調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及制作

1、 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）引言1近年來，隨著無線通信的進(jìn)步，通信發(fā)信機(jī)也在飛速地發(fā)展。作為一個(gè)適用性非常廣泛的技術(shù)，無線調(diào)頻發(fā)射機(jī)的用途覆蓋了無線電通信、電視廣播、無線電廣播、雷達(dá)定位、遙測(cè)遙控、衛(wèi)星通信以及現(xiàn)在已經(jīng)完全進(jìn)入普通人家的蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)等等各個(gè)領(lǐng)域。移動(dòng)通信從應(yīng)用方面劃分為公眾移動(dòng)通信網(wǎng)、專用移動(dòng)通信網(wǎng)和無線尋呼系統(tǒng)三大類。其中專用移動(dòng)通信網(wǎng)是指某一業(yè)務(wù)部門如公安、鐵路、交通等業(yè)務(wù)部門內(nèi)部業(yè)務(wù)使用的移動(dòng)通信網(wǎng)。我國(guó)在1985年之前移動(dòng)通信主要用于專用移動(dòng)通信方面，使用VHF. UHF頻段的移動(dòng)用戶幾乎全是專用移動(dòng)通信用戶，絕大部分使用對(duì)講通話手段。自80年代后期開始由于蜂窩移

2、動(dòng)通信系統(tǒng)的快速發(fā)展，主要用于專用移動(dòng)通信系統(tǒng)的模擬集群系統(tǒng)發(fā)展緩慢。我國(guó)生產(chǎn)移動(dòng)通信產(chǎn)品的大小企業(yè)近100家，由于企業(yè)市場(chǎng)觀念缺乏，未建立競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，生產(chǎn)規(guī)模小，生產(chǎn)分散無序，生產(chǎn)的專用移動(dòng)通信設(shè)備質(zhì)量低，技術(shù)落后，價(jià)格昂貴，產(chǎn)品壽命短，無法給國(guó)內(nèi)專用網(wǎng)用戶提供物美價(jià)廉產(chǎn)品。公安部門是專用移動(dòng)通信網(wǎng)的主要用戶，350MHz-370MHz屬于UHF頻段(超高頻)，是國(guó)家軍警專用通信頻段，主要傳送語音、文字、圖像、數(shù)據(jù)等信息，該頻段反射和折射現(xiàn)象較嚴(yán)重，空氣的衰減較大，不適合于作遠(yuǎn)距離通訊，但是該頻段頻率較高，天線可以做得較小，特別適合城區(qū)移動(dòng)通訊。特別是近年來由于各種部隊(duì)面臨信息化和執(zhí)行任務(wù)的多

3、樣性，小型化、微型化的專用移動(dòng)通信收發(fā)信機(jī)的研制有了越來越廣闊的空間1。本設(shè)計(jì)：“調(diào)頻發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)與制作”基于MC2833發(fā)射芯片和無線調(diào)頻接收機(jī)一起構(gòu)成一個(gè)完整的無線調(diào)頻收發(fā)系統(tǒng)。1緒論1.1課題研究背景無線電電子學(xué)是在早期電磁學(xué)和電工學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它是利用電磁波作為信息載體加以傳播的一門科學(xué)技術(shù)。 在信息時(shí)代飛速發(fā)展的今天對(duì)信息的獲取、傳輸與處理的方法越來越受到人們的重視，信息科技已成為國(guó)際社會(huì)和世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新的強(qiáng)大推動(dòng)力。信息作為一種資源，只有通過廣泛地傳播與交換，促進(jìn)人們的交流與合作，才能創(chuàng)造和產(chǎn)生出巨大的經(jīng)濟(jì)效益。信息的傳播與交換是依靠各通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。 人們?cè)谌粘Ｉ詈蜕a(chǎn)

4、的各個(gè)方面彼此之間都要進(jìn)行信息的交流，現(xiàn)代通信系統(tǒng)為信息及時(shí)準(zhǔn)確的傳遞提供了便利條件。1.2選題意義及發(fā)展趨勢(shì)3社會(huì)發(fā)展到今天，現(xiàn)代化的通訊工具在我們的生活中顯得越來越重要。接收機(jī)的功能是恢復(fù)用于調(diào)制發(fā)射機(jī)的原始信號(hào)。該過程稱作解調(diào)，實(shí)現(xiàn)這一恢復(fù)功能的電路稱作解調(diào)器。檢波器這一術(shù)語也在使用，有時(shí)將單個(gè)超外差式接收機(jī)的解調(diào)器稱為第二檢波器。然而，現(xiàn)在檢波器這個(gè)術(shù)語已經(jīng)很少使用了。 由于熱、大氣和人為干擾及傳輸和電路失真的影響，已調(diào)信號(hào)對(duì)調(diào)制信號(hào)來說，通常增加了失真與附加噪聲。對(duì)于模擬解調(diào)器，我們希望能夠使失真和噪聲最小，這樣輸出信號(hào)波形就會(huì)盡可能地接近原始信號(hào)了。數(shù)字解調(diào)的作用是產(chǎn)生或恢復(fù)出與發(fā)

5、射機(jī)輸入同樣類型的數(shù)字輸出，且具有盡可能少的誤差和正確的信號(hào)速率。因此，模擬與數(shù)字信號(hào)解調(diào)器的性能測(cè)量方法是個(gè)同的。通常，數(shù)字解調(diào)器可在調(diào)制解調(diào)器中單獨(dú)配制，也可與數(shù)字調(diào)制器一起構(gòu)成發(fā)射機(jī)3。 此次設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)出一個(gè)能夠處理高頻信號(hào)的實(shí)用電路。系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)單元采用調(diào)頻方式實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)的調(diào)制而接收機(jī)單元對(duì)調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，恢復(fù)出原始的音頻信號(hào)。該通信系統(tǒng)由發(fā)射機(jī)單元和接收機(jī)單元組成。一人在發(fā)射機(jī)單元對(duì)著話筒講話，另一人在接收機(jī)單元通過耳機(jī)便可聽到較清楚的話音。調(diào)頻發(fā)射機(jī)只有走一條新路才會(huì)有前途，那就是數(shù)字音頻技術(shù)，即把音頻信號(hào)數(shù)字化，并在數(shù)字狀態(tài)下進(jìn)行傳遞、記錄、重放以及其他的加工處理。數(shù)字音

6、頻信號(hào)具有信噪比S/N高、失真小、動(dòng)態(tài)范圍大等模擬音頻不可比擬的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)今，各種新的數(shù)字通信設(shè)備不斷出現(xiàn)，這種情況下，因此，從戰(zhàn)略上考慮，發(fā)射機(jī)機(jī)必須全面數(shù)字化才能面對(duì)挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在的發(fā)射機(jī)集中向美觀、微型化發(fā)展，從而便于觀賞和攜帶。所采用集成芯片及元器件也越來越符合理論要求，應(yīng)用范圍將會(huì)更廣泛。它的主要應(yīng)用領(lǐng)域：無線對(duì)講，廣播電臺(tái)等。2.無線發(fā)射系統(tǒng)的組成和原理人類的發(fā)展可視為一部信息傳播技術(shù)的發(fā)展史。 信息傳播促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展；科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步又不斷地改進(jìn)、更新人類信息傳播的媒體和工具，并促進(jìn)信息更迅速、更廣泛的傳播，所以信息傳輸對(duì)人類生活的重要性是不言而喻的。信息的傳遞方式也是多種多樣

7、，人與人之間的對(duì)話是最基本、最常見的信息傳遞方式。但這種方式的作用距離近、衰減大，只適合近距離傳送。利用無線電波傳送信息，不但作用距離大而且衰減小傳輸速度快。使信息傳遞具有實(shí)時(shí)性和即時(shí)性。無線對(duì)講機(jī)的出現(xiàn)就證實(shí)了這一點(diǎn)。無線電發(fā)送是以自由空間為傳輸信道，把需要傳送的信息變換成無線電波傳送到遠(yuǎn)方的接收點(diǎn)。為什么要用無線電波發(fā)送方式把信息傳送出去呢？信息傳輸通常應(yīng)滿足兩個(gè)基本要求，一是希望傳送距離遠(yuǎn)，二是要實(shí)現(xiàn)多路傳輸，且各路信號(hào)傳輸時(shí)，應(yīng)互不干擾。依靠聲音在空氣中直接進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送，顯然是不行的。其原因是聲波在空氣中的傳播速度是很慢的，而且衰減也快，不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳送。再則人耳能聽到的聲音的頻率

8、在20Hz20KHz的范圍內(nèi)，若將聲音直接傳送，多路聲音就會(huì)混在一起，接收時(shí)就難以分辨，不能實(shí)現(xiàn)選擇功能。為了把聲音傳送到遠(yuǎn)方，通常的方法是將聲音變成電信號(hào)，再通過發(fā)送設(shè)備送出去。電信號(hào)是與聲音同頻率的交變電磁信號(hào)，可以利用天線向空中輻射出去。電磁波在空氣中的傳播速度很快。在天線高度足夠的條件下是能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離傳送的。但是無線電波通過天線輻射，天線的長(zhǎng)度必須和電磁振蕩的波長(zhǎng)相近，才能有效地把電磁振蕩波輻射出去4。2.1.無線電發(fā)信機(jī)7無線信息的發(fā)送：信息傳輸對(duì)人類生活的重要性是不言而喻的。傳遞信息的方式也是多種多樣，人與人之間的對(duì)話是最基本、最常見的信息傳遞方式，但這種方式的作用距離近、衰減大

9、，只適合近距離傳送，此外，諸如信鴿、旗語都是傳遞信息的方式。利用無線電波，可以傳送聲音、圖片、編碼等信息。其中聲音、圖像等屬于模擬信號(hào)，當(dāng)然也可以轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，而編碼屬于數(shù)字信號(hào)，利用無線電波傳遞信息，具有速度快、作用距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)，使信息傳遞具有實(shí)時(shí)性和即時(shí)性。圖2.1 無線發(fā)信機(jī)的組成框圖聲音信號(hào)經(jīng)過話筒變?yōu)殡娦盘?hào)，此電信號(hào)稱為音頻信號(hào)，頻率范圍從20Hz20kHz,以F表示。為什么音頻信號(hào)不直接加到天線上發(fā)射，而需要有高頻振蕩和調(diào)制器呢？由于天線理論證明：天線尺寸=1/4波長(zhǎng)時(shí)，才能得到最高的傳輸效率。其中波長(zhǎng)范圍在15km1500km之間，可見，要直接發(fā)射音頻信號(hào)，需要長(zhǎng)達(dá)幾百公里的天

10、線，這在技術(shù)上是難以實(shí)現(xiàn)的。為此，必須借助于高頻振蕩fc，用fc攜帶音頻F向外發(fā)射。由于fc的頻率很高，使天線尺寸大為縮短，fc稱為載波或載頻。載波fc除具有運(yùn)載音頻F的意義外，它還可以區(qū)分電臺(tái)，因?yàn)椴煌娕_(tái)使用不同的載波頻率，只有這樣接受端才不至于混臺(tái)。為使信號(hào)有效的輻射出去，必需用所要傳送的低頻信號(hào)去控制高頻震蕩的某個(gè)參數(shù)，這種控制過程稱調(diào)制，低頻信號(hào)便稱為調(diào)制信號(hào)。2.2調(diào)制方式調(diào)制有多種方式，用調(diào)制信號(hào)控制高頻震蕩的振幅、頻率和相位，分別稱為調(diào)幅AM、調(diào)頻FM、調(diào)相PM。調(diào)幅是用載波震蕩幅度的瞬時(shí)變化表達(dá)信息；調(diào)頻和調(diào)相分別是用載波的頻率和相位的瞬時(shí)變化表達(dá)信息。調(diào)頻和調(diào)相時(shí)，振幅維持

11、不變。在數(shù)字通信中，還有各種數(shù)字調(diào)制方式。在選擇調(diào)制方式時(shí)，應(yīng)全面綜合考慮。例如，調(diào)幅頻帶較窄，接受設(shè)備簡(jiǎn)單，廣泛用于中波和短波無線電廣播；調(diào)相多用語數(shù)字通信。調(diào)頻抗干擾能力強(qiáng)，占用頻帶寬，頻率失真較小，適用于立體聲等高級(jí)信息的傳播，一般工作于甚高頻或者超高頻波段。例如：無線調(diào)頻對(duì)講機(jī)、調(diào)頻發(fā)射臺(tái)等。本設(shè)計(jì)是利用MOTOROLA公司為無繩電話和調(diào)頻通信設(shè)備而生產(chǎn)的調(diào)制發(fā)射子系統(tǒng)芯片MC2833來設(shè)計(jì)一個(gè)集成調(diào)頻發(fā)射機(jī)，也可以做單工無線對(duì)講機(jī)的發(fā)射部分。3. 方案論證調(diào)頻發(fā)射機(jī)的制作方法有很多種，但各種方法都有它的缺點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過認(rèn)真分析、比較，在設(shè)計(jì)之前我初步擬訂了以下兩套方案。3.1 三極管

12、實(shí)現(xiàn)調(diào)頻發(fā)射機(jī)本發(fā)射機(jī)采用專用發(fā)射三極管9018來實(shí)現(xiàn)，見圖3.1圖3.1三極管9018實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)電路圖該電路采用專用發(fā)射芯片c9018完成了一個(gè)調(diào)頻發(fā)射機(jī)，它的頻率覆蓋范圍在88MHz108MHz之間，可以用收音機(jī)接收。這種發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)電路比較簡(jiǎn)單，只須用少量的元器件就可以制作。元器件的選用：圖中的電阻電容按數(shù)值領(lǐng)取，電感用.mm的漆包線在mm的圓棒上繞制，管腳不宜過長(zhǎng)。調(diào)試過程：整體電路可以分為三部分，既三個(gè)三極管。先對(duì)每部分進(jìn)行測(cè)試，確認(rèn)輸出的頻率和波形無誤后，再做整體調(diào)試。加入音頻信號(hào)后，用示波器在輸出端觀察頻率和波形，如果有誤，可以通過改變L1、L2、L3、4電感的扎數(shù)和扎間距使其正確

13、。這個(gè)過程比較復(fù)雜。輸出波形和頻率正確后，就可以用收音機(jī)接收了，接收時(shí)可以通過移動(dòng)收音機(jī)，測(cè)量發(fā)射機(jī)的發(fā)射距離，發(fā)射距離比較近，只有100米左右。結(jié)果：當(dāng)加入音頻信號(hào)后，輸出端的頻率和波形（頻率為89.039MHz）見圖3.2圖3.2輸出端波形雖然此方案有很多優(yōu)點(diǎn)，但是也有它自身的缺點(diǎn)：一、近距離使用時(shí)，特別拾取強(qiáng)度較高的信號(hào)時(shí)，收音機(jī)存在嚴(yán)重的嘯叫聲或失真。這可能是由于音頻放大級(jí)增益很高，同時(shí)配用的駐極體話筒又具有較高的拾音靈敏度所引起。二、用AIN接口輸入音源信號(hào)時(shí)，接收機(jī)輸出聲音小且伴有交流聲。這類問題，對(duì)發(fā)射機(jī)來說是很普遍的。原因當(dāng)然也是較多的：由于使用了濾波效果差的整流電源所引起，但

14、若改用電池供電仍不能解決問題，就可能是因?yàn)楦哳l信號(hào)過強(qiáng)，干擾音源中的放大電路，致使輸出音頻受到污染所致。三、振蕩比較微弱：此故障表現(xiàn)在用接收機(jī)在整個(gè)波段內(nèi)接收不到靜噪聲，輸出功率小。四、發(fā)射距離近，只有100米左右。3.2 MC2833集成調(diào)頻發(fā)射機(jī)本方案是采用美國(guó)MOTOROLA公司生產(chǎn)的專用發(fā)射集成芯片MC2833來實(shí)現(xiàn)的。其工作原理如下：電路中低頻信號(hào)從5腳輸入，經(jīng)內(nèi)部放大后由四腳輸出。于此同時(shí)由L、C構(gòu)成的振蕩器開始工作并輸出調(diào)頻信號(hào)。此信號(hào)通過電容耦合輸入到器件內(nèi)部的晶體管VT2的基極，最后由11腳輸出的經(jīng)進(jìn)一步倍頻放大的信號(hào)與音頻信號(hào)一起進(jìn)入第三腳進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)最后由天線發(fā)

15、射出去。引腳圖和內(nèi)部框圖見實(shí)驗(yàn)部分。方案優(yōu)點(diǎn)：1. 由于本方案采用集成芯片MC2833,振蕩回路中又有晶振做穩(wěn)頻，所以輸出頻率很穩(wěn)定，完全無跑頻串臺(tái)現(xiàn)象。2. 因?yàn)轭l率穩(wěn)定，對(duì)接收機(jī)的要求不會(huì)很高，且接收機(jī)受到的音頻信號(hào)交流噪聲小。3. 拾取較高強(qiáng)度的信號(hào)時(shí)，收音機(jī)聲音不失真。4. 輸出功率較大，且電路比較精簡(jiǎn)。5. 采用的是集成芯片，調(diào)試更為簡(jiǎn)單。經(jīng)認(rèn)真分析、比較。采用第二個(gè)方案才是最佳選擇。所以我最后決定采用MC2833來完成此次設(shè)計(jì)。4. 調(diào)頻發(fā)射單元的設(shè)計(jì)4.1調(diào)頻方法概述信號(hào)通過調(diào)制后在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間進(jìn)行傳輸，即將低頻信號(hào)加載到高頻載波。常見的調(diào)制方式有幅度調(diào)制、頻率調(diào)制或相位調(diào)

16、制。4.1.1 調(diào)頻的優(yōu)點(diǎn)頻率調(diào)制與幅度調(diào)制相比具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1、調(diào)頻信號(hào)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，因?yàn)樵陔姶挪ǜ蓴_中主要干擾的結(jié)果是改變了信號(hào)的幅度，此時(shí)可以放置一個(gè)限幅器把干擾影響的幅度變化消除，而對(duì)頻率沒有影響。 2、調(diào)頻有較寬的頻帶，調(diào)頻信號(hào)所占頻帶是調(diào)幅信號(hào)的數(shù)十倍。由于調(diào)幅收音機(jī)受到幅度限制（主要受中頻頻寬限制），音頻信號(hào)的頻率受到限制，當(dāng)頻帶變寬以及抗干擾能力增強(qiáng)，從而使音頻信號(hào)的質(zhì)量大大提高。 3、調(diào)頻信號(hào)由于頻帶寬一般采用超短波波段傳播，超短波的最大特點(diǎn)就是直線傳播，不象短波能通過電離層折射及長(zhǎng)波、中波能沿地球表面繞射，傳播可達(dá)數(shù)千里。由于距離限制，本地的超短波廣播對(duì)于其他地方

17、的電臺(tái)即使用小功率的電臺(tái)不會(huì)引起干擾。這樣就改善了收音機(jī)的串音現(xiàn)象，從而提高了廣播質(zhì)量。調(diào)頻信號(hào)具有以上優(yōu)點(diǎn)，因此對(duì)調(diào)頻接收機(jī)的研究會(huì)使我們?cè)诹私庖延姓{(diào)頻技術(shù)和產(chǎn)品的基礎(chǔ)上去學(xué)習(xí)和研究更為先進(jìn)的調(diào)頻技術(shù)。因?yàn)轭l率調(diào)制不是頻鋪線形搬移過程，它的電路就不能采用乘法器和線形濾波器來構(gòu)成，而必須根據(jù)調(diào)頻波的特點(diǎn)，提出具體實(shí)現(xiàn)的方法。對(duì)與調(diào)頻電路的性能指標(biāo)，一般有以下幾方面要求：1.具有線形的調(diào)制特性。即已調(diào)波的瞬時(shí)頻率與調(diào)制信號(hào)成線形關(guān)系變化。2.具有較高的調(diào)制靈敏度。即單位調(diào)制電壓所產(chǎn)生的振蕩頻率偏移要大。3.最大頻率偏移與調(diào)制信號(hào)頻率無關(guān)。4.未調(diào)制的載波頻率（即已調(diào)波的中心頻率）應(yīng)具有一定的頻率

18、穩(wěn)定度。5.無寄生調(diào)幅或寄生調(diào)幅盡可能小。直接調(diào)頻的基本原理是利用調(diào)制信號(hào)直接控制振蕩器的振蕩頻率，使其不失真地反映調(diào)制信號(hào)變化規(guī)律。一般來說，要用調(diào)制信號(hào)去控制載波振蕩器的振蕩頻率，也就是用調(diào)制信號(hào)去控制決定載波震蕩器振蕩頻率的元件或電路參數(shù)的數(shù)值。從而使載波振蕩器的瞬時(shí)頻率按調(diào)制信號(hào)變化規(guī)律線形地改變，這樣就能實(shí)現(xiàn)直接調(diào)頻6。（一）改變振蕩回路的元件參數(shù)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻在LC振蕩回路中，決定振蕩頻率的主要元件是LC振蕩回路的電感L和C。在RC振蕩器中，決定振蕩頻率的是電阻和電容。因而，根據(jù)調(diào)頻的特點(diǎn)，用調(diào)制信號(hào)去控制電感電容或電阻的數(shù)值就能實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。（二）控制振蕩器的工作狀態(tài)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻在微波發(fā)射機(jī)中

19、，常用速調(diào)管振蕩器作為載波振蕩器，其振蕩頻率受控于加在管子反射級(jí)上的反射級(jí)電壓。因此，只須將調(diào)制信號(hào)加至反射級(jí)即可實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。4.2石英晶體振蕩器參數(shù)及特性             石英晶體振蕩器是高精度和高穩(wěn)定度的振蕩器，被廣泛應(yīng)用于發(fā)射機(jī)、無線對(duì)講機(jī)、彩電、計(jì)算機(jī)、遙控器等各類振蕩電路中，以及通信系統(tǒng)中用于頻率發(fā)生器、為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)和為特定系統(tǒng)提供基準(zhǔn)信號(hào)。4.2.1石英晶體振蕩器的基本原理1、石英晶體振蕩器的結(jié)構(gòu)石英晶體振蕩器是利用石英晶體（二氧化硅

20、的結(jié)晶體）的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件，它的基本構(gòu)成大致是：從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡(jiǎn)稱為晶片，它可以是正方形、矩形或圓形等），在它的兩個(gè)對(duì)應(yīng)面上涂敷銀層作為電極，在每個(gè)電極上各焊一根引線接到管腳 上，再加上封裝外殼就構(gòu)成了石英晶體諧振器，簡(jiǎn)稱為石英晶體或晶體、晶振。2、壓電效應(yīng) 若在石英晶體的兩個(gè)電極上加一電場(chǎng)，晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形。反之，若在晶片的兩側(cè)施加機(jī)械壓力，則在晶片相應(yīng)的方向上將產(chǎn)生電場(chǎng)，這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。如果在晶片的兩極上加交變電壓，晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，同時(shí)晶片的機(jī)械振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)。在一般情況下，晶片機(jī)械振動(dòng)的振幅和交變電場(chǎng)的振幅非常微小，但當(dāng)外加交

21、變電壓的頻率為某一特定值時(shí)，振幅明顯加大，比其他頻率下的振幅大得多，這種現(xiàn)象稱為壓電諧振，它與LC回路的諧振現(xiàn)象十分相似。它的諧振頻率與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸等有關(guān)。3、符號(hào)和等效電路符號(hào)和等效電路如下，見圖4.1圖4.1符號(hào)和等效電路克拉潑電路和西勒電路的頻率穩(wěn)定度較高是因?yàn)榻尤缧‰娙荨Ｓ捎诨芈冯姼械腝值不可能做的很高，因而限制了的進(jìn)一步減小，其頻率度只能達(dá)量級(jí)。對(duì)于頻率度要求更高的振蕩器必然要進(jìn)一步減小到很小，同時(shí)要將電感的Q值提高到很高。石英晶體振蕩器是采用石英諧振器作為振蕩回路的元件的電路。因?yàn)槭⒅C振器具有極高的Q值和良好的穩(wěn)定性，它具有很高的頻率穩(wěn)定度，一般在量級(jí)范圍內(nèi)。石

22、英晶體的特點(diǎn)是具有電壓效應(yīng)。因此若在晶片兩端加上交變電壓，晶體就會(huì)發(fā)生周期震動(dòng)，同時(shí)由于電荷的周期變化，又會(huì)有交流電流流過晶體。不同型號(hào)的晶體，具有不同的機(jī)械自然諧振頻率。當(dāng)外加電信號(hào)頻率等于晶體固有的機(jī)械諧振頻率時(shí)，晶體的振動(dòng)幅度最強(qiáng)，感應(yīng)的電壓也最大，表現(xiàn)出電諧振。上圖是石英諧振器的等效電路，圖中、分別表示晶體的動(dòng)態(tài)電感、動(dòng)態(tài)電容和動(dòng)態(tài)電阻，電容稱為晶體的靜態(tài)電容。根據(jù)電抗定理，等效電路必然有兩個(gè)諧振頻率，一個(gè)是串聯(lián)諧振，另一個(gè)并聯(lián)諧振，而且，它的表達(dá)式為見式（4.1）（4.2） （4.1） （4.2）4、諧振頻率從石英晶體諧振器的等效電路可知，它有兩個(gè)諧振頻率，即（1）當(dāng)L、C、R支路發(fā)

23、生串聯(lián)諧振時(shí)，它的等效阻抗最?。ǖ扔赗）。串聯(lián)揩振頻率用fs表示，石英晶體對(duì)于串聯(lián)揩振頻率fs呈純阻性，（2）當(dāng)頻率高于fs時(shí)L、C、R支路呈感性，可與電容C。發(fā)生并聯(lián)諧振，其并聯(lián)頻率用fd表示。根據(jù)石英晶體的等效電路，可定性畫出它的電抗頻率特性曲線如圖2e所示?？梢姰?dāng)頻率低于串聯(lián)諧振頻率fs或者頻率高于并聯(lián)揩振頻率fd時(shí)，石英晶體呈容性。僅在fsffd極窄的范圍內(nèi)，石英晶體呈感性。二、石英晶體振蕩器類型特點(diǎn)1.阻抗特性：由上式（2）知石英諧振器等效電路的總阻抗，見式（4.3） (4.3)由上圖可以畫出晶體的阻抗頻率特性曲線，見圖4.2圖4.2 晶體的阻抗頻率特性曲線由圖可看出，當(dāng)和時(shí)，負(fù)電抗

24、的物理意義是在該頻率范圍內(nèi)晶體等效為電容；當(dāng)時(shí)，晶體等效為電感；時(shí)，晶體為串聯(lián)諧振，相當(dāng)于短路；時(shí)，晶體為并聯(lián)諧振6。三、石英晶體振蕩器的主要參數(shù)及特性晶振的主要參數(shù)有標(biāo)稱頻率，負(fù)載電容、頻率精度、頻率穩(wěn)定度等。不同的晶振標(biāo)稱頻率不同，標(biāo)稱頻率大都標(biāo)明在晶振外殼上。如常用普通晶振標(biāo)稱頻率有：48kHz、500 kHz、503.5 kHz、1MHz40.50 MHz等，對(duì)于特殊要求的晶振頻率可達(dá)到1000 MHz以上，也有的沒有標(biāo)稱頻率，如CRB、ZTB、Ja等系列。負(fù)載電容是指晶振的兩條引線連接IC塊內(nèi)部及外部所有有效電容之和，可看作晶振片在電路中串接電容。負(fù)載頻率不同決定振蕩器的振蕩頻率不同

25、。標(biāo)稱頻率相同的晶振，負(fù)載電容不一定相同。因?yàn)槭⒕w振蕩器有兩個(gè)諧振頻率，一個(gè)是串聯(lián)揩振晶振的低負(fù)載電容晶振：另一個(gè)為并聯(lián)揩振晶振的高負(fù)載電容晶振。所以，標(biāo)稱頻率相同的晶振互換時(shí)還必須要求負(fù)載電容一至，不能冒然互換，否則會(huì)造成電器工作不正常。頻率精度和頻率穩(wěn)定度：由于普通晶振的性能基本都能達(dá)到一般電器的要求，對(duì)于高檔設(shè)備還需要有一定的頻率精度和頻率穩(wěn)定度。頻率精度從10-4量級(jí)到10-10量級(jí)不等。穩(wěn)定度從±1到±100ppm不等。這要根據(jù)具體的設(shè)備需要而選擇合適的晶振，如通信網(wǎng)絡(luò)，無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)认到y(tǒng)就需要更高要求的石英晶體振蕩器。因此，晶振的參數(shù)決定了晶振的品質(zhì)和性能。

26、在實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)具體要求選擇適當(dāng)?shù)木д瘢虿煌阅艿木д衿鋬r(jià)格不同，要求越高價(jià)格也越貴，一般選擇只要滿足要求即可5。4.2.2石英晶體振蕩器的應(yīng)用1.石英鐘走時(shí)準(zhǔn)、耗電省、經(jīng)久耐用為其最大優(yōu)點(diǎn)。不論是老式石英鐘或是新式多功能石英鐘都是以石英晶體振蕩器為核心電路，其頻率精度決定了電子鐘表的走時(shí)精度。石英晶體振蕩器原理的示意如圖3所示，其中V1和V2構(gòu)成CMOS反相器石英晶體Q與振蕩電容C1及微調(diào)電容C2構(gòu)成振蕩系統(tǒng)，這里石英晶體相當(dāng)于電感。振蕩系統(tǒng)的元件參數(shù)確定了振頻率。一般Q、C1及C2均為外接元件。另外R1為反饋電阻，R2為振蕩的穩(wěn)定電阻，它們都集成在電路內(nèi)部。故無法通過改變C1或C2的數(shù)

27、值來調(diào)整走時(shí)精度。但此時(shí)我們?nèi)钥捎眉咏右恢浑娙軨有方法，來改變振蕩系統(tǒng)參數(shù)，以調(diào)整走時(shí)精度。根據(jù)電子鐘表走時(shí)的快慢，調(diào)整電容有兩種接法：若走時(shí)偏快，則可在石英晶體兩端并接電容C，如圖4所示。此時(shí)系統(tǒng)總電容加大，振蕩頻率變低，走時(shí)減慢。若走時(shí)偏慢，則可在晶體支路中串接電容C。如圖5所示。此時(shí)系統(tǒng)的總電容減小，振蕩頻率變高，走時(shí)增快。只要經(jīng)過耐心的反復(fù)試驗(yàn)，就可以調(diào)整走時(shí)精度。因此，晶振可用于時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器。 2、隨著電視技術(shù)的發(fā)展，近來彩電多采用500kHz或503 kHz的晶體振蕩器作為行、場(chǎng)電路的振蕩源，經(jīng)1/3的分頻得到 15625Hz的行頻，其穩(wěn)定性和可靠性大為提高。面且晶振價(jià)格便宜，更

28、換容易。 3、在通信系統(tǒng)產(chǎn)品中，石英晶體振蕩器的價(jià)值得到了更廣泛的體現(xiàn)，同時(shí)也得到了更快的發(fā)展。許多高性能的石英晶振主要應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)、無線數(shù)據(jù)傳輸、高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)?。5. 總體設(shè)計(jì)電路5.1.MC2833技術(shù)指標(biāo)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)5.1.1 MC2833技術(shù)指標(biāo)9MC2833為集成發(fā)射芯，采用10V電源，其工作電壓范圍為2890V，可工作在3075的溫度范圍。其主要電氣技術(shù)指標(biāo)如下所列見表5.1 5.2。表5.1 MC2833的極限參數(shù)(Ta=25 Vcc=4.0V)規(guī)定值符 號(hào)數(shù) 值單 位電源電壓VCC10（max）V工作電壓范圍VCC2.8-9.0V結(jié)溫TJ+150°C運(yùn)行常溫TA

29、-30+75°C儲(chǔ)存溫度范圍Tstg-65-+150°C表5.2 輔助三極管動(dòng)態(tài)特性 特性符號(hào)最小最大單位基極擊穿電壓（IC = 5.0 mA)Vcbo1545_V發(fā)射級(jí)擊穿電壓（IC=200uA）Vceo1015_V基板擊穿電壓（IC=50uA）Vcso_70_V直流電流增益(VCS = 3.0 V)（IC = 0)hfe40150_圖5.1MC2833技術(shù)指標(biāo)此芯片輸出功率滿足關(guān)于THD的IEC5552技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ，則應(yīng)再加上一級(jí)PFC前置穩(wěn)壓電路。表2給出廠在240V交流輸入時(shí)，不同輸出功率所對(duì)應(yīng)的主要元件參數(shù)。應(yīng)當(dāng)說明的是：表中的C5應(yīng)選擇聚丙烯電容器 ，且所有電阻的

30、誤差精度均應(yīng)在之內(nèi)。表中電感的值為理論值 ，不同型號(hào)燈管在同樣功率情況下的啟動(dòng)電壓和工作電壓是不一樣的。所以 ，實(shí)際電感值和工作頻率值需用實(shí)驗(yàn)來決定為了降低半橋功率級(jí)的射頻干擾，可在第 7、4引腳之間加上吸收電路 ，若吸收電路的電阻為10歐，電容為 0.00luF，那么，開關(guān)電路的轉(zhuǎn)換時(shí)間和將從上升到、這個(gè)轉(zhuǎn)換時(shí)間完全在1.2us的死區(qū)時(shí)間內(nèi) ，但是卻把射頻干擾成份從10MHz降至400kHz。該電路的特點(diǎn)是可在100V或120V交流輸入電壓下可靠啟動(dòng)，這在240V交流輸入電壓下不是問題，故在240V電壓下電路可工作在完全諧振條件下.并可為燈管提供啟動(dòng)所需的啟動(dòng)電壓。另外，如果不需要同步功能，

31、可用一根跳線將二極管1N4O01 短接，以便為電容C6和燈管提供電流通路9。圖5.2 不同輸出功率時(shí)的元器參數(shù)應(yīng)用時(shí)可將振蕩器接成電容三點(diǎn)式振蕩電路形式，同時(shí)可在集成電路的1腳和16腳之間接一 電感和晶體相串聯(lián)的電路 ，以使電感能對(duì)振蕩頻率進(jìn)行微調(diào) 從而保證振蕩頻率正好處于要發(fā)射的頻點(diǎn)上 ；另外 ，在l6腳和15腳之間外接一個(gè)反饋電容 ，可使振蕩信號(hào)晶體管射極緩沖后由14腳輸出。話筒放大器能夠提供 30dB的電壓增益。5.1.2 MC2833內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能MC2833內(nèi)置了話筒放大電路、壓控振蕩器和兩級(jí)緩沖放大晶體管。其主要特性如下： · 2.89.0V寬范圍的工作電壓·

32、; 低功耗電流（典型值為2.9mA）· 只需少量的外圍元器件· 使用片內(nèi)放大晶體管輸出功率可達(dá)+10dBm的輸出功率· 可以接入FCC、DOT、PTT等射頻電路其外部直觀圖為見圖5.3圖5.3 MC2833外部直觀圖其引腳圖（及內(nèi)部框圖）和各引腳功能如下，見圖5.4圖5.4 MC2833內(nèi)部結(jié)構(gòu)1腳可調(diào)電阻端，2腳去耦端，3腳調(diào)制輸入端，4腳話筒信號(hào)放大輸出端，5腳話筒信號(hào)輸入端，6腳電源地端，7、8、9腳為內(nèi)部晶體管VT1的發(fā)射極、基極、集電極端，10腳電源下端，11、12、13腳為內(nèi)部晶體管VT2的集電極、發(fā)射極、基極端，14腳射頻輸出端，15、16腳射頻振蕩

33、端。 5.1.3 MC2833的工作原理需傳送的信息（語音）經(jīng)過話筒變成音頻電信號(hào)，音頻信號(hào)經(jīng)5腳送給微音放大器進(jìn)行音頻放大。然后放大的音頻信號(hào)從腳4經(jīng)2.2Uf的耦合電容送到腳3去控制可變電抗的大小?？勺冸娍古c3.3uH電感、12.000MHz晶體串聯(lián)與高頻振蕩器外接電容56pf、51pf組成調(diào)頻電容三點(diǎn)式振蕩電路，其載波振蕩頻率為12.000MHz。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36.000MHz。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

34、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1。MC2833典型應(yīng)用電路，見圖5.5圖5.5 MC2833應(yīng)用電路輸出功率，見表5.3表5.3 注輸出頻率輸出頻率×1MHzLt(uH)L1L2Re1Rb1Cc1Cc2C1C2C3C4C549.7MHz16.56673.3-4.70.220.22330390k33p33p33p470p33p47p470p76MHz12.60005.10.220.22150300k68p10p68p470p12p20p120p144.6MH12.055.60.150.10150220k47p10p68p

35、1000p18p12p33p1.晶體X1是基本的模態(tài),和一個(gè)32 pF負(fù)荷共同校正。最后的輸出頻率在集成芯片MC2833片內(nèi)被頻率相乘所產(chǎn)生2.在76和144.6MHz發(fā)射器中，射頻輸出緩沖器(14腳)和Q2三極管被當(dāng)作一個(gè)倍頻器使用。Q1 三極管在49.7MHz和76MHz發(fā)射器中是一個(gè)線性喇叭, 在144.6 MHz發(fā)射器中是一個(gè)倍頻器3.微法拉的所有電容器, 歐姆、亨利和電阻的授職者除非以別的方式指定。4.其它頻率的組合可能是被其它3個(gè)例子簡(jiǎn)單的顯示出來上圖整體電路可以分為四部分：震蕩回路、微音放大、三倍頻電路、信號(hào)輸出電路。振蕩回路，見圖5.6圖5.6 振蕩回路其中15、16腳外接的5

36、1p、56p電容決定反饋系數(shù)：(5.1)微音放大電路，見圖5.7圖5.7 微音放大電路三倍頻電路，見圖5.8圖5.8 三倍頻電路其中390K電阻決定Q2的工作狀態(tài)。1.0K電阻和C2是射級(jí)負(fù)反饋電阻和高頻旁路電容。信號(hào)輸出電路，見圖5.9圖5.9 信號(hào)輸出電路5.調(diào)頻發(fā)射機(jī)工作原理由于本電路圖較大，完整圖見附錄部分。其工作原理如下：片內(nèi)高頻振蕩通過15、16管腳外接51pF電容和12.000Mhz晶體，晶體又通過一個(gè)3.3uH電感跨接到1腳內(nèi)可變電抗，可變電抗實(shí)際上是變?nèi)荻O管，這些元件和電路構(gòu)成了克拉潑振蕩器。本級(jí)中，51pF和56pF電容決定反饋系數(shù)F 0.5，根據(jù)三點(diǎn)式振蕩器起振條件，只

37、要放大倍數(shù)即可起振，這很容易實(shí)現(xiàn)。值得提出的是本級(jí)的任務(wù)是產(chǎn)生載波，顯然，我們希望頻率穩(wěn)定度高，因此采用了晶體振蕩；但本級(jí)還要實(shí)現(xiàn)調(diào)頻，調(diào)頻就要有一定的頻偏，因此還要用到變?nèi)荻O管，兩者共同組成了壓控式振蕩器，以兼顧頻率穩(wěn)定度和頻偏兩項(xiàng)指標(biāo)。但壓控式晶體振蕩器實(shí)現(xiàn)的調(diào)頻的頻偏較小，因此本級(jí)的輸出要經(jīng)過三倍頻，即提高了中心頻率又?jǐn)U大了頻偏。倍頻器實(shí)際上是3fo帶通濾波器，有兩極濾波：第一級(jí)是14腳外接的47pF、33pF和0.22uH電感，調(diào)諧于3fo。第二級(jí)是經(jīng)過片內(nèi)放大器輸出信號(hào)，11腳外界33pF和0.22uH電感，亦調(diào)諧于3fo。12腳接的RC是射級(jí)負(fù)反饋電阻和旁路電容。實(shí)用中，14外接

38、的濾波器可以省略，這時(shí)片內(nèi)的三極管工作狀態(tài)應(yīng)工作與甲類；若保留14腳的濾波器，則片內(nèi)三極管應(yīng)工作于丙類狀態(tài)，以取出三次諧波。決定三極管工作狀態(tài)的是13腳外接的390k電阻。3fo（12.000×3=36.000MHz）信號(hào)由11腳輸出經(jīng)33pF耦合電容引到8腳片內(nèi)功率放大，放大后從6腳輸出經(jīng)天線匹配網(wǎng)絡(luò)加到天線發(fā)射出去。調(diào)頻原理：由話筒拾取的音頻信號(hào)從5腳進(jìn)入片內(nèi)，經(jīng)放大后從4腳輸出，經(jīng)2.2uF電感耦合，從3腳進(jìn)入片內(nèi)分壓器上，此音頻信號(hào)即為調(diào)制信號(hào)，“壓控”可邊電抗實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。當(dāng)=0時(shí)，載波振蕩為中心頻率fo，片內(nèi)的為基準(zhǔn)電壓，即用來產(chǎn)生fo的電壓，當(dāng)交變變化時(shí)，振蕩頻率在fo附近

39、變化，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。本發(fā)射機(jī)在負(fù)載為50、中心頻率為36.000Mhz時(shí)，輸出功率為。如若得到更高的工作頻率，只須改換晶振和三倍頻電路即可。5.元器件的選擇1.晶振的選取：假設(shè)發(fā)射頻率定為36100MHz，由于本電路發(fā)射機(jī)采用的是三倍頻的頻率，因此，前級(jí)振蕩電路中的晶振的標(biāo)稱值應(yīng)為36100÷3120333MHz。由于受條件限制，所以選取12.000MHz晶振。在接收機(jī)中，第一本振頻率應(yīng)為所接收到的信號(hào)頻率再加上第一中頻頻率，即36000+10746700MHz。2.其它元件的選取：3.3uH和0.22uH電感可用0.51毫米的漆包線在圓珠筆芯上分別繞12T、5T。最后用50、1.2

40、m拉桿式天線接收。其余的電阻電容按標(biāo)值選取。6電路調(diào)試及結(jié)果分析6.1 調(diào)試方法由于發(fā)射機(jī)采用了集成電路，各電阻、電感、電容比較準(zhǔn)確，一般無須過多調(diào)試。調(diào)試時(shí)可先將3腳和14腳斷開，先測(cè)振蕩回路是否正常工作，（即檢查晶振頻率是否為12.000MHz）如果不準(zhǔn)確可適當(dāng)調(diào)節(jié)3.3uH電感，直至頻率正確。接著頻率計(jì)接在14腳上，此時(shí)由于沒通過倍頻器，頻率應(yīng)為晶振數(shù)值12.000MHz,如有誤差，可調(diào)節(jié)14腳外節(jié)電感匝數(shù)，如仍不能校準(zhǔn)可適當(dāng)改變外接電容容量。下來測(cè)11腳的工作電壓及輸出頻率。此時(shí)經(jīng)過片三極管內(nèi)放大，經(jīng)過三倍頻，輸出頻率應(yīng)為：12.000MHz×3=36.000MHz.最后在U

41、o處測(cè)輸出頻率，由于發(fā)射頻率是從11腳經(jīng)耦合電容引到8端經(jīng)過片內(nèi)放大最后從9腳輸出，輸出頻率應(yīng)該和11腳相同：12.000MHz×3=36.000MHz.調(diào)節(jié)濾波電容可以使輸出頻率和輸出波形符合要求。最后和接收機(jī)結(jié)合起來做整體調(diào)試。6.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果通過示波器檢測(cè)，可得到以下波形及頻率。幅度為4V.晶振波形及頻率（12.000MHz）圖6.1 晶振波形13腳輸出波形及頻率（12.000MHz）圖6.2 13腳輸出波形14腳輸出波形如下（頻率為12.000MHz）圖6.4 14腳輸出波形11腳輸出波形及頻率（36.000MHz）圖6.5 11腳輸出波形輸出波形及頻率（36.000MHz）圖

42、6.6 Uo處輸出波形總結(jié)經(jīng)過3個(gè)月的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)已接近尾聲了，然而我的心還處于高度緊張狀態(tài)，久久不能平靜下來。因?yàn)檫@次設(shè)計(jì)很重要，它是我大學(xué)四年來做的最努力、最完善的，同時(shí)也是最后一次設(shè)計(jì)。通過本次設(shè)計(jì)，使我學(xué)到了很多東西，它使我把以前學(xué)到的理論知識(shí)同實(shí)踐結(jié)合起來，這樣不僅鞏固了我的理論知識(shí)，同時(shí)也增強(qiáng)了我的動(dòng)手能力，這對(duì)于以后的工作是至關(guān)重要的。 這次設(shè)計(jì)我采用集成芯片MC2833做了一個(gè)調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)，它使我掌握了調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)的原理和方法，熟悉了電路的計(jì)算和安裝調(diào)試，從而使自己對(duì)無線電通信整機(jī)有全面的了解，對(duì)高頻所學(xué)的知識(shí)有更深入的感性認(rèn)識(shí)。當(dāng)然，這次設(shè)計(jì)也不是一帆風(fēng)順的，在實(shí)際的調(diào)試過

43、程中，也遇到了一系列問題，例如：一開始輸出頻率和波形都不能達(dá)到要求。最后對(duì)電路經(jīng)過幾周的細(xì)心檢查、反復(fù)地聯(lián)機(jī)調(diào)試、在老師的指導(dǎo)下終于查出了原因，調(diào)出了正確的波形和頻率，達(dá)到要求。在此，我再次對(duì)我的導(dǎo)師鄭老師表示忠心的感謝。通過這次設(shè)計(jì)使我認(rèn)識(shí)到人生沒有一帆風(fēng)順的事，成功都是要經(jīng)過一番吃苦、努力，再加上自己堅(jiān)忍不拔的精神，最終才能達(dá)到目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)理想。致謝首先，在此感謝學(xué)校和系上給了我們這次設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)，讓我們把在書中學(xué)到的理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合起來，為以后的工作奠定基礎(chǔ)。接著，我要特別向我的導(dǎo)師尚武鋒老師表示最真摯的感謝!整個(gè)課題從方案確定到實(shí)際系統(tǒng)的調(diào)試都得到了他無微不至的關(guān)懷、指導(dǎo)和幫助。導(dǎo)師深厚的

44、理論功底，極其豐富的電路系統(tǒng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度與作風(fēng)等都給我留下了深刻的印象，并對(duì)我課題的完成起到了至關(guān)重要的作用。導(dǎo)師在我學(xué)習(xí)、工作中的言傳身教為我今后學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)!同時(shí)，我也要衷心感謝電信系其他老師。課題進(jìn)行期間，老師們無私的幫助和中肯的建議也伴隨著我研究、設(shè)計(jì)的始終，使我受益匪淺。深深感謝器件室的老師，他們給了我們完成這次設(shè)計(jì)的最基本的東西，感謝熊國(guó)慶老師為我們提供實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)儀器。特別感謝我的同學(xué)房磊、楊保晏，在學(xué)習(xí)和課題中給予我的幫助!感謝我的家人。他們的關(guān)懷是我前進(jìn)的動(dòng)力。感謝所有關(guān)心以及幫助我的老師、同學(xué)、朋友們。再次表示衷心感謝和誠(chéng)摯的敬意!參考文獻(xiàn) 1王頌武.

45、電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐J.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2005.64-652陽漢昌.高頻電子線路實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)J.哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2001.26-953陽漢昌.高頻電子線路M.哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2000.59-894高吉祥.高頻電子線路M.北京：電子工業(yè)出版社，2002.12-315曾興文.高頻電路原理與分析J.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1999.165-2216王恒山.調(diào)頻解調(diào)技術(shù)M.北京：高等教育出版社，2001.56-637F305型無線對(duì)講機(jī)的原理、制作與維修. 移動(dòng)通信國(guó)家工程研究中心,2005.8朱紅 李穎. 電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)M.成都：電子科技大學(xué)出版社，200

46、5.128-1399朱金剛.基于MC2833P的小功率調(diào)頻發(fā)信機(jī)的設(shè)計(jì)M.2002./2007.6.附錄A英文文獻(xiàn)及中文翻譯出處：外文會(huì)議論文 第11卷 第5期 中文翻譯低功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)在神經(jīng)記錄方面的應(yīng)用 摘要我們講述了一個(gè)用于神經(jīng)系統(tǒng)錄像遙測(cè)技術(shù)的低功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)。發(fā)射機(jī)包括一個(gè)低噪聲極化放大器和一個(gè)壓控振蕩器，壓控振蕩器用于傳送放大的神經(jīng)信號(hào)以433MHz的頻率，電路由一個(gè)速記的電磁感應(yīng)鏈路供電，測(cè)得發(fā)射機(jī)的功率損耗為465uW,使用1/8波長(zhǎng)單鞭天線，在一米范圍測(cè)得接受功率為54.5dBm.【關(guān)鍵詞】RF遙測(cè)技術(shù) 發(fā)射器 神經(jīng)感應(yīng) 低功率電路介紹 隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展和新的生化材料的

47、發(fā)展，生物醫(yī)學(xué)移植物變得越來越普遍。現(xiàn)代的MEMS已引領(lǐng)大規(guī)模神經(jīng)性錄音設(shè)備的發(fā)展，諸如包括100個(gè)獨(dú)立的電極的微電極系列，這一系列監(jiān)聽神經(jīng)活動(dòng)，在自然和臨床領(lǐng)域是有很大的潛力。 這項(xiàng)技術(shù)目前的限制是這些記錄的神經(jīng)信號(hào)在從記錄裝配上翻譯的方式，通常被移入人體，用于自然科學(xué)或神經(jīng)領(lǐng)域信號(hào)處理設(shè)備，在大多數(shù)神經(jīng)學(xué)實(shí)驗(yàn)中，長(zhǎng)電纜被運(yùn)用于連接移植的神經(jīng)裝置和外部放大設(shè)備和信號(hào)處理設(shè)備，錄制線路的利用還有兩個(gè)問題（1），反射的危險(xiǎn)（2）由于高阻抗及神經(jīng)錄音相關(guān)的弱信號(hào)。 這些問題中的一個(gè)解決方法是用通過一個(gè)巨大錄制鏈路的無線發(fā)射機(jī)代替電纜。這樣的一個(gè)系統(tǒng)將減小任何一個(gè)突出皮膚的電纜，降低反射機(jī)會(huì)，一個(gè)移

48、入到電極的發(fā)射機(jī)縮成由一根天線傳輸時(shí)神經(jīng)信號(hào)的距離，而降低相當(dāng)?shù)脑肼?，?shí)際上，傳輸系統(tǒng)將首先放大微弱的神經(jīng)信號(hào)，更進(jìn)一步改善在傳輸中產(chǎn)生的阻抗。在這項(xiàng)工作中，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)包含低噪極化放大器和壓控振蕩器的可移植433MHz的無線FM調(diào)頻發(fā)射機(jī)。第二部分給出了移個(gè)簡(jiǎn)要系統(tǒng)概述，同時(shí)，第三部分討論一個(gè)可移植發(fā)射機(jī)。系統(tǒng)概述圖一給出了一個(gè)關(guān)于全部可移植記錄系統(tǒng)的組成框圖，這個(gè)系統(tǒng)可以劃分為兩部分：移植電路和外部電路。移植部分包括一個(gè)神經(jīng)信號(hào)放大器，一個(gè)用于數(shù)據(jù)記錄的可調(diào)FM放大器，電壓規(guī)則電路和時(shí)鐘數(shù)據(jù)采集電路，外部電路包含一個(gè)大型轉(zhuǎn)換功率發(fā)射機(jī)從允許電源由這個(gè)波形轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換器的每一面必須保持在10

49、MH以下以防止一連串的失真，通過調(diào)節(jié)電源波形的幅度，可以發(fā)送命令。但是數(shù)據(jù)傳輸率超過了相關(guān)的低載波頻率。典型的功率發(fā)射機(jī)包含一系列E類功率放大器驅(qū)動(dòng)一個(gè)傳遞線圈，反饋回路在電源波形上用于確保晶振和電路調(diào)制命令數(shù)據(jù)。所有的轉(zhuǎn)換功率鏈路都遭受要從驅(qū)動(dòng)線圈到接收線圈的低效率倍頻。相反，傳送到接收線圈的功率可以增加到一定程度，而線圈在高電流時(shí)的散熱將成為一個(gè)問題。進(jìn)一步講，一個(gè)小型移植消耗電源的數(shù)量將受限于100mw左右以避免環(huán)境因素引起的過度熱量。低功率操作是必須的，但是增加的難度是達(dá)到多電極系統(tǒng)要求的100個(gè)或更多的放大電路。一個(gè)數(shù)據(jù)記錄的微型電源無線發(fā)射機(jī)是一個(gè)在任何實(shí)用可移植記錄系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)因素

50、。圖一：可植入調(diào)頻發(fā)射機(jī)我們發(fā)明了一個(gè)在頻率433MHz操做的低功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)。這個(gè)頻率被選擇是因?yàn)樗拷I(yè)，科學(xué)和醫(yī)學(xué)界，F(xiàn)CC校準(zhǔn)醫(yī)學(xué)可植入通信系統(tǒng)。頻率范圍在402-405MHz,而且，用一個(gè)高頻率能使小天線的設(shè)計(jì)變的可能。申請(qǐng)?zhí)炀€被直接放置在皮膚下面，例如，這項(xiàng)工作在這個(gè)頻率不能被天線作為重要的信號(hào)被吸收。433Mhz被顯示出來，通過皮膚和薄的紗織品滲透的深度是3.75cm.。被用于這一工作的VCO被顯示在圖2a,發(fā)射機(jī)M5和M6作為變數(shù)電容器分別用在C中，Rs是寄生在電感L里的系列抵抗物，使電感的Q值得到限制，Q因子是真正阻抗的想象比，通過給出，當(dāng)W工作時(shí)，頻率通過給出。它能被小信號(hào)分析逐漸增加的輸入阻抗所顯示出來。在調(diào)出A和B的時(shí)候，被表示為：當(dāng)gm是發(fā)射機(jī)M1M4的跨導(dǎo)時(shí)，被表示為：（4）圖三（如下）所示，描述了對(duì)數(shù)方程（4），芯片內(nèi)集成電感不超過5個(gè)，然而芯片外的電感Q值可達(dá)20以上，其頻率為433MHz,用一個(gè)低Q的VCO的電耗有一個(gè)龐大的指令，它要比芯片外的2030Q值的電感的VCO大的多，由于電流振蕩標(biāo)準(zhǔn)已知，晶體管的規(guī)格可以測(cè)定，表1給出了圖2所示的晶體管規(guī)格：這種設(shè)備足夠大，減小在寄生電容時(shí)所需最小偏差電容到合理值，M5和M6晶體管規(guī)格可由以下方