实验九.小功率调频制高频发射机接收机的设计与实验

实验九.小功率调频制高频发射机/接收机的设计与实验实验任务与要求实验目的建立起发射机的总体概念和掌握调频发射机的设计方法。学会使用高频仪表对发射机各级及整机进行调试和主要技术指标的测试方法。通过实验，培养分析问题和解决问题的能力。实验仪器及器材高频信号发生器QF1055A一台;超高频毫伏表DA22A一台;频率特性测试仪BT－3C一台;数字示波器TDS210一台;双路直流稳压电源HY1711－2S一台;器材：MC3361，MC3362，CD1353，TC9307，TA7358,TA8132，MC2833等实验任务与要求1.实验前，先作好各级电路的仿真分析。2.实验电路见前几节内容3.发射机技术指标：•载波中心频率fo=10MHz•调制频率F=1KHz或话音最大频偏Δfm≥50KHz•发射机输出功率PL≥100mW（RL=75Ω）•强弱度效率η≥60％•电源电压12V调频接收机设计指标要求•接收载频f0＝10MHz•接收机灵敏度≤5mV•输出功率≥100mW（负载8Ω）4.基本命题调频振荡器的调整及技术指标的测试•调整振荡器的工作电流为1～3mA，在输出端用示波器观察波形，使波形无失真，调整回路参数使振荡器的中心频率fo＝10MHz。•测量电源电压变化对振荡器频率的影响。•测量负载变化对振荡器频率的影响。•测量5分钟内短期频率稳定度。•测量静态调制特性，确定变容二极管的工作点。加上调制信号，观察调频信号并记录之。中间推动级的调整及主要技术指标的测试•调整静态工作点，使Ico＝5mA左右。•测量放大器的频率特性•调整电容C，使fo＝10MHz，B≥200KHz•改变输入的大小，使在75Ω的电阻上能获得不失真的1V以上的电压.功率放大器的调整及主要技术指标的测试•测量功率放大器的静态工作点。当激励电压Ui=0时，记下Uco、Ueo、Ub的直流电压及Ico。•对放大器进行调谐当激励电压Ui=0.8V左右，调整回路电容使输出电压Ub最大或Ico最小，并记下此时的Uco、Ueo、Ubo及Ico、负载上的电压UL（RL=75Ω）。并分析功率放大器工作在那一类？•调整最大输出功率测试条件：VCC=12V，RL=75Ω改变抽头位置（抽头变化后要微调电容使回路处于谐振），记下各个抽头时的Ico、VL值。•工作特性的测量保持激励电压Ui不变，改变电源电压，使VCC由6～18V内变化，每隔两伏取点，记下各点的Ico、UL值，并计算PL、η。•测量功率放大器的负载特性测试条件：VCC=12V，Ub=1V左右，fo＝10MHz当回路在调谐的情况下，改变RL，测出对应的Ico、UL值，计算输出功率，输入功率Po和效率。•观察调频信号的解调过程利用鉴频实验板与调频发射机连接，连接图如图1所示。a.画出UΩ、UA、UB的波形。b.改变UΩ的大小，测出UB不失真的最大对应及对应的UΩ值。c.改变UΩ的频率下，观察UB的变化，得出什么结论？图1.调频收发联调框图如下：进行整机的发射和接收调试调整发射机，使其处于发射状态，并用接收机进行接收，并记录发射效果。5.扩展命题设计任务：自行设计装调一个小功率调频发射机。主要技术指标：•载波中心频率fo=6.5MHz•调制频率F=1KHz或话音最大频偏Δf≥50KHz•发射机输出功率PL≥100mW（RL=51Ω）•强弱度效率η≥60％•电源电压12V设计要求：•为培养动手能力，本设计要求用分立元件实现。•列出各部分器材清单、就各部分设计电路仿真分析。•拟定发射机各部分电路及整机的调整方法和主要指标的测试方法以及所使用的仪器。用专用的调频发射机芯片MC2833设计一调频发射机。用调频接收芯片MC3361设计一调频接收机。整理设计及测试数据，写出规范的实验报告。实验原理FM发射机简介一台小功率晶体管FM发射机通常由下面几部分组成：调制器、主振级、激励级、输出放大器。下图为调频发射机组成方框图。它区别调幅发射机的是调制在主振级进行，其作用是使主振级频率围绕一中心频率随调制信号电压线性地变化，即产生调频信号。调频信号经中间放大器后给输出级提供足够的激励电平，最后经输出级放大到合乎要求的调制信号送到天线辐射。图2.调频发射机框图如下：调频发射机与调幅发射机相比较，调频发射机具有下列优点：•调频波比调幅波所占的频带宽得多，因此调频制只适用于频率范围较宽的超短波频段。•抗干扰性能好，调制指数mf可大于1，故能提高信噪比。•调频发射机功率管的利用率高。实现调频的方法有两种：直接调频和间接调频法（相关内容见实验三介绍）。FM接收机原理FM接收机的组成也包括输入回路、混频器、本机振荡器、中频放大、低频放大等电路，与调幅接收机区别的是其解调电路――即鉴频器。鉴频器形式多种多样，详见实验三介绍。另单片调频接收芯片的出现，使接收机电路愈发简单。其典型的有一次变频芯片如MC3361,MC3357,TDA7201等，特点是镜像抑制比低，选择性较差；二次变频芯片如MC3362，MC3363等，克服了上述缺点，性能优越。FM接收机目前也多采用电调谐技术，其原理和调幅接收机相同――即本振频率按固定步长递增或递减（如FM广播步长为50KHz）。典型的控制芯片有TC9307,TC9316等。