FM调频发射机模版讲义.docx

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FM调频发射机模版讲义

编号：

高频电路设计与制作实训

实训（论文）说明书

题目：

调频发射机

院（系）：

信息与通信学院

专业：

电子信息工程

学生姓名：

学号：

10011

指导教师：

2012年12月27日

摘要

调频广播发展迅速，已经取代了原来的有线广播，虽然电视技术发展很快，但是它终究取代不了广播，因为广播的灵活性，收听设备小，投资少，见效快，是电视设备不可取代的，调频小发射机的安装就是一个典型的应用。

特别是BA1404在发射机上的运用，它发射距离远，抗干扰能力强。

它可以在收到射频信号后自动开启功放，由于集接收、功放、自动开机于一体，使用方便灵活，给用户带来很大的方便。

从应用层面来讲，调频广播分为有线调频广播和无线调频广播，有线调频广播利用的传输介质是同轴电缆，能够通过已有闭路电视线路，把不同的音频调制到不同的调频载波上，多路音频、电视信号、控制信号共用CATV（有线电视）网络传输，具有节省成本、施工方便、稳定性高、资源利用充分等特点，已被广泛应用于城市、农村、旅游景区等应急安全指挥广播系统的搭建与改造；无线调频广播是将音频信号通过调制、放大和发射等，转换成电磁波利用空气无线传输的方式，其不受地域限制、不受环境影响、不用繁琐布线等优势被广大用户所喜爱，更具有施工简单、收听灵活、扩展方便、性价比高等特点，成为建设城市、农村、旅游景区紧急安全指挥广播的主流方案。

关键词：

BA1404；调频发射；振荡器

Abstract

FMbroadcastingisdevelopingrapidly,ithasreplacedthecablebroadcasting,althoughTVtechnologydevelopveryquickly,butitwillnotreplaceradio,becausetheradioandflexibility,listeningequipment,lessinvestment,quickeffect,isthetelevisionequipmentcannotbereplaced,FMsmalltransmitterinstallationisatypicalapplicationof.EspeciallyintheapplicationofBA1404transmitter,itfartransmissiondistance,stronganti-interferenceabilityItcanbereceivedintheRFsignalopensautomaticallyafterreceivingamplifier,becausethecollection,poweramplifier,automaticstartinginone,convenientandflexibleuse,bringgreatconveniencetousers.

Fromtheviewofapplication,FMbroadcasttocableFMandradioFMradio,cableFMusingthetransmissionmediumisacoaxialcable,canpassthroughtheexistingclosedcircuittelevision,differentaudiofrequencymodulationtoadifferentcarrierfrequency,,signal,controlsignalsharedCATV（cabletelevisionnetworktransmission,）hastheadvantagesofcost,convenientconstruction,highstability,makinggooduseofresourcesandotherhasbeenwidelyusedinthecity,rural,scenicspotsandsoonemergencycommandbroadcastingbuildandtransform;wirelessFMbroadcastisaudiosignalthroughmodulation,amplifiedandtransmitted,electromagneticwaveusingairwirelesstransmissionmode,itsnotsubjecttogeographicalconstraints,isnotaffectedbyenvironment,noneedofcomplicatedwiringadvantagestobeinglovedbythemajorityofusers,hassimpleconstruction,flexible,easytohighperformance-priceratio,becomeconstructioncity,rural,scenicspotemergencysafetycommandmainstreamradioprogramme.

Keywords：

BA1404；FMtransmitter；Oscillator

目录

引言1

1调频发射机系统组成和工作原理1

1.1调频发射机的结构框图如下1

1.2调频发射机原理图1

1.3调频发射机的工作原理2

2主要硬件的原理功能3

2.1BA14043

2.1.1BA1404的主要特点3

2.1.2引脚功能及工作原理3

2.1.3典型应用4

2.1.4注意事项5

2.2三端稳压芯片78055

2.3高频三极管90186

2.3.1引脚识别6

2.3.2主要用途7

2.3.2主要特点7

2.4三极管90137

2.4.1主要用途7

2.4.2主要特点7

2.5可调线绕电感7

3电路板的制作7

4调频发射机的调试8

5结论9

谢辞10

参考文献11

附录12

引言

在当今这个科技高速发展的时代里，信息无处不在。

而信息的传递和接受方式也是多种多样。

通过不同的方式，人们可以方便快捷地传递与接收信息。

而通信的主要任务是传递信息，即将经过处理的信息从一个地方传递到另一个地方。

在我们生活中涉及到通信系统的工作原理的技术项目比比皆是，如广播、收音机、对讲机等等。

无线调频发射机。

调频发射机目前处于快速发展之中，在很多领域有了很广泛的应用，它可以用于演讲、教学、玩具、防盗等诸多领域。

本次调频发射机实验实训，其涉及到了数字电子技术，模拟电子技术，现代通信技术，常用电子元件的认知等知识，实训培养了我们分析问题，解决问题的能力，在一定程度上还提高了我们学生综合的学习能力。

而卫星的调试则让我们实际操作调试卫星天线，接受电视广播节目。

我们作为电子信息专业的大学生，对电子方面的科学文化知识一定要知道，特别是现在信息高速发展的时代，人们对大学生的要求不再是过去的死读书，而是要学会灵活地运用所学到的知识，所以这次实训对我们来说是一个将所学知识运用于实际生活的一个很好的机会。

1调频发射机系统组成和工作原理

1.1调频发射机的结构框图如下

图1.1发射机的结构框图

它主要是完成有用低频信号对高频载波的调制，将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、合适通过天线发射的有足够发射功率的电磁波。

1.2调频发射机原理图

与系统组成所对应的电路图如图1.2所示

图1.2调频发射机原理图

话筒的音频输入经过三极管9013进行放大后进入BA1404的1脚和18脚进行立体声编码，从14脚和13脚输出，再经一级晶体管9013放大，使得到的调制信号送入西勒电路产生的载波信号，得到的以调信号经过9018谐振功率放大器的得到较大的功率后再馈送到天线发送出去，在另一方用收音机接收所发的信号。

本电路电源分别用9V和5V的电压，输入电压为9V，经过78L05来得到西勒电路所要的5V电压。

1.3调频发射机的工作原理

调频发射机就是先将音频信号和高频载波调制为调频波,使高频载波的频率随音频信号发生变化,再对所产生的高频信号进行放大,激励,功放和一系列的阻抗匹配,使信号输出到天线,发送出去的装置.高频信号的产生现在有频率合成,PLL等方式.现在我国的商业调频广播的频率范围为88-108MHZ,校园为76-87MHZ,西方国家为70-90MHZ。

我们要做的是立体声调频发射机，其主要由立体声频率调制器、射频功率放大器等组成。

该机的立体声调制器采用性能好、外围元件少、集成度高的调频立体声发射机专用芯片BA1404（考虑发射频率的稳定性，该芯片内部的频率调制及射频放大部分没有使用）。

来自音源的立体声信号由电位器调节适当幅度后，分别由各自的RC网络组成的预加重电路耦合到BA1404第1、18脚，经BA1404内部左右声道放大、平衡调整等处理后由第12脚输出，并与第13脚输出的19kHz导频信号一起组成立体声复合信号。

该立体声复合信号经Q1等组成的电压放大器放大后。

送入频率调制电路进行频率调制，频率调制电路由Q2等组成。

它是一个工作频率相当稳定的改进型电容三点式振荡电路。

振荡频率主要由连接在Q2基极的电感、电容参数决定。

Q3等组成射频功率放大推动级。

Q3集电极外接的电感、电容构成谐振电路，其谐振频率为88－108MHz。

2主要硬件的原理功能

2.1BA1404

BA1404是日本东洋公司出品的一款很经典的立体声调频发射集成电路，其工作电压范围1-3V，该电路是由FM立体声混合器、38KHZ振荡器、FM调制器和高频放大器组成的单片集成电路。

2.1.1BA1404的主要特点

BA1404的主要特点如下:

1、采用低电压、低功耗设计,电压在1～3V之间,典型值为1.25V,最大功耗500mW,静态电流为3mA;

2、将立体声调制、FM调制、射频放大电路集成在一个芯片上;

●所需外围元件少;

●两声道分离度高,典型值为45dB;

●输入阻抗为540Ω（fin=1kHz）,输入增益为37dB（Vin=0.5mV）;

●典型射频输出电压为600mV。

2.1.2引脚功能及工作原理

BA1404的引脚功能如表1所列,图2.1为BA1404结构功能框图。

它主要由前置音频放大器（AMP）,立体声调制器（MPX）,FM调制器及射频放大器组成。

立体声前置级分别为两个声道的音频放大器。

输入为0.5mV时,增益高达37dB,频带宽度为19kHz。

如输入信号中存在频率高于19kHz的成分,则必须在输入端加一个低通滤波器,否则两个声道的分离度会下降。

在立体声调制组,振荡器输出的38kHz信号用于立体声调制。

通常在16、17脚接一可调电阻,以获得最佳的通道分离度。

立体声混合信号（MPX输出信号）与导频输出信号（PILOTOUT）合成后的调制信号通过12脚进入射频振荡器并对载波进行FM调制,经射频放大后输出射频信号,射频信号的典型值在600mV左右。

表1BA1404引脚功能表

 引脚

 说明

 说明

 引脚

 1

 右声道输入

 左声道输入

 18

 2

 音频放大器偏置

 声道平衡

 17

 3

 音频放大器地GND

 声道平衡

 16

 4

 38K晶振偏置

 VCC

 15

 5

 38K晶振

（1）

 双声道复合信号输出端

 14

 6

 38K晶振

（2）

 导频信号输出端

 13

 7

 射频放大器输出

 调制信号输入端

 12

 8

 射频放大器地GND

 基准参考电压（用于改变变容管电容量）

 11

 9

 射频振荡器网络

 射频振荡器网络

 10

图2.1BA1404结构框图

BA1404内部还提供了一个参考电压单元VREF。

设计者可以利用这个电压信号改变外接变容二极管的电容值,继而改变载波的振荡频率。

因此,只要控制一个电阻的分压值就可以达到改变发射频率的目的,这是比较独特的设计。

2.1.3典型应用

图2.2为BA1404的典型应用电路。

图中,左右声道各通过一个预加重电路把音频信号输入到BA1404内部。

利用内部参考电压改变变容二极管的电容值,从而实现发射频率的调整。

图2.2BA1404的典型应用图

2.1.4注意事项

设计时应注意以下几点:

（1）为了能够使发射机和FM接收机的频率响应相互匹配,在输入端需加预加重网络,其时间系数为50μs。

（2）在13、14脚,立体声调制器输出的立体声混合信号和导频信号进行合成时,有可能造成立体声通道的分离度恶化,所以必须注意12、13、14脚外围元件的值。

（3）OSC振荡网络的输出频率范围如果在76～108MHz内,可在5mm的铁芯上用0.5mm的漆包线绕2.5圈左右,使C11的电容值为47pF。

7脚上的RF匹配网络也应如此。

（4）为了简化应用,可以采取以下措施:

●将16、17脚悬空。

因为集成块内部已经保证了较高的通道分离度,接可调电阻只是为了优化。

●不用变容二极管微调发射频率,在变容管处直接短路,这样,可以省去R3和D1。

●可以略去7脚上的RF匹配网络,直接和VCC相接。

图2.2所示的BA1404应用电路的发射范围可以达到方圆数百米,如果再想加大其发射距离,可以在射频输出端再加一射频放大器,可以用分立元件,也可以直接选用MAXIM公司的RF功率放大电路MAX2611或MAX2650,它们都适合与BA1404匹配。

2.2三端稳压芯片7805

7805是最常用到的稳压芯片了，它的使用方便，用很简单的电路即可以实现一个直流稳压电源,他的输出电压恰好为5v，刚好是51系列单片机运行所需的电压。

以下是7805的引脚图：

图2.37805的引脚图

其中1接整流器输出的+电压，2为公共地（也就是负极），3是需要的正5V输出电压。

此外，7805也可用作输出可调稳压电源。

图2.47805稳压电路

上图中R1用220Ω，R2用680Ω的这个是用来调节输出电压的。

输出电压公式Uo≈Uxx（1+R2/R1），此稳压电路可在5～12V稳压范围内实现输出电压连续可调节。

此三端集成稳压集成电路7805最大输入电压为35V，输入输出差需保持2V以上，这样该电路中因为稳压器的直流输入电压是正14V，故该稳压电路的最大输出电压为正12V。

此电路的精度一般可达到0.04以上，用7805就能满足一般需求了。

2.3高频三极管9018

9018是NPN型高频小功率晶体管，在电路中作为射频功率推动放大级，与电容、电感相结合，构成谐振电路，用于调节本振频率。

2.3.1引脚识别

图2.59018引脚图

9018高频小功率三极管，把显示文字平面朝自己，从左向右依次为e发射极b基极c集电极；对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己，三个引脚朝下放置，则从左到右依次为ebc。

2.3.2主要用途

在AM/FM的中频放大器和FM/UHF调谐器的本机震荡器中作放大器的作用。

2.3.2主要特点

9018的主要特点为：

●特征频率高，为1100MHz（典型值）。

●对电源电压变化和环境温度的变化具有稳定的震荡和小的频率漂移。

2.4三极管9013

9013是NPN型高频小功率晶体管，在电路中构成一个工作频率相当稳定的改进型电容三点式振荡电路，调节电感、电容可以调节发射的灵敏度和距离。

2.4.1主要用途

9013晶体管作为音频放大和收音机1W推挽输出，与C9012组成互补电路。

2.4.2主要特点

9013的主要特点有：

●耗散功率大。

●电流动态范围大，C极电流大于500mA。

●饱和压降低，C、E间电压小于0.6V。

2.5可调线绕电感

半导体收音机用振荡线圈此振荡线圈在半导体收音机中与可变电容器等组成本机振荡电路，用来产生一个输入调谐电路接收的电台信号高出465kHz的本振信号。

其外部为金属屏蔽罩，内部由衬架、工字形磁心、磁帽及引脚座等构成，在工字磁心上有用高强度漆包线绕制的绕组。

磁帽装在屏蔽罩内的架上，可以上下旋转动，通过改变它与线圈的距离来改变线圈的电感量。

3电路板的制作

由于只本次实训直接发下整套的已经音质好的电路板和元件，所以制作只用完成接就可以直接进行调试了。

焊接的一般先装低矮、耐热的元件，最后装集成电路。

应按如下步骤进行焊接：

（1）清查元器件的质量，并及时更换不合格的元件；

（2）确定元件的安装方式，由孔距决定，并对照电路图核对电路板；

（3）将元器件弯曲成形，本电路所有的电阻（除Rl2外）均采用立式插装，尽量将字符置于易观察的位置，字符应从左到右，从上到下。

以便于以后检查，将元件脚上锡，以便于焊接；

（4）插装。

应对照电路图对号插装，有极性的元件要注意极性，如集成电路的脚位等。

（5）焊接。

各焊点加热时间及用锡量要适当，防止虚焊、错焊、短路。

其中耳机插座、三极管等焊接时要快，以免烫坏。

（6）悍后剪去多余引脚，检查所有焊点，并对照电路图仔细检查，并确认无误后方可通电。

4调频发射机的调试

（1）通电后，将音频输入Mic处悬空，用镊子碰连接处，用万用表电压10V档位测IC的14引脚应有1V左右的输出，

（2）焊上Mic，在14脚的电容

负脚点对地用一耳机监听，应能听到Mic拾取的话音，说明IC内的音频放大器已经工作；

（3）焊接一个MP3音频输入线路，将Mic短路，播放MP3中的轻音乐输入给话筒电路；

（4）将一调频收音机调在无广播电台处接收无线电话筒的声音信号，这样可避开广播电台的干扰；

（5）调频收音机接收无线话筒的信号，调节振荡线圈电感

的匝间距离，使发射频率落在88～108MHz的调频频段内，听收音机是否有的MP3播放的音乐；

（6）如欲提高发射频率，应增大

的匝间距离，如欲降低发射频率，应缩小

的匝间距离，若收不到信号，改变

匝间距离，或改变

容量，直到在一个没有电台的位置上收到信号为止；

（7）调整

容量或调整

匝间距离，拉开同接收机的距离，使距离最远，达到设计要求距离，效果最佳为止；

（8）适当改变发射天线的长度，以达到效果最佳为止，但不要太长，越短越好。

调试结果如下：

（1）实际测试时如果电源稳定，Mic悬空处有将近0.95V左右的电压，基本到达要求；

（2）在

负脚点用耳机可以听到声音；

（3）收音机可以听到音乐，距离远离40m之后音质慢慢地变差；

（4）在大约60m处听不到效果了。

5结论

调频发射机就是先将音频信号和高频载波调制为调频波，使高频载波的频率随音频信号发生变化，再对所产生的高频信号进行放大，激励，功放和一系列的阻抗匹配，使信号输出到天线，发送出去的装置。

来自音源的立体声信号由电位器调节适当幅度后，分别由各自的RC网络组成的预加重电路耦合到BA1404第1、18脚，经BA1404内部左右声道放大、平衡调整等处理后由第12脚输出，并与第13脚输出的19kHz导频信号一起组成立体声复合信号。

该立体声复合信号经Q1等组成的电压放大器放大后。

送入频率调制电路进行频率调制，频率调制电路由Q2等组成。

它是一个工作频率相当稳定的改进型电容三点式振荡电路。

振荡频率主要由连接在Q2基极的电感、电容参数决定。

Q3等组成射频功率放大推动级。

Q3集电极外接的电感、电容构成谐振电路，其谐振频率为88－108MHz。

焊接是应该注意元件的好换，和电路是否匹配。

并注意焊接工艺的要点。

测试的时候主要调节L2和L3两个电感，调节L3主要是调节本振频率，调节L2主要是调节发射距离和灵敏度，即音频的清晰度。

测试时应该认真细心，调节时注意收音机里音频的变化，在适当的时候调节L2和L3。

换上新的绕电感后比较难调，注意绕电感的调节。

之前调试好的频率会因天气的变化而变化，晴天跟阴雨天的频率有所变化，应引起注意。

通过测试之后，收音机可以接受得到清晰的音频信号，频率为106.2MHz，发射距离目测大概为50米左右。

通过本次实训，使我明再一次尝试到了动手制作电子产品的乐趣，加深了对专业基础课程知识的学习和了解。

自己参与电子产品的设计和制作，培养了我理论联系实际的能力，提高了我分析问题和解决问题的能力，增强了独立工作的能力，同时也加强了独立分析能力，也培养了与其他同学的合作、共同探讨、共同前进的精神，最终按时把所要制作的电子产品完成。

在实训中，自己对电子产品有了更深一步的认识，也明白的制作的艰辛，对自己以后设计制作其他电子产品有推动作用。

谢辞

不知不觉中，为期两个星期的实训就要结束了。

在这两个星期里，我不仅按时完成了实训任务，还学到了许多东西，这其中的个个方面原因我心中牢记。

首先，我要感谢的是老师。

因为有老师的悉心指导，我的实训任务才能按时完成。

老师渊博的专业知识，严谨的态度，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，平易近人的人格魅力对我影响很大。

实训中有不明白的地方老师都能悉心指导，对于做错的地方，老师指正其错误，并细心讲解，把我的思路往正确的方向上指引，当我遇到问题时，老师不厌其烦地回答我的问题，让我收获良多。

其次，我还要感谢和我一起做实训的同学，当我遇到问题感到困扰时，他们同我一起分析，一起探讨，共同学到了知识，共同进步，在实训中还增进了我们的友谊。

半个月，一瞬间就过去了，在这短短的两个个星期里，我巩固的自己所学的知识，还学到了许多课外的知识，让我对自己专业有更深一步的理解，还学到了做任何事情所要有的态度和心态。

做事情要一丝不苟，对于出现的问题要仔细分析，做好记录，从中发现问题并找到解决问题的方法，还要有恒心和毅力，不要遇到难题就退缩，要积极面对它，不耻下问，向同学老师寻求帮助。

从实训中还学到了合作的重要性。

实训中我收获良多，感谢学院给我们安排这次实训，再次感谢老师和同学给我的支持和帮助谢谢！

参考文献

[1]沈慈伟.通信电子电路.（第二版）西安：

西安电子科技大学出版社，2009 

[2]南利平.通信原理.北京：

清华大学出版社，2002.

[3]张肃文.高频电子线路.北京：

高等教育出版社，2000. 

[4]何书森.何华斌.实用电子线路设计速成[M].福州：

 福建科学技术出版社  2004

[5]谢自美.电子线路设计、实验与测试.（第二版）武汉：

 华中科技大学出版社 2003

附录

调频发射机元器件清单

序号

PartType

Description

序号

PartType

Description

1

15T

色环电感10UH

18

56K两个

电阻

2

5T

可调线绕电感

19

51

3

5.5T

20

47K三个

4

38KHZ

晶振

21

27K

5

78L05

三端稳压芯片

22

470

6

+V9

音频输入

23

100K

7

9013

三极