認(rèn)證考試數(shù)控直流電源簡(jiǎn)略單純音階發(fā)生器設(shè)計(jì)高效力PWM音頻功率縮小器調(diào)頻發(fā)射與汲取系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、第一章,數(shù)控直流電源1、課題目的：學(xué)習(xí)和掌握數(shù)字電子電路和模擬電子電路的接口方法；學(xué)習(xí)和研究用EDA、MCU等不同的手段、方法來(lái)完成本科題的設(shè)計(jì)任務(wù)，并從中逐步學(xué)會(huì)方案的比較和選擇；學(xué)習(xí)電路的模塊化調(diào)試和軟硬件結(jié)合調(diào)試方法2、設(shè)計(jì)要求：輸出電壓：范圍1.012.0V，步進(jìn)0.1V，紋波不大于10mV；輸出電流：100mA；輸出電壓和電流值由數(shù)碼管顯示；由“”、“”兩鍵分別控制輸出電壓步進(jìn)增減；第1節(jié)課題設(shè)計(jì)原理數(shù)控電源的原理示意如圖1.1所示，該課題要求通過(guò)“+”“-”兩個(gè)按鍵來(lái)控制輸出電壓的升降。輸出的電壓和電流通過(guò)采集和標(biāo)度變換（建立一個(gè)算式，使輸出量Vo、Io和A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量建立對(duì)

2、應(yīng)關(guān)系）后，一方面閉環(huán)控制輸出，另一方面通過(guò)六位七段顯示器顯示輸出電壓和電流。圖1.1,數(shù)控電源原理框圖1、 輸出電路輸出電路可以有以下幾種電路結(jié)構(gòu)供參考：采用運(yùn)算放大器、可調(diào)三端（LM317）電路組成；采用運(yùn)算放大器、三極管功率放大電路組成；采用運(yùn)算放大器、MOS管功率放大電路組成。2、 數(shù)控部分?jǐn)?shù)控部分可以采用以下方案供參考：用EDA技術(shù)，采用大規(guī)?？删幊唐骷﨏PLD/FPGA和D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)；用MCU技術(shù)，采用單片機(jī)、外圍邏輯器件和D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)，外圍邏輯器件主要是用于對(duì)A/D，D/A等器件的讀寫控制和片選控制；用MCU完成課題的控制和計(jì)算部分，用EDA技術(shù)完成邏輯整合和數(shù)字顯示的譯

3、碼，D/A轉(zhuǎn)換器完成數(shù)摸轉(zhuǎn)換。3、 數(shù)字顯示部分顯示部分用6個(gè)LED數(shù)碼管，可以采用以下參考方案：動(dòng)態(tài)掃描顯示方案1：七段譯碼用1片4511（或類式芯片），位驅(qū)動(dòng)可用1片MC1413等驅(qū)動(dòng)芯片；動(dòng)態(tài)掃描顯示方案2：七段譯碼由軟件查表完成，段驅(qū)動(dòng)可用2片74LS06等芯片，位驅(qū)動(dòng)用1片MC1413等驅(qū)動(dòng)芯片；靜態(tài)顯示方案：采用6片74LS164通過(guò)串行口工作方式實(shí)現(xiàn)，LED用共陽(yáng)極顯示器可省去位驅(qū)動(dòng)；用CPLD（或FPGA）完成譯碼，動(dòng)態(tài)掃描顯示。4、 輸出采集部分輸出采集部分有輸出電壓采集和輸出電流采集兩塊，可以采用以下參考方案：輸出電壓通過(guò)在輸出端分壓電阻上取樣獲取，輸出電流取樣可通過(guò)負(fù)載中

4、串取樣電阻來(lái)獲取，取樣得到的電壓值，通過(guò)運(yùn)算放大器隔離后送給A/D轉(zhuǎn)換器，電流取樣電阻可取1歐。注意：電壓、電流取樣要共地；運(yùn)算放大器輸出的電壓不要超出A/D的輸入范圍。第2節(jié)課題內(nèi)容及實(shí)施步驟由于課題內(nèi)容多又有相當(dāng)?shù)墓ぷ髁?，在完成硬件整體設(shè)計(jì)后，按先易后難、先小后大，先硬件后軟件按功能模塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和調(diào)試，建議如下：實(shí)驗(yàn)一輸出電路模塊性能調(diào)試實(shí)驗(yàn)1、電路原理采用運(yùn)算放大器、MOS管功率放大電路組成輸出電路模塊示例如圖1.2所示，運(yùn)放A1構(gòu)成反向比例電路，輸入Vi為0-5V通過(guò)R12調(diào)節(jié)后作為A1的輸入信號(hào)（采用-5V的目的是和以后的D/A轉(zhuǎn)換器相協(xié)調(diào)），試分析運(yùn)放A2和輸出MOS管T1構(gòu)成什么

5、類型的負(fù)反饋？它的作用是什么？R6和R7構(gòu)成輸出電壓取樣電路，其中R7上的電壓將通過(guò)放大器送往A/D轉(zhuǎn)換；R10為1歐電阻，它和RL串聯(lián)后構(gòu)成電流取樣，R10上的電壓正比于輸出電流，該電壓通過(guò)放大后送往A/D轉(zhuǎn)換。圖1.2,輸出模塊,2、電路參數(shù)測(cè)試在測(cè)試前，先進(jìn)行滿度調(diào)整。Vi輸入-5.0V，調(diào)整電位器R5和電位器R12，使Vo=12.0V，完成滿度調(diào)整，自己擬定測(cè)試方案和步驟。（1）測(cè)量RL=時(shí)Vi和Vo的關(guān)系填入表1.1表1.1,RL=時(shí)Vi和Vo的關(guān)系Vi-0.5-1.0-1.5-2.0-2.5-3.0-3.5-4.0-4.5-5.0Vo（2）接入RL=120歐電阻，測(cè)試Vi和Vo的關(guān)

6、系，自己制表1.2，填入測(cè)試值。建議Vi輸入同表1.1，測(cè)試后分析對(duì)比表1.1和表1.2的值，說(shuō)明電路負(fù)反饋的作用和效果。（3）在完成上述（1）（2）項(xiàng)目測(cè)試后，適當(dāng)更改電路，加入D/A轉(zhuǎn)換器如圖1.3所示，參照數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中D/A轉(zhuǎn)換部分，通過(guò)DIP開關(guān)輸入數(shù)字量，測(cè)試數(shù)字量Di和圖1.3,帶D/A的輸出模塊,輸出電壓和Vo的關(guān)系，自己制表1.3，填入給定數(shù)字量Di和Vo的測(cè)試值。實(shí)驗(yàn)二數(shù)控模塊和輸出模塊的軟、硬件聯(lián)合調(diào)試實(shí)驗(yàn)1、電路原理采用單片機(jī)、外圍邏輯器件和D/A轉(zhuǎn)換器的方案示例連接如圖1.4所示圖1.4,單片機(jī)和D/A的連接,單片機(jī)89C51為D/A轉(zhuǎn)換器提供數(shù)字量，經(jīng)DAC08

7、32轉(zhuǎn)換后在IOUT1和IOUT2給出電流信號(hào)，由運(yùn)放A1轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)電路。思考該電路采用何種選址方法？該方法有什么優(yōu)缺點(diǎn)？還可以采用何種選址方法？2、電路調(diào)整和參數(shù)測(cè)試（1）畫出該部分的軟件流程圖，通過(guò)編程和軟件調(diào)試，測(cè)試運(yùn)放A1輸出和D/A輸入的數(shù)值量對(duì)應(yīng)關(guān)系，自己制訂測(cè)試步驟，自己制表1.4。（2）在實(shí)驗(yàn)（1）的基礎(chǔ)上，改變89C51的輸出數(shù)值量，在負(fù)載RL端測(cè)試輸出電壓并進(jìn)行測(cè)試記錄，自己制訂測(cè)試步驟，自己制表1.5。實(shí)驗(yàn)三加入數(shù)字顯示模塊后軟、硬件聯(lián)合調(diào)試實(shí)驗(yàn)1、電路原理利用單片機(jī)串行口的數(shù)字顯示電路示例如圖1.6所示，單片機(jī)89C51具有異步串行口，利用該接口的工作方式0（移

8、位寄存器方式）能適應(yīng)多位七段碼的數(shù)據(jù)顯示.P3.0（RXD端）串行發(fā)送顯示數(shù)據(jù)，P3.1（TXD端）輸出同步脈沖信號(hào)。采用這種靜態(tài)顯示方式的優(yōu)點(diǎn)是顯示亮度高、穩(wěn)定性好、編程方便占用軟件資源少。圖1.6,串行數(shù)字顯示電路2、電路調(diào)整和參數(shù)測(cè)試（1）編制89C51的顯示軟件（建議顯示為一個(gè)獨(dú)立的子程序），通過(guò)串行口初始化、設(shè)置顯示緩沖區(qū)、七段碼表、發(fā)送中斷程序等。（2）通過(guò)設(shè)置顯示參數(shù)（自定），調(diào)整顯示電路的軟、硬件，確定該模塊工作的正確性。自己制訂測(cè)試步驟。（3）試考慮一種其它顯示方案的電路和軟件流程。實(shí)驗(yàn)四加入輸出采集模塊和鍵控輸入模塊進(jìn)行的整機(jī)聯(lián)合調(diào)試實(shí)驗(yàn)1、電路原理整機(jī)電路原理如圖1.7，

9、輸出采集電路是通過(guò)ADC0809對(duì)來(lái)自于輸出電流和電壓的兩路信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)束后，EOC端給出的結(jié)束信號(hào)通過(guò)INT1腳，向單片機(jī)發(fā)出中圖1.7,整機(jī)電路原理,斷信號(hào)，單片機(jī)接受中斷后，讀取A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。同向放大器的電路形式和放大倍數(shù)由同學(xué)預(yù)先設(shè)計(jì)，其原則是放大器的滿度輸出不要超出+5V！兩個(gè)按鍵“UP”和“DOWN”通過(guò)P1.0和P1.1送入單片機(jī)，“UP”鍵的作用是使輸出電壓按步進(jìn)上升（步距0.1V），當(dāng)按住該鍵不放時(shí)，電壓連續(xù)上升；“DOWN”鍵的作用是使輸出下降。2、電路調(diào)整和整機(jī)參數(shù)測(cè)試（1）首先進(jìn)行采集模塊的硬件調(diào)試，為了能獲取樣電壓和電流，可以通過(guò)另接一個(gè)分壓電路來(lái)做

10、，當(dāng)然可以利用實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)二和實(shí)驗(yàn)三的成果進(jìn)行采集模塊的調(diào)試；編寫數(shù)據(jù)采集中斷程序和鍵控子程序，鍵控子程序要考慮防抖動(dòng)問(wèn)題；成功后進(jìn)行整機(jī)硬件、軟件調(diào)試。（2）整機(jī)參數(shù)測(cè)試：精度測(cè)試。用萬(wàn)用表對(duì)輸出電壓和顯示電壓、輸出電流和顯示電流進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，自己制訂測(cè)試步驟，測(cè)試數(shù)據(jù)自己制表1.6。功能測(cè)試。分別按“UP”、“DOWN”鍵，觀察輸出電壓步進(jìn)數(shù)值是否滿足要求。第3節(jié),實(shí)驗(yàn)要求1、預(yù)習(xí)要求由于課題涉及多門課程內(nèi)容，在預(yù)習(xí)時(shí)要注意有關(guān)內(nèi)容的查閱和研讀，通過(guò)對(duì)各模塊電路原理的理解，選定芯片、畫出硬件原理圖、軟件流程圖和編制相關(guān)軟件。根據(jù)自己情況，預(yù)先設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)步驟，畫出各種測(cè)試數(shù)據(jù)表格。2、實(shí)驗(yàn)報(bào)

11、告要求（1）課題總體設(shè)計(jì)思想和總體方案，方案的選擇與比較。（2）硬件部分：闡述自己硬件設(shè)計(jì)思想，有總體硬件原理圖和各次實(shí)驗(yàn)的原理圖、原理說(shuō)明和參數(shù)設(shè)計(jì)并附計(jì)算過(guò)程。（3）軟件部分：有總的和各次實(shí)驗(yàn)的軟件流程圖（包括子程序和中斷程序）及程序清單，程序要有注釋。用EDA的要有波形仿真圖。（4）有各次實(shí)驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果并做相關(guān)分析和誤差分析。（5）自己創(chuàng)新點(diǎn)的論述。（6）做本課題的體會(huì)。3、擴(kuò)展內(nèi)容（1）有連續(xù)步進(jìn)功能。當(dāng)連續(xù)按住“UP”或“DOWN”鍵超過(guò)2秒時(shí)，產(chǎn)生連續(xù)步進(jìn)。（2）有短路保護(hù)和報(bào)警功能。當(dāng)輸出發(fā)生短路時(shí)，能自動(dòng)關(guān)閉輸出并用燈光報(bào)警；短路故障解除后，通過(guò)“復(fù)位”按鍵恢復(fù)輸出。第二章 簡(jiǎn)

12、易音階發(fā)生器設(shè)計(jì)1、課題目的：學(xué)習(xí)和掌握振蕩電路設(shè)計(jì)和濾波器的設(shè)計(jì)方法；學(xué)習(xí)和研究用EDA、MCU等不同的手段、方法來(lái)完成本科題的設(shè)計(jì)任務(wù)，并從中逐步學(xué)會(huì)方案的比較和選擇；學(xué)習(xí)電路的模塊化調(diào)試和軟硬件結(jié)合調(diào)試方法2、設(shè)計(jì)要求：產(chǎn)生C調(diào)八個(gè)音階的振蕩頻率(見(jiàn)表2.1)，它分別由1、2、3、4、5、7、0號(hào)數(shù)字鍵控制。表2.1,音階的振蕩頻率和周期表C調(diào)123456709頻率f(HZ)261.6293.6329.6349.2392.0440.0439.9523周期T(ms)3.823.403.032.802.552.272.091.91同時(shí)按下兩個(gè)數(shù)字鍵號(hào)時(shí)，只發(fā)出一個(gè)音階頻率信號(hào)。模擬通道的頻寬

13、為30Hz10kHz。功率放大器的負(fù)載電阻RL=8，最大功率輸出Pomax0.5W、效率50%。能按1-2秒的定時(shí)間隔單次和重復(fù)發(fā)出8個(gè)音階。能自動(dòng)演奏簡(jiǎn)單的曲子（選做）。第1節(jié)課題原理和課題方案,簡(jiǎn)易音階發(fā)生器的實(shí)現(xiàn)有多種方案，參考方案1如圖21所示。它包括按鍵輸入、頻率控制器、正弦波振蕩器、衰減器和功率放大器五個(gè)部分組成。圖21,簡(jiǎn)易電子琴參考方案1框圖其中正弦波振蕩器電路是產(chǎn)生C調(diào)八個(gè)音階的信號(hào)源，音調(diào)效果取決于準(zhǔn)確和穩(wěn)定的振蕩頻率，因此，頻率控制器是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分；按鍵輸入是控制頻率控制器給出適當(dāng)?shù)念l率控制字，調(diào)節(jié)振蕩器的輸出頻率；衰減器的目的是調(diào)節(jié)輸出音量，最后由功率放大器推動(dòng)揚(yáng)

14、聲器發(fā)出聲音。,參考方案2如圖22所示。該方案通過(guò)用電子開關(guān)切換多諧振蕩器的頻率，多諧振蕩器輸出的方波通過(guò)有源低通濾波器對(duì)信號(hào)作進(jìn)一步的處理，濾出高頻信號(hào)以獲得較好的音質(zhì)效果；用EDA技術(shù)，通過(guò)對(duì)CPLD/FPGA的編程控制按鍵輸入的譯碼、定時(shí)、演奏方式控制和自動(dòng)演奏。圖2.2簡(jiǎn)易電子琴參考方案2框圖1、音頻功率放大器音頻功率放大器可以有以下幾種電路結(jié)構(gòu)供參考（1） 采用集成功率放大器構(gòu)成的電路；（2） 采用互補(bǔ)對(duì)稱OCL或OTL電路構(gòu)成功率放大電路；2、多諧振蕩器方案2采用多諧振蕩器可以考慮以下參考方案：（1） 用非門電路構(gòu)或555電路構(gòu)成多諧振蕩器。（2） 用運(yùn)算放大器構(gòu)成多諧振蕩器，此時(shí)

15、注意運(yùn)算放大器的電源電壓用±5V，不要太高。（3） 用EDA技術(shù)，采用大規(guī)?？删幊唐骷﨏PLD/FPGA，用其中的部分資源來(lái)構(gòu)成多諧振蕩器。（4） 用MCU技術(shù)，采用單片機(jī)、外圍邏輯器件和D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)，外圍邏輯器件主要是用于對(duì)A/D，D/A等器件的讀寫控制和片選控制；（5） 用MCU完成課題的控制和計(jì)算部分，用EDA技術(shù)完成邏輯整合和數(shù)字顯示的譯碼，D/A轉(zhuǎn)換器完成數(shù)摸轉(zhuǎn)換。3、頻率控制和正弦波發(fā)生器方案1采用頻率控制和正弦波發(fā)生器以下方案可供參考：（1） 考慮EDA技術(shù)，用CPD/FPGA和D/A芯片進(jìn)行直接數(shù)字頻率合成（DDFS）產(chǎn)生正弦波，頻率控制精確，切換速度快。（2）

16、通過(guò)MCU控制MAX038構(gòu)成壓控振蕩器，直接產(chǎn)生正弦波。這種方式編程方便，但頻率控制精度稍差一些。（3） 用MCU控制DDS芯片AD9850，通過(guò)低通濾波器直接產(chǎn)生正弦波。這種方式由MCU向AD9850發(fā)出頻率控制字，頻率控制精確，切換速度快，且比（1）容易實(shí)現(xiàn)。第2節(jié)課題實(shí)施內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)步驟（以方案2為例）由于課題內(nèi)容比較多，工作量比較大，在完成硬件整體設(shè)計(jì)后，按先易后難、先小后大，先硬件后軟件按功能模塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和調(diào)試，建議如下：實(shí)驗(yàn)一頻率可切換的多諧振蕩器該實(shí)驗(yàn)有以下兩部分內(nèi)容1、多諧振蕩器,多諧振蕩器電路的一種如圖2.3所示，工作原理是利用電容器C的充、放電作用，在輸出端獲得矩形波。,圖

17、23,RC環(huán)形多諧振蕩電路,假定在接通電源后，電路最初處于第一暫穩(wěn)態(tài)，即的Vi1=0、Vo1=1、Vo2=0,及Vi3=1的狀態(tài)，此時(shí)Vo1高電平經(jīng)C、R和門G2輸出端向C充電，隨著充電時(shí)間的增加，Vi3的電位不斷下降，當(dāng)Vi3降到Vr=1.4V(TTL的門坎電平)時(shí)，電路發(fā)生下述正反饋過(guò)程：結(jié)果使門G1迅速導(dǎo)通，門,G2截止，電路處于第二暫穩(wěn)，即Vo1=0、Vo2=1、Vi3=0,及Vo3=1，這時(shí)，Vo2高電平經(jīng)R、C和門G1輸出端向C反充電，使Vi3的電位不斷上升，當(dāng)Vi3上升到Vr,=,1.4V時(shí)，電路又產(chǎn)生下列正反饋過(guò)程：從而使門G2迅速導(dǎo)通和門G1截止，電路又返回到第一暫穩(wěn)態(tài)。此后

18、，電路重復(fù)上述過(guò)程，在輸出端獲得矩形波，振蕩頻率為,其中RO是與非門的輸出電阻、RON是CMOS傳輸門TG的導(dǎo)通電阻。此外，還有一點(diǎn)有必要說(shuō)明，CMOS傳輸門建議采用CD,4016，它包含有四個(gè)獨(dú)立的雙向模擬開關(guān)，開關(guān)狀態(tài)由控制信E決定，當(dāng)E=1時(shí)，對(duì)應(yīng)開關(guān)的導(dǎo)通電阻RON為幾百歐姆；當(dāng)E=0時(shí)，開關(guān)的斷開電阻ROFF,>102、可編程音階振蕩電路可編程音階振蕩電路如圖24所示。電路由3線8線譯碼器和RC環(huán)形多諧振蕩電路組成，3線8線譯碼器的作用是選擇不同的CMOS電子開關(guān)4051，以獲得八個(gè)振蕩頻率。圖2.4,可編程音階振蕩電路,對(duì)于一組確定的地址碼止A2，A1，A0譯碼器輸出線中僅有

19、一線為高電平（Yi=1）使TGi：導(dǎo)通和電阻Ri接入振蕩電路，從而產(chǎn)生頻率為的矩形波。因此，改變數(shù)碼AAA，即可獲得不同的振蕩頻率。3、電路參數(shù)測(cè)試分別對(duì)圖2.3和圖2.4進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。首先計(jì)算電路參數(shù)，選定電容C和初步選定電阻R0-R7的數(shù)值，使電路起振。通過(guò)切換3-8譯碼器輸入A2，A1，A0，調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)的電阻，使振蕩頻率滿足表2.1的各音階頻率。填表2.2表2.2,音階對(duì)應(yīng)的RC參數(shù)表A2A1A0C=R0=R1=R2=R3=R4=R5=R6=R7=頻率實(shí)驗(yàn)二有源低通濾波器、衰減器和功率放大器1、二階有源低通濾波器二階有源低通濾波器參考電路如圖2.5所示，它的輸入Vi4是音階頻率的方波信號(hào)，通過(guò)

20、設(shè)計(jì)有源低通濾波器的截止頻率參數(shù)，可以濾除方波信號(hào)中的高頻分量，在輸出端提取出基波信號(hào)Vo4。圖2.5,二階有源低通濾波器2、衰減器和功率放大器衰減器主要是對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行特定頻率的提升和衰減，不過(guò)在此可以簡(jiǎn)單地當(dāng)作輸出音量控制來(lái)處理，用電位器實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)衰減和對(duì)音量的控制。功率放大器可以采用互補(bǔ)對(duì)稱OTL或OCL電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，輸出功率0.5W即可。3、電路參數(shù)測(cè)試（1）低通濾波器的截止頻率測(cè)試。首先確定低通濾波器的截止頻率，計(jì)算圖2.5的電路參數(shù)，通過(guò)信號(hào)發(fā)生器來(lái)測(cè)試和調(diào)試低通濾波器的截止頻率。自己擬訂測(cè)試方案，將調(diào)整好的測(cè)試數(shù)據(jù)填入表2.3，并畫出低通濾波器的幅-頻特性曲線（用半對(duì)數(shù)坐標(biāo)）。表

21、2.3,濾波器頻率-幅值測(cè)試值,頻率Vo4（2）濾波效果測(cè)試。將實(shí)驗(yàn)一的可控多諧振蕩器的輸出和低通濾波器的輸入相連接，切換A2，A1，A0觀察各音階頻率的濾波器輸出波形，確定濾波器參數(shù)的選擇是否合適，畫出Vi4和Vo4在各個(gè)音階頻率的對(duì)照波形。（3）功率放大器測(cè)試。自己畫出OCL功率放大器的原理圖，設(shè)計(jì)其參數(shù)。1）靜態(tài)輸出調(diào)零。不加信號(hào)負(fù)載開路！將功率放大器輸入接地，測(cè)試和調(diào)節(jié)輸出使其為零電位。2）在輸出靜態(tài)為零的前提下，輸入和地?cái)嚅_，接入信號(hào)源和負(fù)載（揚(yáng)聲器），用示波器觀察功率放大器的工作是否正常，有無(wú)交越失真。自己擬訂測(cè)試方案，測(cè)試并記錄該功率放大器的最大輸出功率和效率。最大輸出功率Pma

22、x=,輸出效率=,3）將濾波器的輸出通過(guò)衰減器后加到功率放大器的輸入，切換A2，A1，A0聽揚(yáng)聲器的音階聲音，調(diào)節(jié)衰減器到合適音量。實(shí)驗(yàn)三鍵控輸入及頻率控制的實(shí)現(xiàn)及整機(jī)調(diào)試和測(cè)試1、鍵控輸入及頻率控制該部分電路如圖2.6所示，按鍵K0-K7分別相當(dāng)于8個(gè)琴鍵，CPLD/FPGA用于對(duì)按鍵的識(shí)別、電子開關(guān)的頻率切換，和定時(shí)自動(dòng)演奏；有源晶振為CPLD/FPGA提供時(shí)鐘信號(hào)。整個(gè)邏輯的實(shí)現(xiàn)可通過(guò)VHDL語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)。該部分的關(guān)鍵是VHDL語(yǔ)言編程，程序應(yīng)該有鍵值識(shí)別模塊、譯碼模塊、定時(shí)模塊和用于自動(dòng)演奏的控制等模塊。圖2.6,鍵控輸入及頻率控制2、鍵控輸入電路及整機(jī)調(diào)試和測(cè)試（1）軟件仿真調(diào)試。用

23、MAX+PLUSII或其它EDA軟件編完程后，將K0-K7用軟件開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)波形仿真來(lái)觀察邏輯關(guān)系是否正確。（2）軟件仿真調(diào)試通過(guò)后，接好硬件電路，用軟件定義好并鎖定管腳下載程序到芯片中，分別按下K0-K7，測(cè)試電子開關(guān)輸入是否正確。若結(jié)果正確可接上整機(jī)其它電路進(jìn)行試聽。（3）任意定義一個(gè)按鍵作為啟動(dòng)信號(hào)，調(diào)試定時(shí)邏輯和控制邏輯，使電路能按音階順序自動(dòng)演奏。第3節(jié)實(shí)驗(yàn)要求1.預(yù)習(xí)要求（1）由于課題涉及多門課程內(nèi)容，在預(yù)習(xí)時(shí)要注意有關(guān)內(nèi)容的查閱和研讀，理解各模塊電路的原理，查閱有關(guān)資料選定芯片，畫出硬件原理圖。用VHDL等語(yǔ)言編制相關(guān)軟件，預(yù)習(xí)MAX+PLUSII的使用說(shuō)明。（2）根據(jù)自己情

24、況，預(yù)先設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)步驟、測(cè)試方法和畫出各種測(cè)試數(shù)據(jù)表格。2.課題總結(jié)報(bào)告要求（1）課題總體設(shè)計(jì)思想和總體方案，方案的選擇與比較。（2）硬件部分：闡述自己硬件設(shè)計(jì)思想，有總體硬件原理圖和各次實(shí)驗(yàn)的原理圖、原理說(shuō)明和參數(shù)設(shè)計(jì)并附計(jì)算過(guò)程。（3）軟件部分：有軟件流程圖和程序清單，程序要有注釋，用EDA的要有波形仿真圖。（4）有各次實(shí)驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果并做相關(guān)分析和誤差分析。（5）自己創(chuàng)新點(diǎn)的論述。（6）做本課題的體會(huì)。3、課題擴(kuò)展內(nèi)容（1）單次自動(dòng)演奏。自選或自編一首簡(jiǎn)曲，通過(guò)編程注入CPLD/FPGA中，定義一個(gè)單次播放按鍵，按下后自動(dòng)演奏一次。（2）連續(xù)自動(dòng)演奏。定義一個(gè)連續(xù)播放和一個(gè)停止按鍵，按下播

25、放鍵后連續(xù)自動(dòng)演奏，直至按下停止鍵。第三章,高效率PWM音頻功率放大器本設(shè)計(jì)主要由功率放大器、信號(hào)變換電路、輸出功率顯示電路和保護(hù)電路組成。功率放大器部分采用D類功率放大器確保高效，在5V供電情況下輸出功率大于1W，且輸出波形無(wú)明顯失真，低頻輸出噪聲電壓很低(輸出頻率為20kHz以下時(shí)，低頻噪聲電壓約1mV)；信號(hào)變換部分采用差分放大電路，將雙端輸出信號(hào)變?yōu)?1的單端輸出信號(hào)；輸出功率顯示部分用乘法器電路及帶A/D轉(zhuǎn)換的電壓表頭顯示功率值，電路簡(jiǎn)單合理；保護(hù)電路部分采用電流互感器監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)輸出短路保護(hù)。1、題目分析及設(shè)計(jì)方案論證與比較根據(jù)題目要求，整個(gè)系統(tǒng)由D類PWM功率放大器、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路及

26、功率測(cè)量顯示裝置組成。其中核心部分為D類PWM功率放大器。之所以選擇此方案是因?yàn)镈類PWM功放能夠達(dá)到更高的效率，且更好地確保波形不失真，加之以合理的濾波網(wǎng)絡(luò)又進(jìn)一步克服了高頻干擾，從而使系統(tǒng)成為高效率、低失真、低干擾的功率放大系統(tǒng)。系統(tǒng)組成框圖如圖3.1所示。下面我們分別論述框圖中各部分設(shè)計(jì)方案。圖3.1,系統(tǒng)組成框圖2、總體設(shè)計(jì)思路根據(jù)題目要求，經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析，決定采用脈寬調(diào)制方式實(shí)現(xiàn)低頻功率放大器(即D類功率放大器)。脈寬調(diào)制電路(PWM)的脈寬調(diào)制原理如圖3.2所示。圖3.2,脈寬調(diào)制原理圖一般的D類放大器電路的工作原理是用“振蕩發(fā)生器”輸出的三角波與來(lái)自外部的模擬音頻信號(hào)進(jìn)行比較，在“

27、脈寬調(diào)制比較器”輸出端產(chǎn)生一個(gè)其脈寬變化與音頻信號(hào)幅值成正比例的可變脈寬方波。此方波通過(guò)“數(shù)字邏輯電路”輸出反相的方波。在音頻信號(hào)的前半周(正電壓)，脈寬調(diào)制方波的占空比小于50%，使高端MOS管飽和導(dǎo)通，輸出瞬間脈沖電壓Vec0=Vcc。在音頻信號(hào)的后半周(負(fù)電壓)，低端MOS飽和導(dǎo)通，電壓0Vec=Vcc。將輸出的脈寬調(diào)制電壓經(jīng)LC低通網(wǎng)絡(luò)濾除高頻成分，在負(fù)載端得到與輸入模擬信號(hào)相似但被放大了的電壓。D放大器雖有較大難度但可大大提高效率，且失真很小，波形放大效果良好，而且配合以較好的濾波網(wǎng)絡(luò)克服了高頻干擾。系統(tǒng)原理框圖如圖3.3所示?？刹捎肁D521實(shí)現(xiàn)雙端輸入變單端輸出的信號(hào)變換。在測(cè)試

28、部分采用乘法器將變換電路輸出的信號(hào)電壓加以平方，經(jīng)分壓送至表頭顯示。圖3.3,系統(tǒng)原理框圖第1節(jié),PWM功率放大器實(shí)驗(yàn)一三角波發(fā)生器及誤差放大器用555芯片構(gòu)成三角波發(fā)生電路，如圖3.4所示。圖3.4,三角波發(fā)生電路本設(shè)計(jì)利用555組成的多諧振蕩器的C4充放電特性加以改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)C4的線性充放電獲得三角波。利用VT1、VT2和R6構(gòu)成的恒流源對(duì)C4實(shí)現(xiàn)線性充電，利用VT3、VT4和R7構(gòu)成的恒流源實(shí)現(xiàn)對(duì)C4的放電，電容C4的三角波經(jīng)VT5射極跟隨器輸出該振蕩器的震蕩頻率f=0.33/(116R7)C4。按圖中各元件的參數(shù)，我們得到了一個(gè)線性很好、頻率約為100kHz、峰峰值為2.18V的三角波，

29、將其輸入到脈寬調(diào)制比較器的一個(gè)輸入端。該部分的作用是將輸入信號(hào)按比例放大以便與三角波比較，通過(guò)以O(shè)P-37運(yùn)算放大器為核心加上相關(guān)元件形成反向比例放大電路，電路如圖3.5所示。圖3.5誤差放大器電路R2、R4共同分壓將OP-37腳的電壓抬至2.5V，這樣可使放大后的波形中點(diǎn)在2.5V處，且是下對(duì)稱無(wú)失真，放大比例系數(shù)由R3和R1決定，即A=R3/R1，C1、C3起隔直作用，電容C2的作用是用來(lái)限制通頻帶的寬度。C2越大，頻帶越窄；C2越小，頻帶越寬。實(shí)驗(yàn)二脈寬調(diào)制比較器及死區(qū)時(shí)間控制該部分的作用是將誤差放大器輸出的波形與三角波發(fā)生器輸出的波形進(jìn)行比較。輸出一個(gè)脈寬與誤差放大器輸入信號(hào)幅值成比例

30、的可變脈寬方波。三角波頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于輸入信號(hào)頻率，相當(dāng)于對(duì)輸入信號(hào)采樣點(diǎn)大大增加，從而保證還原后的波形不失真。其中核心器件為L(zhǎng)M139，該芯片為四比較器集成電路。這里所要注意的是必須使三角波和音頻信號(hào)的電壓中心線重合，即LM139的、管腳的靜態(tài)電位相同，否則脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比將不能在要求的范圍內(nèi)變化。我們通過(guò)可調(diào)電阻R12來(lái)實(shí)現(xiàn)這一要求。脈寬調(diào)制比較器電路如圖3.6所示。圖3.6,脈寬調(diào)制比較器電路提示：死區(qū)時(shí)間不應(yīng)超過(guò)調(diào)制脈沖的1/10，否則輸出的波形將出現(xiàn)明顯的失真；另外，死區(qū)時(shí)間也不可過(guò)短，否則橋路管子將會(huì)共同導(dǎo)通，在極短的時(shí)間內(nèi)大電流將從MOS1、MOS2和MOS3、MOS4同時(shí)流過(guò)，

31、造成電能的損耗，使整體的效率下降，甚至燒毀管子。所以死區(qū)時(shí)間的建立是整個(gè)D類放大器性能提高的關(guān)鍵之一。電路如圖3.7所示。圖3.7,時(shí)間建立電路實(shí)驗(yàn)三,高速門開關(guān)和濾波網(wǎng)絡(luò)高速門開關(guān)和濾波網(wǎng)絡(luò)電路如圖3.8所示。驅(qū)動(dòng)電路除注意其驅(qū)動(dòng)能力外，還應(yīng)注意要使其反應(yīng)盡量快，提高對(duì)窄脈沖的反應(yīng)，以保證對(duì)波形的完整還原。在高速低耗的MOS管的D極和S極間反向并聯(lián)上高速二極管(VD1VD4)，使電感(L1、L2)上產(chǎn)生的電流在死區(qū)時(shí)間內(nèi)快速泄放，以保證下一個(gè)調(diào)制脈沖的電流正常工作，否則橋臂會(huì)出現(xiàn)電流的停滯，輸出波形將會(huì)出現(xiàn)失真、幅值過(guò)小等。濾波網(wǎng)絡(luò)的主要功能是濾除高次諧波，還原調(diào)制波中所帶載的低頻信號(hào)。濾除

32、效果的好壞主要取決于與負(fù)載相并聯(lián)的電容的大小，電容越大，濾波效果越好，但是電容越大，放大器的頻帶寬度、放大倍數(shù)及頻率都會(huì)受到影響。通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，我們選擇了4.7F的電容，使上述三者達(dá)到了較好優(yōu)化。此外，電感大小也是影響這三者的重要因數(shù)，電感相對(duì)小時(shí)，會(huì)大大提高三者的指標(biāo)，但過(guò)小又會(huì)降低高次諧波的濾除效果，實(shí)驗(yàn)證明選擇20F的電感較為合適。圖3.8,高速門開關(guān)和濾波網(wǎng)絡(luò)第2節(jié)功率測(cè)量與保護(hù)實(shí)驗(yàn)四,信號(hào)變換電路及保護(hù)電路信號(hào)變換電路如圖3.9所示。精密放大器AD521有高輸入阻抗、懸浮輸入、高共模抑制比、高精度、低漂移和低噪聲的特點(diǎn)。聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)之前，應(yīng)首先對(duì)AD521進(jìn)行調(diào)零，即輸入短路時(shí)，調(diào)整、管

33、腳間10k的滑動(dòng)變阻器，使輸出為零。接入網(wǎng)絡(luò)后，1M電阻和100k電阻的分壓比為1/10，所以放大器的放大倍數(shù)應(yīng)為10才能使變換電路總的放大倍數(shù)為1。通過(guò)調(diào)整5k的滑動(dòng)變阻器使放大器的放大倍數(shù)為10。這樣就得到了一個(gè)放大倍數(shù)為1的信號(hào)變換電路，將功率放大器雙端輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端輸出。圖3.9,信號(hào)變換電路保護(hù)電路如圖3-10所示。用電流互感器取主電路電流，經(jīng)變換后送到滯回電壓比較器，形成短路保護(hù)信號(hào)，送至高速開關(guān)電路，鎖定脈寬調(diào)制信號(hào)輸出，達(dá)到可靠的輸出短路保護(hù)功能。圖3-10,保護(hù)電路實(shí)驗(yàn)五,功率測(cè)量電路在負(fù)載一定時(shí)(8)，功率與電壓的平方成正比，所以我們將變換電路的輸出接低通網(wǎng)絡(luò)后再接入由

34、乘法器搭成的平方電路。功率測(cè)量電路如圖3.11所示。圖3.11,功率測(cè)量電路乘法器芯片我們用的是AD533，其那邊包含了一個(gè)運(yùn)放。此電路的關(guān)鍵部分在電路調(diào)零。我們的調(diào)零是在、管腳短接的情況下進(jìn)行的，步驟如下：,當(dāng)X=0時(shí)，調(diào)ZO使輸出為0V。,當(dāng)X=10VDC時(shí)，調(diào)增益使絲綢為+10VDC。,當(dāng)X=10VDC時(shí)，調(diào)XO使誤差減半，再調(diào)增益使誤差為零。,當(dāng)輸入接地時(shí)，檢查輸出補(bǔ)償。如果輸出不為零，重復(fù)上述步驟直至輸出無(wú)誤差。測(cè)試表頭是測(cè)量直流電壓的三位半表頭，所以要將交流變?yōu)橹绷鳌Ｎ覀儗⑵椒诫娐返妮敵鼋訛V波網(wǎng)絡(luò)變?yōu)橹绷骱蠼尤氡眍^，使其作為功率來(lái)顯示功率放大器的輸出功率。其邊比可由乘法器AD533

35、內(nèi)部運(yùn)放的放大倍數(shù)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)、管腳的電阻值，使功率表輸出的精度優(yōu)于5%。第3節(jié)調(diào)試與分析1.誤差放大器,放大倍數(shù)A=R3/R1=5；使R2=R4，則保證了輸出波形上下于2.5V對(duì)稱；隨C2的減小，誤差放大器頻帶將會(huì)變寬，當(dāng)C2=180pF時(shí)，頻帶為20kHz。2.三角波調(diào)試,我們通過(guò)改變電容C4值來(lái)改變頻率。變大電容值，頻率變低；變小電容值，頻率變高。最終我們?nèi)4為4700pF，使三角波頻率約為100kHz。3.比較器調(diào)試,其關(guān)鍵操作是必須保證輸入兩信號(hào)的中心電壓相同從而才能正確比較；方法是先將誤差放大器輸出波中心電壓確定，通過(guò)調(diào)節(jié)R12來(lái)改變?nèi)遣ㄖ行碾妷骸?.死區(qū)時(shí)間,采用示波器的雙路通

36、道，觀察兩個(gè)輸出端的波形。通過(guò)變換電阻和電容的大小，使兩個(gè)小波形的高電平部分不會(huì)出現(xiàn)重合的部分，保證死區(qū)時(shí)間不會(huì)過(guò)小。在整體調(diào)試時(shí)，采用上述方法來(lái)取得整體的最優(yōu)效果。5.高速門電路,檢測(cè)兩橋臂的輸出部分，觀察其死區(qū)時(shí)間的大小。應(yīng)盡量保證死區(qū)時(shí)間小于調(diào)制脈寬的1/10，并注意輸出電壓的峰峰值應(yīng)大于4.8V，否則，說(shuō)明橋臂上的管子的速度不匹配。信號(hào)變換電路及功率測(cè)量顯示電路的調(diào)試參見(jiàn)總體設(shè)計(jì)部分及圖3-1所示。6.測(cè)量結(jié)果分析（1）最大不失真輸出功率為多少。（2）輸出正弦信號(hào)無(wú)明顯失真時(shí)的3dB通頻帶為多少。（3）輸入阻抗為多少，電壓放大倍數(shù)為多少。（4）在電壓放大倍數(shù)為10倍、輸入端接地時(shí)測(cè)量低

37、頻噪聲電壓(20kHz以下)為多少。（5）在輸出功率500mW時(shí)測(cè)量的功率放大器效率為多少。（6）輸出功率為多少時(shí)，效率最高。（7）在輸出功率保持為200mW時(shí)，電源電壓最低可降到多少伏。第四章,調(diào)頻發(fā)射與接收系統(tǒng)設(shè)計(jì)本課題的設(shè)計(jì)目的是要求掌握小功率調(diào)頻發(fā)射與接收系統(tǒng)的基本原理、電路設(shè)計(jì)與電路調(diào)試。第1節(jié),調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)圖4.1為調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)的基本組成框圖，表示的是直接調(diào)頻發(fā)射機(jī)的組成。本課題主要研究直接調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)。圖4.1,直接調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)組成框圖1、主要技術(shù)指標(biāo)發(fā)射功率發(fā)射功率一般是指發(fā)射機(jī)輸送到天線上的功率。只有當(dāng)天線的長(zhǎng)度與發(fā)射機(jī)高頻振蕩的波長(zhǎng)相比擬時(shí)，天線才能有效地把載波發(fā)射出去。波

38、長(zhǎng)與頻率f的關(guān)系為f=c/f式中，c為地磁波傳播速度，c=3×108m/s。若接收機(jī)的靈敏度US=2mV，則通信距離s與發(fā)射功率PA的關(guān)系為skm=1.07小功率發(fā)射系統(tǒng)的功率PA與通信距離s的關(guān)系如表1所示。表1,發(fā)射功率PA與通信距離s的關(guān)系PA/mW50100200300400500s/km2.843.384.024.454.825.08工作頻率或波段發(fā)射機(jī)的工作頻率應(yīng)根據(jù)調(diào)制方式，在國(guó)家或有關(guān)部門所規(guī)定的范圍內(nèi)選取。對(duì)調(diào)頻發(fā)射機(jī)，工作頻率一般在超短波范圍內(nèi)?？傂拾l(fā)射系統(tǒng)發(fā)射的總功率PA與其消耗的總功率Pc之比稱為發(fā)射系統(tǒng)的總效率A，即A=PA/Pc,(2-3)2、電路型式的

39、選擇調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)是由調(diào)頻振蕩級(jí)、緩沖隔離級(jí)、倍頻級(jí)、高頻功率放大級(jí)等組成。如果振蕩器的振蕩頻率可以滿足發(fā)射載波頻率的要求，就可省去倍頻級(jí)。（1）調(diào)頻振蕩級(jí)本課題主要研究變?nèi)荻O管調(diào)頻電路。選擇震蕩器的電路型式是根據(jù)載波頻率f0、頻率穩(wěn)定度的技術(shù)要求決定的。如果課題要求的載波頻率f0不高，則可以采用LC調(diào)頻震蕩器。（2）緩沖隔離級(jí)將調(diào)頻震蕩器與功放級(jí)隔離，以減小后級(jí)對(duì)震蕩器頻率穩(wěn)定度及振蕩波形的影響。緩沖隔離級(jí)通常采用射極跟隨器電路。（3）功率推動(dòng)級(jí)為末級(jí)功放提供激勵(lì)功率?？梢赃x擇在弱過(guò)壓工作狀態(tài)的丙類功放，也可以由甲類功放承擔(dān)。如果發(fā)射功率不大，且振蕩級(jí)的輸出功率能夠滿足末級(jí)功放的輸入要求，那

40、么功率推動(dòng)級(jí)也可以省去。（4）末級(jí)功放要使負(fù)載(天線)上獲得令人滿意的發(fā)射功率，而且整機(jī)效率較高，應(yīng)選擇丙類功率放大器。末級(jí)功放的功率增益不能太高，否則電路性能不穩(wěn)，容易產(chǎn)生自激。因此要根據(jù)發(fā)射機(jī)各部分的作用，適當(dāng)?shù)睾侠矸峙涔β试鲆?。?）集成調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)上面概述的是調(diào)頻系統(tǒng)方框圖中各單元電路型式是選擇，各個(gè)單元電路可以由分立元件組成，也可以由集成電路組成。而單片集成FM低功率發(fā)射電路，則可包含調(diào)頻振蕩器級(jí)、緩沖隔離級(jí)、倍頻級(jí)等多個(gè)單元電路。單片集成調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)如圖4.2所示。由于單片集成調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)的輸出功率比較小，因此需要在集成電路后加功率放大器。圖4.2集成調(diào)頻發(fā)射機(jī)方框圖3、設(shè)計(jì)任務(wù)（

41、1）設(shè)計(jì)課題：小功率FM發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)（2）主要技術(shù)指標(biāo)：發(fā)射功率PA80mW，負(fù)載電阻RL=75，工作中心頻率f0=6.5MHz，最大頻偏fm=75kHz，總效率A50%。（3）本設(shè)計(jì)可提供的主要器件如下：高頻小功率晶體管：3DG6；高頻小功率晶體管：3DG12；變?nèi)荻O管：2CC1D；高頻磁環(huán)：NXO-100；集成調(diào)頻發(fā)射IC：MC2833；通用印制電路板1塊；供調(diào)試發(fā)射用的75發(fā)射天線1根。第2節(jié),MC2833原理與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)MC2833型單片調(diào)頻發(fā)射機(jī)的特點(diǎn)是：(1)工作頻率高，可達(dá)100MHz以上，其典型應(yīng)用為49.7MHz；(2)供電電壓較低，為(38)V；(3)片內(nèi)增加了兩級(jí)放大器，在

42、工作頻率為49.7MHz、負(fù)載為50、諧波衰減不低于50dB時(shí)，輸出功率可達(dá)10mW。圖4.3所示是MC2833的內(nèi)部組成方框圖。它是由可變電抗和高頻振蕩組成的調(diào)頻振蕩器、緩沖加兩級(jí)放大器組成的三倍頻功率放大器、對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行放大的微音放大器以及電壓基準(zhǔn)四部分組成。MC2833各片腳的名稱與作用如下：腳：可變電抗輸出端，通過(guò)電感和晶體接到16腳高頻振蕩器上作為振蕩回路的一部分。腳：去耦端，外接一電容至地，起高頻旁路作用。腳：調(diào)制信號(hào)輸入端，信號(hào)由片內(nèi)微音放大器輸出端經(jīng)耦合電容送入，可控制可變電抗的大小，實(shí)現(xiàn)對(duì)高頻震蕩器的頻率調(diào)制，產(chǎn)生調(diào)頻波。腳：微音放大器輸出端，送出音頻信號(hào)。腳：微音放大器輸

43、入端。腳：接地端。腳：第二放大管的,發(fā)射級(jí)端。腳：第二放大管的基級(jí)端。腳：第二放大管的集電級(jí)端。腳：電源輸入端(,(38)V)。11.腳：第一放大管的集電級(jí)端。12.腳：第一放大管的發(fā)射級(jí)端。13.腳：第一放大管的基級(jí)端。14.腳：,圖4.3,MC2833內(nèi)部組成方框圖高頻(射頻)輸出端，由內(nèi)部調(diào)頻振蕩器經(jīng)緩沖器送出。15、16.腳：高頻振蕩器的振蕩回路外接電容端。15、16.腳間接56pF，15腳接51pF到地。1、MC2833組成調(diào)頻發(fā)射機(jī)的基本原理語(yǔ)音通過(guò)話筒變成音頻電壓信號(hào)送給微音放大器進(jìn)行音頻電壓放大。此音頻電壓信號(hào)經(jīng)耦合電容送給可變電抗的輸入端腳3去控制可變電抗。而由受音頻電壓控制

44、的可變電抗經(jīng)小電感和晶體與高頻振蕩器組成調(diào)頻振蕩電路，產(chǎn)生調(diào)頻波經(jīng)緩沖送給兩級(jí)三倍頻放大器。通過(guò)高頻振蕩器后，輸出載頻為49.875MHz的調(diào)頻波。2、實(shí)驗(yàn)電路本實(shí)驗(yàn)提供的實(shí)驗(yàn)板是一個(gè)由MC2833為主，并增加了一級(jí)外接高頻功率放大器而組成的調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)。其電路如圖4.4所示。圖4.4,集成調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)電路本發(fā)射系統(tǒng)的信息傳送過(guò)程：需傳送的信息(語(yǔ)音)經(jīng)過(guò)話筒變成音頻電信號(hào)，音頻電信號(hào)經(jīng)腳5送給微音放大器進(jìn)行音頻放大，然后放大的音頻信號(hào)從腳4經(jīng)2.2F的耦合電容送到腳3去控制可變電抗的大小?？勺冸娍古c3.3H電感、16.625MHz晶體串聯(lián)與高頻振蕩器的外接電容56pF、51pF組成調(diào)頻電

45、容三點(diǎn)式振蕩電路，其載波振蕩頻率為16.625MHz。此調(diào)頻振蕩信號(hào)從片內(nèi)送給緩沖級(jí)，由腳14經(jīng)耦合電容送到由第一放大管組成的三倍頻放大器，其負(fù)載為由B1變壓器耦合的諧振回路，其諧振頻率為49.875MHz。放大的三倍頻信號(hào)經(jīng)B1的次級(jí)傳送到第二放大管的基極腳8。第二放大管與B2變壓器耦合的諧振回路組成第二級(jí)三倍頻放大器，然后經(jīng)B2的次級(jí)送給由晶體管T3組成的高頻輸出級(jí)，經(jīng)天線將信號(hào)輻射出去。為了確保電源的穩(wěn)定，電路還增加了一個(gè)集成穩(wěn)壓電路7805，并在輸出級(jí)與集成單片的供電上采用高頻扼流圈和高頻旁路電容進(jìn)行去耦濾波，起到隔離作用。3、實(shí)驗(yàn)要求（1）學(xué)習(xí)掌握本實(shí)驗(yàn)電路的基本原理與信息傳輸過(guò)程。

46、掌握發(fā)射系統(tǒng)各組成部分的功能及輸入、輸出信號(hào)的頻譜、波形以及各組成部分之間的關(guān)系。（2）對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，使實(shí)驗(yàn)的發(fā)射系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)。根據(jù)發(fā)射系統(tǒng)的原理測(cè)量各功能電路的輸入、輸出波形頻率。（3）提出測(cè)量發(fā)射系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)的方法，并提出實(shí)現(xiàn)測(cè)量所需的儀器設(shè)備型號(hào)，完成主要技術(shù)指標(biāo)的測(cè)量。（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析說(shuō)明發(fā)射系統(tǒng)各功能電路的作用及要求。分析說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)發(fā)射系統(tǒng)的特點(diǎn)以及對(duì)本實(shí)驗(yàn)發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)的意見(jiàn)。第3節(jié),調(diào)頻接收系統(tǒng)調(diào)頻接收系統(tǒng)的方框圖如圖4.5所示。圖4.5,調(diào)頻接收機(jī)方框圖1、調(diào)頻接收系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)工作頻率范圍：接收系統(tǒng)可以接收到的無(wú)線電波的頻率范圍稱為接收機(jī)的工作頻率范圍

47、。接收系統(tǒng)的工作頻率必須與發(fā)射機(jī)的工作頻率相對(duì)應(yīng)。靈敏度：接收系統(tǒng)接收微弱信號(hào)的能力稱為靈敏度。一般用輸入信號(hào)電壓的大小來(lái)表示。接收的輸入信號(hào)越小，靈敏度越高。選擇性：接收系統(tǒng)從各種信號(hào)和干擾中選出所需信號(hào)(抑制不需要的信號(hào))的能力稱為選擇性。單位用dB(分貝)表示，dB數(shù)越高，選擇性越好。頻率特性：接收系統(tǒng)的頻率響應(yīng)范圍稱為頻率特性或通頻帶。輸出功率：負(fù)載輸出的最大不失真功率稱為輸出功率。2、電路型式選擇根據(jù)調(diào)頻接收系統(tǒng)的方框圖，它是由輸入回路、高頻放大器、混頻器、本機(jī)振蕩、中頻放大器、鑒頻器、低頻功放等組成。（1）輸入回路由天線接收并通過(guò)饋線送給接收系統(tǒng)的各種電波信號(hào)，都要先送到有諧振特性

48、的輸入回路。輸入回路是接收系統(tǒng)選擇信號(hào)的第一關(guān)。它的作用是初步選取接收系統(tǒng)要接收的某一載頻信號(hào)，盡量減少損耗地傳送到下一級(jí)，并抑制接收頻道以外的一切干擾信號(hào)。對(duì)輸入回路的要求；為了保證信號(hào)不產(chǎn)生頻率失真，通頻帶要有適當(dāng)?shù)膶挾?。為了?duì)鄰頻道信號(hào)有足夠的衰減，要有一定的選擇性。輸入回路的電路型式有幾種，這里可以采用簡(jiǎn)單的單調(diào)諧回路，如圖4.6所示。圖4.6,接收系統(tǒng)的輸入回路（2）高頻電壓放大在輸入信號(hào)很微弱的情況下使用高頻放大器。高頻放大器的型式按器件可分為晶體管放大器、場(chǎng)效應(yīng)管放大器和集成電路放大器。按負(fù)載的性質(zhì)可分為諧振和非諧振放大器。在高頻范圍內(nèi)采用任何一種型式的高頻電壓放大器都可滿足要求

49、。（3）混頻器混頻器的作用就是將輸入信號(hào)的載頻fS與本振信號(hào)頻率fL進(jìn)行頻率變換，將輸入信號(hào)的載頻變成固定中頻的載波信號(hào)，并保持其調(diào)制規(guī)律不變?；祛l器有高中頻和低中頻之分，本課程設(shè)計(jì)題目只研究低中頻?；祛l器有晶體三極管混頻器、二極管混頻器、場(chǎng)效應(yīng)管混頻器、模擬乘法器構(gòu)成的混頻器等。至于選用哪種混頻器，要根據(jù)需要而定。需要變頻功率大，一般選用由三極管混頻器、場(chǎng)效應(yīng)管混頻器、模擬乘法器構(gòu)成的混頻器?；祛l器的工作頻率比較高的話，可采用二極管混頻器，其中的二極管可采用肖特基表面勢(shì)壘二極管。（4）本機(jī)振蕩器本機(jī)振蕩器就是產(chǎn)生頻率為fL的等幅振蕩信號(hào)，然后將信號(hào)送入混頻器與輸入信號(hào)的各個(gè)頻率分量進(jìn)行混頻，

50、并由混頻器的輸出選頻回路選出fI=,fLfS的中頻信號(hào)及上下邊頻分量。本機(jī)振蕩器的電路型式可以采用電容三點(diǎn)式電路和晶體振蕩器。（5）中頻放大器中頻放大器的任務(wù)是將混頻器的輸出信號(hào)進(jìn)行電壓放大，以滿足鑒頻器的輸入信號(hào)幅度要求。根據(jù)混頻器輸出的中頻頻率來(lái)確定中頻放大器的型式。一般選用的中頻放大器有晶體三極管調(diào)諧放大器、場(chǎng)效應(yīng)管調(diào)諧放大器、集成放大器等。（6）鑒頻器鑒頻器是完成調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)。鑒頻電路可分為三類，第一類是調(diào)頻-調(diào)幅調(diào)頻變換型。這種類型的鑒頻器有雙失諧回路鑒頻器、相位鑒頻器、差分峰值鑒頻器等。第二類是相移乘法鑒頻型。這種類型的鑒頻器可以用模擬乘法器構(gòu)成。第三類是脈沖均值型。這種類型的鑒

51、頻器有脈沖計(jì)數(shù)式鑒頻器。鑒頻器的種類比較多，在本課程研究的高頻頻段內(nèi)每一類型鑒頻器都適應(yīng)。以上調(diào)頻接收機(jī)各個(gè)方框圖內(nèi)的單元電路，可以采用分立元件或集成電路組成調(diào)頻接收系統(tǒng)，也可以使用單片調(diào)頻接收系統(tǒng)。3、設(shè)計(jì)任務(wù)（1）設(shè)計(jì)課題：調(diào)頻接收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（2）主要技術(shù)指標(biāo)：載波頻率f0=6.5MHz，輸出功率P0=0.25W，RL=8，靈敏度1mV。（3）本設(shè)計(jì)可提供的主要器件如下：高頻小功率晶體管：3DG6、3DG8；集成模擬乘法器：XCC，MC1496；單片調(diào)頻接收IC：MC3362；高頻中周10A型；運(yùn)算放大器741；第4節(jié),MC3362原理與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)MC3362型單片調(diào)頻接收機(jī)的特點(diǎn)：(1)工作頻率高，使用芯片內(nèi)部振蕩電路時(shí)，工作頻率可達(dá)200MHz，使用外接本振電路時(shí)，則工作頻率可高達(dá)450MHz；(2)接收靈敏度高，當(dāng)信噪比為12dB時(shí)，典型值可達(dá)0.3V；(3)功耗低，標(biāo)準(zhǔn)耗電電流只有3.6mA(VCC=3V)；(4)供電范圍寬，(27)V均能正常工