通信專業(yè)電子系統(tǒng)課程設計--幅調(diào)制與解調(diào)器制作與調(diào)試

1、<p>　　《通信專業(yè)電子系統(tǒng)課程設計A 》</p><p><b>　　課程設計報告</b></p><p>　　題 目： 幅調(diào)制與解調(diào)器制作與調(diào)試 </p><p>　　院 （系）： 信息科學與工程學院 </p><p>　　專業(yè)班級： 通信 1003

2、 </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　學 號： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　2012 年 12 月 31

3、日至 2012 年 12 月 4 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、目的和要求 ...............................3</p><p>　　內(nèi)容要求 ...............................3</p><p>　　基本

4、原理 ...............................4</p><p>　　元件清單 ................................5</p><p>　　設計內(nèi)容 ...............................6</p><p>　　5.1 設計與制作過程 ..................

5、........6</p><p>　　5.2 測試步驟 ...........................6</p><p>　　5.3調(diào)試相關波形與數(shù)據(jù) ......................6</p><p>　　實驗現(xiàn)象 ..............................7</p><p>　　

6、實驗分析 ..............................8</p><p>　　設計過程出現(xiàn)的錯誤分析 ...................10</p><p>　　實驗總結 ...........................11</p><p>　　十、課程設計成績 ........................

7、....12</p><p><b>　　一、目的與要求：</b></p><p>　　目的：通過對正弦波振蕩器安裝調(diào)試</p><p>　　1．掌握三端式振蕩電路的基本原理，起振條件，振蕩電路設計及電路參數(shù)計算。</p><p>　　2．通過測試掌握晶體管靜態(tài)工作點、反饋系數(shù)大小、負載變化對起振和振蕩幅度的影響。<

8、;/p><p>　　3．研究外界條件（溫度、電源電壓、負載變化）對振蕩器頻率穩(wěn)定度的影響。</p><p>　　4．比較LC振蕩器和晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度。</p><p>　　5. 掌握變?nèi)荻O管調(diào)頻器電路的原理。</p><p>　　6．了解調(diào)頻器調(diào)制特性及測量方法。</p><p>　　要求：能夠正確安裝和焊接。熟悉

9、正弦波振蕩器工作原理與調(diào)測方法；安裝調(diào)測完成后將原理電路的工作過程，測試數(shù)據(jù)及遇到問題與處理情況、體會等寫出實驗報告。安裝調(diào)試系由學生個人獨立完成并按后述要求寫出實驗報告。</p><p>　　拿到套件后，對照元件清單清點數(shù)量，觀查外觀是否完好；再用萬用表對電子元器件進行參數(shù)測量檢查。安裝之前畫好布局、布線圖，老師審查通過后才能焊接，焊接時，要焊點飽滿、光潔，無虛焊、漏焊、錯焊；防止焊接點焊錫過多造成元件或電路短

10、路。</p><p><b>　　內(nèi)容要求：</b></p><p>　　1．熟悉振蕩器模塊各元件及其作用。</p><p>　　2．進行LC振蕩器波段工作研究。</p><p>　　3．研究LC振蕩器和晶體振蕩器中靜態(tài)工作點，反饋系數(shù)以及負載對振蕩器的影響。</p><p>　　4．測試、分析比

11、較LC振蕩器與晶體振蕩的頻率穩(wěn)定度。</p><p>　　5. 測試變?nèi)荻O管的靜態(tài)調(diào)制特性</p><p>　　6. 觀察調(diào)頻波波形</p><p>　　7. 觀察調(diào)制信號振幅對頻偏的影響</p><p><b>　　三、基本原理</b></p><p>　　本課題中正弦波振蕩器包含工作頻率為1

12、0MHz左右的電容反饋LC三端振蕩器和一個10MHz的晶體振蕩器，其電路圖如圖2－1所示。由撥碼開關S2決定是LC振蕩器還是晶體振蕩器（1撥向ON為LC振蕩器，4撥向ON為晶體振蕩器）</p><p>　　LC振蕩器交流等效電路如圖2－2所示。</p><p>　　由交流等效電路圖可知該電路為電容反饋LC三端式振蕩器，其反饋系數(shù)F＝（C11＋CT3）/CAP，CAP可變?yōu)镃7、C14、C2

13、3、C19其中一個。其中Cj為變?nèi)荻O管B910，根據(jù)所加靜態(tài)電壓對應其靜態(tài)電容。</p><p>　　若將S2撥向“4”通，則以晶體JT代替電感L，此即為晶體振蕩器。</p><p>　　圖2-1中電位器VR2調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點。撥碼開關S4改變反饋電容的大小。S3改變負載電阻的大小。</p><p>　　調(diào)頻即為載波的瞬時頻率受調(diào)制信號的控制。其頻率的變化量與調(diào)制信

14、號成線性關系，常采用變?nèi)荻O管實現(xiàn)調(diào)頻。</p><p>　　該調(diào)頻電路將S2置于“1”為LC振蕩電路，從J1處加入調(diào)制信號，改變變?nèi)荻O管反向電壓即改變變?nèi)荻O管的結電容，從而改變振蕩器頻率。R1,R3和VR1為變?nèi)荻O管提供靜態(tài)時的反向直流偏置電壓。電路見圖2-1。</p><p>　　圖2-1 正弦波振蕩電路</p><p>　　圖2-2 正弦波振蕩電路的

15、交流等效電路</p><p><b>　　四、元器件清單</b></p><p>　　正弦波振蕩器電路元器件清單</p><p><b>　　五、設計內(nèi)容</b></p><p>　　5.1設計與制作過程</p><p>　　1、拿到原器件，對照元件清單清點數(shù)量，觀查外觀是否

16、完好；再用萬用表對電子元器件進行參數(shù)測量檢查。</p><p>　　2、對照實驗原理圖進行安裝，安裝之前畫布好局、布線圖，布線的時候盡量緊湊，再進行焊接，焊接時，保證焊點飽滿、光潔，無虛焊、漏焊、錯焊；注意焊接點焊錫過多造成元件或電路短路。</p><p>　　3、最終得到了與原理圖一致的正弦波振蕩器作品</p><p><b>　　5.2測試步驟<

17、/b></p><p>　　1.檢查電路板是否有虛焊，短路，再次確認元器件是否正確安裝，原件參數(shù)是否正確。 2.靜態(tài)工作點調(diào)測： </p><p>　　J1處加上12V直流電壓，J2接地，S2，S3，S4全部斷開，調(diào)節(jié)VR1使變?nèi)荻O管負端到地電壓為2V，通過調(diào)節(jié)VR2改變靜態(tài)工作點，VT2三極管基極電壓，參考電壓7.4V</p><p><b

18、>　　3.動態(tài)調(diào)測： </b></p><p>　　S2_4接上使晶體接入振蕩器電路中，S4_3接上使360P電容接入振蕩器電路中，用無感起子調(diào)整CT3，用示波器觀測振蕩器是否工作。如果不工作排除故障，如果工作調(diào)整各相關元件使振蕩器輸出最大不失真波形。</p><p>　　4.指標要求 輸出頻率：10MHz，誤差小于500Hz即誤差小于十萬分之五 輸出幅度：空載大于5

19、00mV </p><p>　　5.3調(diào)測相關波形與數(shù)據(jù)</p><p>　　圖2-3 LC振蕩器的波形</p><p>　　圖2-4 晶體振蕩器的波形</p><p>　　記錄的振蕩器的相關數(shù)據(jù)表：</p><p><b>　　六、實驗現(xiàn)象</b></p><p>　

20、　1、在調(diào)試 LC振蕩器的時候，改變電容值，當電容值越來越小時，幅度也越來越大，輸出的波形很好，根據(jù)公式知，電容越大，頻率越小，輸出的波形有失真。通過調(diào)節(jié)電路中的VR3、CT1、CT3可以使輸出波形達到最大不失真，并且頻率接近10MHZ，這時振蕩器的性能最好。</p><p>　　2、 在調(diào)試晶體振蕩器時，改變電容時值，晶體振蕩器的頻率基本不變</p><p>　　相同工作頻率下，晶體振蕩

21、器的幅值比LC振蕩器的小些。</p><p>　　3 、諧振時LC振蕩器振蕩的靜態(tài)工作點和晶體振蕩器的靜態(tài)工作點不一樣。</p><p><b>　　七、實驗分析</b></p><p>　　1、對LC三段式振蕩器相位平衡條件的判斷準則，eb端和ec端同性質(zhì)，bc端異性質(zhì)，通過分析正弦波振蕩電路的交流等效圖，ec端呈容性，eb端呈容性，則bc端

22、一定呈感性，即正弦波振蕩電路圖中C1只與c極相連，連接到電感上，使bc間呈現(xiàn)感性，X1晶體管呈感性。</p><p>　　2、正弦波振蕩器電路圖中，通過改變VR1改變固有頻率電容C11連接的電容是用來調(diào)節(jié)反饋系數(shù)，通過改變變?nèi)荻O管的反偏電壓來調(diào)整振蕩頻率，，反偏電壓減小，電容增大，頻率減小，反之，反偏電壓增大，電容減小，頻率增大。</p><p>　　3、在調(diào)試的過程中，可以知道晶體振蕩

23、器的頻率精度更高，并且晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度也高一些， 石英晶體的Q值極高，一般為幾萬甚至為幾百萬，這是普通LC電路無法比擬的，此外，其接入系數(shù)非常小，即晶體與外電路的耦合必然很弱。所以晶體振蕩器的優(yōu)點是：能使振蕩的頻率穩(wěn)定度大大提高。因為①石英晶體的物理和化學性能都十分穩(wěn)定，因此，它的等效諧振回路有很高的標準性；②晶體具有正、反壓電效應，而且在諧振頻率附近，晶體的等效參數(shù)Lq很大、Cq很小、Rq也不高，因此，晶體的Q值可高達數(shù)百萬數(shù)量

24、級:；③在串并聯(lián)諧振頻率之間很狹窄的工作頻帶內(nèi)，具有極陡峭的電抗特性曲線，因而對頻率變化有極靈敏的補償能力。</p><p>　　4.、靜態(tài)工作點對振蕩器起振條件和輸出波形振幅的影響：</p><p>　　晶體管的振蕩條件是基極-發(fā)射極間電壓是0.6V左右，如果達不到這個條件，是不會起振的，所以靜態(tài)工作點要接近這個電壓，然后加上正反饋后才可起振；</p><p>　

25、　5、反饋系數(shù)F對振蕩器起振條件和輸出波形振幅的影響：</p><p>　　正反饋放大器產(chǎn)生振蕩的條件是A0F=1，反饋系數(shù)完全是由無源線性網(wǎng)絡所決定的比例系數(shù)，與振蕩幅度的大小無關。由于放大器的放大倍數(shù)隨振幅的幅度增大而下降，為了維持一定振幅的振蕩，反饋系數(shù)F要設計的比A0F=1中的F大一些，一般取F=1/2~1/8，這樣，就可以使得在A0F>1的情況下起振，而后隨著振幅的增強A0就向A過渡，直到振幅增大

26、到某一程度，出現(xiàn)AF=1時，振幅就達到平衡狀態(tài)。因此，振蕩器的起振條件為A0F>1。振蕩器的平衡條件為A0F=1，此時反饋信號與原輸入信號的相位相同。</p><p><b>　　、</b></p><p>　　此時處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)</p><p>　　在反饋型振蕩器中，放大器的放大倍數(shù)隨振蕩幅度的增強而下降，振幅才能處于穩(wěn)定平穩(wěn)狀態(tài)。在

27、開始 A0>1/F。（Q0點），振蕩處于增幅振蕩狀態(tài)，振蕩幅度從小變大，直到AF=1( Q1點)為止，振蕩器由增幅振蕩過度到等幅振蕩。</p><p>　　6、負載對振蕩器起振條件和輸出波形振幅的影響</p><p><b>　　≈</b></p><p>　　當負載變化時，振蕩頻率也將隨之改變，為了減小負載的影響，要求振蕩器的負載必須極

28、輕且穩(wěn)定不變，負載越小，回來的Q值越高，因而頻率穩(wěn)定度也越高。</p><p>　　7、.晶體振蕩器的工作頻率為10.0—10.1MHZ,基本保持在10.0MHZ，LC振蕩器的工作頻率為9.8MHZ~11.9MHZ，兩種振蕩器中晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度高一些。LC振蕩器的頻率穩(wěn)定度大約為10-2 —10-3 的數(shù)量級。而晶體振蕩器的穩(wěn)定度可達到10-6 數(shù)量級。</p><p>　　八、設

29、計過程出現(xiàn)的錯誤分析</p><p>　　1、焊接過程出現(xiàn)的錯誤：</p><p>　　拿到元器件后，沒有分清楚某些元器件，如電感，還有變?nèi)荻O管，導致元件實物與電路圖對不上號，后來通過看模版和向同學請教最后弄清楚，在對三極管的沒有很快的分別從a、b、e三個極性，后來弄懂后再開始布線；在布線時，遵守布線盡量的緊湊，根據(jù)實驗圖把元器件布局好，然后進行焊接，焊接的時候也出現(xiàn)了許多虛焊的地方還有

30、沒有焊接的地方，還有焊接的時候有的元器件的管腳很短需要用導線連接，在焊接的時候也需要注意技巧。可以把所有的地線一起分別都都焊接在一條長導線上，電源線也一樣，避免多個地線在一起焊出現(xiàn)虛焊的情況，另外也容易檢查出錯誤。</p><p>　　2、調(diào)試過程出現(xiàn)的錯誤：</p><p>　　板子焊好后，就開始調(diào)試了，首先用萬能表測試連接點是否導通，沒有錯誤繼續(xù)調(diào)試測試靜態(tài)工作點時，剛開始測試的時候b

31、、c、e三個點的電壓一樣，后來檢查發(fā)現(xiàn)c端通過電阻的那段沒有接上電源，后來有示數(shù)，發(fā)現(xiàn)e集的電壓比b集電壓還高，檢查電路，發(fā)現(xiàn)CT3沒有并聯(lián)在電路中，最后沒有出現(xiàn)問題，調(diào)節(jié)VR1使得變?nèi)荻O管到地電壓為2V，調(diào)節(jié)VR2設置基極參考電壓7.4V，測得發(fā)射集6.8V，集電極8.7V，S2-4接上使晶體接入振蕩器中，S4-3接上360P電容接入振蕩器電路中，用無感起子調(diào)整CT3有信號輸出，波形很好，適當調(diào)整CT3使幅度達到最大，此時電路處于諧

32、振狀態(tài)，此時振蕩頻率剛好是10MHZ，但是輸出的最大幅度的峰峰值只有383mv，沒有達到要求，又要增加幅度，頻率又不變，由交流等效電路圖，只能在CT1處并聯(lián)電容，提高幅度值，在CT1處并上1000P電容，適當調(diào)節(jié)，頻率不變，幅度增加到5.24V。當把LC接入振蕩器中沒有波形，如果用筆頭觸碰一下才會有波形，出現(xiàn)這樣現(xiàn)象是負載的電流過大，需要加射極電路來減輕，或者調(diào)整探頭，當調(diào)大探頭指針調(diào)到×10檔，這時就可以觀察到LC振蕩器有輸

33、出，波形有失真，然后</p><p><b>　　九、實驗總結</b></p><p>　　為期一周的課程設計，主要學習的是焊接和通過對電路的理解進行調(diào)試，雖然任務不是很多，但需要我們有耐心的去學習，調(diào)試。通過這個課程設計，讓我們把書本上的理論知識與實際相結合，讓我們對書上的知識有了更深刻的理解與認識。</p><p>　　這次課程設計是“正弦

34、波振蕩器制作與調(diào)試”，通過對實驗的基本原理的理解，振蕩器是不需外信號激勵、自身將直流電能轉換為交流電能的裝置，它產(chǎn)生的是等幅振蕩，通常工作于丙類，因此它的工作狀態(tài)是非線性的。通過實驗原理電路圖能夠理解性的將板子焊出來，雖然在焊接的工藝上有待提高，感觸最深的是將以前學的全部結合起來，以前的電工實習學習焊電路板，后來的一次實習是學習對電路圖進行布局和電腦仿真畫圖，在這次的實習中全部都結合起來了，在焊接的時候盡量焊點飽滿、光潔、無虛焊，布局的

35、時候盡量緊湊，合理，焊電路板的時候要有耐心，認真檢查是否有漏焊，虛焊等等，在調(diào)試的時候也不能急，慢慢進行調(diào)試，從原理出發(fā)，理解了原理也就掌握了方法， </p><p>　　出現(xiàn)錯誤不是干著急，而是虛心向同學請教，再弄不懂就問老師，一定能夠將問題解決，調(diào)試過程中，我學會了出現(xiàn)錯誤時，先將電路原理搞清楚后再分析電路是哪塊出現(xiàn)問題，而不是盲目的將板子重復的拆了又焊，再調(diào)試，不僅浪費時間還可能出現(xiàn)更多的錯誤，這個設