【正文】 ........................................................25總結(jié) .......................................................29致謝 .......................................................30參考文獻(xiàn) ...................................................31附錄 A .....................................................32附錄 B .....................................................33附錄 C .....................................................34前言自 20 世紀(jì) 90 年代以來，無線通信在全球范圍內(nèi)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。無論是軍用或民用通信，在各種頻段上出現(xiàn)了許多新的系統(tǒng)和模式，滿足了社會上各種各樣的需求。發(fā)射機(jī)作為無線通信設(shè)備的重要組成部分，其發(fā)展極大的促進(jìn)了無線通信技術(shù)的發(fā)展。無線電技術(shù)誕生以來，信息傳輸和信息處理始終是其主要任務(wù)。為了有效地進(jìn)行傳輸，必須將攜帶信息的低頻電信號調(diào)制到幾十MHz～幾百 MHz 以上的高頻振蕩信號上，再經(jīng)天線發(fā)送出去。為減小各種因素引起的系統(tǒng)不穩(wěn)定，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，系統(tǒng)必須包括自動增益控制、自動頻率控制和自動相位控制（鎖相環(huán)）在內(nèi)的反饋控制電路。本文所討論的就是一個(gè)利用鎖相環(huán)組成的直接調(diào)頻信號發(fā)射器。FM 發(fā)射機(jī)具有使接收機(jī)接收靈敏度高，抗干擾力強(qiáng)、音質(zhì)清晰等特點(diǎn)，但往往在制作、調(diào)試過程中易出現(xiàn)電路易停振、抗干擾力差、容易跑頻、失真等故障。該 FM 發(fā)射機(jī)電路工作頻率穩(wěn)定，抗干擾力強(qiáng)，制作調(diào)試簡單。通過教師的悉心指導(dǎo)和自己的不斷努力，最終完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)任務(wù)，成功設(shè)計(jì)一小功率調(diào)頻廣播發(fā)射器，基本完成其各項(xiàng)功能。論文的正文部分主要包括 3 個(gè)要點(diǎn)，如下：⑴ 簡述設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)框圖和設(shè)計(jì)要求；⑵ 闡述各單元電路的設(shè)計(jì)原理及其功能；⑶ 概述整個(gè)電路的設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)總圖；最后再由結(jié)論、致謝、參考文獻(xiàn)和附件構(gòu)成該論文。1 調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng) 調(diào)頻發(fā)射機(jī)的性能指標(biāo)概念與調(diào)幅系統(tǒng)相比，調(diào)頻系統(tǒng)由于高頻振蕩器輸出的振幅不變，因而具有較強(qiáng)的抗干擾能力和較高的效率，所以在無線通信、廣播電視、遙控遙測等方面獲得廣泛應(yīng)用。調(diào)頻發(fā)射機(jī)的性能指標(biāo)的概驗(yàn)如下：發(fā)射功率：一般是指發(fā)射機(jī)輸送到天線上的功率。只有當(dāng)天線的長度與發(fā)射機(jī)頻率的波長 可比擬時(shí)，天線才能有效地把載波發(fā)射?出去。波長 與頻率 f 的關(guān)系為? =c/f 式中，c 為電磁波傳播速度，c=3*10 8m/s，若接受機(jī)的靈敏度 =2VA，則通信距離 s 與發(fā)射機(jī)功率 的關(guān)系為V?PA ??mwkmps4107??表 列出了小功率發(fā)射機(jī)的功率 與通信距離 s 的關(guān)系。A表 發(fā)射機(jī)功率與距離關(guān)系表PA/mw 50 100 200 300 400 500 600 700S/km 工作頻率或波段：發(fā)射機(jī)的工作頻率應(yīng)根據(jù)調(diào)制方式，在國家或有關(guān)部門規(guī)定的范圍內(nèi)選取。廣播通信常用波段的劃分如表 所示，對于調(diào)頻發(fā)射機(jī)，工作頻率一般在超短波范圍內(nèi)。表 廣播通信波段劃分表波段名稱 波長范圍 頻率范圍 頻段名稱超長波 100～10km 3～30kHz 甚低頻長波 10～1km 30～300 kHz 低頻中波 1000～200m ～ MHz 中頻短波 200～10m ～30 MHz 高頻超短波（米波） 10～1m 30～300 MHz 甚高頻總效率：發(fā)射機(jī)發(fā)射的總效率 與其消耗的總功率 之比稱PA?C為發(fā)射機(jī)的總效率 ，即 ?A = / A?C非線形失真：當(dāng)最大頻偏為 75KHz，調(diào)制信號的頻率為100Hz～7500Hz 時(shí)，要求調(diào)頻發(fā)射機(jī)的非線形失真系數(shù) 應(yīng)小于 1%。?雜音電平：調(diào)頻發(fā)射機(jī)的寄生調(diào)幅應(yīng)小于載波電平的5%～10%，雜音電平應(yīng)小于65dB。輸出阻抗：對調(diào)頻廣播而言，一般要求輸出阻抗為 50 歐，對電視差轉(zhuǎn)而言一般要求 75 歐。殘波輻射：殘波輻射是指雜波與輸出功率之比。信雜比：信雜比是指已調(diào)波在規(guī)定頻偏的情況下經(jīng)理想解調(diào)后有用信號功率與載波功率之比。頻率響應(yīng)：頻率響應(yīng)是指已調(diào)波在規(guī)定頻偏的情況下經(jīng)理想解調(diào)后輸出音頻的幅頻響應(yīng)。 調(diào)頻發(fā)射機(jī)性能指標(biāo)及設(shè)計(jì)要求發(fā)射功率 ≥80APmW負(fù)載電阻 =75ΩLR工作中心頻率 =1000fKHz最大頻偏△ =177。75m總效率 50%A?發(fā)射距離＞1調(diào)制方式： FM 調(diào)頻發(fā)射機(jī)基本原理方框圖圖 直接調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)組成框圖 發(fā)射機(jī)系統(tǒng)各部分波形圖 圖 發(fā)射機(jī)系統(tǒng)各部分波形圖 調(diào)頻發(fā)射機(jī)系統(tǒng)方框圖各部分簡介參考分頻器作用：合理的分割各單元的工作頻段，合理進(jìn)行各單元功率分配，使各單元之間具有恰當(dāng)?shù)南辔魂P(guān)系以減少各單元的工作中出現(xiàn)聲干擾失真；利用分頻電路的特性以彌補(bǔ)單元在某頻段里的聲缺陷，將各頻段圓滑平順的對接起來。鑒相器作用：鑒相器是一個(gè)相位比較裝置，又稱為相位比較器。它 的輸出誤差電壓 v d (t)是 v i (t)與 v o (t) 的瞬時(shí)相位之差的函數(shù)。 圖 鑒相器環(huán)路濾波器作用：在鑒相器的輸出端衰減高頻誤差分量，以提高抗干擾性能；在環(huán)路跳出鎖定狀態(tài)時(shí)，提高環(huán)路以短期存儲，并迅速恢復(fù)信號。壓控振蕩器作用：壓控振蕩器受控制電壓控制，使嚴(yán)控振蕩器的頻率向參考信號頻率接近，也就是使差拍頻率越來越近，直至消除頻率差而鎖定。緩沖放大器作用：提高負(fù)載能力和減少負(fù)載對信號源的影響，兼有增加抗干擾能力。可變分頻器作用：信號處理步驟，通過根據(jù)施加到控制端上的信號的電平，反相／不反相施加到輸入端的輸入時(shí)鐘信號，來形成分頻前的時(shí)鐘信號，根據(jù)具有比分頻前的時(shí)鐘信號中的預(yù)定脈沖寬度大的脈沖寬度的時(shí)鐘脈沖中的轉(zhuǎn)變點(diǎn)，按照預(yù)定的分頻數(shù)，對分頻前的時(shí)鐘信號進(jìn)行分頻，所述轉(zhuǎn)變點(diǎn)對應(yīng)于輸入時(shí)鐘信號一個(gè)方向上的轉(zhuǎn)變點(diǎn)，并從輸出端輸出分頻信號，作為輸出時(shí)鐘信號；連接／斷開步驟，根據(jù)外部控制信號，連接／斷開形成在輸出端和控制端之間并用作返回控制端的信號路徑的反饋路徑；延遲步驟，使施加到輸入端上的信號通過反饋路徑返回到控制端的延遲時(shí)間大于輸入時(shí)鐘信號的脈沖寬度。高頻放大器作用：高頻功率放大器用于發(fā)射機(jī)的末級，作用是將高頻已調(diào)波信號進(jìn)行功率放大，以滿足發(fā)送功率的要求，然后經(jīng)過天線將其輻射到空間，保證在一定區(qū)域內(nèi)的接收機(jī)可以接收到滿意的信號電平，并且不干擾相鄰信道的通信。 調(diào)頻發(fā)射機(jī)的工作原理工作原理：語言或音樂的聲波，使話筒內(nèi)的膜片及線圈產(chǎn)生相應(yīng)的機(jī)械振動，由于電磁感應(yīng)的作用，又將膜片及線圈的機(jī)械振動轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的音頻電流或電壓信號，并將微弱的音頻電流或電壓信號送到音頻放大器放大幅度。在將放大后的音頻電信號送到頻率調(diào)制中，采用直接調(diào)頻的方式，使音頻電信號直接去控制高頻振蕩器產(chǎn)生的高頻信號，為了穩(wěn)定高頻振蕩器的頻率，采用緩沖隔離。為達(dá)到預(yù)訂的頻率采用倍頻使高頻信號頻率整倍升高到所需值。將已調(diào)信號的功率放大以使負(fù)載（天線）獲得令人滿意的發(fā)射功率有遠(yuǎn)距離的發(fā)送。調(diào)頻廣播具有抗干擾性能強(qiáng)、聲音清晰等優(yōu)點(diǎn)，獲得了快速的發(fā)展。調(diào)頻電臺的頻帶通常大約是 200～250kHz，其頻帶寬度是調(diào)幅電臺的數(shù)十倍，便于傳送高保真立體聲信號。由于調(diào)幅波受到頻帶寬度的限制，在接收機(jī)中存在著通帶寬度與干擾的矛盾，因此音頻信號的頻率局限于 30～8000Hz 的范圍內(nèi)。在調(diào)頻時(shí)，可以將音頻信號的頻率范圍擴(kuò)大至 30～15000Hz，使音頻信號的頻譜分量更為豐富，聲音質(zhì)量大為提高。2 鎖相環(huán)路（PLL） 鎖相環(huán)路作用及原理一、作用：鎖相環(huán)路是一種以消除頻率誤差為目的的自動控制電路，鎖相環(huán)電路是一種相位負(fù)反饋系統(tǒng)，利用相位誤差信號電壓去消除頻率誤差。二、原理：鎖相環(huán)路基本組成如圖 所示，它是由鑒相器、環(huán)路濾波器、和壓控振蕩器組成的閉合環(huán)路。鑒相器是相位比較部件，它能夠檢測出兩個(gè)輸入信號之間的相位誤差，輸出反映相位誤差的電壓。環(huán)路低通濾波器是用來消除誤差信號中的高頻分量及噪聲，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。壓控振蕩器受控于環(huán)路濾波器輸出電壓，即其振蕩頻率受環(huán)路濾波器輸出電壓控制。圖 鎖相環(huán)路基本組成框圖眾所周知，當(dāng)兩個(gè)正弦信號頻率相等是，這兩個(gè)信號之間的相位差必然保持恒定，若兩個(gè)正弦信號不相等，則它們之間的瞬時(shí)相位差將隨時(shí)間的變化而不斷變化，換句話說，如果能保證兩個(gè)信號之間的相位差恒定，則這兩個(gè)信號頻率必定相等。鎖相環(huán)路就是利用兩個(gè)信號之間的相位誤差來控制壓控振蕩器輸出信號的頻率，最終使兩個(gè)信號之間的相位保持恒定，從而達(dá)到兩個(gè)信號頻率相等的目的。 鎖相環(huán)路的各組成部分及具體工作過程一、鎖相環(huán)路的新能主要取決于鑒相器、壓控振蕩器和環(huán)路濾波器三個(gè)基本組成部件。鑒相器（PD）是進(jìn)行相位比較的裝置，它把壓控振蕩器的輸出信號Vo(t)與輸入信號 vi(t)的相位進(jìn)行比較，產(chǎn)生對應(yīng)于兩信號相位差的誤差電壓Vd(t) ，起到相位差 —電壓變換作用。低通濾波器（LPF）是個(gè)線性電路 ，它的作用是： 濾除鑒相器輸出電壓 Vd(t)中的高頻分量和噪聲，起平滑濾波的作用，以保證系統(tǒng)所要求的性能，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。電路通常由電阻、電容或電感等組成，有時(shí)也包含運(yùn)算放大器。電壓控制振蕩器（VCO）是一個(gè)電壓—頻率（或稱電壓—相位）變換電路，其振蕩瞬時(shí)角頻率受控制電壓的控制，使輸出信號頻率向輸入信號頻率靠攏，兩個(gè)信號間的相位差減小。二、鎖相環(huán)路的具體工作過程如下：相位比較器把輸入