調頻收音機課程設計報告基于MC1496的簡易調幅發(fā)射機

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1、 課程設計報告 學年學期 題 目 基于MC1496的簡易調幅發(fā)射機 專業(yè)、學號 通信工程 授課班號 學生姓名 指導教師 目 錄 一、緒論………………………………………………………3 二、課設內容…………………………………………………4 2.1、電路原理 、元器件

2、說明……………………………4 2.1.1、模擬乘法器MC1496原理……………………4 2.1.2、基于MC1496調幅電路………………………7 2.1.3、基于MC1496同步解調……………………8 2.1.4、LM317/LM337正負穩(wěn)壓電源………………10 2.1.5、uA741運放組成RC低頻振蕩………………11 2.1.6、石英晶體振蕩電路…………………………12 2.2、制作與焊接………………………………………13 2.3、實際電路調試……………………………………14

3、 2.4、小結………………………………………………14 三、附錄……………………………………………………15 3.1、元器件清單………………………………………15 3.2、工具及儀器……………………………………….17 3.3、參考文獻…………………………………………17 1、 緒論 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。 本次課設我們小組選擇的是基于模擬乘法器MC1496的調制解

4、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)。 我們小組成員共同設計晶體振蕩器、低頻信號發(fā)生器、調幅模塊、解調模塊。 二、課設內容 2.1 電路原理 2.1.1、模擬乘法器MC1496原理 這類器件用于輸出電壓是輸入電壓（信號）和轉換電壓（載波）乘積場合。典型應用包括抑制載波調幅，同步檢波，FM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。 特性: 極佳的載波抑制性能 增益和信號處理可調

5、 高共模抑制比 典型值為-85dB 器件內部含有8個三極管 多種封裝形式 極限參數 產品型號:MC1496 工作電壓Max(V):30 共模增益:-85dB 帶寬:80MHZ 封裝/溫度(℃):14SOIC/-40~125 描述:平衡調制/解調器 超過極限參數可能會造成器件永久性的損壞。 電氣特性 載波抑制 載波抑制是指每個邊帶的載波輸出與信號電壓的比值。 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

6、要的器件與電流的載波饋通，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。 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波抑制以及最小的虛假邊帶。 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。 信號等級 上部的嵌入式差分

7、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情況下都工作于線性區(qū)。 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。 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倍的諧波信號。輸出信號幅度是輸入信號的常數倍，載波信號的幅度變動一般不會在輸出信號中體現出來。 差分放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。 下

8、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 由此式可計算出在一定輸入電壓下的RE值。 2.1.2 基于MC1496的調幅電路本振部分原理圖 基于MC1496的調幅電路本振部分原PCB圖 2.1.3基于MC1496的調幅電路檢波部分原理圖 基于MC1496的調幅電路檢波部分PCB圖 接收及聯放大部分原理圖以及PCB圖 2.1.4 LM317/LM337構成的可調正負穩(wěn)壓電源 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

9、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實現可調電源。以317為例，輸出電壓U0=1.2+（1.2/R1+50uA）*R2. 以下是317和337引腳圖: 2.1.5 、uA741集成運放組成低頻正弦信號發(fā)生器 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F為1/3，放大倍數A=1+（R4+R6）/R1,若滿足振蕩，必須F*A>=1,且起振時F*A>1，諧振時

10、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。 2.1.6、石英晶體振蕩電路 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: 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。 2.2、制作與焊接 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MC1

11、496、UA741引腳功能圖）。 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)現有的電容沒有接

12、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。 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，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。 2.3、電路調試 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，但加入我們自己制作的信號后就失真嚴重了，后來我們發(fā)現電路匹配存在很大問題

13、，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

14、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，我們只能用數值相近的代替，難免出現一些不和諧因素。 2.4、小結 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“過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設計終于順利完成

15、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別和測試；熟悉了常用儀器、儀表；了解了電路

16、的連線方法；以及如何提高電路的性能等等，掌握了焊接的方法和技術，通過查詢資料，也了解了接收機的構造及原理。 我認為，在這學期的實驗中，不僅培養(yǎng)了獨立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在實驗課上，我們學會了很多學習的方法。而這是日后最實用的，真的是受益匪淺。要面對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學習、實踐，再學習、再實踐。這對于我們的將來也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發(fā)現其中珍貴的事情。就像中國提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實驗結束之后變的更加成熟，會面對需要面對的事情。 回顧起此課程設計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，在這段

17、日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。 實驗過程中，也對團隊精神的進行了考察，讓我們在合作起來更加默契，在成功后一起體會喜悅的心情。果然是團結就是力量，只有互相之間默契融洽的配合才能換來最終完美的結果。 此次設計也讓我明白了思

18、路即出路，有什么不懂不明白的地方要及時請教或上網查詢，只要認真鉆研，動腦思考，動手實踐，就沒有弄不懂的知識，收獲頗豐。 三、附錄 3.1、元件清單 元件 參數 數量 電阻 1.6k 2 電阻 2k 4 電阻 200 2 電阻 510 6 電阻 1k 10 電阻 2.4k 2 電阻 10k 2 電阻 6.2k 4 電解電容 2200u 4 電解電容 220u 4 電解電容 0.1u 4 電容 0.001u 6 電容 0.1u 6 電容 0.01u 6 二極管 4001 10 發(fā)光二極管

19、 紅色 2 電位器 10k 4 電位器 1k 4 電位器 50k 4 MC1496 2 14引腳底座 2 uA741 2 晶振 4MHz 1 LM317 1 LM337 1 變壓器 220V轉24V三輸出 1 三極管 9018 10 導線若干 漆包線20cm 3.2、工具及儀器 電烙鐵、焊錫、信號發(fā)生器、示波器、鑷子、斜口鉗、鉗子等等。 3.3、參考文獻 《通信電子電路》—于洪珍； 《電子線路設計實踐》---謝自美； 《電子技術基礎 模擬部分》--康華光； 19