【導(dǎo)讀】據(jù)、圖片資料真實可靠。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成。果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個人和集。體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。本學(xué)位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位。調(diào)頻發(fā)射機(jī)是目前應(yīng)用最為廣泛的音頻發(fā)射設(shè)備，而且技術(shù)上比較成熟，音質(zhì)較好，并且可以實現(xiàn)立體聲廣播，但大多數(shù)調(diào)頻發(fā)射機(jī)仍然存在發(fā)射頻率固定單一的問題。單片機(jī)控制頻率鎖相環(huán)，從而實現(xiàn)發(fā)射頻率在一定范圍內(nèi)靈活可調(diào)。模塊、電源模塊、音頻輸入模塊、一根專用發(fā)射天線組成?？刂颇K是通過小鍵盤向AT89S52. 二極管直接調(diào)頻，結(jié)合鎖相環(huán)系統(tǒng)，可以得到很高的中心頻率穩(wěn)定度。高頻信號通過天線向空中發(fā)射調(diào)頻電磁波，供耳機(jī)、收音。機(jī)等帶有調(diào)頻接收功能的設(shè)備接收。本設(shè)計適用于學(xué)校室內(nèi)無線廣播教學(xué)、電視現(xiàn)場等。同時，由于本人知識能力有限和設(shè)計經(jīng)驗的缺乏，文中存在。一些疏漏和不足之處，還請各位老師和廣大讀者加以指正。

　　

【正文】 頻信號組成復(fù)合信號從第 5腳輸出 。 圖 立體聲調(diào)制電路原理框圖 圖 導(dǎo)頻方式的調(diào)頻立體聲廣播頻帶結(jié)構(gòu)圖 畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 (5)壓控振蕩電路 壓控振蕩器參數(shù)設(shè)計結(jié)合 BH1415F 頻點可知，壓控振蕩器產(chǎn)生的載頻信號頻率變化范圍必須覆蓋芯片的所有頻點 ,，頻點落在 內(nèi)，并完成頻率感量即可改 變發(fā)射頻率?？紤]到通用元器件的精度和加工工藝水平，這里適當(dāng)放寬頻段，以 保證芯片能正常地鎖住頻點。壓控振蕩器的電路如圖 所示。 圖 壓控震蕩電路 L 采用普通的磁芯可調(diào)式電感，電感量標(biāo)稱值為 30nH6OnH； 變?nèi)荻O管的電容隨偏置電壓的變化而改變，其極限范圍為 7pF35pF。 為了保證電路的穩(wěn)定性， C2與 C3 的 值不能相差太大，這里 C2 取 51pF， C3 范圍取為 7pF35pF。下面確定 C1值。當(dāng) 電感 L、電容C3 均取最小值時，壓控振蕩器取得最大振蕩頻率 ；當(dāng) 電感 L、電容 C3 均取最大值時 ，壓控振蕩器取得最小 振蕩頻率 。 其中， C2， C3 串接后電容范圍為： ，將 L、C3的極限值 代入， 整理后有： 上式中 C1 的單位是 pF。計算得： C1。于是 C1 值可取 47pF。 立體聲信號通過 22 引腳輸入，配合 21 這幾個引腳外部的阻容組合，完成立體聲信號的低通濾波、預(yù)加重和調(diào)制，調(diào)制后的復(fù)合信號通過 5 腳輸出。 1 11 18 引腳輸入的頻率代碼經(jīng)過解碼和鑒相后，由 7腳輸出 PLL 振蕩器的控制信號 VCO。此 VCO 控制外部由分立元件組成的高頻振蕩電 路，產(chǎn)生 FM 調(diào)制的載波信號，并通過一個達(dá)林三極管 2SD2142 對 5腳輸出的復(fù)合立體聲信號進(jìn)行 FM頻率調(diào)制。調(diào)制后的信號通過 9腳輸入到 BH1415F，經(jīng)過內(nèi)部的射頻放大器放大后發(fā)射，以擴(kuò)大發(fā)射距離。 1 14 腳需要外接 的晶振，提供給 BH1415F 內(nèi)部的鑒相、立體聲信號調(diào)制等部分所需要的穩(wěn)定時鐘。 ????919112 3 0 1 0 6 .1 612012 6 0 1 0 2 0 .7 680CC????? ? ? ????? ? ? ???畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 (6)環(huán)路 濾波電路 環(huán)路濾波器的主要指標(biāo)是帶寬、直流增益和高頻增益，它由濾波器的時間常數(shù)和濾波器的類型。簡單 RC 濾波器的高頻增益為零。比例積分濾波器在高頻時有一定的增益，這對鎖相環(huán)的捕捉特性有利。 為了滿足鎖相調(diào)頻的要求，環(huán)路僅對 VCO 中的頻率不穩(wěn)定所引起的緩變分量有所反映，因此環(huán)路濾波器的通頻帶很窄，保證調(diào)制信號的頻譜分 量處于低通濾波器頻帶之外而不能形成交流反饋，這是一種載波跟蹤環(huán) 。 【 2】 本設(shè)計 采用簡單的無源比例積分濾波器和簡單 RC 濾波器 相結(jié)合 作為環(huán)路濾波器 并通過達(dá)林管 2SD2142 進(jìn)行放大送入 VCO， 如圖 所示。 圖 環(huán)路 濾波電路 (7)FM 鎖相環(huán)發(fā)射 電路 FM 鎖相環(huán) 發(fā)射電路采用穩(wěn)定頻率的鎖相環(huán)系統(tǒng)。這一部分由高頻振蕩器、高頻放大器及鎖相環(huán)頻率合成器組 成。調(diào)頻調(diào)制由變?nèi)荻O管組成的高頻振蕩器實現(xiàn)，高頻振蕩器是一個鎖相環(huán)的 VCO，立體聲復(fù)合信號通過它直接進(jìn)行調(diào)頻調(diào)制。 高頻振蕩器是由第 9 腳外部的 LC 回路與內(nèi)部電路組成， 振蕩信號經(jīng)過高頻放大 器從 11 腳輸出， 同時輸送到鎖相環(huán)電路進(jìn)行比較后從第 7腳輸出一個信號對高頻振蕩器的值進(jìn)行修正，確保頻率穩(wěn)定。一但頻率超過鎖相環(huán)設(shè)定的頻率，第 7 腳將輸出的電平變高，以降低頻率； 如果 是低于設(shè)定頻率，它將輸出的電平變低，以提高頻率；頻率 相同的時候，它的電平將不變。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 11 腳輸出 參考晶體振蕩器（內(nèi)部） 監(jiān)相器 （內(nèi)部） 低通濾波器 (內(nèi)部 ) VCO 射頻放大 （內(nèi)部） 7 腳修正電壓 FM 鎖相環(huán)發(fā)射電路原理框圖 和電路圖分別 如圖 和 所示。 圖 FM 鎖相環(huán)發(fā)射電路原理框圖 圖 FM 鎖相環(huán)發(fā)射 電路 畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 220V/9V變壓器 220V 交流 濾波 7805 三端穩(wěn)壓管 濾波 +5V 直流電源 BH1415F 調(diào)頻發(fā)射模塊 單片機(jī) 控制模塊 電源模塊的設(shè)計 圖 電源 模塊框圖 電子產(chǎn)品中，常見的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的 78 系列和負(fù)電壓輸出的 79 系列。顧名思義，三端 IC 是指這種穩(wěn)壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。它的樣子象是普通的三極管， TO220 的標(biāo)準(zhǔn)封裝，也有 9013樣子的 TO92封裝。因為三端固定集成穩(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采 用。 該系列集成穩(wěn)壓 IC 型號中的 78 或 79 后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如 7805表示輸出電壓為正 5V， 7909 表示輸出電壓為負(fù) 9V。 由于 AT89S52 單片機(jī)和 BH1415F 均采用 +5V直流電源供電，故采用 +5V 輸出的 7805 系列三端穩(wěn)壓管， 7805 系列引腳如圖 所示。 圖 7805 引腳圖 畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 7805 系列為 三 端正穩(wěn)壓電路， TO220 封裝， 能提供 DC 5V 的輸出電壓，應(yīng)用范圍廣 。用 7805 系列三端穩(wěn)壓 IC來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還 有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路 。帶散熱片時，輸出電流可達(dá) 1A。 雖然是固定穩(wěn)壓電路，但使用外接元件，可獲得不同的電壓和電流。 使用起來可靠、方便，而且價格便宜 。 在電源的輸入端并聯(lián)上不同容值的電容，可以濾除不同頻率諧波分量，大大減少了雜波， 優(yōu)化電源質(zhì)量，效果十分明顯 。 電源電路圖如圖 所示。 圖 +5V 電源電路圖 音頻輸入模塊的設(shè)計 BH1415F 音頻輸入有最大電平 限制，過大的輸入電平會損壞芯片。在前期的試驗階段，輸入 音頻電平幅值具有不可預(yù)測性，為了保護(hù)芯片，需對輸入音頻 信號進(jìn)行 限幅處理。限幅電路很簡單，利用（衰弱電阻）可變電位器即可。電路如圖 所示，圖中電容的作用是將音頻信號耦合到芯片中，同時有隔直流功能。 圖 音頻輸入模塊限幅電路 畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 模塊音量調(diào)節(jié)已設(shè)計成固定的形式，調(diào)制度通過音源的音量調(diào)節(jié)來調(diào)整。在接入音頻后，將音源音量開到較大位置，接收機(jī)的音量固定在略小于 2/3 的音量的位置上。再慢慢調(diào)小音源音量，直到接收機(jī)中聽到的聲音不失真。模塊基本已處在最佳調(diào)制狀態(tài)（在調(diào)整中，只要接收機(jī)不出現(xiàn)聲音失真，應(yīng)盡量調(diào)大音源音量，以獲得最佳的調(diào)制度和較 高信噪比）。如果輸入的聲音信號過大 , 會導(dǎo)致過度調(diào)制并干擾到附近頻道，這是應(yīng)該避免的。因此，不要設(shè)置話筒聲音太大，最好用一個帶自動增益控制的外接聲音混和器。 注意：請勿于音頻輸入端開路時測試本機(jī)信噪比，因調(diào)制器靈敏度高，音頻輸入開路會引入低頻哼聲，給測試帶來錯誤。 外部信號輸入插座可以將計算機(jī)耳機(jī)插座或者隨身聽耳機(jī)插座等外部聲音信號源通過專用的連接線引入調(diào)頻發(fā)射機(jī) 。 天線模塊 的設(shè)計 天線的選擇對發(fā)射距離起了致關(guān)重要的決定作用。若正確選擇了天線，即使很弱的射頻信號也能傳送很遠(yuǎn)，所以制作一副性能良好的 天線比單純提高發(fā)射功率有效得多。若制作的天線阻抗不匹配，會自激反射，燒壞高頻管；若不能正常高效極化，輻射雜波帶寬很大，會造成接收效果不好，雜波較多，甚至嚴(yán)重干擾正常廣播電臺信號。 天線與饋線的阻抗不匹配或天線與發(fā)信機(jī)的阻抗不匹配，高頻能量就會產(chǎn)生反射折回，并與前進(jìn)的部分干擾匯合發(fā)生駐波。發(fā)射功率較大時，不要試圖打開一個阻抗不匹或沒有接天線負(fù)載的發(fā)射機(jī)，那樣反射回來的高頻能量會損壞高頻功率管，甚至燒壞后級各功放電路元器件；將假負(fù)載換成發(fā)射天線時也要先把電源關(guān)掉 。 天線匹配性能好壞一般用反射系數(shù)或駐波比的大小來 衡量，通常采用駐波比 。終端負(fù)載阻抗和特性阻抗越接近，反射系數(shù)越小，駐波比越接近于 1， 匹配也就越好。天線駐波是出廠必須檢測的一項天線電氣性能指標(biāo)，天線 駐波比 高低直接影響天饋系統(tǒng)整體性能，以前天線出廠駐波比要求小于 ， 現(xiàn)在隨著天線廠家技術(shù)水平不斷提高，加上通信運營商對天線指標(biāo)要求越來越高，天線出廠駐波比一般小于 。 【 16】 為了表征和測量天線系統(tǒng)中的駐波特性，也就是天線中正向波與反射波的情況，人們建立了“駐波比”這一概念， SWR=R/r=(1+K)/(1K) ，反射系數(shù) K=(Rr)/(R+r)， (K 為負(fù)值時表明相位相反 )。式中 R和 r分別是輸出阻抗和輸入阻抗。當(dāng)兩個阻抗數(shù)值一樣時，即達(dá)到完全匹配，反射系數(shù) K 等于 0，駐波比為 1。這是一種理想的狀況，實際上總存在反射，所以駐波比總是大于 1 的。 天線的輸入阻抗是以收發(fā)機(jī)與天線間的接口往天線端看入所得到的阻抗值。為了讓天畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 線與收發(fā)機(jī)電路間達(dá)到阻抗匹配 (Impedance Matching)以降低因不匹配現(xiàn)象所造成的反射損失 (Return Loss)，故天線的輸入阻抗必須與收發(fā)機(jī)電路的輸出阻抗互相匹配，如此一來才不至于使得大部份能量在天線與收發(fā)機(jī)之間就損耗掉。以一 般的天線設(shè)計來說，通常輸入阻抗是無法做大范圍的改變。最普遍的設(shè)計方式是將天線的輸入阻抗設(shè)計在一般電路中所常使用的 50歐姆，如此便可以與收發(fā)機(jī)電路的輸出阻抗達(dá)到 50 歐姆匹配。 【 3】 系統(tǒng)總 電路圖 系統(tǒng)主要分為 兩大 部分：單片機(jī)頻率控制和顯示部分以及 BH1415F 調(diào)頻調(diào)制發(fā)射 部分。 頻率控制和顯示部分是由單片機(jī)復(fù)位電路、單片 機(jī)時鐘電路、頻率控制電路和頻率顯示電路等組成，其電路原理圖如圖 所示 。 圖 單片機(jī) 頻率控制和顯示部分電路原理圖 畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 調(diào)頻調(diào)制發(fā)射部分是由 BH1415F 芯片內(nèi)部電路和外 圍電路、音頻輸入電路、天線模塊等電路組成，其電路原理圖 如圖 所示。 圖 BH1415F 調(diào)頻調(diào)制發(fā)射 部分電路原理圖 畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計及編程 系統(tǒng) 軟件設(shè)計主要是使用 C語言編程 ，然后燒寫進(jìn) 單片機(jī)進(jìn)行控制。程序主要 包括 系統(tǒng)初始化、鍵盤處理子程序、 BH1415F 的 16 位頻率控制字發(fā)送子程序、頻率顯示子程序等。 BH1415F 的 頻率控制字及傳送格式 數(shù)據(jù)信號發(fā)送方式 BH1415F 的調(diào)制頻率是通過單片機(jī)控制模塊發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號來進(jìn)行 設(shè)定 的。其數(shù)據(jù)信號發(fā)送方式如圖 所示。 圖 數(shù)據(jù)信號發(fā)送方式 畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 數(shù)據(jù)內(nèi)容說明 BH1415F 的頻率控制字是 16位二進(jìn)制碼，其數(shù)據(jù)內(nèi)容說明如表 所示。 表 數(shù)據(jù)內(nèi)容說明 順序 數(shù)據(jù) 說明 1 PRCTL 頻率控制字 D0D10 D0為低位 D10為高位，其值為實際發(fā)射頻率除以 100KHz 的十六進(jìn)制值。比如 ，則為 99700KHz/100KHz=997轉(zhuǎn)為 16進(jìn)制后則為 3E5， 字位如下： 2 OMCTL 立體聲控制 MONO 設(shè)為 1 時開啟立體聲，設(shè) 0 時關(guān) 閉立體聲 3 PDCTL PD 輸出控制 PD0、 PD1 設(shè)定 PLL 輸出狀態(tài) PD0 PD1 0 0 正常模式 0 1 輸出低 1 0 輸出高 1 1 高阻態(tài) 4 出廠測試 正常模式下，必須將 T0 設(shè)為 1， T1 設(shè)為 0 畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 系統(tǒng)主程序 流程圖 系統(tǒng)初始化后， 進(jìn)入立體聲發(fā)射工作狀態(tài)， 通過上、下調(diào)整鍵，步進(jìn) 調(diào)整 發(fā)射頻率； 系統(tǒng)通過數(shù)碼管顯示設(shè)定頻率值，同時，頻率控制字 傳送到 BH1415F 的 1 117 端口， BH1415F 接收 BCD 碼控 制字，按低位先送，低字節(jié)先送的原則 接收 。 BH1415F 合成相應(yīng)載波頻率，進(jìn)行調(diào)頻調(diào)制，發(fā)射調(diào)頻 信號。系統(tǒng)主程序流程圖如圖 所示。 圖 系統(tǒng)主程序流程圖 頻率顯示 Y N 開機(jī) 系統(tǒng)初始化 向 BH1415F 發(fā)送初始數(shù)據(jù) 立體聲打開 打開定時器 /計數(shù)器，開中斷 有鍵按下 鍵盤處理 16 位數(shù)據(jù)發(fā)送 畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 系統(tǒng) 子程序流程圖 鍵盤處理 子程序 流程圖 鍵盤為三按