PAGE2畢業(yè)設計（論文）任務書題目：遠距離低速短數(shù)據(jù)FM制信號的產(chǎn)生與發(fā)送、接收電路的設計系名信息工程專業(yè)通信工程學號學生姓名指導教師野錦德職稱教授2011年12月10日一、原始依據(jù)（包括設計或論文的工作基礎、研究條件、應用環(huán)境、工作目的等。）闡述所選課題目的和意義對所選課題進行方案論證，優(yōu)化設計方案對設計方案進行實現(xiàn)電路設計對電路參數(shù)進行計算或選擇提供完整的設計電路圖二、參考文獻[1]張肅文陸兆熊.高頻電子線路.第四版.[M]北京：高等教育出版社.[2]楊翠娥.高頻電子線路實驗與課程設計.[M]哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社三、設計（研究）內容和要求（包括設計或研究內容、主要指標與技術參數(shù)，并根據(jù)課題性質對學生提出具體要求。）電源電壓：12V或5V區(qū)段長度：500m傳輸介質：普通電線要求發(fā)送信號：》2Vrms接收信號靈敏度：《50mVrms6.傳輸數(shù)據(jù)：7位巴克碼數(shù)據(jù)傳輸速率：600b/s調頻傳輸系統(tǒng)a.載波頻率：3.58MHzb.調制頻偏：+/-10KHz指導教師（簽字）年月日審題小組組長（簽字）年月日天津大學仁愛學院本科生畢業(yè)設計（論文）開題報告課題名稱遠距離低速短數(shù)據(jù)FM制信號的產(chǎn)生與發(fā)送、接收電路的設計系名信息工程系專業(yè)通信工程學生姓名指導教師野錦德一、課題來源及意義汽車工業(yè)在經(jīng)濟發(fā)達國家已經(jīng)成為一個發(fā)展國民經(jīng)濟的支柱性產(chǎn)業(yè)。如美國每年汽車(轎車和卡車)產(chǎn)量平均為1400萬輛，我國2010年為1800萬輛。車多路少已成為交通狀況日益嚴重的問題之一。以相對的觀點看，道路交通是最危險的運輸方式之一。事故統(tǒng)計表明：所有碰撞有一半以上(65％)是由追尾碰撞引起的。據(jù)統(tǒng)計：早在70年代初時由于汽車碰撞全世界每年造成的經(jīng)濟損失為100億美元，平均每輛車每年的經(jīng)濟損失為100美元。現(xiàn)在全球每年因公路交通事故造成的經(jīng)濟損失高達5000億美元。所以說，道路交通事故每天在全國各地均頻頻發(fā)生，給人民造成了巨大的生命財產(chǎn)損失。為此．一些發(fā)達國家早在70年代就開始研制汽車防撞系統(tǒng)。希望我們本次畢業(yè)設計的成果能夠對減少道路上的追尾事故起到一定的幫助。國內外發(fā)展現(xiàn)狀鑒于高速公路交通事故中追尾碰撞占有很大比例這一現(xiàn)實，當務之急是進行高速公路追尾碰撞的研究，從技術措施方面尋求對策，在我國高速公路追尾碰撞頻繁、惡劣的情況下，研究開發(fā)碰撞避免系統(tǒng)具有非常大的現(xiàn)實意義。國際上最先進行碰撞避免系統(tǒng)研究的是日本，目前國際上開發(fā)碰撞避免系統(tǒng)較為成功的國家有日本、美國和德國。日本早在20世紀70年代已經(jīng)參與國際汽車界共同研究的課題一一開發(fā)安全實驗汽車ESV(ExperimentaSafetyVehicle)。此后國際汽車界獲得了一系列成果。進入20世紀90年代，由日本運輸省為主導，制定了稱為“先進安全汽車”(ASV--AdvancedSafetyVehicle)的第一期計劃(1991～1995年)。該計劃以乘用車為研究對象，共計40余項研究開發(fā)項目，涉及四大領域：(1)預防安全技術：(2)事故回避技術；(3)碰撞安全技術：(4)防止撞車后災害擴大技術。在1996年3月召開的日本ASV研究成果報告會上，日本9家汽車大公司共計展出樣車19輛，受到社會極大關注，其中己經(jīng)付諸使用的安全裝置就包括碰撞避免報警系統(tǒng)。在德國最新型的Benz600s轎車上，安裝有距離自動控制雷達，可在40至160公里時速范圍內自動調節(jié)車速，還可以根據(jù)時速確定與前車的距離，一旦距前車距離太近，汽車就自動減速以避免追尾碰撞。但由于這些新技術價格過離，有關專家估計，今后5～1O年內，這些先進設備難以進入普及型小汽車中。美國研究狀況大致與德國相同，受價格因素限制，未投入大批量應用。國內近幾年相繼有一批科研院所進行此方面的研究，但到現(xiàn)在為止，儀有航天工業(yè)總公司8358所激光室在激光測距方面取得一些進展；他們采用窄脈沖半導體激光測距技術，所開發(fā)餓裝置作用距離大于30米，測距誤差小于1米，不過仍存在一些關鍵性技術問題有待解決，而且價格偏高。三、研究目標在高速公路事故頻發(fā)路段或異常天氣頻發(fā)路段設置此系統(tǒng)，當路面出現(xiàn)異常情況時，通過FM信號進行數(shù)據(jù)的傳輸，有效的預警后來車輛注意路面情況，避免交通事故的發(fā)生。四、研究內容運用FM信號進行遠距離低速短數(shù)據(jù)的產(chǎn)生發(fā)送、接收。要求如下：區(qū)段長度：500m傳輸介質：普通電線要求發(fā)送信號：》4Vrms接收信號靈敏度：50mVrms數(shù)據(jù)傳輸速率：1200b/s調頻傳輸系統(tǒng)a.載波頻率：3.58MHzb.調制頻偏：+/-10KHz五、研究方法與手段本課題用multisim軟件作為電路的模擬軟件，因為multisim具有直觀、易于操作的界面，完備的元件放置工具，快速自動放置元件，豐富的輸出方式等優(yōu)點，利于新手的快速掌握。首先，充分學習multisim軟件的使用方法。然后，再在multisim進行電路的設計和模擬運行。其次，進行實物的安裝調試，使實物達到設計要求。最后總結成果，完成論文六、進度安排1、2009.12.07-2010.03.15搜索課題相關資料，完成開題報告；2、2010.03.16-2010.03.31繼續(xù)搜索資料，學習multisim的使用方法，了解現(xiàn)有的FM信號產(chǎn)生發(fā)射、接收電路；3、2010.04.01-2010.04.20完成論文中關于FM信號產(chǎn)生發(fā)射、接收電路的設計和模擬；進行實物的安裝調試與演示；撰寫論文，準備答辯。七、主要參考文獻[1]TravisGuthrie，DaveEdwards.FMSignalGenerationviaDIB-BasedAWG:LessonsLearnedontheJ750[J]TeradyneUsersGroup2006MarriottSawgrass,PonteVedra.FL.[2]張肅文陸兆熊.高頻電子線路.第四版.[M]北京：高等教育出版社.[3]楊翠娥.高頻電子線路實驗與課程設計.[M]哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社.[4]楊素行.模擬電子技術基礎簡明教程.第二版.[M]北京：高等教育出版社.[5]張慶雙.電子元器件的選用與檢測.[M]北京：機械工業(yè)出版社.[6]劉守義.高頻電子技術.第一版.[M]北京：電子工業(yè)出版社.[7]張義芳.馮建華.高頻電子線路.[M]哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社.[8]武秀玲.沈偉慈.高頻電子線路.[M]西安:西安電子科技大學出版社.[9]曾星雯,陳健.高頻電子線路輔導.[M]西安:西安電子科技大學出版社.[10]戴峻浩.高頻電子線路指導.[M]北京：國防工業(yè)出版社.選題是否合適：是□否□課題能否實現(xiàn)：能□不能□指導教師（簽字）年月日選題是否合適：是□否□課題能否實現(xiàn)：能□不能□審題小組組長（簽字）年月日畢業(yè)設計（論文）說明書題目：遠距離低速短數(shù)據(jù)FM制信號的產(chǎn)生與發(fā)送、接收電路的設計系名信息工程專業(yè)通信工程學號學生姓名指導教師野錦德2012年6月7日摘要1933年，世界上第一臺發(fā)射機誕生。美國發(fā)明家阿姆斯特朗發(fā)明了短波（FM）收音機。1939年,FM發(fā)射機的發(fā)明者阿姆斯特朗在美國建立了第一個FM廣播的發(fā)射站。同年,調幅收音機開始在美國出售。從此FM技術開始迅速發(fā)展，在各行各業(yè)中得到應用。本論文是關于遠距離低速短數(shù)據(jù)FM制信號的產(chǎn)生與發(fā)送、接收電路的設計。其中發(fā)射電路我們決定使用小功率調頻發(fā)射機，通常小功率發(fā)射機采用直接調頻方式，其中調頻振蕩級主要是產(chǎn)生頻率穩(wěn)定，中心頻率符合指標要求的正弦波信號，且其頻率受到外加音頻信號電壓調變，緩沖級主要是對調頻振蕩信號進行放大，以提供末級所需的激勵功率，同時對前后級起有一定的隔離作用，為避免末級功放的工作狀態(tài)變化而直接影響振蕩級的頻率穩(wěn)定度。功放級的任務是確保高效率輸出足夠大的高頻功率，并饋送到天線進行發(fā)射。接受電路使用的是集成電路單片機接收機MC3661。片內包含振蕩電路、混頻電路、限幅放大器、積分鑒頻器、濾波器、抑制器、掃描控制器及靜噪開關電路。主要應用在二次變頻的通訊接收設備。關鍵詞：FM放大器；MC3661；直接調頻ABSTRACT1933,theworld'sfirsttransmitterwasborn.AmericaninventorsArmstronginventedtheshort-wave(FM)radio.1939,theinventorofFMtransmittersArmstrongoftheUnitedStatesestablishedthefirstFMradiotransmitters.Thesameyear,theAMradiobegansaleintheUnitedStates.SincethenFMtransmittertechnologyhasbeguntodeveloprapidly.Inallwalksoflifetobeapplied,particularlyinlow-powerFMtransmittersofmoreextensive.ThispaperisabouttheshortdistancelowspeeddataFMsystemsignalisproducedandsendingandreceivingcircuitdesign.WedecidedtousethelaunchofcircuitsmallpowerFMtransmitter,typicallysmallpowertransmitterusedirectFMmode,whichismainlyproducelevelFMoscillationfrequencystability,centerfrequencycomplywiththerequirementsoftheindexsinesignals,andthefrequencyandaudiosignalvoltagebymodulation,bufferlevelismainlytotheFMoscillationsignalamplifier,toprovidetheincentivelevelattheendofthepower,atthesametime,beforeandafteracertainleveloftheisolationeffect,toavoidthelaststageofthepoweramplifieranddirectlyinfluencetheworkstatechangemagnitudeofoscillationfrequencystability.Taskistoensurethatthepoweramplifieroutputefficiencyenoughhighfrequencypower,andwillsendtotheantennalaunch.AcceptcircuitisusingsinglechipmicrocomputerintegratedcircuitMC3661receiver.Piececontainsoscillatingcircuit,frequencymixingcircuit,amplitudelimitamplifiers,frequencyofanintegraljian,filter,suppressor,scanningcontrollerandstaticnoiseswitchcircuit.MainapplicationinthesecondvariablefrequencycommunicationsreceivingequipmentKeyword：FMamplifier；MC3661；DirectFMPAGE5PAGE1目錄TOC\o"1-4"\h\u16695第一章緒論 1114691.1高速公路區(qū)段內車輛警示信號系統(tǒng)的研究意義 171771.2FM信號 1203691.2.1調頻定義 1111901.2.2調頻合成技術 29611.2.3FM的高級形式：復合頻率調制 410541.2.4有線調頻 516312第二章總體設計方案 751922.1電路設計性能指標及設計要求 720932.2..總設計框圖 724528第三章單元電路設計 8227723.1LC振蕩與調頻電路 862913.1.1反饋振蕩器的原理和分析 8195863.1.2電容三點式參數(shù) 9154913.2輸出高頻放大器電路 11236853.2.1輸出高頻放大器基本原理 11128293.2.2輸出高頻放大器電路圖 11162343.2.3輸出高頻放大器電路參數(shù)計算 128314設置靜態(tài)工作點 122260計算諧振回路參數(shù) 12311893.3輸入高頻放大器電路 126633.3.1輸入高頻放大器電路工作原理 1218383.3.2輸入高頻放大器電路 12179893.3.2輸入高頻放大器電路參數(shù)計算 13261363.4鑒頻電路 1325669第四章整體電路設計 1812795參考文獻 193220外文資料 207240中文譯文 243742致謝 28天津大學仁愛學院2012屆本科生畢業(yè)設計天津大學仁愛學院2012屆本科生畢業(yè)設計第一章緒論1.1高速公路區(qū)段內車輛警示信號系統(tǒng)的研究意義汽車工業(yè)在經(jīng)濟發(fā)達國家已經(jīng)成為一個發(fā)展國民經(jīng)濟的支柱性產(chǎn)業(yè)。如美國每年汽車(轎車和卡車)產(chǎn)量平均為1400萬輛，我國2010年為1800萬輛。車多路少已成為交通狀況日益嚴重的問題之一。以相對的觀點看，道路交通是最危險的運輸方式之一。事故統(tǒng)計表明：所有碰撞有一半以上(65％)是由追尾碰撞引起的。據(jù)統(tǒng)計：早在70年代初時由于汽車碰撞全世界每年造成的經(jīng)濟損失為100億美元，平均每輛車每年的經(jīng)濟損失為100美元?，F(xiàn)在全球每年因公路交通事故造成的經(jīng)濟損失高達5000億美元。所以說，道路交通事故每天在全國各地均頻頻發(fā)生，給人民造成了巨大的生命財產(chǎn)損失。為此．一些發(fā)達國家早在70年代就開始研究高速公路防撞系統(tǒng)。我們希望通過本次畢業(yè)設計的研究，設計出一套可以有效的減少交通事故發(fā)生的車輛警示系統(tǒng)。本課題遠距離低速短數(shù)據(jù)FM制信號的產(chǎn)生與發(fā)送、接收電路的設計是高速公路區(qū)段內車輛警示信號系統(tǒng)的一個子課題，重點是負責這套系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸部分。1.2FM信號1.2.1調頻定義英文名稱：FrequencyModulation一般干擾信號總是疊加在信號上，改變其幅值。所以調頻波雖然受到干擾后幅度上也會有變化，但在接收端可以用限幅器將信號幅度上的變化削去，所以調頻波的抗干擾性極好，用收音機接收調頻廣播，基本上聽不到雜音。使載波頻率按照調制信號改變的調制方式叫調頻。已調波頻率變化的大小由調制信號的大小決定，變化的周期由調制信號的頻率決定。已調波的振幅保持不變。調頻波的波形，就像是個被壓縮得不均勻的彈簧，調頻波用英文字母FM表示。載波的瞬時頻率按調制信號的變化而變，但振幅不變的調制方式。載波經(jīng)調頻后成為調頻波。用調頻波傳送信號可避免幅度干擾的影響而提高通信質量。廣泛應用在通信、調頻立體聲廣播和電視中。我們習慣上用FM來指一般的調頻廣播（76-108MHz，在我國為87-108MHz、日本為76-90MHz），事實上FM也是一種調制方式，即使在短波范圍內的27-30MHz之間，做為業(yè)余電臺、太空、人造衛(wèi)星通訊應用的波段，也有采用調頻（FM）方式的。FMradio即為調頻收音機。FM調頻即收音機功能。作為MP3的一項附加功能，從實用角度來說，現(xiàn)在的MP3這方面做得并不很出色，應該說還不如普通的收音機，在接收范圍、精度等等方面還都有差距，只能說是一個有益的補充。當然，如果你注重這個功能的話，也有做得不錯的產(chǎn)品。而在具體機型上，針對FM，不同產(chǎn)品還有細分，是否可以保存選定的頻道、可以保存多少個頻道、立體聲和普通聲道可以自己設定還是由機器來設定。一次調頻一次調頻是指由發(fā)電機組調速系統(tǒng)的頻率特性所固有的能力，隨頻率變化而自動進行頻率調整。其特點是頻率調整速度快,但調整量隨發(fā)電機組不同而不同，且調整量有限,值班調度員難以控制。二次調頻二次調頻是指當電力系統(tǒng)負荷或發(fā)電出力發(fā)生較大變化時，一次調頻不能恢復頻率至規(guī)定范圍時采用的調頻方式。二次調頻分為手動調頻及自動調頻：手動調頻:在調頻廠,由運行人員根據(jù)系統(tǒng)頻率的變動來調節(jié)發(fā)電機的出力，使頻率保持在規(guī)定范圍內,手動調頻的特點是反映速度慢，在調整幅度較大時,往往不能滿足頻率質量的要求，同時值班人員操作頻繁,勞動強度大。自動調頻：這是現(xiàn)代電力系統(tǒng)采用的調頻方式，自動調頻是通過裝在發(fā)電廠和調度中心的自動裝置隨系統(tǒng)頻率的變化自動增減發(fā)電機的發(fā)電出力,保持系統(tǒng)頻率在較小的范圍內波動，自動調頻是電力系統(tǒng)調度自動化的組成部分,它具有完成調頻、系統(tǒng)間聯(lián)絡線交換功率控制、和經(jīng)濟調度等綜合功能。1.2.2調頻合成技術頻率調制（FM）在電子音樂合成技術中，是最有效的合成技術之一，它最早由美國斯坦福大學約翰。卓寧（JohnChowning）博士提出。20世紀60年代，卓寧在斯坦福大學開始嘗度使用不同類型的顫音，他發(fā)現(xiàn)當調制信號的頻率增加并超過某個點的時候，顫音效果就在調制過的聲音里消失了，取而代之的是一個新的更復雜的聲音。今天看來，卓寧當時只是在完成無線電廣播發(fā)射中最常用的調頻技術（也就是FM廣播）。但卓寧的偶然發(fā)現(xiàn)，卻使這種傳統(tǒng)的調頻技術在聲音合成方面有了新的用武之地。當卓寧領悟了FM調制的基本原理后，他立即開始著手研究FM理論合成技術，并在1966年成為使用FM技術制作音樂的第一人?；驹砣粲麄魉托盘柶湔穹拗撇豢纱笥谳d波為fc為載波中心頻率，單位為赫茲。A是任意振幅。傳送信號將會是在此，f(t)=fc+fΔxm(t)公式中，f(t)是振蕩器的瞬時頻率，fΔ是frequencydeviation,代表在一個方向上相對fc的最大頻率偏離，在此我們假定xm(t)是有限的幅值限于±1之間。音頻信號的改變往往是周期性的，一個最容易理解音頻調制技術的范例是小提琴和揉弦，揉弦通過手指和手腕在琴弦上快速顫動，使琴弦的長度發(fā)生快速變化，從而最終影響小提琴聲音的柔和度。與“FM無線電波”相同，“FM合成理論”同樣也有著發(fā)音體（載體）和調制體兩個元素。發(fā)音體或稱載波體，是實際發(fā)出聲音的頻率振蕩器；調制體或稱調制器，負責調整變化載波所產(chǎn)生出來的聲音。載波頻率、調制體頻率以及調制數(shù)值大小，是影響FM合成理論的重要因素。最基本的FMinstrument包括兩個正弦曲線振蕩器，一個是穩(wěn)定不變的載波頻率fc（CarrierFrequnecy）振蕩器；一個是調制頻率fm（ModulationFrequency）振蕩器。載波頻率被加在調制振蕩器的輸出上。載波振蕩器是一個帶有fc頻率的簡單的正弦波頻率，當調制器發(fā)生時，來自調制振蕩器的信號，即帶有fm頻率的正弦波，驅使載波振蕩器的頻率向上或向下變動，比如，一個250Hz正弦波的調制波，調制一個1000Hz正弦波的載波，那么意味著載波所產(chǎn)生的1000Hz的頻率，每秒要接受250次的影響產(chǎn)生的調制。制體和載波體都是有頻率、振幅、波形的周期性或準周期性振蕩器。在頻率調制技術中，調制體的振幅同樣對頻率調制起關關鍵作用，調制體振幅影響著載波頻率調制后變化的深度，假如調制信號的振幅是0，就不會出現(xiàn)任何調制，因此說，就像在振幅調制（AM）中，調制體的頻率對載波體的振幅有影響一樣，在頻率調制（FM）中，載波的頻率變化同樣受調制體振幅大小變化的影響。因此，在頻率調制過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)：1.調制體的頻率影響載波體的頻率的速度變化。2.調制體的振幅影響載波頻率的深度變化。3.調制體的波形（或音色）影響載波頻率的波形變化。4.載波體的振幅在頻率調制過程中保持不變。FM中頻譜的計算在簡單頻率調制中，兩個振蕩器都只用正弦曲線（Sinusoidal）的波形。不過，由于頻率調制技術可以制造出非常豐富的頻譜，這使得作曲家也不必用頻譜過于復雜的波形完成FM合成。事實上，如用一個頻譜成分非常豐富的波形作為調制體來調制另一個聲音（載波體），調制后的頻譜會極其復雜，以至于聽起來非常粗糙、刺耳。在載波頻率的任何一邊有一些頻譜構成，其間隔距離與調制的頻率相一致。這些上邊頻和下邊頻是成對地根據(jù)調制頻率（fm）的泛音數(shù)組合在一起的。用數(shù)學的語言解釋，一個簡單的FM頻譜顯示的頻率是fc±kfm.k是一個整數(shù)（Integer），可以假定為任何大于或等于0的值，載波成分就是由k=0來顯示的。頻譜構成中的能量分配，部分地根據(jù)頻率偏離的量影響。這種偏離（Deviation縮寫為d）是由調制振蕩器產(chǎn)生的。當d=0時，指沒有任何調制發(fā)生。增加偏離指數(shù)就會產(chǎn)生邊頻，從而獲得更大的能量，但是以犧牲載波頻率的能量為代價。偏離越大，在邊頻之間分配的能量越寬，就會帶來有振幅變化的更大的邊頻數(shù)。因此，偏離可以擔當控制FM信號頻譜邊頻的角色。假如輸入載波為1000Hz調制體為250Hz，那么根據(jù)FM頻譜分配計算原則，最終，所得頻率調制后的輸出頻率值應該如圖13-7所示。每個頻譜成分的振幅是由偏離指數(shù)和調制頻率決定的。頻率調制的效果有時與加法合成有類似的地方，兩者的本質區(qū)別是，加法合成在基本波形上加上諧波分音，一層又一層，基本波形與其諧波分音同時存在，而FM合成加上去的波形卻完全調制了其基本波形而產(chǎn)生另一種十分復雜的波形，因此，頻率調制技術與加法合成技術是截然不同的兩種合成技術。1.2.3FM的高級形式：復合頻率調制復合頻率調制（Compositefrequencymodulation）包含兩個或兩個以上載波體振蕩器和兩個以上調制體振蕩器，它能夠產(chǎn)生更多的邊頻，同時也增加了計算的復雜性。復合頻率調制的組合可能性很多，每一種組合都會帶來獨特的頻率合效果。總體歸這，復合頻率調制至少有5個基本組合方式。有各自獨立調制器的多載波組合-Additivecarrierswithonemodulator這個組合包括兩個或更多簡單的FMinstruments同時工作，所獲得的效果是每個FMinstruments輸出的總和（圖例符號縮寫中，al表示載波1的振幅，fl表示載波1的頻率，d1表示調制體1的頻率偏移，也就是調制體1的振幅，f1表示調制體1的頻率，a表示載波振幅，其他圖示縮寫符號也依此辨別）。只有一個調制器的多載波組合-Additivecarrierswithonemodulator它所獲得的效果是每個載波輸出的相加總和。三、帶有平行調制器的單載波-Singlecarrierwithparallelmodulators四、有多個（逐級）調制器的單載波-Singlecarrierwithserialmodulators五、自我調制的載波-Self-modulatingcarrier所謂自我調制的載波，就是用信號振蕩器的輸出調制自身的頻率。振蕩器的輸出信號用一個反饋因素（用fb表示）相乘，在被重新輸入到自身的頻率輸入之前加一個頻率值（fm）。反饋因素（用fb表示）在這里可以被看作是一個調制指數(shù)。由于自我調制的處理技術總是在1：1的頻率比率中工作，因此永遠生成鋸齒波狀的波形。諧波分音的振幅是按反饋因素值（fb）的比例變化的。1.2.4有線調頻有線調頻：廣泛應用于擁有有線電視系統(tǒng)的單位進行背景音樂廣播、講話通知、音樂打鈴、外語教學、聽力考試和消防緊急廣播等。采用調頻傳輸方式與閉路電視共纜傳輸多套廣播節(jié)目。主要功能與特點：3.1、室內采用有線調頻廣播為主，與學校閉路電視共纜傳輸多套調頻廣播節(jié)目，使各年級或專業(yè)擁有自己獨立的頻道3.2、軟件對終端廣播箱可進行獨立尋址，實現(xiàn)對任意班級（教室）、任意年級或組的打開與關閉3.3、教室采用16頻道遙控型調頻廣播箱，操作方便，一箱多用，具有音樂鈴聲，學校廣播，收聽開路節(jié)目和教室擴音四合一功能；3.4、系統(tǒng)的定壓廣播部分，在同一時間里，對不同的區(qū)域允許播放相同或不同的廣播節(jié)目；由軟件設定的矩陣切換器輸出狀態(tài)決定，最多能播放八套不同節(jié)目3.5、系統(tǒng)可選用遠程遙控子系統(tǒng)，非常適合學校在升旗儀式和廣播操集合時使用3.6、即時打開廣播室設備電源與分區(qū)，利用無線話筒進行廣播講話；可隨時進行點曲播放：在軟件中可以預先設定四組遙控列表曲目，當雙擊遙控手柄上的5-8按鈕時，即時調用對應列表進行播放3.7、對正在播放（自動播放或遙控播放）的曲目可以進行暫停、播放、下一曲、停止、音量增大、音量減小等操作，此功能十分適合中小學升旗儀式和廣播操集合時使用；3.8、軟件可對矩陣切換器的十六路輸出音源進行自動或手動任意切換分配。第二章總體設計方案2.1電路設計性能指標及設計要求電源電壓：12V或5V區(qū)段長度：500m傳輸介質：普通電線要求發(fā)送信號：》2Vrms接收信號靈敏度：50mVrms數(shù)據(jù)傳輸速率：1200b/s調頻傳輸系統(tǒng)a.載波頻率：3.58MHzb.調制頻偏：+/-10KHz7位巴克碼輸入調頻輸出高頻放大器中頻放大電路鑒頻7位巴克碼輸出傳輸線輸入高頻放大器2.2..總設計框圖7位巴克碼輸入調頻輸出高頻放大器中頻放大電路鑒頻7位巴克碼輸出傳輸線輸入高頻放大器 圖2—1設計框圖第三章單元電路設計3.1LC振蕩與調頻電路3.1.1反饋振蕩器的原理和分析反饋振蕩器原理方框圖如圖3-1所示。反饋型振蕩器是由放大器和反饋網(wǎng)絡組成的一個閉合環(huán)路，放大器通常是以某種選頻網(wǎng)絡（如振蕩回路）作負載，是一個調諧放大器。圖3-1反饋振蕩器方框圖為了能產(chǎn)生自激振蕩，必須有正反饋，即放大器輸出端反饋到輸入端的信號正好與放大器輸入端的信號相位相同。定義A（S）為開環(huán)放大器的電壓放大倍數(shù)：F(S)為反饋網(wǎng)絡的電壓反饋系數(shù)：為閉環(huán)電壓放大倍數(shù)：在振蕩開始時，由于激勵信號較弱，輸出電壓的振幅則比較小，此后經(jīng)過不斷放大與反饋循環(huán)，輸出幅度開始逐漸增大，為了維持這一過程使輸出振幅不斷增加，應使反饋回來的信號比輸入到放大器的信號大，即振蕩開始時應為增幅振蕩，即：因此起振的振幅條件是：起振的相位條件是：要使振蕩器起振必須同時滿足起振的振幅條件和相位條件。其中起振的相位條件即為正反饋條件。3.1.2電容三點式參數(shù)三點式電容振蕩器是自激振蕩器的一種。由串聯(lián)電容與電感回路及正反饋放大器組成。因振蕩回路兩串聯(lián)電容的三個端點與振蕩管三個管腳分別相接而得名。它的優(yōu)點是：反饋電壓取自電容，而電容對晶體管非線性特性產(chǎn)生的高次諧波呈現(xiàn)低阻抗，所有反饋電壓中高次諧波分量很小，因而輸出波形很好；其缺點是：反饋系數(shù)因與回路電容有關，如果用改變電容的方法來調整振蕩頻率，必將改變反饋系數(shù)，從而影響起振。三點式電容振蕩器的電路原理圖如圖3-2所示。 圖3-2電容三點式振蕩電路 由振蕩器諧振頻率計算公式：根據(jù)設計指標，f=3.58MHz分配合適的電容和電感。LC振蕩器有基本放大器、選頻網(wǎng)絡和正反饋網(wǎng)絡三個部分組成。為了維持震蕩，放大器的環(huán)路增益應該等于1，即，因為在諧振頻率上振蕩器的反饋系數(shù)為所以維持振蕩所需的電壓增益應該是：電容三點式振蕩器的諧振頻率為取C130PFC2為60PFD1為80PF經(jīng)計算可得L≈19μH在本實驗中振蕩器使用9013，變容管使用BB910.3.2輸出高頻放大器電路3.2.1輸出高頻放大器基本原理諧振放大器是指以電容器和電感器組成的回路為負載，增益和負載阻抗隨頻率而變的放大電路。這種回路通常被諧調到待放大信號的中心頻率上。由于諧調回路的并聯(lián)諧振阻抗在諧振頻率附近的數(shù)值很大，所以放大器可得到很大的電壓增益；而且在偏離諧振點較遠的頻率上，回路阻抗下降的很快，使放大器增益迅速減小。因而諧振放大器通常是一種增益高和頻率選擇好的窄帶放大器。高頻小信號調諧放大器與低頻放大器的電路基本相同。其中變壓器T2的初級線圈為接收機前端選頻網(wǎng)絡的一部分，經(jīng)次級線圈耦合后作為放大器的輸入信號，輸出端也采用變壓器耦合方式來實現(xiàn)選頻和輸出阻抗匹配。3.2.2輸出高頻放大器電路圖如圖3-3所示輸出高頻放大器電路圖圖3-3輸出高頻放大器電路圖3.2.3輸出高頻放大器電路參數(shù)計算設置靜態(tài)工作點由于電源電壓為12V，傳輸信號為2V。設RB1為800Ω，由三極管特性可計算的出RB2為260歐姆。計算諧振回路參數(shù)（一）根據(jù)要求應由諧振頻率選取電感L，中心頻率f0=3.58MHz取電容為50pF由公式 得L=39uH3.3輸入高頻放大器電路3.3.1輸入高頻放大器電路工作原理輸入高頻放大器電路的任務是把信號加以放大，然后送到檢波器檢波。輸入高頻放大器電路對電路的靈敏度、選擇性和通頻帶等性能指標起著極其重要的作用。中頻變壓器的初級線圈與電容組成LC并聯(lián)諧振回路，由于并聯(lián)諧振回路對詣振頻率的信號阻抗很大，對非諧振頻率的信號阻抗較小。所以中頻信號在中頻變壓器的初級線圈上產(chǎn)生很大的壓降，并且耦合到下一級放大，對非諧振頻率信號壓降很小，幾乎被短路，從而完成選頻作用，提高了接收機的選擇性。

由LC調諧回路特性知，中頻選頻回路的通頻帶B＝f2-f1＝fd/QL，式中QL是回路的有載品質因數(shù)。QL值愈高，選擇性愈好，通頻帶愈窄；反之,通頻帶愈寬，選擇性愈差。3.3.2輸入高頻放大器電路如圖3-4所示輸入高頻放大器電路圖圖3-4中頻放大電路3.3.2輸入高頻放大器電路參數(shù)計算根據(jù)要求應由諧振頻率選取電感L，中心頻率f0=3.58MHz取電容為50pF由公式 得L=39uH R1為負載阻抗600Ω，由于電源電壓為12V，傳輸信號為2V。設R2為800Ω，由三極管特性可計算的出R3為260歐姆。3.4鑒頻電路在本實驗中采用了MC3361芯片作為鑒頻電路。MC3361是美國MOTOROLA公司生產(chǎn)的單片窄帶調頻接收電路，主要應用于語音通訊的無線接收機。片內包含振蕩電路、混頻電路、限幅放大器、積分鑒頻器、濾波器、抑制器、掃描控制器及靜噪開關電路。主要應用在二次變頻的通訊接收設備。其主要特性如下：

低功耗（在Vcc=4.0V，耗電典型值僅為3.9mA）

極限靈敏度：2.6uV(-3bB)（典型值）

少量的外接元件

工作電壓：2.0—8.0V

DIP16和SO-16兩種封裝形式

工作頻率：60MHz(max)

圖3—5MC3361外形圖圖3—6MC3361內部電路

圖3-7MC3361典型應用電路圖 表3-1Mc3361極限參數(shù)名稱引腳位置標識符極限值單位電源電壓4Vcc(max)10V(DC)工作電壓范圍4Vcc4—8V(DC)檢波輸入電壓8-1.0Vp-p輸入電壓16V161.0VRMS靜噪功能14V14-0.5—5.0Vpk焊接溫度-Tj150℃工作周圍溫度范圍-TA-30—+70℃儲藏溫度-Tstg-65—+150℃表3-2MC3361的引腳功能引腳名稱功能說明引腳名稱功能說明1OS中頻振蕩器外接元器件端9Demod解調輸出2OS中頻振蕩器外接元器件端10Fitter-in濾波器輸入3Mix-out混頻器輸出端11Fitter-out濾波器輸出4Vcc電源正極，范圍２－８Ｖ12Sque靜噪輸入5Lin-in限幅放大器輸入端13Scan掃描控制6Decouple去耦14Mute靜音7Decouple去耦15GND電源負極8Quad正交線圈16Mix-out混頻輸入端MC3361調頻接收機的工作原理如下將3.58MHz的傳輸信號從5腳送入MC3361限幅放大器進行高增益放大，限幅放大級是整個電路的主要增益級。同時在8腳的外接元器件組成3.58MHz鑒頻諧振回路，經(jīng)放大后的第二中頻信號在鑒頻器進行解調，解調輸出的信號經(jīng)電壓放大器AF放大后由9腳輸出。再經(jīng)電阻、電容等組成的低通濾波器濾除掉高頻成分，改善輸出信號的波形。MC3361集成電路采用16腳雙列直插式封裝。它具有較寬的電源電壓范圍(2～9V)，能在2V低電源電壓條件下可靠地工作，耗電電流小(當Vcc=3.6V時，靜態(tài)耗電電流典型值為2.8mA),靈敏度高(在2.0μV輸入時典型值為－3dB)，音頻輸出電壓幅值大。它的內電路結構框圖如圖1所示。IC內設置有雙平衡雙差分混頻器、電容三點式本機振蕩器、六級差動放大器構成的調頻455kHz寬帶中頻限幅放大器、雙差分正交調頻鑒頻器、音頻放大器及靜噪控制電路。第四章整體電路設計圖4-1整體電路圖七位巴克碼傳輸數(shù)據(jù)首先由LC震蕩電路調制成3.58MHZ的FM信號，然后由輸出高頻放大器電路進行放大。之后調制信號經(jīng)過600M長的有線電線進行數(shù)據(jù)傳輸，電線的負載阻抗為600歐姆。當接收端從傳輸線接收到的信號時，由輸入高頻信號放大器進行放大，然后從5腳進入MC3361鑒頻，MC3361的8腳外掛鑒頻電路，從9腳輸出調制信號進入11腳進行濾波放大最后從10腳輸出需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號。參考文獻[1]張肅文陸兆熊.高頻電子線路.第四版.[M]北京：高等教育出版社.[2]楊翠娥.高頻電子線路實驗與課程設計.[M]哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社.[3]楊素行.模擬電子技術基礎簡明教程.第二版.[M]北京：高等教育出版社.[4]張慶雙.電子元器件的選用與檢測.[M]北京：機械工業(yè)出版社.[5]劉守義.高頻電子技術.第一版.[M]北京：電子工業(yè)出版社.[6]張義芳.馮建華.高頻電子線路.[M]哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社.

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ANTA1receivedfromtheantennafrequencysignalthroughtheCA1,CCA1,LA1constitutionofthefrequencyloop,selectthesignalfs=10.7MHZtheusefulsignal,amplifiedbytransistorsQA1tobyCA3,TA1primarycomponentofthetuningcircuit,furtherfilteringInadditiontounwantedsignals,theusefulsignalbythetransformerandtheCB1couplingintotheMC3361.

2.Mixercircuitforfrequencyandlowfrequencythantheexternalsignalisfixed,intermediatefrequencyamplifiergaineasyaccesstorelativelylarge,therebyenhancingthesensitivityoftheradio.Butfixedatalowerfrequency,butalsocanbemorecomplexloopsystemsorfilterfrequencyselection.Theyhaveclosetotheidealrectangularselectivitycurve,thehigheradjacentchannelselectivity.Achievedonlyifthedevicefrequency,oscillationsignalgeneratedbyotherdevicesiscalledthemixer.

Dioderingbalancedmixercircuitoffourdiodesasshownbelow.Constitutethedioderingmixercircuit,thediodesareworkinginthereferencesignalcontrolledbythestateoftheswitch,itisanotherswitchingmultiplier.

Hasthefollowingcharacteristics:

Astructureoffourdiodesconnectedtoformaring.Asamixer,theringoftwoanglesofsideABandCDaccesstothelocaloscillatorsignalthroughthetransformerandtheusefulsignalVLVS.

2Ifthecircuitbalance,thentheportisisolated,thatis,L-portofthelocaloscillatorsignalwillnotpasstotheRside,RportofthedesiredsignalwillnotbefleeingintoLside,usefulsignalandlocaloscillatorsignalwillnotpasstotheIend.

3Gain,thereisloss.Asamixer,themixingtheoryofvalueloss4dB

4fortheamplitudemodulation,takingintoaccountthefrequencycharacteristicsofhigh-frequencytransformershavepoorlowfrequencymodulationsignalchangefromtheportinput,thecarriersignalfromtheportinput,theoutputamplitudemodulationsignalfromtheterminal.

3.IFamplifierIFamplifiercircuit'staskistogettheIFfrequencysignaltobeamplified,thensenttodetectordetector.Superheterodyneradiofrequencyamplifiercircuitonthesensitivity,selectivityandpassbandperformanceindicatorssuchasplayinganimportantrole.

Thefigure(a)isasingle-tunedLCIFamplifier,Figure(b)equivalentcircuitforitsexchange.FigureB1,B2fortheintermediatefrequencytransformers,respectivelyandC1,C2componentinputandoutputfrequencyselectionnetwork,butalsoplayedtheroleofimpedancetransformation,therefore,intermediatefrequencytransformersisakeycomponentinthedischargecircuit.

IFtransformerprimarycoilandthecapacitancetoformaparallelresonantLCcircuit,duetotheparallelresonantcircuitonthenaturalfrequencyofthesignalimpedanceYilargenon-resonantfrequencyofthesignalimpedancesmall.SoIFsignalIFtransformer'sprimarycoiltogeneratesignificantpressuredrop,andcoupledtothenextlevelofmagnification,thepressuredropofnon-resonantfrequencyofthesignalisverysmall,almostshortcircuit(usuallyitonlythroughtheintermediatefrequencysignal),therebycompletetheselectedfrequency,andimprovetheselectivityofthereceiver.

KnownbytheLCresonancecircuitcharacteristics,IFfrequencyselectioncircuitpassbandB=f2-f1=fd/QL,QListhetypeofloadcircuitqualityfactor.QLvalueishigh