【正文】 發(fā)生器 2 示波器 TDS1012BSC 數(shù)字示波器 3 高頻毫伏表 DA36A 型超高頻亳伏表 4 Q 表 AS2851 Q 表 5 掃頻儀 BT3C RF 寬帶掃頻儀 6 頻率計(jì) NFC1000C1 7 LCR 測(cè)試儀 LCR4070D 發(fā)射機(jī) 測(cè)試結(jié)果與分析 發(fā)射機(jī)載波頻率測(cè)量 發(fā)射機(jī)無(wú)發(fā)射天線 ， 接 50Ω假負(fù)載電阻 ， 調(diào)制信號(hào)電壓為零時(shí) ， 測(cè)負(fù)載電阻上電壓的頻率 ， 即為載波頻率。 高頻課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 24 表 72 發(fā)射機(jī)最大頻偏 mf? 測(cè)量數(shù)據(jù) 載波頻率 Sf （ MHz） 載波頻率 1Sf （ MHz） Ssm fff ??? 1（ KHz） 發(fā)射機(jī)輸出功率測(cè)量 輸入調(diào)制信號(hào)振幅 1??mU V， F=1kHz 測(cè)負(fù)載 50Ω上輸出電壓 ， 并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表73 中， 計(jì)算輸岀功率。 并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表 75 中。 減小輸入調(diào)頻波信號(hào)電壓 USm 直到等于 100mW 對(duì)應(yīng)的 USm 值 ， 即為靈敏度。 矩形系數(shù)測(cè)量 在滿足輸岀電壓信噪比 ≥4， 輸岀功率 ≥100mW時(shí)進(jìn)行下列測(cè)試。 表 77 接收機(jī)通頻帶及矩形系數(shù)測(cè)量數(shù)據(jù) （ MHz） +（ MHz） （ KHz） 矩形系數(shù) （ MHz） +（ MHz） （ KHz） 高頻課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 26 鏡像頻率抑制比測(cè)量 在滿足輸岀電壓信噪比 ≥4， 輸岀功率 ≥100mW時(shí)進(jìn)行下列測(cè)試。 語(yǔ)音與音樂(lè)無(wú)線通信 調(diào)制信號(hào)端輸入語(yǔ)言信號(hào) ， 接收機(jī)端揚(yáng)聲器發(fā)出聲音無(wú)明顯失真；調(diào)制端送一段音樂(lè)信號(hào) ， 接收端揚(yáng)聲器發(fā)音無(wú)明顯失真。 表 78 接收機(jī)鏡像頻率抑制比測(cè)量數(shù)據(jù) 載波頻率 fS 負(fù)載電壓 URL 載波幅度 Vpp 鏡頻抑制比 整機(jī) 無(wú)線通信性能測(cè)試 無(wú)線通信 發(fā)射機(jī)接收機(jī)安裝天線 ， 天線間距離 ≥4m， 調(diào)制信號(hào)頻率取 50Hz、 1kHz、15kHz 三 點(diǎn) ， 調(diào)制信號(hào)振幅為 1V， 測(cè)量接收機(jī)輸岀波形。的頻率值 ， 并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表 77 中。 改變載波頻率 ， 測(cè)量負(fù)載 R=8Ω上電壓 URL 值 ， 測(cè)電壓最大值的 倍所對(duì)應(yīng)的 177。 接收機(jī)輸出信噪比測(cè)量 測(cè)負(fù)載 R=8Ω上電壓 UNRL， 并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表 76 中， 計(jì)算輸岀電壓信噪比NRLRLmUU 。 表 74 發(fā)射機(jī)效率測(cè)量數(shù)據(jù) 電源電壓（ V） 整機(jī)電流（ mA） 整機(jī)功率（ mW） 整機(jī)效率 接收機(jī) 測(cè)試結(jié)果與分析 測(cè)試 條件 ： 輸入調(diào)頻波最大頻偏 KHzfm 75?? ， 調(diào)制信號(hào)頻率 KHzF 1? ， 載波頻率MHzfS 27? ，調(diào)頻波信號(hào) VUSm m1? 。 載波頻率穩(wěn)定度測(cè)量 條件與 測(cè)載波頻率相同 ， 1 分鐘內(nèi)測(cè) 5 次頻率 ， 并將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表 71 中， 計(jì)算載波頻率穩(wěn)定度。第二個(gè)比較 IC8D 是有線作為緩沖區(qū)，以增加電流 增益。其具體電路形式如圖 17 所示。不同的芯片有不同的性能，考慮到題目要求有輸出信噪比，因此選用的低頻功放最好具有靜音功能（有此功能說(shuō)明芯片對(duì)噪聲有性當(dāng)?shù)囊种颇芰Γ?這種鑒頻電路的性能良好，片外電路簡(jiǎn)單，調(diào)整非常方便。上述經(jīng)過(guò)移相網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的調(diào)相調(diào)頻波與原調(diào)頻波輸入給乘法器實(shí)現(xiàn)相位比較，經(jīng)低通濾波器取出原調(diào)制信號(hào)。 圖 67 相移乘法鑒頻器方框圖 目前廣泛采用諧振回路作為移相器。因此雙調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)所使用的電感均為 選用直徑為φ 的漆包線，在線圈上繞制在 NXO20φ 10 6 5 的磁環(huán)繞制， 在保證其繞制密度均勻和繞制緊密的情況下，其Q 值能達(dá)到 230 以上。當(dāng)該模塊接入電路后，空載Q 值將變?yōu)橛休d Q 值，并且數(shù)值減小，帶寬則相應(yīng)增加。10kHz， 矩形系數(shù) ≤3 的要求。 中頻放大器電路如圖 66 所示。可以同時(shí)兼顧高靈敏度與高選擇性，這是非常重要的。 射極跟隨器 由于混頻器輸出幅度比較小，所以射極跟隨器的工作點(diǎn)選取的較低。在 fs=200MHz 時(shí)，電路的混頻增益為9dB，靈敏度為 14μV。 考慮到混頻效果和題目對(duì)整 機(jī)靈敏度的要求，選用集成的單功能模擬乘法混頻器高頻課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 18 MC1496。 常使用的混頻器有晶體三極管混頻器、場(chǎng)效應(yīng)混頻器、二極管混頻器、 集 成 模擬乘法器混頻器等。為了減少損耗 ， 高頻變壓器常用導(dǎo)磁率μ高、 高頻損耗小的軟磁材料作磁芯。 高頻課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 17 高頻自耦變壓器的設(shè)計(jì) 為了減小晶體管輸出阻抗、混頻器輸入阻抗對(duì)諧振回路的 Q 值的影響， 接 晶體管 的L C11 回路 初級(jí)回路 , 與 混頻器 相接的 L C12 回路 次級(jí)回路 ，均利用高頻自耦變壓器部分接入。為了分析方便，設(shè) 兩 個(gè) 回路 元件參數(shù)都相同 ， 即 取 CCC ?? 1211 ， LLL ?? 43 。 由回路電壓方程 CQC C b B E Q C Q eIV R U I R?? ? ?得 3() ( 1 2 0 . 7 2 . 5 1 ) 7 7 2712 . 5 1 0C C B E Q C Q eb CQV U I RRKI ???? ? ? ? ?? ? ? ?? 選用 200K? 固定電阻和 100K? 電位器串聯(lián) ，以便調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)。 雙調(diào)諧回路是解決放大器的選擇性和通頻帶之間矛盾的有效方法。因此 題目對(duì)整個(gè)接收機(jī)的帶寬有要求，而且對(duì)中頻濾波器的矩形系數(shù)有相當(dāng)?shù)囊?，矩形系?shù) ≤3。 由于 MAX2650 的輸出阻抗為 50Ω，為了減小其對(duì)選頻網(wǎng)絡(luò)的 Q 值的影響，采用部分接入。做好屏蔽和電源濾波后，降低了電源噪聲的影響。 該器件 采用內(nèi)部偏置 ， 省去了外部偏置電阻或電感器 。 美信公司的 MAX2650 低功耗低噪聲甲類放大器，它的增益固定，不需要外圍電路過(guò)多擴(kuò)展，降低了噪聲的引入途徑和調(diào)試的難度。 第二步，在同樣磁芯上得到的電感量 L 為 220 01201xxx NL L N LN?? 得相應(yīng)的匝數(shù)為：0101xx LNNL? 選用直徑為φ 的漆包線，在線圈上繞制在 NXO20φ 10 6 5 上繞 Nx 匝，然后測(cè)得實(shí)際電感值，可適當(dāng)調(diào)整到設(shè)計(jì)值，正確的繞法參見(jiàn)圖 56。它的缺點(diǎn)在于靜態(tài)工作點(diǎn)較高，在沒(méi)有信號(hào)時(shí)依然具有靜態(tài)電流，所以它的效率不是很高。串饋扼流線圈 L1 的電感量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，在短波波段一般選取 15μ H～ 50μ H，本設(shè)計(jì)選取 15μ H。例如在 本 調(diào)頻發(fā)射機(jī)中，中心頻率 fS 在 26～ 28MHz范圍內(nèi) ，要求的最大頻偏 Δf=75kHz，若所用變?nèi)荻O管的 γ=1，則由式 Δfm=2? mωc 可求得 m=103～ 103，這時(shí)對(duì)應(yīng)的 kf2 和 /ccff? 都很小。調(diào)制器 原理 電路如圖 52 所示。為了減小這個(gè)影響采用兩個(gè)變?nèi)荻O管背靠背串接的方式，由兩個(gè)變?nèi)荻O管代替一個(gè)變?nèi)荻O管。因而壓 控振蕩器可以選用單片集成振蕩電路 MC1648 來(lái)構(gòu)成。 由于 變?nèi)荻O管調(diào)頻電路 具有 優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，工作頻率高，易于獲得較大的頻偏，而且在頻偏較小的情況下，非線性失真 可以很小。 KI UUIUR CQ BEBQEQEQ 34 ??????? ? KIUIUR CQBQRBQ 33006 32 ??? ???? ?? 高頻課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 9 KU RUVR BQ BQCC 663 100)35()( 21 ?????? 為了調(diào)整方便，選用 10K固定電位器和 100K電位器 串聯(lián)。 低頻電壓放大器選用阻容耦合共射 放大器，電路如圖 51所示。方案三則基本采用了單功能芯片模塊，使用 DDS 作為本振，自動(dòng)搜索實(shí)現(xiàn)非常容易，穩(wěn)定度高，整個(gè)系統(tǒng)調(diào)試難度降低。 三 極 管前 置 放 大混 頻 器 單功 能 模 塊 B P F三 極 管放 大 B P F 鑒 頻 器低 頻 放 大 單功 能 模 塊鎖 相 環(huán)（ P L L ） 包 絡(luò) 檢 波M C U顯 示 圖 45 接收機(jī)方案二系統(tǒng)框圖 方案三： 接收機(jī)盡可能選擇單功能模塊進(jìn)行搭建，前置低噪聲放大器、中頻放大器均可采用集成的低噪聲高速運(yùn)算放大器搭建，本振采用直接數(shù)字式頻率合成器（ DDS），混頻器、相移乘法鑒頻器、低頻功率放大器均采用集成單功能模塊搭建。選用低噪聲三極管搭建前置低噪聲放大器、三極管混頻器、西勒振蕩器或晶體振蕩器、中頻放大電路以及鑒頻器和低頻功率放大器。方案三頻率穩(wěn)定度最高，但是石英晶體調(diào)制，頻偏很小，需要經(jīng)過(guò)多次倍頻方式才能獲得 75KHz 最大頻偏，實(shí)施難度最大。其系統(tǒng)框圖如圖 42所示。10kHz， 矩形系數(shù) ≤3； （ 5） 接收機(jī) 接收靈敏度 ≤100μV， 鏡像頻率抑制比 ≥20dB， 輸入阻抗 50Ω； （ 6） 解調(diào)器后要有低頻電壓和功率放大 ， 負(fù)載電阻 8Ω， 在接收機(jī)輸入信號(hào)幅值為 1mV有效值 條件下 ， 輸岀功率 ≥100mW， 波形無(wú)明顯失真 。其發(fā)射接收的基本框圖如圖 31 所示。 （ 6）實(shí)驗(yàn)困難問(wèn)題及解決措施（心得）。聯(lián)調(diào)主 要是觀察動(dòng)態(tài)結(jié)果，測(cè)試電路的性能指標(biāo)，檢查電路的測(cè)試指標(biāo)與設(shè)計(jì)指標(biāo)是否相符，逐一對(duì)比，找出問(wèn)題，然后進(jìn)一步修改參數(shù)，直至滿意為止。電子電路的安裝調(diào)試在電子工程技術(shù)中占有很重要的地位，它是把理論付諸于實(shí)踐的過(guò)程，也是知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力的一種重要途徑。 第五步 電磁兼容設(shè)計(jì) 電磁兼容特性是指確保儀器或者系統(tǒng)正常工作時(shí)對(duì)周圍電磁環(huán)境和內(nèi)部電路相互之間電磁作用的限制、要求和特點(diǎn)。因此同學(xué)們平時(shí)要注意電路資料的積累。因此，在電子電路設(shè)計(jì)中，優(yōu)先選用集成電路已成為人們所認(rèn)可的一致看法。習(xí)題求解時(shí)通常的參數(shù)值為已知量，需要求解的只有 1～ 2 個(gè)參數(shù)，正確的答案一般也只有一個(gè)。同時(shí)還應(yīng)去查閱各種資料，通過(guò)學(xué)習(xí)、比較來(lái)尋找更好的電路形式。 ② 電子設(shè)計(jì)需要不斷改進(jìn)和完善，出現(xiàn)反復(fù)是難免的，但應(yīng)避免方案上的大反復(fù)，以免浪費(fèi)時(shí)間和精力。 第二步 方案論證與總體設(shè)計(jì) （ 1）初步設(shè)計(jì) 有了功能和性能指標(biāo)分析的結(jié)果，就可以進(jìn)行初步的方案設(shè)計(jì)。初步掌握小型發(fā)射機(jī) 、接收機(jī) 的調(diào)整及測(cè)試方法。由學(xué)生自行設(shè)計(jì)、自行制作和自行調(diào)試的綜合性實(shí)驗(yàn)。 綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)于提高學(xué)生的電子工程素質(zhì)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Ψ浅Ｖ匾请娮蛹夹g(shù)人才培養(yǎng)成長(zhǎng)的必由之路。 通過(guò)本課題設(shè)計(jì)與裝配、調(diào)試，提高學(xué)生動(dòng)手能力，鞏固已學(xué)的理論知識(shí)，能使學(xué)生建立無(wú)線電發(fā)射機(jī) 、接收機(jī) 的整機(jī)概念，了解發(fā)射機(jī) 、接收機(jī) 整機(jī)各單元電路之間的 關(guān)系及相互影響，從而能正確設(shè)計(jì)、計(jì)算發(fā)各個(gè)單元電路。 但僅憑題 目所給要求，還不能進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)題目的各項(xiàng)要求進(jìn)行分析，整理出系統(tǒng)和具體電路所需要的更具體，更詳細(xì)的功能要求和技術(shù)性能指標(biāo)要求，這些要求才是進(jìn)行電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原始依據(jù)。 （ 3）實(shí)際設(shè)計(jì) 注意兩點(diǎn)： ① 針對(duì)事關(guān)全局的主要問(wèn)題，要開(kāi)動(dòng)腦筋，多提方案，便于合理選擇。 （ 2）設(shè) 計(jì)各單元電路的結(jié)構(gòu)形式 在選擇單元電路的結(jié)構(gòu)形式時(shí)，最簡(jiǎn)單的辦法是從過(guò)去學(xué)過(guò)的和所了解的電路中選擇一個(gè)合適的電路。但設(shè)計(jì)電路時(shí)的參數(shù)計(jì)算與做習(xí)題不一樣。 （ 4）元器件的選擇 器件選用原則： 由于集成電路具有體積小、功耗低、工作性能好、安裝調(diào)試方便等一系列的優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用，成為現(xiàn)代電子電路的重要組成部分之一。要考慮是否易于實(shí)現(xiàn)、是否易于檢測(cè)等問(wèn)題。 （ 3）容錯(cuò)能力。 還包括測(cè)試結(jié)果記錄的格式設(shè)計(jì)，記錄格式必須明確反映系統(tǒng)所實(shí) 現(xiàn)的各項(xiàng)功能特性和達(dá)到的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo) （ 2）安裝調(diào)試 經(jīng)過(guò)對(duì)電子電路的理論設(shè)計(jì)之后，便可進(jìn)入電路的安裝調(diào)試階段。 高頻課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 4 各單元電路調(diào)試之后逐步擴(kuò)大到整體電路的聯(lián)調(diào)。 （ 5）性能測(cè)試與分析 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和測(cè)試波形，對(duì)模擬電路應(yīng)有理論設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù)和誤差分析，數(shù)字電路應(yīng)有設(shè)計(jì)邏輯流程、波形圖、時(shí)序圖或真值表，如是可編程器件應(yīng)有程序流程。因而不能使用接收機(jī)、發(fā)射機(jī)集成模塊以及市售成品改裝。中頻濾波器 通頻帶