has been used widely because of their higher technology content and higher tonal quality. T

22、his paper mainly introduce the making process of FM radio which is made by discrete component, including the parameters calculation of each module, the analysis of each module, the welding and debugging process of the circuit wafer, the discussion about the question which we meet in the making process and solving to the problem.Radio is the received radio frequency signal with a frequency-level circuit to convert it to a fixed IF frequency signal, then the IF signal in the multi-stage amplification, re-detection, low discharge. Th