PAGEIII畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：無線電發(fā)射與接收系別：專業(yè)：通班級：學(xué)生姓名：目錄摘要 XI關(guān)鍵詞 XIABSTACT XIIKEYWORD XII引言 11.總體方案論證 21.1發(fā)射機(jī) 21.1.1調(diào)制方式的選擇 21.1.2功率放大電路的選擇 31.2接收機(jī) 31.2.1接收機(jī)電路的選擇 31.2.2解調(diào)電路的選擇 31.2.3恢復(fù)電路的選擇 31.3控制部分 41.3.1編碼電路 41.3.2解碼電路 41.3.3驅(qū)動電路 42.實際電路的設(shè)計與計算 52.1發(fā)射機(jī) 52.1.1LC振蕩器的設(shè)計 52.1.2調(diào)頻電路的設(shè)計 82.1.3射隨器的設(shè)計 92.1.4末級功放及發(fā)射電路的設(shè)計 102.2接收機(jī) 122.2.1放大電路的設(shè)計 122.2.2對接收信號解調(diào)電路的設(shè)計 152.2.3對解調(diào)信號進(jìn)行恢復(fù)的電路的設(shè)計 162.2.4線圈的設(shè)計 172.3控制電路 192.3.1編碼電路 192.3.2解碼及驅(qū)動電路 203.電路仿真與測試 223.1調(diào)頻波電路的仿真 223.2數(shù)字電路的仿真 24結(jié)論 27致謝 28參考文獻(xiàn) 29摘要本文簡要的介紹了無線電遙控發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。文章從方案的總體論證入手，闡述了編碼、調(diào)制、發(fā)射、接收、解調(diào)、譯碼等功能模塊的設(shè)計思想、基本原理和具體電路的設(shè)計計算，同時，由于采用了數(shù)字技術(shù)，所以也使系統(tǒng)具有了抗干擾的優(yōu)點。設(shè)計中沒有采用收發(fā)信整機(jī)形式，整機(jī)采用分離電路實現(xiàn)。關(guān)鍵詞無線遙控調(diào)頻編碼接收解碼ABSTACTThistextbriefintroductionwirelessradiotransmitterandreceiver.Thearticleproceedswithoveralldemonstrationofthescheme,haveexplaineddesignphilosophy,thedesignsofbasicprincipleandconcretecircuitofsuchfunctionmoduleascode,modulation,launching,receiving,demodulation,decipherarecalculated.Meanwhile,becauseofadoptingdigitaltechnology,makethesystemhaveadvantageofanti-interference.Notadoptingreceivinganddispatchingthecompletemachineformoftheletterinthedesign,thecompletemachineadoptstheformofdiscretecomponent.KEYWORDWirelessradiotransmitterandreceiverFrequencymodulationcodeReceiveDecodePAGE1引言隨著無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展，無線通訊技術(shù)已廣泛地在通信、計算機(jī)、自動控制、自動測量、遙控/遙測、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備和家用電器等領(lǐng)域中應(yīng)用。無線電路與人們熟知的雙向無線電、電視、廣播設(shè)備并無不同之處。它們中的一些需要高線性調(diào)制（TV圖像），一些需要經(jīng)過中繼站工作（雙相無線電），真正的差別在于元件的體積小得多，以及在無線電中，絕大多數(shù)情況下都能使用時分復(fù)用、擴(kuò)頻或其他能有效提高通信帶寬利用率的方法。無線通信技術(shù)以驚人的速度持續(xù)增長，幾乎每天都有新的應(yīng)用的報道。除了諸如無線電廣播和電視等傳統(tǒng)的通信應(yīng)用外，射頻（RF）和微波也正在被應(yīng)用于無繩電話、蜂窩移動通信、局域網(wǎng)和個人通信系統(tǒng)中。無鑰匙進(jìn)門，射頻識別，在醫(yī)院或療養(yǎng)院中監(jiān)控病人，計算機(jī)的無線鼠標(biāo)和無線鍵盤，以及家用電器的無線網(wǎng)絡(luò)化，這些都是應(yīng)用射頻技術(shù)的其他一些領(lǐng)域。其中某些應(yīng)用傳統(tǒng)上采用紅外技術(shù)，然而射頻電路由于其卓越的性能正在取而代之。在可以預(yù)見的將來，射頻技術(shù)有望繼續(xù)保持當(dāng)前的增長率。設(shè)計無線遙控電子系統(tǒng)的根本目的是將信息從一處傳到另一處。因此無線遙控電子系統(tǒng)可劃分為發(fā)射電路、接收電路和存在發(fā)射與接收之中的信息處理和控制過程。由于存在地球大氣的損耗，因而直接傳送信息不現(xiàn)實，把信息通過載波調(diào)制到高頻是必要的。在本設(shè)計中采用FSK調(diào)制方式、甲乙類功率放大器和耦合天線構(gòu)成發(fā)射電路、接收電路采用集成芯片混頻器進(jìn)行高頻向低頻解調(diào)及必要的信息恢復(fù)電路。本文敘述了發(fā)射機(jī)、編碼、接收機(jī)、解調(diào)等電路的原理，利用計算機(jī)仿真完成了電路形式的選擇和性能分析。達(dá)到了理論與實際相結(jié)合的目的，提高了分析問題解決問題的能力。第一章總體方案論證PAGE291.總體方案論證無線電傳輸部分控制部分無線電遙控系統(tǒng)根據(jù)課題要求，用圖1-1體現(xiàn)系統(tǒng)的組成：無線電傳輸部分控制部分無線電遙控系統(tǒng)發(fā)射機(jī)接收機(jī)發(fā)射機(jī)接收機(jī)驅(qū)動電路解碼電路編碼電路恢復(fù)電路解調(diào)電路接收放大功放發(fā)射調(diào)制信號驅(qū)動電路解碼電路編碼電路恢復(fù)電路解調(diào)電路接收放大功放發(fā)射調(diào)制信號圖1-1無線電遙控系統(tǒng)的組成無線電傳輸部分，是為系統(tǒng)提供信號傳輸?shù)耐ǖ?；控制部分，為系統(tǒng)提供在信道上傳輸?shù)摹崿F(xiàn)遙控功能的控制信號。在實際設(shè)計當(dāng)中，我們將系統(tǒng)分為發(fā)射與接收兩部分討論。1.1發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。主振主振調(diào)制射隨器編碼高頻功放圖1-2接收機(jī)結(jié)構(gòu)1.1.1調(diào)制方式的選擇題目中要求我們通過按鍵來控制兩路電燈，其中一盞有八極亮度，即有八種狀態(tài)，并且要用數(shù)碼管顯示其亮度級別；另外八盞只有亮與不亮兩種狀態(tài)。發(fā)射機(jī)載波信號采用LC振蕩電路來產(chǎn)生，選用電容三點式振蕩改進(jìn)型的西勒電路，以變?nèi)荻O管直接調(diào)頻的方式產(chǎn)生調(diào)制信號。因為本設(shè)計對頻帶寬度沒有做任何限制，為了便于實現(xiàn)，提高抗干擾能力，載波傳輸采用FSK調(diào)制方式。1.1.2功率放大電路的選擇功率放大器一般可又推動級、中間級和輸出級組成，具體級數(shù)應(yīng)由所要求的總功率增益而定。試題要求輸出功率不大于20mW，假設(shè)天線特性阻抗為75Ω，則在匹配良好的條件下天線上電壓峰峰值要小于3.5V。一般西勒振蕩器輸出電壓峰峰值為1V是可實現(xiàn)的，故用一級功率放大應(yīng)能滿足要求?？紤]到前后級影響的問題，在振蕩器與功放間加入了一級射隨器，起隔離和激勵的作用。鑒于輸出功率低，兼顧效率，功放管工作在甲乙類。1.2接收機(jī)接收機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1-3所示：放大放大混頻本振8MHz解調(diào)譯碼受控設(shè)備圖1-3接收機(jī)結(jié)構(gòu)1.2.1接收機(jī)電路的選擇為保證接收機(jī)具有較高的靈敏度，選用高頻低噪聲晶體管2SC763。為獲得一定的電壓增益，采用共射級諧振放大電路。天線接收到的高頻信號，經(jīng)輸入調(diào)諧回路選頻為7.5MHz的一條信號后，經(jīng)過高頻小信號放大器放大，放大后的信號被送入混頻電路進(jìn)行混頻和解調(diào)再送入恢復(fù)電路。1.2.2解調(diào)電路的選擇為了實現(xiàn)低功耗、低電壓和高靈敏度的優(yōu)點，選擇了摩托羅拉的單片集成窄帶FM解調(diào)芯片MC3361B構(gòu)成解調(diào)電路，它在窄帶語音和數(shù)據(jù)通信中有良好的鏡頻抑制能力。MC3361B包含一個振蕩器、混頻器、限幅放大器、正交鑒頻器、有源濾波器、靜噪電路、搜索控制和閉音開關(guān)。通過對MC3361B外圍器件值的確定，使MC3361B本振在8MHz，與高頻放大器送來的7.5MHz的信號進(jìn)行混頻，產(chǎn)生500KHz的中頻信號。中頻信號經(jīng)過500KHz的窄帶陶瓷濾波器（FL）送回MC3361進(jìn)行鑒頻。1.2.3恢復(fù)電路的選擇碼型在傳輸過程中產(chǎn)生的畸變可以通過LM311電壓比較器恢復(fù)成只有高低電平的數(shù)字信號。這樣做的好處是，一方面提高了接收機(jī)的抗干擾能力，另一方面也能與后級數(shù)字電路匹配。比較器門限電壓由鑒頻器輸出經(jīng)RC低通濾波器獲得，其電壓相當(dāng)于信號中的支流分量電壓。此方法有一定的自適應(yīng)能力，在實際應(yīng)用中表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗干擾能力。1.3控制部分1.3.1編碼電路編碼電路采用八路開關(guān)按鍵和一個單刀雙置按鍵K1來控制八盞燈。單刀雙置按鍵K1用來選擇被控對象是七路只有亮滅狀態(tài)的小燈泡，還是具有八級亮度的電燈。采用CD40147<10-4線優(yōu)先編碼器>，對八路按鍵進(jìn)行編碼。目前只用8-3線部分（也可用選用8-3優(yōu)先編碼器74LS148,但為了充分利用資源，所以選用低功耗的CD40147），利用MC145026和MC145027對控制信號進(jìn)行編碼和解碼，這樣可以產(chǎn)生適合于無線信道傳輸?shù)拇a型。MC145026產(chǎn)生占空比隨傳0、傳1改變的單極性碼，一組編碼中包含五位地址碼和四位數(shù)據(jù)碼。在本設(shè)計中MC145026的地址碼4位是設(shè)定的，另一位由K1控制，用來選擇控制對象是要調(diào)亮度的燈還是其余的七盞電燈。相應(yīng)的MC145027也有五位地址碼，只有與MC145026地址碼相同的MC145027才會有解碼輸出。這樣，可以用一片MC145026控制2—25個MC145027。1.3.2解碼電路在接收端用兩片MC145027對解調(diào)后的信號進(jìn)行解碼。一片MC145027對應(yīng)一個控制對象，只有接收到的地址碼與自己地址碼相同的芯片才會工作，這樣我們就可以只配置一套接收機(jī)就可以完成工作了。1.3.3驅(qū)動電路74LS138管腳的輸出電壓可以使工作電流低的發(fā)光二極管正常工作。而小電燈的亮度調(diào)節(jié)，可以通過三個能提供不同電流的射隨器相加來實現(xiàn)。數(shù)碼管則采用MC14511來驅(qū)動。第二章實際電路的設(shè)計與計算2.實際電路的設(shè)計與計算本章將詳細(xì)闡述該課題實際電路的各功能模塊的原理、電路的工作狀態(tài)、各模塊電路中所用的各種元器件的選擇及其參數(shù)的確定。2.1發(fā)射機(jī)發(fā)射電路是以高頻電子線路的知識為依托，這其中包括了LC正弦振蕩器，射隨器，功放電路等模塊，我們在教材中運可以找到這些模塊的原型電路。2.1.1LC振蕩器的設(shè)計振蕩器是不需外信號激勵、自身將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能的裝置。凡是可以完成此功能的裝置都可以作為振蕩器。無線電發(fā)明初期所用的火花發(fā)射機(jī)、電弧發(fā)生器等，都是振蕩器。但是用電子管、晶體管等器件與L、C、R等元件組成的振蕩器則完全取代了以往所有產(chǎn)生振蕩的方法，因為它有如下優(yōu)點：（1）它將直流電能轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娔?，而本身靜止不動，不需作機(jī)械轉(zhuǎn)動或移動。如果用高頻交流發(fā)電機(jī)其旋轉(zhuǎn)速度必須很高，最高頻路也只能達(dá)50KHz，但卻需要很堅實的機(jī)械構(gòu)造。（2）LC正弦波振蕩器產(chǎn)生的是“等幅振蕩”，而火花發(fā)射機(jī)等產(chǎn)生的是“阻尼振蕩”。（3）使用方便，靈活性很大，它的功率可自毫瓦級至幾百千瓦，工作頻率則可自極低頻率（例如每分鐘幾個周波）之微波波段圖2-1電容三點式振蕩器等效電路我們選擇了基于電容反饋三點式振蕩器改進(jìn)型西勒電路，而不是電感三點式振蕩器，就是為了獲得滿意的波形。因為電容三點式振蕩的集電極和基極電流，可以通過對諧波為電阻抗的電容支路回到發(fā)射極，所以高次諧波的反饋減弱，輸入的諧波分量減小，波形更加接近于正弦波。其次，該電路中的不穩(wěn)定電容都是與該電路并聯(lián)的，因此適當(dāng)加大回路電容值，就可以減弱不穩(wěn)定因素對振蕩頻率的影響，從而提高了頻率穩(wěn)定度。最后，當(dāng)工作頻率較高時，甚至可以只用器件的輸入和輸出電容作為回路電容。因而本電路適用于較高的工作頻率。但是，電容三點式振蕩不能通過調(diào)整C1和C2來改變振蕩頻率，否則其反饋系數(shù)也將改變。但只要在L兩端并上一個可變電容器，并設(shè)C1與C2為固定電容，則在后面的FSK直接調(diào)頻時，基本上不會影響反饋系數(shù)。圖2-2就是我們用到的西勒電路。圖2-1電容三點式振蕩器等效電路圖2-2a．LC調(diào)頻振蕩器的電路由LC正弦波振蕩器與變?nèi)荻O管調(diào)頻電路所組成，其電路，如圖2-2所示。其中晶體管VT和電容C1、C2、C3組成電容三點式振蕩器的改進(jìn)型電路—西勒電路。VT的靜態(tài)工作點由R1、R2、R3、R4所決定，即：為了減小管子與回路間的耦合，C3取值較小，C1、C2取值較大。通常C3遠(yuǎn)小于C1、C3也遠(yuǎn)小于C2，因而回路總?cè)萁频扔贑3。而且L1、C1、C2、C3組成并聯(lián)諧振回路，C1、C2對振蕩頻率的影響便大大減小，回路振蕩頻率f0則主要由C3、L1決定，即：而管子的極間電容Cce、Cbe、Ccb又全部直接并聯(lián)在C1、C2上，它們只影響C1、C2的值而不影響C3?？梢奀3越小，管子間電容對回路諧振頻率的影響就越小，回路標(biāo)準(zhǔn)性也就越高。但C3不能無限小，它受到振幅起振條件的限制。因為接入C3后，接在電感L1兩端的電路RL’（RL//Re0）折算到振蕩管C-B極的數(shù)值減小，其值為：其中：因而放大器的增益也就是環(huán)路增益會相應(yīng)的減小。所以在實際電路設(shè)計中，要合理選擇C3的值。而C1兩端的電壓構(gòu)成振蕩器的反饋電壓UBE，以滿足相位平衡條件。比值F=C2/C1決定反饋電壓的大小，當(dāng)Av0F=1時，振蕩器滿足振幅平衡條件，電路的起振條件為：Av0F?1。如果C3取幾十皮法，C2、C1可取幾百皮法至幾千皮法。反饋系數(shù)F一般取—。電路采用+12V的直流穩(wěn)壓電源，高頻三級管選用3DG100（3DG6），主振頻率f0=7.5MHz。b．確定電路形勢和設(shè)置靜態(tài)工作點小功率振蕩器的靜態(tài)工作電流ICQ一般為1～4mA，ICQ偏大，振蕩幅度增加，但波形失真加重。頻率穩(wěn)定度降低。振蕩器的靜態(tài)工作點?。篒cq=2mA，UCEQ=6V,測得三極管的β=60。則：為了提高電路的穩(wěn)定性，R3的值可適當(dāng)增大，?。篟3=2KΩ，R4=1KΩ由：Ueq=IcqRe=IcqR4=2V若取流過R2的電流Ib2：Ib2=10Ibq=10Icq/β=0.33mA則：由式即：R1用20電阻和47的電位器串聯(lián)，以便在實際電路中調(diào)整靜態(tài)工作點。c．主振回路元件值的計算若取L1=10，則C3≈45pF試驗中可適當(dāng)調(diào)整L1、C3及電路中各電容、電阻的值，以使振蕩器輸出正弦波波形和幅度達(dá)到要求。電容C1、C2有反饋系數(shù)F及電路條件C3遠(yuǎn)小于C1、C3遠(yuǎn)小于C2所決定，若取C1=1000pF，由F=C2/C1=0.5～0.125，若取F=0.5，則C2=510pF，取藕和電容CB=0.012.1.2調(diào)頻電路的設(shè)計調(diào)頻電路采用電容二極管用2CC1C電路。本設(shè)計中，調(diào)制信號為二元單極性碼，即只有高低兩個電平，故對調(diào)制線性度要求不高。因此，本設(shè)計采用電容二極管部分接入，即對變?nèi)荻O管不外加反偏電壓的電路。變?nèi)荻O管部分接入振蕩電路，這有利于提高主振頻率f0的穩(wěn)定性，減少調(diào)制失真。圖2-3為變?nèi)荻O管部分接入振蕩回路的等效電路。圖2-3變?nèi)荻O管部分接入振蕩回路的等效電路由于對變?nèi)荻O管沒有加反偏壓，如圖2-4所示：圖2-4Cj為變?nèi)荻O管的結(jié)電容，它與外加電壓的關(guān)系為：可求得Cj對主振回路的介入系數(shù)p為：在上式中：Cj0—變?nèi)荻O管零偏壓時的節(jié)電容Ud—變?nèi)荻O管PN結(jié)內(nèi)建電位差（硅管Ud=0.7V，鍺管Ud=0.3V）—電容變化指數(shù)，由變?nèi)萦^型號決定，由變?nèi)莨苄吞枦Q定，如變?nèi)莨?CC1C的=0.5U—變?nèi)荻O管兩端電壓，本設(shè)計中，為使變?nèi)荻O管參量的變化對振蕩頻率影響較小，必須使接入系數(shù)p〈〈1，這樣才能使振蕩器的頻率穩(wěn)定度提高。取Cc=5pF，Cj=21pF，并在調(diào)試中作適當(dāng)調(diào)整。低頻調(diào)制信號UΩ的耦合之路電容C5及電感L2應(yīng)對UΩ提供通路。所以在電路中可以獲得最大的電容變化量，并且避免了由偏壓變化而引起的頻率漂移，同時還簡化了電路。若基帶信號引起的結(jié)電容變化為，則引入主振回路的電容變化量為p2，可求得由此引起的振蕩頻率的變化為式中為主振回路總電容。符號表示與的變化相反。2.1.3射隨器的設(shè)計設(shè)計中采用射隨器，是利用它的輸入阻抗高、輸出阻抗低的特點，來將振蕩級和功放級隔開，以減小功放對振蕩級的影響。因為功放輸出信號功率較大，當(dāng)其工作狀態(tài)發(fā)生變化時（如諧振阻抗變化），會影響振蕩器的穩(wěn)定度，使振蕩波形產(chǎn)生失真或減小振蕩器的輸出電壓。所以設(shè)計時為了減小級間相互影響，通常在振蕩級和功放級間插入緩沖隔離級—比如本次采用的射隨器。射隨器的輸入阻抗高，可是振蕩電路有一個穩(wěn)定的負(fù)載，輸出阻抗低，可為功放級提供一個恒壓源。雖然射隨器的電壓放大倍數(shù)Ａｖ接近為1，但對電流仍有放大作用。本設(shè)計中采用如圖2-5所示的射隨器電路。晶體管的靜態(tài)工作點應(yīng)位于交流負(fù)載線的中點，取Uceq=1/4Ucc，Icq=3～10mA。圖2-5射隨器電路實際電路中?。篣cc=12V，Icq=5mA，Ubec=0.7V，β=60。Ueq=Ucc-Uceq=12-3=9(V)Ubq=Ueq+Ubeq=9+0.7=9.7(V)Re=Ubeq/Icq=9/5=1.8(KΩ)Ibq≈Icq/β=5/60=83.3E-6(A)Rb=(UCC-Ubq)/Ibq=100(KΩ)Rb采用30KΩ的固定電阻和100KΩ的電位器串聯(lián)，Re采用4.7KΩ的電位器，這樣是為了便于在實際電路中調(diào)整靜態(tài)工作。由于諸多因素的影響，上面各元件的值僅作為調(diào)式電路的參考值。2.1.4末級功放及發(fā)射電路的設(shè)計無論是在低頻電路中還是在高頻電路中，為了獲得足夠大的輸出功率，必須采用功率放大器，二者相同之處在于都是輸出功率大和效率高。但由于二者的工作頻率和相對頻帶寬度相差很大，就決定了它們之間有著根本的差異：低頻功率放大器的工作頻率低，但相對頻帶寬度卻很寬；高頻功率放大器的工作頻率高，但相對頻帶很窄，中心頻率越高，則相對頻寬越小。利用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路的功率放大器稱為諧振功率放大器。諧振功率放大器主要工作在高頻段，用作無線電發(fā)射機(jī)的功率輸出級。根據(jù)放大器電流導(dǎo)通角的范圍，可分為甲類、乙類、丙類、甲乙類、丁類及戊類等不同類型的功率放大器。甲乙類放大器適合作為中間級或輸出功率較小的末級功放。本設(shè)計中，對輸出功率要求不高，功率放大器可工作在甲乙類狀態(tài)，作為發(fā)射機(jī)的末級功放。甲乙類功率放大器的電路，如圖2-6所示：電路參數(shù)的確定及靜態(tài)工作點的計算：設(shè)計中采用高頻小功率管3DG100B，它的主要參數(shù)為：PCM=100mW，ICM=20mA，hfe≥30，UCES≤1V，fT≥150MHz，AP≥7dB，Ucc=+12V電路要求：輸出功率P0≤20mW，工作頻率f0=7.5MHz,負(fù)載RL=75Ω。設(shè)功放工作在臨界狀態(tài)，由于負(fù)載RL與與功率放大器的諧振回路之間采用變壓器耦合的方式，實現(xiàn)了阻抗匹配，則集電極上的最佳負(fù)載電阻R0上的功率就等于負(fù)載RL上的功率所以將集電極的輸出功率視為高頻功率放大器的輸出功率。由于高頻功率放大器的輸出功率為P0=20mW，則取放大器的靜態(tài)電流ICQ=ICM=4mA圖2-6∵則：靜態(tài)時晶體管的射級電位UEQ為基極電位UBQ、電流IBQ為：若取基極偏置電流I1=3IIBQ,則R2取標(biāo)稱值4.7KΩ∴取標(biāo)稱值28。電容C1、C2的取值由線圈的參數(shù)決定，分別設(shè)為15pF和27pF；C3是耦合電容，取150pF。2.2接收機(jī)如圖1-3所示，接收機(jī)分為放大、混頻、本振、解調(diào)、譯碼及受控幾個部分。2.2.1放大電路的設(shè)計接收機(jī)輸入耦合回路采用7.5MHz中頻變壓器T2。接收機(jī)的接收電路、高頻小信號的放大電路如圖2-7所示：圖2-7（1）設(shè)置晶體管VT4的靜態(tài)工作點，計算元件參數(shù)：本放大電路采用的是普通的高頻小功率管3DG100B，它的部分參數(shù)為：rb’b=50Ω，Cb’c=3pF。當(dāng)IE=1mA時，Cb’e=25pF。為使晶體管處于放大狀態(tài)，VT4的靜態(tài)工作點Q取值如下：圖2-7電源電壓UCC=5V，Icq=1mA，Ueq=1.5V，Uceq=3.5V，設(shè)β=60則：Rb1用10電阻和47電位器，以便調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點。（2）計算諧振回路的參數(shù)放大器在高頻情況下的等效電路的y參數(shù)Yie、Yoe、Yfe和Yre分別為：輸入導(dǎo)納：輸出導(dǎo)納：正向傳輸導(dǎo)納：反向傳輸導(dǎo)納：式中，gm—晶體管的跨導(dǎo)，與發(fā)射機(jī)電流的關(guān)系為：gb’e—發(fā)射介電導(dǎo)，與晶體管的電流放大系數(shù)β及IE有關(guān)，其關(guān)系為：—基極體電阻，一般為幾十歐姆（高頻工作頻率下）—集電極電容，一般為幾皮法—發(fā)射結(jié)電容，一般為幾十皮法至幾百皮法由上面各式及三極管的靜態(tài)工作點參數(shù)可得gm、gb’e為：下面計算4個Y參數(shù)：∵所以：gie=0.622（mS），rie=1/gie=1.61（），Cie=0.185/7.5nF=24.7pF又因為：所以由得：；所以在設(shè)計線圈時為了簡化設(shè)計過程，線圈回路電容C4都取15pF，而且線圈的初級總匝數(shù)N2=48，集電極接入初級的匝數(shù)N1=32，次級線圈的匝數(shù)為N3=4。所以接入系數(shù)p1=N1/N2=2/3，p2=N3/N2=1/12。所以，回路總電容就可以求出：=C4+p12Coe+p22Cie=19（pF）高頻電路中的耦合電容及濾波電容一般采用體積較小的瓷片電容，現(xiàn)取：耦合電容：C1=0.1旁路電容：C2=0.01濾波電容：C3=0.1電路中該高頻小信號放大器的電壓放大倍數(shù)Av0為：放大器的通頻帶BW與諧振電路的電壓放大倍數(shù)Av0的關(guān)系為：2.2.2對接收信號解調(diào)電路的設(shè)計本設(shè)計中對已調(diào)信號進(jìn)行處理恢復(fù)基帶信號，是通過Motorola專用集成電路芯片—低功耗窄帶FM/IFMC3361B來實現(xiàn)的。MC3361B包含一個振蕩器、混頻器、限幅放大器、正交鑒頻器、有源濾波器、靜噪電路、掃描控制和閉音開關(guān)。該電路只使用了它的振蕩器、混頻器、限幅放大器、正交鑒頻器。通過8MHz晶振與輸入的7.5MHz的高頻信號混頻，輸出信號通過500KHz的窄帶陶瓷濾波器（FL），則產(chǎn)生了500KHz的中頻信號。MC3361B用在FM雙工通信中的參數(shù)如下：（1）在2V到8V的電源下工作（2）低漏電流：3.9mA（在Vcc=4V的條件下）（3）具有很好的靈敏度：輸入限定電壓-3dB=2.6（在Vcc=4V的條件下）（4）只需要較少的外部零件（5）工作頻率最高可到60MHzMC3361B在電路中的運用如下圖2-8所示：圖2-8MC3361B在電路中的應(yīng)用下圖2-9是MC3361B的示意圖：圖2-9MC3361B示意圖2.2.3對解調(diào)信號進(jìn)行恢復(fù)的電路的設(shè)計在經(jīng)過無線傳輸、高頻放大、解調(diào)等過程后，信號會產(chǎn)生畸變，為了得到性能更好的數(shù)字信號，還需要利用脈沖信號的恢復(fù)電路將解調(diào)信號恢復(fù)成二進(jìn)制碼型。這樣的信號才能被后面的譯碼電路準(zhǔn)確的解碼，并且提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。比較器的門限電壓由鑒頻器輸出經(jīng)RC低通濾波獲得，其電壓相當(dāng)于信號中的直流分量電壓。此方法有一定的自適應(yīng)功能，在實際應(yīng)用中表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗干擾能力。用這個門限電壓，使高于這個門限電壓的部分恢復(fù)為高電平，低于的部分恢復(fù)為低電平。我們采用LM311來實現(xiàn)這個電壓比較器的功能。以下為LM311的示意圖，如圖2-10所示。圖2-10LM311示意圖其電路如圖2-11所示：圖2-11比較器電源采用+5V的直流穩(wěn)壓電源。因為，MC3361B輸出的信號頻率為1.7KHz，所以輸入比較器的信號先要經(jīng)過由R1和C1構(gòu)成的低通濾波器，這樣便濾除了高次諧波。RC低通濾波器的通帶為：即從0到的頻帶寬度設(shè)C1=0.022，則R1=3.3而R2、C2應(yīng)能濾出數(shù)字信號的直流分量設(shè)R2=10，則C2=100在為了使比較器輸出信號與后極電路相匹配，所以為LM311上的5管腳上的輸出信號提供一個直流電壓，并在它們之間加入一個限流電阻R3=1。2.2.4線圈的設(shè)計由于線圈的設(shè)計過程相當(dāng)?shù)膹?fù)雜、繁瑣、這里僅作扼要的闡述。設(shè)計中涉及到如下兩種線圈：Ⅱ型Ⅱ型I型圖2-12兩種線圈的設(shè)計方法基本相同：（以I型為例）設(shè)：N1—2、3之間的線圈匝數(shù)N2—1、3之間的線圈匝數(shù)N3—4、5之間的線圈匝數(shù)RL—4、5之間所接的負(fù)載電阻QL—初級回路有載品質(zhì)因數(shù)，一般取值2—10，設(shè)計中QL取值都很高，接近10。設(shè)計中，計算選頻網(wǎng)絡(luò)的三級管集電極負(fù)載電阻R0時，所涉及到的集電極輸出功率P0是三級管的極限參數(shù)PCM—最大輸出功率。利用經(jīng)驗公式：將數(shù)值代入上式，可得：L≈30諧振阻抗與變壓器線圈匝數(shù)比為：；利用上面的公式，對于不同的線圈，變壓器匝數(shù)比分別為：B1線圈：N2：N3=34：15；B2線圈：N1：N3=N2：N3=24：4；B3線圈：N1：N3=32：4，N2：N3=48：4；B4線圈：N3=90。注：上面的數(shù)值都是實際的線圈匝數(shù)。2.3控制電路首先給出一個簡單的MC145026編碼與MC145027解碼的實例，如圖2-13所示。圖2-13例2.3.1編碼電路因為本遙控系統(tǒng)的重點在于無線部分，所以設(shè)計數(shù)字部分時要滿足結(jié)構(gòu)簡單，同時實現(xiàn)規(guī)定的控制能力的原則。圖2-14MC145026示意圖編碼電路要實現(xiàn)的功能在第一部分“電路總體設(shè)計”中已有詳細(xì)介紹，這里便不再贅述。圖2-15便是MC145026的示意圖。MC145026一次發(fā)送9位數(shù)據(jù)，其中5位是地址碼，4位信息碼。為了保證信息的安全可靠，MC145026會將同樣的數(shù)據(jù)發(fā)送兩次。在接收到CD40147的三位編碼輸出的并行信號，MC145026將會對其進(jìn)行編碼，以產(chǎn)生適合于無線信道傳輸?shù)拇a型，然后串行輸出。輸出的串行碼頻率f是由12管腳CTC與13管腳RTC的器件來確定的。參考Motorola公司提供的器件手冊，頻率f和CTC、RTC的關(guān)系如下式：，RS=2RTC，RS≥20，RTC≥10，400pF〈CTC〈15所以f=1.7KHz。設(shè)計中采用了Motorola公司提供的參考值，如下表所示：表2-12.3.2解碼及驅(qū)動電路圖2-15MC145027的示意圖因為在編碼中我們已經(jīng)設(shè)定了一位地址碼，那么在譯碼時就必須有兩片MC145027來解碼，也就是只有地址位同自身地址位設(shè)定相符的解碼芯片才能譯出相應(yīng)的信息。MC145027的外圍器件設(shè)定與MC145026相同，圖2-15為MC145027的示意圖。由于LED的工作電流小，所以采用74LS138譯碼器直接輸出驅(qū)動。小燈泡的亮度顯示采用74LS47來驅(qū)動數(shù)碼管，數(shù)碼管采用共陽極數(shù)碼管LTS546R，74LS47的輸出電流很大，所以在它的輸出管腳接上一個430Ω的電阻限流。圖2-16流過小燈泡的電流I0與集電極電阻有關(guān)，集電極電阻與I0成反比，所以MC145027輸出的高位應(yīng)與集電極電阻最小的射隨器相連。同理，此高位應(yīng)與集電極電阻次小的射隨器相連，低位應(yīng)與集電極電阻最大的射隨器相連。設(shè)計中選用了相同的基極電阻510歐姆。集電極電阻取值如圖2-16中標(biāo)值所示。第三章電路仿真與測試3.電路仿真與測試要完成一件電子產(chǎn)品，必須要完成原理圖設(shè)計、PCB圖設(shè)計、制板、制造等幾個步驟。當(dāng)然在制板、制造之前首先要保證原理圖設(shè)計準(zhǔn)確無誤方可進(jìn)行PCB圖設(shè)計，這就要求設(shè)計者對所設(shè)計電路的性能進(jìn)行初步驗證。早期的電子設(shè)計中，電路性能驗證主要是將設(shè)計的電路圖接成面包板，然后使用電源、信號發(fā)生器、示波器、電表等電子儀器來實現(xiàn)，他們根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的方案，檢查在一定的初始條件和給定輸入情況下電路實際的輸出信號是否與預(yù)期的輸出信號吻合。這對于規(guī)模較較小的電路是可行的，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，電路規(guī)模越來越大，同時對電路的設(shè)計要求也越來越高，傳統(tǒng)的驗證方法已經(jīng)完全不可行了。因而計算機(jī)輔助電路分析已成為現(xiàn)代電子設(shè)計中不可缺少的工具。EDA軟件的功能越來越強(qiáng)大，只要有合適而精確的電路模型，電腦便可仿真出接近真實的電路結(jié)果。3.1調(diào)頻波電路的仿真在無線傳輸中，為了克服電波的各種衰減及損耗，通常要用低頻的基帶信號調(diào)制頻率較高的載波。就是說在調(diào)頻之前先要獲得載波，如圖3-1所示：圖3-1正弦波周期T=138.0660ns，即f0≈7