2011/2012學期大型實驗報告
班級: 通訊 0903
姓名：朱俊錦
學號：200907760145
一、實驗目的
1. 了解無線話筒的構造與工作原理；
2. 掌握調頻發射機整機電路的設計與除錯方法,以及高頻電路的除錯中常見故障的分析與排除;
3. 以小功率調頻發射機為例，學會如何將高頻單元電路組合起來實現滿足工程要求的整機電路的設計與除錯技術；
4. 鞏固理論知識，提高實際動手能力和分析能力;
5. 增強與同學之間的交流與合作能力。
二、實驗儀器與工具
(1)直流穩壓電源一台;
(2)數字萬用表乙隻;
(3 )示波器(≥100mhz) 一台
(4)調頻收音機(87~108hz) 一台;
(5)烙鐵,鑷子,斜口鉗若干；
三、系統原理分析
調頻系統的組成：
對於小功率的調頻無線話筒，設計時在保證技術指標的前提下，應力求電路簡單、效能穩定可靠。單元電路的級數盡可能少，以減小級間的相互感應、干擾和自激。本實驗設計中採用的調頻發射系統如下:
音訊放大→高頻振盪與頻率調製→緩衝隔離→高頻功放
圖中的高頻功放在發射功率較小時可工作於甲類狀態（丙類狀態要求有較大的功率激勵）。
主要技術指標：
● 發射功率pa：一般是指發射機輸送到天線上的功率。只有當天線的長度l和發射頻率的波長可以比擬時，天線才能有效地將訊號發射出去。
● 工作頻率或波段：發射機的工作頻率是指其載波頻率，應依據調製方式，在國家有關部門所規定的範圍內選取。調頻廣播頻段規定為87mhz~108mhz。
● 總效率：總效率=發射的總功率／消耗的總功率
● 輸出阻抗：對調頻廣播而言，一般要求輸出阻抗為50歐姆，對電視差轉而言一般要求75歐姆
● 殘波輻射：殘波輻射是指雜波功率與有效輸出功率之比
● 信雜比：信雜比是指已調波在規定的頻偏情況下經理想解調後又用訊號功率和載波功率之比
● 失真度：失真度是指已調波在規定的頻偏情況下經理想解調後輸出單音訊訊號的失真度
● 頻率響應：頻率響應是指已調波在規定的頻偏情況下經理想解調後輸出音訊的幅頻響應
四、電路原理分析
1.實驗電路原理圖如下：
2. 電路原理分析：
(1)音訊放大電路部分：
由駐極體話筒m1、負載電阻r15和耦合電容c14等組成，其功能是拾取聲音轉換為電訊號並進行音訊放大。駐極體話筒內部有乙個場效電晶體作訊號放大，因此拾音靈敏度較高，輸出音訊訊號較大，用於音訊輸入。聲音頻號引起的駐極體話筒內部場效電晶體漏極電流的變化，通過負載電阻r15得到相應的電壓訊號，c14、c15和r14組成去耦電路（由於共用同一電源，所以去耦電路消除前後兩級的互相影響）。
c16是隔直電容，c17是旁路電容，r14為降壓電阻,分得1v電壓，t4和r16,r17,r18,r19,r20構成乙個音訊放大電路將輸入音訊訊號放大10倍左右。
（2）高頻振盪與頻率調製部分
t1和c1,c2,c3構成電容反饋式三端振盪器，產生高頻載波並進行調製發射；l1和c5,c6,cx1,l2,c7構成諧振迴路,具有選頻作用，通過改變l1的大小來改變諧振頻率；r1、r2、r3、r4、r5和r6作為偏置電阻，提供靜態工作電壓。
（3）緩衝隔離和高頻功放部分
t2、r7、r8和r9構成跟隨器,起到緩衝隔離的作用;l4、c12和c13構成去耦電路;t3、
r12和c11構成高頻功放,c10和l3構成選頻迴路,通過改變l3大小改變輸出功率，調節濾波器的中心頻率。
5、實驗步驟
1.對參考電路進行原理分析、依據實際可行性對其進行改進
2.根據焊板的大小以及各個元器件之間的相互影響對所有元件進行布局設計，畫出布局圖。
3.按照布局圖分塊將電路進行焊接、除錯
①音訊放大部分：焊接完畢後測量三極體t4的靜態工作點，測量音訊放大倍數（約十倍）確認無誤後進行高頻振盪部分的焊接。
②將高頻振盪，與頻率調製以及緩衝隔離部分焊接完畢後接通電源，測量三極體t1的靜態工作點，測量無誤後用示波器在跳線帽1腳處觀察是否有振盪波形，調節l1將頻率改變至89.5khz左右。
③焊接高頻功放部分，測量t3的靜態工作點。調節l3，改變振盪幅度使其達到最大。
④全部焊接完畢後接通電源，再反覆調節l1和l3使振盪穩定且幅度最大。從話筒輸入語音頻號，用接收機接收觀察效果。
注意：如果調頻收音機還是收不到話筒的聲音，那就仔細調節調頻收音機的頻率，一直到調頻收音機能夠接收到話筒的聲音為止。
1) 4.根據實際電路板使用protel99se畫出sch以及pcb圖。
6、實驗結果及資料分析
1、音訊放大部分:
1）加入電壓為：8.96v
2）麥克風正極電壓為：6.72v
3) t4的集電極c的電壓：5.49v
基極b的電壓：2.50v
發射極的電壓：1.84v
4）當輸入峰峰值為82.4mv，頻率為1khz的正弦訊號時，在t4的集電極處輸出為峰峰值為850mv，頻率為1khz的正弦波。所以音訊放大倍數幾乎可認為是10倍。
2、高頻振盪與頻率調製部分
1）t1的集電極c電壓：6.72v
基極b的電壓：2.92v
發射極的電壓：2.20v
2）t2的集電極c電壓：8.90v
基極b的電壓：5.17v
發射極的電壓：4.73v
3）電感l2的電勢為：4v
3. 緩衝隔離和高頻功放部分
t3的集電極c電壓：8.90v
基極b的電壓：2.70v
發射極的電壓：2.05v
4. t2發射極處輸出的振盪幅度為：280mv
5. t3集電極處輸出的振盪幅度為：2v
6. 中心頻率為：86.9mhz
7. 發射距離：50公尺左右
8. 實物圖：
7、sch及pcb設計
1. 原理圖:
2. pcb圖：
八、新系統的設計與分析
（1）電路原理圖：
（2）電路原理分析：
外界聲波通過話筒mic轉變為音訊電壓訊號，經過c1耦合至由vt1組成的微音放大電路放大後，經c2加至電容三點式高頻振盪器振盪管vt2基極，使其c-b結電容變化，振盪頻率隨之改變，實現頻率調製。調製後的高頻訊號經c7耦合到發射天線ant，並向外輻射。l1、c4為調諧迴路。
改變l1的匝數與間距可改變工作頻率。vt2管構成高頻放大器，還有緩衝作用，隔離了天線對高頻振盪器的影響，使頻率更加穩定。
九、實驗總結：
通過這次實驗讓我更加深入了解高頻的知識，對振盪迴路和諧振迴路也更加清晰了。在實驗中，我們組也遇到夠很多問題。
比如第一次，在電路板上插元件，起初我們認為只要把電路整理出來，然後按照電路圖插上元件就好了。但是問過老師才發現原來並不那麼容易。每個元件有它的形狀，實物所佔的空間並不是和圖中的一樣，況且最好是能分布在一塊長方形區域，除了考慮空間的侷限性外還要考慮美觀，特別是電阻電容的排列，還要考慮焊接能不能實現問題。
記得第一次，由於心急，也沒有經驗，不僅把三極體接反了，而且浪費的空間也大。在老師的指導下，我們重新排列元件，雖然沒有同理想中那麼好，但是的確比先前有進步。雖然重新插了兩回，第三回終於成功了，而接下來布局問題，也彷彿懂了點門路，就不會同第一次那樣茫然無措了。
在焊接時由於一時的疏忽，我們不小心把10k和51歐姆的電阻互換了，導致怎麼也測量不出t1的發射級和基極的電壓，為了尋找這個錯誤花了很長時間，我們也領悟到細節的重要性。也正是這個錯誤，讓我們幾個更加小心，為了避免犯同樣的錯誤，每次都要檢查兩次。通過這次實驗，我深刻地意識到團體合作的重要性和計畫安排的重要性，還有就是要不恥下問。
就像我們不知道變容二極體的正負性一樣，不懂電阻橫豎放置對高頻電路的影響，不明白為什麼振盪幅度小，問了才知道：原來可以用萬用表來測變容二極體的正負性，振盪幅度小時因為振盪迴路繞線長。
讓我最痛苦的卻又倍感收穫的就是畫pcb板。由於protel 99se的知識的不紮實和生疏，基本什麼都不知道。當時我詢問了很多人，幾乎都不會。
在沒有辦法的情況下，只有靠自己。於是我花了三個晚上的時間看書，看**教程，一邊熟悉軟體。在自認為差不多時，就上手了，但是讓我頭痛的是我的電腦只有乙個預設的庫，這就讓元件封裝成了問題。
在匯入時有107個錯誤，我還記得當時的不安與急躁。想想上學期收音機實驗，我的耐力和衝勁似乎是不到黃河心不死。我重複地播**，思考，試驗，嘗試自己做封裝，經過兩天半的摸索，我的pcb電路圖終於出爐了，終於沒有錯誤了，當時對話方塊彈出那一刻，讓我興奮地不得了。
通過這次經歷，讓我深刻體會到鑽研的甘甜，獨立思考的寶貴，也許沒有這番折騰不會讓我對這個軟體印象深刻，對它一些名詞有深刻地理解。從中我也明白，理論必須聯絡實際，而且要思考，不能依葫蘆畫瓢，沒有不可能的事，只有願不願意而已。人類最寶貴的能力就是學習，最難得的才能就是思考，通過這次，我想我會更加珍惜它們，好好發揮它們。
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