1、 摘 要:本报告介绍了调频无线通信系统的原理计算、性能指标、设计方案、调试过程等内容,是通信基本电路实验的系统性总结。该系统分为发射机和接收机两部分,发射机采用变容二极管直接调频、三级电路级联为发射电路的设计方案,接收机则采用SONY CXA1619BM/BS高集成芯片为核心元件外加辅助电路的设计方案。本系统可实现510米内调频数据、语音通信功能。关键词:无线通信 调频 变容二极管 CXA1619BM/BSABSTRACT :The present report describes the FM wireless communication systems theory, performanc
2、e, design, and debug processes, which a systemic sammary of the course Experiment of Basic Circuit of Communication. The system is divided into two parts transmitter and receiver.The transmitter uses a varactor diode for directly FM, with three circuits cascaded .The receiver uses SONY CXA1619BM/BS
3、which is a highly integrated chip as the core components with the auxiliary circuits. The system can perform a 5 to 10 meters FM data and voice communication.KEYWORDS : Wireless Communication, FM ,varactor diode, CXA1619BM/BS 目录1. 概述11.1 编写说明11.2 名词定义11.3 缩略语12. 调频无线通信系统总述22.1 系统概述22.2 系统的主要功能及性能指标3
4、221 调频发射机3222 调频接收机33. 调频发射机的设计43.1 调频发射机总体结构及说明43.2 调频发射机各级电路详细说明54. 调频接收机的设计124.1 调频接收机总体结构及说明124.2 调频接收机各部分电路详细说明145. 系统调试185.1 天线的安装185.2 发射机调试185.3 接收机调试195.4 发射机和接收机联合调试206. 致谢217. 参考文献228. 附录A 系统操作说明书238.1 电源连接238.2 用户操作238.3 注意事项:239. 附录B 实验测试表格249.1 通信基本电路实验中期检查表249.2 通信基本电路实验评分表(2007版)2510
5、. 附录C 作品照片2811. 附录D 课程学习心得291. 概述1.1 编写说明本报告为上海交通大学电子信息与电气工程学院电子工程系三年级通信基本电路实验23组实验报告。本报告包括调频无线通信系统总述、调频发射机的设计、调频接收机的设计、系统调试以及实验心得等内容,是通信基本电路实验课程的系统总结。本报告可供电子类专业技术人员参考,也适合普通读者学习借鉴。1.2 名词定义高频小信号放大器:指有别于低频放大器的放大器,工作中心频率很高,一般在几百kHz到几几百MHz之间,频带宽度相对远小于中心频率,因此一般采用选频网络组成谐振放大器或非谐振放大器。变容二极管: 又称可变电抗二极管。是一种利用p
6、n结电容(势垒电容)与其反向偏置电压Vr的依赖关系及原理制成的二极管。所用材料多为硅或砷化镓单晶,并采用外延工艺技术。反偏电压愈大,则结电容愈小。变容二极管具有与衬底材料电阻率有关的串联电阻。主要参量是:零偏结电容。零偏压优值、反向击穿电压、中心反向偏压、标称电容、电容变化范围(以皮法为单位)以及截止频率等,对于不同用途,应选用不同C和Vr特性的变容m极管,如有专用于谐振电路调谐的电调变容二极管、适用于参放的参放变容二极管以及用于固体功率源中倍频、移相的功率阶跃变容二极管等。调频: 使载波频率按照调制信号改变的调制方式叫调频。已调波频率变化的大小由调制信号的大小决定,变化的周期由调制信号的频率
7、决定。已调波的振幅保持不变。调频波用英文字母FM表示。用调频波传送信号可避免幅度干扰的影响而提高通信质量。广泛应用在通信、调频立体声广播和电视中。1.3 缩略语FM:Frequency Modulation 调频RF:Radio Frequency 射频AGC:Automatic Gain Control 自动增益补偿SSB:Single Side Band 残边带调制2. 调频无线通信系统总述2.1 系统概述利用无线电通信系统可以将信息从一个地方传送到另一个地方。一个通信系统的基本组成结构如图2-1所示,它主要有调制器、发射机、传输媒介、接收机及解调器组成。信息信息调制器解调器接收机传输媒介
8、发射机图2-1 通信系统组成结构框3如图2-2 所示为本次实验系统的结构框架图,由两部分组成:调频发射机和调频接收机。调频振荡器缓冲放大器谐振功率放大器a调频发射机原理框图带通滤波器选频放大器混频中频放大器中频滤波限幅放大鉴频低频放大器喇叭天线本振信号b调频接收机原理框图图2-2 调频无线通信系统结构框架图3天线2.2 系统的主要功能及性能指标221 调频发射机利用分立元件,由直接调频法产生调频信号并经过功率放大器由天线进行发射。发射机技术指标:1)发射功率: 30mW2)发射频率:27.0MHz3)最大频偏:f10KHz4)电源电压:10V5)测试负载:50W 与20pF串联222 调频接收
9、机利用CXA1619单片集成电路芯片,接收调频信号并进行解调,输出基带信号。2、接收机技术指标1)灵敏度(12dB信纳比): 45dBuV2)失真度: 103)接收机带宽: 300KHz4)本振频率:27.0MHz5)电源工作电压:10V此外,对整个系统通信距离要求3m5m以上。3. 调频发射机的设计3.1 调频发射机总体结构及说明图3-1 调频发射机电路图3如图3-1所示,为调频发射机总电路原理图。由电路图可以清楚看出,调频发射机共分三级:调频振荡器,缓冲放大器以及谐振功率放大器。调频放大为西勒振荡器,由变容二极管进行直接调频;缓冲放大器为单管高频放大器,工作在甲乙类状态,进行电压放大;谐振
10、功率放大器(高频功率放大器)工作在丙类状态,进行电流放大(即功率放大)。信号从调频振荡器产生并通过电容C8耦合到缓冲放大器,然后通过变压器耦合到谐振功率放大器,最后经级间型阻抗匹配网络送入天线并最终发射出去。发射机设计的难点在于各个谐振回路参数的设计,必须在考虑谐振频率的前提下在一定范围内尽量加大增益,若参数选择不正确,回路谐振电压幅度将过小甚至根本不能起振,达不到信号发射和功率发大的要求。3.2 调频发射机各级电路详细说明321 调频振荡器 调频振荡器采用西勒振荡器,由变容二极管进行直接调频,如图3-2所示。图3-2 调频振荡器3设计思路:1、 根据频点27.0MHz以及接入系数选择电容C6
11、、C7、C12 ,其中,为变容二极管电容,由变容二极管特性(图3-3),取。根据实践经验,若工作频率在3060MHZ时,其回路总电容选取范围为:2560pF,其电感为67uH(以获得较大的频偏,实验经验所得)。而C6+C7、C14越大,起振越困难。总和上述考虑,选取接入系数在1/21/8之间,经过多次反复试验,得出、时,振荡器能够起振并且失真较小,振幅较大,为相对较优方案。图3-3 变容二极管特性曲线32、确定静态工作点及偏置电路 晶体管:若静态工作点或负载阻抗过大,晶体管都易进入饱和区。实践证明:若进入饱和区,晶体管输出阻抗R0将急剧下降,由原来的几十千欧或几百千欧变为几百欧姆,导致有载品质
12、因素下降,使波形严重失真甚至振荡器不起振。因此将工作点设计远离饱和电压而靠近截止区,一般小功率振荡器,集电极电流取ICQ=14mA。Rc和Re不宜过大否则会导致VCEQ下降。工程上一般取:VEQ=0.2Vcc或VEQ =13v。其次必须减小RB1和RB2的电阻值,满足I2 IbQ的条件,使VB I2,RB2保持恒定, RB1和RB2不宜过小增加直流电源的功耗,一般取I2=(510) IbQ。(如图3-4所示)图3-4高稳定偏置电路图3 在满足和的条件下,工作点获得很高的稳定度。各偏置元件选择如下:,因此取取工作点电流:ICQ=14mA。由此标准可取R1=2k,R4=2k,R9=5.1k,R11
13、=1k,并在调试时根据实际情况通过调整可变电阻R6来调整三极管静态工作点,确保波形在不失真的情况下达到振幅最大。 变容二极管 由图3-3可知变容二极管在=110V时处于相对线性的变化范围。取R2=1k,R8= 10k,即可对Vcc通过R7进行10/1110/111的分压,是的变化范围在0.90V与9.00V之间,以充分利用变容二极管的线性变化区间。3、扩展石英晶体振荡器直接调频电路频偏的方法在变容二极管电路中再串一个电感,如图3-4所示。L2的串入能抵消变容二极管静态电容的影响。晶体等效电路如图3-5所示:图3-5 石英晶体振荡电路及等效原理图3LqCqrqCoL2变容二极管石英晶体并联谐振频
14、率为:串联谐振频率为:由以上两式可知:减小Co能提高fp此时串联谐振频率fq并不受到影响,因此能扩展fp与fq之间的范围.另外若用一适当的电感L与晶体并联,以减小Co.当L与Co达到并联谐振, Co被全部抵消,因此, fp与fq之间的范围大大加宽.但频率稳定性大大降低,失去石英晶体的优越性。L2为低Q线圈,若Q值过高,电感量较大虽然能产生较大的频偏,但同时却会引起频率不稳;晶体与L2的联结点与地之间的分布电容应尽量小, 否则该分布电容将使石英晶体和变容二极管对地旁路,并使电路产生频率漂移。变容二极管对地分布电容也应尽量小,否则将使频偏受到限制。根据多次实验经验总结,L2取67uF较合适,可获得
15、适当频偏。4、旁路电容、耦合电容的选取 旁路电容C15、C25、C26以及耦合电容C8要求对直流低频开路高频短路需选取高容值电容,故均选用0.01uF的瓷片电容;C3由于需要耦合低频信号而防止高频耦合,故选取10uF的大电解电容。322 缓冲放大器 缓冲放大器电路结构参见图3-6。图3-6 缓冲放大器电路图3设计思路:假设推动级功率为,工作状态为甲乙类;9018的功率增益(与工作频率有关)约为1030倍;集电极电压利用系数0.60.8。由中间级等效交流电路(图3-7)可得:图3-7 中间级等效交流电路3图Rp2取Rp2=2k取p0.25考虑到稳定性(分布电容的影响)取C=2030pF。实验中取
16、C11=20pF,C12=5pF。于是由初级回路线圈有得,次级回路线圈电感。对于静态工作点,取R10=5.1k,R12=10 k,R13=300。于是有因此射极静态电流通过调节可变电阻R5即可调整到合适得静态工作点,满足甲乙类工作状态。323 谐振放大器谐振放大器电路结构参见图3-8。图3-8 谐振放大器电路图3设计思路:若Vcc=10V,则要求输出功率Po大于30mW,这是设计谐振放大器的最基本要求,下面的叙述都是围绕这个目标展开的。要求放大器工作于丙类状态,选取脉冲电流幅值为取导通角 查表得 因此有选择临界工作状态为:集电极回路输出电压则输出功率 可见这样的设置满足发射功率得要求。再求取匹
17、配网络参数若取 则有输出总功率 因此有 取测试负载RA=51,C24=20pF,则有取Qe5。则有实验时,取如下参数:C17=20,pFC18=5pF,C19=0pFC21=3pF,C22=30pF,C23=5pFC16、C27均为大电容,交流短路RL1=50R14=150其中R14是关键的参数:R14越小,集电极电流越大,放大效果越明显。但R14不能无限制的小,否则电流过大容易使输出波形严重失真。4. 调频接收机的设计4.1 调频接收机总体结构及说明如图4-1所示,为调频接收机总体结构。为了简化接收机电路和提高性能,采用了单片调频调幅收音机芯片CXA1619BM/BS。CXA1619是一块集
18、成度高外围元件少的单片FM/AM收音机集成电路 ,特点如下 :1、静态电流小Vcc=3V时FM:ICCQ=5.3mA;AM: ICCQ =4.7mA 2、带有FM/AM选择开关 ;3、音频放大器输出功率大 Vcc=6V,RL=8时,Po=500mW ;4、内置AFC可变电容 ;5、内含RF AGC和IF AGC ;6、带电子音量控制 ;7、带输入信号强度指示;8、灵敏度高;9、工作电压范围广(2V14V);其内部结构如图4-2所示。图4-1 调频接收机总体结构图3图4-2 CXA1619BM/BS调幅调频接收芯片内部结构3接收机工作原理大致为:信号从天线馈入带通滤波器,经带通滤波器初步选频后送
19、入CXA1619BM/BS的高频小信号放大器,被放大的信号与本振回路进行混频,进入CXA1619BM/BS的中频放大器,然后进行中频滤波并送至鉴频器解调,最后输出基带信号。因此,采用CXA1619BM/BS芯片后,大部分小信号放大、解调、功放等都由芯片内集成的功能模块实现,接收机的电路搭建只需围绕芯片进行即可,包括带通滤波器、与高频小信号放大器相配的并联谐振回路、本振电路、鉴频电路、中频滤波电路。下面将着重对上述电路进行介绍。4.2 调频接收机各部分电路详细说明421带通滤波器图4-3 带通滤波器3 带通滤波器作为天线信号馈入的第一部分,起选频、抑制低频噪声的作用,如图4-3所示。带通滤波器中
20、心频率应为发射机频点27MHz。由于精确计算带通滤波器中心频率比较繁琐,一般采用近似法,在实际调试时再通过电感的感量进行微调。实验中取C26=20pF,用公式算得L1.74uH。同时取C24=20pF,C25=30pF。从实测结果看来,这种近似不会给带通滤波器性能带来太大影响,在一定工程误差范围内可以接受。422本振回路本振回路如图4-4所示,为混频器提供本地振荡信号,中心频率为。其中为发射机频点27MHz,为中频10.7MHz。从频谱的角度看,本振回路的作用就是提供一个本地信号,将输入信号频谱从27MHz“搬移”至中频10.7MHz,再送进中频放大器,这一过程就是混频。中频的固定有利于体现封
21、装芯片的稳定性,减低系统的时移性,提高接收机性能。图4-4 本振回路3在实验中,C17取20pF;变容二极管取其电容值为20pF,由于680pF与远小于它本身的20pF串联,可以忽略不计;C11、C29则为隔直电容,在计算中心频率时不予以考虑。于是可得。其余器件均采用图中表示数值。423 高频小信号放大器 高频小信号放大器有放大输入调频信号以达到混频的电平要求、进一步抑制噪声信号、提高假象镜频抑制能力的作用,由放大器和选频网络组成,通常选频网络是放大电路的负载。放大部分的核心元器件是增益元器件,如三极管、场效应管、集成运放或专用集成放大器等。选频部分的必要元器件是电感、电容等动态元件。小信号选
22、频放大器的主要性能指标有增益、通频带、选择性、工作稳定性、噪声系数和电路稳定性等。放大器的几个指标既有联系又有矛盾,应在设计中决定主次,下面进行具体分析。 1、增益(V0/Vi)放大器输出电压(或功率)与输入电压(或功率)之比(通常用dB表示)注:放大器增益的大小,取决于所用的晶体管或集成电路、要求的通频带宽度、是否良好的匹配和工作的稳定性等。图4-6 CXA1619内部等效电路大器图4-5 共基极单回路谐振放大器图4-7 选频放大器的幅频特3性大器2、通频带通频带定义为放大器的增益比最大增益下降3dB时的上限截止频率fL与下限截止频率fH之差,用BW0.7 = fL- fH表示。根据用途不同
23、,放大器的通频带差异较大。通常窄带通信在几十KHz以内,宽带通信可达几兆赫兹。3、选择性选择性表示放大器对通频带以外的各种干扰信号及其噪声的滤除能力,或者说,从各种干扰中选出有用信号的能力。衡量选择性的具体指标有:矩形系数K0.1、S参数。矩形系数K0.1以理想矩形幅频特性为标准,引入矩形系数K0.1来表示实际幅频特性曲线的选择性,定义为:K 0.1BW0.1BW0.7 。式中,BW0.1是增益下降到最大值的0.1倍时的频带宽度。通常,认为频带BW0.1内的频率分量需能通过放大器,但不一定能被正常放大,BW0.1以外的频率分量被放大器所抑制。BW0.1和BW0.7之间的频率范围称为过渡带。 S
24、参数以上图典型幅频特性为背景条件下,S参数定义为:过渡带内的某特定频率条件下的增益A(1)与通频带内的最大增益A0的比值SA(1)A0。显然,在同类电路中,S值越小的电路选择性越好。4、工作稳定性指选频放大器中的非线性放大元器件的偏置,交流参数,以及其它电路元件参数发生变化时,电路性能的稳定程度。不稳定现象是增益变化、中心频率偏移、通频带变窄、谐振曲线变形等。不稳定的极端情况是放大器自激。我们能做的一些防止不稳定的必要措施:元件排列、接地、屏蔽等。5、噪声系数与低频放大器一样,选频放大器的输出噪声也来源于输入端和放大电路本身。噪声系数是用来反映电路本身噪声大小的技术指标。设计时采用低噪声管,正
25、确选择工作点电流,选用合适的线路等等。图4-8 并联谐振选频回路3在实验中,需要另外搭建的是高频小信号放大器的选频网络部分,如图4-8所示,中心频率应为27MHz。在实验中,C18开路,C23取50pF,变容二极管取20pF,C14相对可以忽略不计。则由公式可以得出L2的值。但实验发现,这样的取值不能使回路谐振。这是由于CXA1619BM/BS内部电路存在未知电容影响谐振回路。经实验尝试,L2取0.80.9uH最为合适。424 混频电路CXA1619BM/BS的FM采用一级混频,把接收来的外来信号频率变换为10.7MHz的固定中频信号。因为中频比外来信号频率低且固定不变,中频放大器容易获得比较
26、大的增益,从而提高收音机的灵敏度及邻道选择性。在较低而又固定的中频上,可以用较复杂的回路系统或滤波器进行选频。它们具有接近理想矩形的选择性曲线,因此有较高的邻道选择性。混频电路实现了信号频谱的搬移,在理论上主要是通过两个信号相乘来实现。如设输入信号Fs(t)Cos(at),本地振荡信号Fo(t)Cos(bt),a、b代表频率,若在混频器中实现相乘,则输出FiFs*Fo,由三角变换式可知其中含有Cos(a-b)t,从而实现了频谱搬移。 (同时也可采用谐波的差频或和频)。425 中频滤波电路图4-9 混频器组成框图3 图4-10 混频器功能示意图3混频后的窄带调频信号通常采用陶瓷滤波器实现中频的滤
27、波。中放电路采用陶瓷滤器以确保有较高的选择性。陶瓷滤波器会影响本机的性能,下表以村田公司型号为例,其3dB频响带宽最大为28050kHz,插入损耗6dB。SFE 10.7系列尚有S2、S3、MJ等后缀,带宽依次减少,均可以提供大致35dB以上的带外衰减量(阻带)。5. 系统调试5.1 天线的安装取天线长度,并绕成螺旋状,孔径为200mm,线径为0.69 mm。天线与波长相比拟时,接收或者发射信号的效果都会更好。5.2 发射机调试521 振荡器调试与测量用直流万用表测量振荡管发射集电流IeQ应有(13)mA。此时,将示波器接在JP2上,可观察到振荡波形,或者接在缓冲放大器的输入端。幅度范围:几百
28、毫伏-几伏左右。522 缓冲放大器的调试与测量缓冲放大器的静态工作点电流IcQ(或IeQ)通常为3mA-5mA左右。缓冲放大器的集电极负载为LC谐振回路,其主要作用是完成选频放大,阻抗匹配。用示波器在末级输入端观察波形,并仔细调整回路电感磁芯,使其幅度在工作频率上最大。应大于3(峰峰值)以上。523 谐振功率放大器的调整与测量图5-1 高频谐振功率放大器3调谐特性假定高频功率放大器所需的外部电压如VCC,VBB,Vbm根据设计要求已经确定,高频谐振功率放大器的调谐特性如图5-1所示。由图5-1可见,当回路谐振时,集电极电流ICO达到最小值,而IBO达到最大值。在失谐时,因回路电压VCm1下降
29、,集电极两端电压VCE对ic的反作用小,ic是余弦脉冲,直流电流ICO大,因此在丙类谐振功放电路调整中,往往利用直流电流ICO来指示电路是否调谐在最佳工作状态,因此用万用表直流电压档测量R14两端电压即可。524 频偏的测量与调整 将标准低频信号源馈入发射机,频偏仪AF输出接示波器,RF输入由示波器探头接至发射机P3引脚,并接上测试负载。可先粗略调整R7、L8或其他器件使示波器出现解调波形,然后进行微调以在频偏仪上得到适合的频偏5.3 接收机调试531 本振频率测量与调整 用示波器观察FMOSC点振荡输出信号,正常情况其幅度Vom80mv以上,振荡频率应在I(为输入信号频率,I为中频频率10.
30、7MHz)上。若不在可调整电感L或电容C的数值。振荡幅度与工作点电流以及反馈系数F有关。532 谐振放大回路测量与调整 用FM信号发生器产生幅度为99dBu,频率为S(LI)的高频等幅信号通过耦合回路施加到CXA1619。用示波器观察FM_RF点,调整LC使其幅度最大,此时谐振回路的中心频率应为S。533 中频滤波器测量与调整 在混频电路的调测基础之上,将示波器接到CXA1619的FM_IF_IN管脚上,应观察到10.7MHz的波形并无明显失真。若频率关系不对,或陶瓷滤波器无输出,可反复调节本振频率L及谐振放大回路。直到观察到有波形输出。534 检波器测量与调整 将调制频率F=1000Hz,调
31、制度Ma=30的高频已调波信号施加于系统的输入端,其幅度仍为99dBu,载波频率为S(LI)。用示波器观察DET1是否有1000Hz的解调波形。逐渐减小输入射频信号强度,直到不能观察到解调波形。此时可测得系统的接收灵敏度。用示波器观察J13并调整R3电位器使输出幅度最大并不失真,检查数字音量控制的有效性。535 灵敏度量测灵敏度的定义与量测 接收机通常所标示的灵敏度如:输入阻抗50,频率范围3060MHz时,对于30dB的S/N比,其灵敏度约为30V。这种表示法可以用实际的量测方法来了解所代表的意义,如图5-2所示: 高频信号发生器接收机(CXA1619)J8接口示波器负载电阻=1k图5-2
32、灵敏度测试方法3在接收机的声频输出,接上一个真正的rms(有效值)电表或数字存储示波器,在输入端接一个信号源(必须注意阻抗匹配)。首先将信号源和接收机设定在特定的测量频率,并调整信号源,使其输出为零,此时在rms电表上的读值为接收机本身产生的内部噪声功率。再慢慢地增加信号源的输出,直到rms电表的读值比原来增加30dB,也就是S/N比为30dB时,此时读取信号源输出的电压值,如果是30的话,则此接收机的灵敏度就是30。 对於不同的测量频率,接收机会有不同的噪声系数,所以,要比较接收机的灵敏度,就必须规定测量的频率和S/N比的大小才有意义。此外,各种不同的调制模式要清楚地记录讯号所需的S/N比也
33、不同,如CW模式须3dB即可,SSB模式须10dB,AM模式须17dB。 5.4 发射机和接收机联合调试将发射机和接收机装上天线,放在相距510米的地方(实际测试时约为6.5米处),分别接上10V直流电源。发射机接入低频信号源,接收机AF输出接示波器。在发射机频偏测试正确的前提下,先用示波器探头测试发射机天线antennal触点是否有足够强的信号输出(一般峰峰值在1020V之间),若没有则重复5.2所述的步骤调整发射机。发射机确认正常工作后,调整其天线方向和位置使其发射信号强度较大、波形较好。然后调整接收机电位器R9、L2、L1等,使示波器出现较好的解调波形。如波形出现失真,可降低发射机低频信
34、号源幅度或调整可变电阻器R7以改变变容二极管静态工作电压。联合调试必须建立在发射机、接收机单独调试正确的基础上,且需要相当的耐心,这点值得注意。若联合调试成功,则至此通信基本电路实验基本完成。本组调试的结果具体为:通信距离6.5米;发射机发射功率42.5mW,波形无失真,最大频偏为8.8kHz;接收机灵敏度42dBuV,解调波形失真度在规定范围内。系统性能均满足设计指标。6. 致谢本次通信基本电路实验得到了很多老师的指导和同学们的帮助,在此表示衷心的感谢。特别是袁焱等通信电路基本实验组老师和黄少军等科创实验组老师都给了我们很多关键性指导,让我们少走了很多弯路。同时,必须感谢走在我们前面的其他小
35、组,如F0503013班郭成娇小组、F0503012班林斌小组等,他们的经验使我们获益不浅。最后,感谢23组的成员,大家的共同努力,使本次实验得到成功!7. 参考文献1张肃文. 高频电子线路.北京:高等教育出版社,2004;2清华大学电子学教研组编,童诗白 华成英主编.模拟电子技术基础.北京:高等教育出版社2005;3 上海交大电子工程系,通信基本电路实验ppt课件等FTP课程资料:ftp:/202.120.39.2488. 附录A 系统操作说明书8.1 电源连接发射机J1、J2引脚,接收机J6、J7引脚接10V直流电压源。8.2 用户操作将低频信号发生源接至发射机J3、J4引脚;将示波器探头
36、一端接示波器,一端接接收机J8、J14引脚,调整接收机R9、L2、L1等并观察输出波形,使输出波形最佳(不失真,噪声小)。改变低频信号发生源信号波形及频率,在接收端示波器能看到相应变化。8.3 注意事项:1)天线的位置和方向会严重影响通信质量,应耐心调整。当发射机与接收机之间有障碍物时也会影响通信质量,应尽量避免。2)发射机发射电压不能过大(超过20V),否则三极管容易被烧坏。3)由于系统具有很强的时变性,不同时间测试可能需要重新调整各项参数。9. 附录B 实验测试表格 9.1 通信基本电路实验中期检查表组员签名 王文智 赵家彦 周羽 班级F0503013组号23发射机中期检查测试项目测试结果
37、备注发射功率(mW)大于30mW等于30mW小于30mW发射频率(MHz)测量值f0(自填):27.0MHz发射波形不失真有失真严重失真检查结果评价老师签名:2006年 月 日9.2 通信基本电路实验评分表(2007版)组员签名 王文智 赵家彦 周羽 班级F0503013 组号_23_分配频点_27.0MHz_一、收发性能测试(共60分) 得分:测试项目测试结果扣 分备注发射功率(mW)(扣分上限:10分)以中期检测结果为准,P=发射波形(扣分上限:10分)有失真:15严重失真:510接收灵敏度(扣分上限:10分)大于45dBuV,小于55 dBuV小于45dBuV有特色加分大于55 dBuV
38、(酌情扣分,上限为10分)通信距离(扣分上限:20分)小于3米:310米无法通信:1120解调波形正弦波(1KHz)(扣分上限:3分)有失真:13TTL电平(1KHz占空比可调)(扣分上限:2分)有失真:12制作工艺(扣分上限:5分)电感绕制:2焊点质量:1其它:12特色加分(加分上限:5分)特色分另计二、报告评估评分(40分)评价等级(理论分析)4321评分及备注第一部分系统总体说明系统理论分析与计算评价等级(测试结果分析)321评分及备注第二部分摘要(规范性)系统功能及技术指标测试(完整、准确)调试过程(完整、准确)其余部分(规范性)评价等级4321评分及备注通篇整体评价层次条理完整详尽规
39、范一致准确合理创新独立补充评语得分注:报告评分说明详见附表1。总成绩60(测试成绩)40(报告)5(硬件特色)5(报告特色)。附表1:报告评分采用在起评分基础上的扣分或加分制度。起评分:40分项目扣分上限扣分因素加分上限加分因素主要部分系统总体说明8未列出设计指标要求;无系统总体框图;内容缺失;格式不规范(如图表无编号、无名称,排版不整齐,标题层次编号不对等);图文引用不注明出处;其他缺陷5通篇层次条理非常清晰,内容完整详尽、规范一致,叙述准确合理,并有鲜明的独立见解。系统理论分析与计算12无设计参数的必要计算过程;无电路图;内容缺失;格式不规范(如图表无编号、无名称,排版不整齐,标题层次编号
40、不对等);图文引用不注明出处;其他缺陷次要部分摘要1规范性缺陷系统功能及技术指标测试8项目不全;说明不详细完整;测试结果与老师记录不符;其它缺陷调试过程3不能反映“过程”其它部分3报告提交时命名不符合规定要求;引用不注明出处;规范性缺陷雷同抄袭40理应属独特性的内容与其他小组雷同;不正当地引用其他小组报告;局部引用其他小组报告而又不加注明010. 附录C 作品照片图10-1 接收机实物图图10-2 发射机实物图11. 附录D 课程学习心得完成本次课程,有三个重要体会:一是实验与理论同等重要。从学习高频电子线路、通信原理等课程以来,知识的来源一直都依靠书本。书本提供的,只是公式、原理和一些有限的
41、描述,学习起来只能依靠数学模型的抽象的对实物的想象。例如,书本在介绍温飘时,着重强调了它的严重性以及如何克服。但对于从未实践过电路设计的我们,很难意识到它的严重性。但在这次实验中,温飘对系统调试有着严重影响:前一晚上调试好的发射机和接收机,第二天却无论如何都收不到正确波形,需要再重新调试,这就是温飘的影响,实验使我们对它有了深刻而形象的理解。可以说,动手实验胜于看书千言。但是,没有了理论指导,实验起来却是困难重重。像谐振回路的设计,由始至终都是以公式来确定电路参数,并通过一定的近似来简化计算;又例如,我们实验中出现了,解调波形出现失真,却迟迟找不到原因,但是一看到变容二极管特性曲线就豁然开朗,
42、原来时静态工作点设置的不对是电压变化范围超出了其线性变化范围。可以说,理论给实验指出方向。我们的现阶段学习,往往过于注重理论,只满足于做对习题,理解概念,而忽略了理论的来源实验。而通信基本电路实验、科技创新等一系列课程,整是弥补我们实验缺陷的极好机会,希望下一届的师弟师妹们能好好珍惜,也希望我们将来会有更多这样的锻炼机会。二是工程师与理论家的不同。理论家往往将讨论的问题进行数学抽象,并常常在理想状况下进行讨论,因为这样更能看清事物运动规律的本质。理论家常得到很多准确值、临界值、最优值,而这些往往对实践具有深刻的指导意义。但是工程师则不同,夸张一点说,工程师往往处于一种“混沌”的状态。这里说混沌
43、,并不是说工程不需要严谨精确,而是一种比严谨精确更高层次的要求:对系统的整体把握。比方说,在调试发射机时,我们一直努力于将每级电路都调到最佳:调频振荡器振幅达到最大而不失真、缓冲放大器振幅最大且不失真。但往往这样,最后一级电路出来的波形却非常难看或者振幅过小达不到功率要求,这使我们耗费了相当多的时间。相反,允许前两级电路一定的失真,确保幅值,而通过最后一级谐振回来良好的选频特性,反而可以输出功率大、波形好的信号。究其原因,就是我们是在进行系统设计。系统设计讲求各部分配合以完成最终要求,某一部分为了达到某些要求而产生某些缺陷,可以由系统的另以部分予以补偿,盲目的最求每一部分的最佳化反而往往达不到系统的目的。另外,混沌也体现在,工程设计时往往使用近似,留有余量。近似常常给设计带来极大的便利,提高工作效率;留有余量则使更具可操作性。例如在设计带通滤波器时,只近似的考虑与电感并联的电容,而忽略另外两个电容;绕制电感时从不具体精确到某一个值,而只是大概在一个范围即可,这样一来就可以通过电感的