調頻收音機課程設計報告---基于mc1496的簡易調幅發(fā)射機

1、<p><b>　　課程設計報告</b></p><p>　　學年學期 </p><p>　　題 目 基于MC1496的簡易調幅發(fā)射機 </p><p>　　專業(yè)、學號 通信工程 </p><p>　　授課班號

2、 </p><p>　　學生姓名 </p><p>　　指導教師 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、緒論…………………………………

3、……………………3</p><p>　　二、課設內容…………………………………………………4</p><p>　　2.1、電路原理 、元器件說明……………………………4</p><p>　　2.1.1、模擬乘法器MC1496原理……………………4</p><p>　　2.1.2、基于MC1496調幅電路………………………7</p>

4、<p>　　2.1.3、基于MC1496同步解調……………………8</p><p>　　2.1.4、LM317/LM337正負穩(wěn)壓電源………………10</p><p>　　2.1.5、uA741運放組成RC低頻振蕩………………11</p><p>　　2.1.6、石英晶體振蕩電路…………………………12</p><p>　　2.

5、2、制作與焊接………………………………………13</p><p>　　2.3、實際電路調試……………………………………14</p><p>　　2.4、小結………………………………………………14</p><p>　　三、附錄……………………………………………………15</p><p>　　3.1、元器件清單………………………………………15

6、</p><p>　　3.2、工具及儀器……………………………………….17</p><p>　　3.3、參考文獻…………………………………………17</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　高頻課程設計是通信專業(yè)課程實踐的重要組成部分，目的是使學生通過所學高頻知識，設計和調試實際電路，從而進一步加

7、深對模擬電路知識的理解，掌握對高頻電路的設計及調試方法，提高學生動手能力以及分析問題解決問題的能力。</p><p>　　本次課設我們小組選擇的是基于模擬乘法器MC1496的調制解調模塊，學習集成芯片的閱讀方法，并能根據芯片資料，正確搭建、調試外圍電路。同時，學習掌握幅度調制的原理。練習集成模擬乘法器的使用，掌握同步檢波的原理，制作出完整的調幅收發(fā)系統(tǒng)。</p><p>　　我們小組成員共

8、同設計晶體振蕩器、低頻信號發(fā)生器、調幅模塊、解調模塊。</p><p><b>　　二、課設內容</b></p><p><b>　　2.1 電路原理</b></p><p>　　2.1.1、模擬乘法器MC1496原理</p><p>　　這類器件用于輸出電壓是輸入電壓（信號）和轉換電壓（載波）乘

9、積場合。典型應用包括抑制載波調幅，同步檢波，F(xiàn)M檢波，鑒相器。更多的應用信息請參照ON半導體公司AN531的應用手冊。</p><p><b>　　特性:</b></p><p>　　極佳的載波抑制性能 </p><p><b>　　增益和信號處理可調</b></p><p>　　高共模抑制比 典型

10、值為-85dB</p><p>　　器件內部含有8個三極管</p><p><b>　　多種封裝形式</b></p><p><b>　　極限參數(shù)</b></p><p>　　產品型號:MC1496</p><p>　　工作電壓Max(V):30</p><

11、;p>　　共模增益:-85dB</p><p><b>　　帶寬:80MHZ</b></p><p>　　封裝/溫度(℃):14SOIC/-40~125</p><p>　　描述:平衡調制/解調器</p><p>　　超過極限參數(shù)可能會造成器件永久性的損壞。</p><p><b>

12、;　　電氣特性</b></p><p><b>　　載波抑制</b></p><p>　　載波抑制是指每個邊帶的載波輸出與信號電壓的比值。</p><p>　　載波抑制與輸入的載波等級有很大關系，低等級的載波不能夠使上部開關器件完全導通，致使信號增益降低，由此減少載波抑制。較最優(yōu)載波等級較高的載波信號會引起不必要的器件與電流的載波饋

13、通，并導致載波抑制降低。MC1496的最優(yōu)載波輸入信號是60mV有效值的正弦波，頻率在500KHz附近，在調制中推薦使用此載波信號。</p><p>　　載波饋通依賴于信號波的電壓等級。所以輸入電壓信號大的時候載波抑制可以最小化，但是在輸入三極管對前必須添加線性操作部分，否則在器件的調制信號輸出端會出現(xiàn)畸變，會與載波抑制混淆。此時需要在輸入信號幅值端加裝上拉限定。最優(yōu)的載波等級在圖22中給出，此時可以得到較好的載

14、波抑制以及最小的虛假邊帶。</p><p>　　在高頻線路中，為了減小載波饋通，電路的布局分配就顯得極其重要了。為了抑制載波輸入和輸出通路的耦合電容，有必要添加屏蔽。</p><p><b>　　信號等級</b></p><p>　　上部的嵌入式差分放大器可工作與線性區(qū)和飽和區(qū)，下部的差分放大器在大多數(shù)情況下都工作于線性區(qū)。</p>

15、<p>　　當輸入信號都為較低等級的時候，輸出將包括輸入信號的共頻和差頻部分，輸出信號的幅度是輸入信號幅度績的函數(shù)。</p><p>　　當輸入的載波信號是較高等級并且調制信號輸入端工作與線性區(qū)時，輸出信號將包括調制信號的差頻、共頻信號和載波的基波與其奇數(shù)倍的諧波信號。輸出信號幅度是輸入信號的常數(shù)倍，載波信號的幅度變動一般不會在輸出信號中體現(xiàn)出來。</p><p>　　差分放

16、大部分的線性信號處理能力已被很好地界定出來。在發(fā)射極不惡化的時候，輸入信號的線性操作范圍可達到25mV，由于上部差分放大器的發(fā)射極在芯片內部連在一起，這使載波輸入在任何情況下都能滿足。</p><p>　　下部的差分放大器需要外接發(fā)射極電阻，他的線性信號處理范圍可由用戶設定。最大的線性信號輸入范圍由下式決定</p><p>　　由此式可計算出在一定輸入電壓下的RE值。</p>

17、<p>　　2.1.2 基于MC1496的調幅電路本振部分原理圖</p><p>　　基于MC1496的調幅電路本振部分原PCB圖</p><p>　　2.1.3基于MC1496的調幅電路檢波部分原理圖</p><p>　　基于MC1496的調幅電路檢波部分PCB圖</p><p>　　接收及聯(lián)放大部分原理圖以及PCB圖</

18、p><p>　　2.1.4 LM317/LM337構成的可調正負穩(wěn)壓電源</p><p>　　本次課設所用芯片需要正負電源共同作用，所以我們制作了基于LM317/LM337的可調正負穩(wěn)壓電源。其中變壓器3端輸出24V交流電壓，公共端接地可以實現(xiàn)正負電源，LM317和LM337兩端接二極管保護電路，通過調節(jié)電位器R2和R5實現(xiàn)可調電源。以317為例，輸出電壓U0=1.2+（1.2/R1+50uA

19、）*R2.</p><p>　　以下是317和337引腳圖:</p><p>　　2.1.5 、uA741集成運放組成低頻正弦信號發(fā)生器</p><p>　　此低頻信號發(fā)生器原理是文氏RC橋式電路原理，電阻R3、C1、R5、C2組成正反饋電路，當電路頻率為1/RC時，反饋回路諧振，反饋系數(shù)F為1/3，放大倍數(shù)A=1+（R4+R6）/R1,若滿足振蕩，必須F*A>

20、;=1,且起振時F*A>1，諧振時F*A=1。調節(jié)R4使初始時R4=2R1，起振時,R4+R6>2R1起振后二極管對R6短路，R4+R6=R4=2R1。</p><p>　　2.1.6、石英晶體振蕩電路</p><p>　　原理和三點式正弦波振蕩器中西勒振蕩器類似，只不過晶振此時充當電感用，并且晶振的Q值非常高，所以振蕩器穩(wěn)定性比西勒振蕩器要高得多。下圖是晶振實物圖及仿真電路:

21、</p><p>　　其中三極管Q2組成射級跟隨器，防止輸出級對振蕩器的影響，電位器R8用來調節(jié)輸出電壓。</p><p><b>　　2.2、制作與焊接</b></p><p>　　首先我們按照元件清單拿到所需元件，然后測量或查詢元件參數(shù)并標注（測量的有電阻阻值、二極管正負、發(fā)光二極管是否正常等，查詢LM317/LM337以及MC1496、U

22、A741引腳功能圖）。</p><p>　　我們先按照原理圖焊接穩(wěn)壓電源，焊接穩(wěn)壓電源時注意電容極性，還要注意電容的耐壓，因為我們選用的是輸出24V的變壓器，濾波后電壓略大于24V，所以選用50V耐壓的電容比較安全，另外我們的電源是正負輸出，變壓器中間抽頭要接公共地，電位器的大小如果沒有原理圖上的標稱，選用稍大的也行，但不能太大，否則調節(jié)電壓時變化太快，另外我們還注意到LM317和LM337的引腳不一樣，焊接時要

23、小心；然后焊接低頻信號發(fā)生器和石英晶體振蕩器，焊接時需要注意三極管極性不要搞錯，還有石英晶體振蕩器的三極管選用高頻三極管9018。調幅和解調電路是我們組另外成員焊接的，檢查時發(fā)現(xiàn)有的電容沒有接地，所以調不出波形，還要注意引腳焊接的正確性，多引腳的芯片容易焊接錯誤。</p><p>　　總體而言，焊接過程中也學習到很多，比如焊接要注意元器件之間的影響，電感焊接要注意遠離其他電感，最好做到屏蔽，這次我們沒有畫PCB，

24、用面包板焊接的，用面包板焊接時最好照著原理圖焊，少些跳線，這樣檢查時比較容易，調幅電路我們就焊接的很復雜很亂，吸取經驗后我們在解調部分焊接做了改進，電路實物就顯得清晰多了，并且給調試帶來極大的方便。</p><p><b>　　2.3、電路調試</b></p><p>　　仿真比較容易，調試起來就沒想象之中那么簡單了。首先是調幅，通過信號發(fā)生器加入信號時比較理想，但加

25、入我們自己制作的信號后就失真嚴重了，后來我們發(fā)現(xiàn)電路匹配存在很大問題，各個分電路之間有比較明顯的影響，之后我們加入了射極跟隨器，失真減少了，但調幅電路加入本地震蕩后出現(xiàn)了90度相位差的失真，好像很多組做出來的都會有這種情況，究其原因可能是載波信號幅度過小，因為在仿真時如果把載波信號幅度調小的確會出現(xiàn)這種情況，但那時載波信號才幾個毫伏，而我們做出來的石英晶體振蕩電路幅度已經能達到1V左右，理論上載波應該在60mV才理想，這讓我們百思不得其

26、解；解調電路剛開始不用加入載波就可以出來解調信號，但有些失真，且不太穩(wěn)定，后來檢查出電路有焊接問題，比如虛焊、虛地，還有個別原件接錯，在改進焊接技術和電路后，已經能出來稍穩(wěn)定的解調信號，且和調制信號相差不多。手工焊接的電路本身存在很多不穩(wěn)定因素，匹配問題我們在設計電路之初注意的很少，包括原件缺失，我們只能用數(shù)值相近的代替，難免出現(xiàn)一些不和諧因素。</p><p><b>　　2.4、小結</b&g

27、t;</p><p>　　通過此次課程設計，使我更加扎實的掌握了有關高頻電子線路方面的知識，在設計過程中雖然遇到了一些問題，但經過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經驗不足。實踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。過而能改，善莫大焉。在課程設計過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，不斷領悟，不斷獲取。最終的檢測調試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“

28、過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設計終于順利完成了，在設計中遇到了很多問題，最后在老師的指導下，終于游逆而解。在今后社會的發(fā)展和學習實踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠不可能得到社會及他人對你的認可！課程設計給我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上的提升，同

29、時又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時，設計讓我感觸很深。使我對抽象的理論有了具體的認識。通過這次課程設計，我掌握了常用元件的識</p><p><b>　　三、附錄</b></p><p><b>　　3.1、元件清單</b></p><p><b>　　3.2、工具及

30、儀器</b></p><p>　　電烙鐵、焊錫、信號發(fā)生器、示波器、鑷子、斜口鉗、鉗子等等。</p><p><b>　　3.3、參考文獻</b></p><p>　　《通信電子電路》—于洪珍；</p><p>　　《電子線路設計實踐》---謝自美；</p><p>　　《電子技術基礎