【正文】 語音與音樂無線通信 調(diào)制信號端輸入語言信號 ， 接收機端揚聲器發(fā)出聲音無明顯失真；調(diào)制端送一段音樂信號 ， 接收端揚聲器發(fā)音無明顯失真。 表 78 接收機鏡像頻率抑制比測量數(shù)據(jù) 載波頻率 fS 負載電壓 URL 載波幅度 Vpp 鏡頻抑制比 整機 無線通信性能測試 無線通信 發(fā)射機接收機安裝天線 ， 天線間距離 ≥4m， 調(diào)制信號頻率取 50Hz、 1kHz、15kHz 三 點 ， 調(diào)制信號振幅為 1V， 測量接收機輸岀波形。 表 77 接收機通頻帶及矩形系數(shù)測量數(shù)據(jù) （ MHz） +（ MHz） （ KHz） 矩形系數(shù) （ MHz） +（ MHz） （ KHz） 高頻課程設(shè)計指導書 26 鏡像頻率抑制比測量 在滿足輸岀電壓信噪比 ≥4， 輸岀功率 ≥100mW時進行下列測試。的頻率值 ， 并將測量數(shù)據(jù)填入表 77 中。 矩形系數(shù)測量 在滿足輸岀電壓信噪比 ≥4， 輸岀功率 ≥100mW時進行下列測試。 改變載波頻率 ， 測量負載 R=8Ω上電壓 URL 值 ， 測電壓最大值的 倍所對應(yīng)的 177。 減小輸入調(diào)頻波信號電壓 USm 直到等于 100mW 對應(yīng)的 USm 值 ， 即為靈敏度。 接收機輸出信噪比測量 測負載 R=8Ω上電壓 UNRL， 并將測量數(shù)據(jù)填入表 76 中， 計算輸岀電壓信噪比NRLRLmUU 。 并將測量數(shù)據(jù)填入表 75 中。 表 74 發(fā)射機效率測量數(shù)據(jù) 電源電壓（ V） 整機電流（ mA） 整機功率（ mW） 整機效率 接收機 測試結(jié)果與分析 測試 條件 ： 輸入調(diào)頻波最大頻偏 KHzfm 75?? ， 調(diào)制信號頻率 KHzF 1? ， 載波頻率MHzfS 27? ，調(diào)頻波信號 VUSm m1? 。 高頻課程設(shè)計指導書 24 表 72 發(fā)射機最大頻偏 mf? 測量數(shù)據(jù) 載波頻率 Sf （ MHz） 載波頻率 1Sf （ MHz） Ssm fff ??? 1（ KHz） 發(fā)射機輸出功率測量 輸入調(diào)制信號振幅 1??mU V， F=1kHz 測負載 50Ω上輸出電壓 ， 并將測量數(shù)據(jù)填入表73 中， 計算輸岀功率。 載波頻率穩(wěn)定度測量 條件與 測載波頻率相同 ， 1 分鐘內(nèi)測 5 次頻率 ， 并將測量數(shù)據(jù)填入表 71 中， 計算載波頻率穩(wěn)定度。 圖 611 電臺信號識別電路 高頻課程設(shè)計指導書 23 7 系統(tǒng) 調(diào)試與 測試 調(diào)試 儀器 本系統(tǒng)使用到的儀器如表 71 所示： 表 71 調(diào)試與測試的儀器 序號 儀器 型號 1 信號源 QF1450 高頻 信號發(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 NFC1000C1 7 LCR 測試儀 LCR4070D 發(fā)射機 測試結(jié)果與分析 發(fā)射機載波頻率測量 發(fā)射機無發(fā)射天線 ， 接 50Ω假負載電阻 ， 調(diào)制信號電壓為零時 ， 測負載電阻上電壓的頻率 ， 即為載波頻率。第二個比較 IC8D 是有線作為緩沖區(qū)，以增加電流 增益。雙比較器 IC LM393 的是該電路的心臟 。其具體電路形式如圖 17 所示。其具體電路形式如圖 610 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（有此功能說明芯片對噪聲有性當?shù)囊种颇芰Γ? 圖 69 相移乘法鑒頻器 高頻課程設(shè)計指導書 22 低頻功率放大 器 的設(shè)計 題目要求輸出功率不能小于 100mW，因此選用集成的低頻功 率放大器是最優(yōu)選擇。 這種鑒頻電路的性能良好，片外電路簡單，調(diào)整非常方便。其中 C33 與 L1 C39和 C40 并聯(lián)諧 振回路共同組成線性移相網(wǎng)絡(luò)，將調(diào)頻波的瞬時頻率變化轉(zhuǎn)換為瞬時相位的變化（即 FM 波變?yōu)?FMPM 波 ） 。上述經(jīng)過移相網(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現(xiàn)相位比較，經(jīng)低通濾波器取出原調(diào)制信號。設(shè)輸入電壓為 .1U ，則輸出電壓 .2U 為 高頻課程設(shè)計指導書 21 圖 68 移相網(wǎng)絡(luò)及其特性 . . . . ()1 1 1 22 1 1 1 2002 ( ) 1 11Lj C R j C R C RU U U U ejjQ? ?? ? ??? ? ???? ? ?? ? ?? 對于輸入調(diào)頻信號來說，其瞬時頻率 ω(t)=ωc+kfuΩ(t)=ωc+Δω。 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。 鑒頻器 的設(shè)計 相移乘法鑒頻器的方框原理圖 如圖 67 所示 。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 值能達到 230 以上。 因此設(shè)計該諧振回路時，一定要將帶寬降低到180KHz 以下。當該模塊接入電路后，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。 通頻帶 根據(jù)要求， ?3dB 帶寬為 KHz1802 ??f 。10kHz， 矩形系數(shù) ≤3 的要求。 矩形系數(shù) 整個系統(tǒng)應(yīng)當盡可能減小矩形系數(shù) 。 中頻放大器電路如圖 66 所示。所以 整機增益在接收頻率范圍內(nèi)，高端和低端的差別就會很小。可以同時兼顧高靈敏度與高選擇性，這是非常重要的。 由回路電壓方程 CQC C b B E Q C Q eIV R U I R?? ? ?得 高頻課程設(shè)計指導書 19 11 3() ( 1 2 0 . 7 2 . 5 2 ) 1 0 0 2522 . 5 1 0C C B E Q C Q eb CQV U I RR R KI ???? ? ? ? ?? ? ? ? ?? 選用 250K? 電阻。 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選取的較低。 圖 65 高頻自耦變壓器 由于 載波 本振電壓 ULm 約為 100mV 是大信號輸入 ， 輸出電流為 i0 = 2 th2SLy quuR kT= 2 4 4 4c o s c o s c o s 3 c o s 5π 3 π 5 πS m S L L Ly U t t t tR ? ? ? ???? ? ? ??????? 若在輸出端加入一個中心頻率為 If ，帶寬為 2F 的帶通濾波器，則取出的差值電流為 Δi= 4 c o s( )π S m L Sy UtR ??? 從圖可看出，電路采用了單端輸出方式。在 fs=200MHz 時，電路的混頻增益為9dB，靈敏度為 14μV。 輸入信號振幅最大值約為 15mV，本振電壓 ULm約為 100mV，混頻器后選用的中頻濾波器的中心頻率為 。 考慮到混頻效果和題目對整 機靈敏度的要求，選用集成的單功能模擬乘法混頻器高頻課程設(shè)計指導書 18 MC1496。 集 成 模擬乘法器混頻器靈敏度高，混頻效果好，干擾和失真小。 常使用的混頻器有晶體三極管混頻器、場效應(yīng)混頻器、二極管混頻器、 集 成 模擬乘法器混頻器等。 圖 64 高頻 自耦變壓器 混頻器 的設(shè)計 混頻器 超外差接收機的主要特點是，把被接收的已調(diào)波信號的載波頻率先變?yōu)轭l率較低的 (或較高的 )，且是固定不變的中頻，而其 調(diào) 制 的變化規(guī)律保持不變 。為了減少損耗 ， 高頻變壓器常用導磁率μ高、 高頻損耗小的軟磁材料作磁芯。 高頻變壓器一般用于小信號場合 ， 尺寸小 ， 線圈的匝數(shù)較少。 高頻課程設(shè)計指導書 17 高頻自耦變壓器的設(shè)計 為了減小晶體管輸出阻抗、混頻器輸入阻抗對諧振回路的 Q 值的影響， 接 晶體管 的L C11 回路 初級回路 , 與 混頻器 相接的 L C12 回路 次級回路 ，均利用高頻自耦變壓器部分接入。 圖 63 耦合回路的頻率特性 由于載波 頻率 fc 在 26～ 28MHz 范圍內(nèi) ，因此接收機的前端通頻帶2BW MHz? ，比較寬，所以應(yīng)選擇 1?? 稱為強（緊）耦合，諧振曲線雙峰值，滿足 通頻帶的要求，強 耦合回路的頻率特性 如圖 64 所示。為了分析方便，設(shè) 兩 個 回路 元件參數(shù)都相同 ， 即 取 CCC ?? 1211 ， LLL ?? 43 。現(xiàn)取耦合電容8 102C ? 、 旁路電容 9 104C ? 。 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。 高頻課程設(shè)計指導書 15 電容耦合回路 諧振 放大器 電路如 62 所示， 接有激勵信號源的 L C11 回路稱為初級回路 , 與負載相接的 L C12回路稱為次級回路或負載回路 ， C10為耦合電容，調(diào)整耦合 電容的值可以改變兩個回路的耦合程度，從而改變諧振曲線的形狀。 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。而晶體濾波器的帶寬很 窄，僅為幾千赫茲，完全不 能滿足系統(tǒng)對帶寬的要求，若要達到帶寬的要求，調(diào)試難度相當大 。因此 題目對整個接收機的帶寬有要求，而且對中頻濾波器的矩形系數(shù)有相當?shù)囊?，矩形系?shù) ≤3。輸出阻抗折合到選頻網(wǎng)絡(luò)的阻抗值為 /0021 50 310. 04 0. 04R R Kp? ? ?? 對于 27cf MHz? 點頻， 回路總電容為 3434 4CCC pFCC? ??? 。 由于 MAX2650 的輸出阻抗為 50Ω，為了減小其對選頻網(wǎng)絡(luò)的 Q 值的影響，采用部分接入。其電路圖如圖 61 所示。做好屏蔽和電源濾波后，降低了電源噪聲的影響。 MAX2650 的輸入輸出阻抗均為標準的 50Ω 純電阻，外圍不需要再另行做阻抗匹配，避免 了外加組件所引入的噪聲和信號衰減，進一步降低了調(diào)試的難度。 該器件 采用內(nèi)部偏置 ， 省去了外部偏置電阻或電感器 。 單 +5 V 供電。 美信公司的 MAX2650 低功耗低噪聲甲類放大器，它的增益固定，不需要外圍電路過多擴展，降低了噪聲的引入途徑和調(diào)試的難度。這是因為 AP 的乘積很大，后面各級的影響很小。 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，然后測得實際電感值，可適當調(diào)整到設(shè)計值，正確的繞法參見圖 56。 高頻課程設(shè)計指導書 12 圖 55 高頻功率放大器 環(huán)形電感的設(shè)計 通常采用試繞法，具體的設(shè)計方法分兩步： 第一步，在選好的磁環(huán)上，先試繞若干圈，設(shè)匝數(shù)為 N01 ，并測出其電感量 L01， 由此，計算出該線圈的結(jié)構(gòu)系數(shù) L0。它的缺點在于靜態(tài)工作點較高，在沒有信號時依然具有靜態(tài)電流，所以它的效率不是很高。 高頻課程設(shè)計指導書 11 u rC V D1 . 5 V 5 V2 5 p F5 0 p F 圖 54 V101 變?nèi)荻O管的壓容特性 其振蕩頻率下 式 計算 12cf LC? ?? 其中 1544151 2 5 611 1 1 12 ( )VDVDV D V DCCC C CCCC C C C? ? ? ? ? ?? ?