高频电路实训装置

目 录

目 录 ................................................................................................................................ I 1 2 3

引 言 ............................................................................................................................ 1 设计要求 ........................................................................................................................ 3 方案论证与比较 ............................................................................................................ 3 3.1 系统方案论证与选择 ............................................................................................ 3 3.2 FM发射电路设计方案论证与选择 ....................................................................... 3 3.3 FM接收发射电路设计方案论证与选择 ............................................................... 4 4 5

系统组成 ........................................................................................................................ 4 模块电路设计 ................................................................................................................ 5 5.1 LC与晶体管振荡电路设计 ................................................................................... 5

5.1.1 单元电路设计 ........................................................................................... 5 5.1.2 安装与调试 ............................................................................................... 5 5.2 AM发射机电路设计 ............................................................................................... 6

5.2.1 设计思路 ................................................................................................... 6 5.2.2 工作原理及组成框图 ............................................................................... 6 5.2.3 主要技术指标 ........................................................................................... 6 5.2.4 单元电路设计 ........................................................................................... 7 5.2.5 安装与调试 ............................................................................................. 11 5.3 AM接收机电路设计 ............................................................................................. 12

5.3.1 工作原理及组成框图 ............................................................................. 12 5.3.2 主要技术指标 ......................................................................................... 12 5.3.3 单元电路设计 ......................................................................................... 13 5.3.4 安装与调试 ............................................................................................. 14 5.4 FM发射机电路设计 ............................................................................................. 17

5.4.1 设计思路 ................................................................................................. 17 5.4.2 工作原理及组成框图 ............................................................................. 17 5.4.3 安装与调试 ............................................................................................. 18 5.5 FM接收机电路设计 ............................................................................................. 20

5.5.1 设计思路 ................................................................................................. 20

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5.5.2 工作原理及组成框图 ............................................................................. 20 5.5.3 安装与调试 ............................................................................................. 22 5.6 FSK调制电路设计 ............................................................................................... 24

5.6.1 FSK原理及信号产生框图 ...................................................................... 24 5.6.2 单元电路设计 ......................................................................................... 25 5.7 FSK解调电路设计 ............................................................................................... 27

5.7.1 FSK解调原理及信号产生框图 .............................................................. 27 5.7.2 单元电路设计 ......................................................................................... 27 5.8 CPLD频率计电路设计 ......................................................................................... 32

5.8.1 单元电路设计 ......................................................................................... 32 5.8.2 程序设计 ................................................................................................. 33 5.9 系统电源电路设计 .............................................................................................. 38 6

结 论 .......................................................................................................................... 39 参考文献 ............................................................................................................................. 40 附录一 样机图片 ............................................................................................................... 41 致 谢 ............................................................................................................................. 42

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1 引 言

“无线电调试技术”实训课是通信工程和电子信息工程重要专业基础课。通过无线通信系统的学习使学员能更好的理解和掌握信号系统、通信原理及无线电传送的基本理论知识。这课程主要针对通信工程和电信工程专业的学生进行职业技能鉴定训练和考核，结合通信原理、仪器仪表、高频电子线路等相关知识，是基于对学员训练无线电电路设计、仪器仪表使用能力而设计的无线电调试实训装置。

在过去的无线电实训模式中一般是学员采用分立式元件和万能板对高频实训电路进行搭接和调试，学员能从中学到焊接技术、高频电路的调试方法及解决高频干扰等很多知识，但同时也存在一定的不足，比如如学员对系统不了解，在实际的实训中只针对某一个高频电路进行训练，学员在有限的时间内无法快速的理解系统原理及组成；有时调试的电路无法应用于实际当中，只是对电路进行验证，使得所学知识的跟实际脱节，影响学员学习热情和兴趣；在者就是来自各方面的干扰对无线电影响很大，有时会由于焊接或元器件的参数使电路无法正常工作，学员需要对电路不断的调试和更换电子元器件的参数来达到对电路的调试，这样往往需要一定的学习周期，以至学员在短时间内无法建立无线电通信系统概念。

目前有关无线电调试技术的新型教学仪器中，大部份是应用于实验场合，而在实训和无线电职业技能培训鉴定方面尚无理想的教学设备，目前所使用的教学仪器设备不适合培训课程，在实验箱上的电路学员能调试的地方很少，只能观测系统已设置好的参数的信号模型，而无法根据自己来设定参数；系统中的功能电路没有模块化，很难实现对单元短路的调试和测试，学员只能知道验证的结果，而对系统内部的信号流程及工作参数无法获得，这样学员只能获得概念上的学习而无法指导实践工作。通过不断的摸索，我们开发和设计了针对无线电调试技术的实训装置，目的是使学生在高频电路原理和安装、调试方法、检测手段、电路稳定、抗干扰等技术要点方面获得实际的经验与体会，从而提高相应的实践操作能力。

通过结合我院进行的实习、实训、课程设计、毕业设计等四位一体教学模式改革的成功探索，使学生的专业技术能力可以迅速提升。学院对学生的培养进行系统化的分析，对学生大学职业技能进行职业化的培养，使学生在大学不仅拥有扎实的理论基础，同时具有较高的专业实践能力，形成学生即引导理论学习，又能指导实践操作一体化人才，使学生在毕业时具有很强的适应工作岗位的能力。在学院进行的特色教育的同时，通过开放实验室，举办各类科技竞赛活动，结合毕业设计对无线电调试技术的实训装置进行开发和设计，面向相关培训和考核训练的平台。

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该实训装置在无线通信方面采用三类无线传输方式，分别是调幅方式，调频方式和FSK调制与解调方式，这样可对无线电通信的发射与接收进行学习，且可根据自行调试和设计的参数来调制信号发射，再通过本实训装置进行相应的接收，使学员对发设和接收有系统性的理解。在一般的高频电子线路实验教学仪器中，主要是结合教材顺序来安排实验，学员通过实验课的学习和验证进一步加深对理论的理解，这样只能是单电路模块的学习，而在职业技能训练和鉴定时，要求学员能对整个通信系统的了解和掌握，这样的教学仪器很难满足要求。

经过对市场调研，目前用于无线电调试的考工实训和职业技能鉴定的教学仪器相对不完善，开发好可运用于大、中专院校的实训教学和科研机构的实验设备，所以具有很强的实际应用价值和市场前景。

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2 设计要求

设计并制作适合无线电调试技术实训、职业技能训练和职业技能鉴定相应工种的实训装置，结合经典的高频电子电路，学生能通过实训更好的掌握所学的理论知识，要求易懂易学，能通过对关键的信号探测点来测量参数，通过分析波形和参数进一步加深加固理论知识，使高频理论知识实践化。设计过程先采用万能实验板搭接各相应的模块电路，通过实验室提供的仪器设备，逐个调出各模块电路，记录电路各参数指标；然后用Protel DXP软件画出各模块电路的原理图及PCB板图；接着把各模块的PCB板图合并在一起，并开板加工成印制电路板；对印制板电路按信号的工作流程及各模块特点逐个焊接和调试模块电路；要求调试和修改从而达到各模块的相应技术指标的要求；并设计箱体的外观及尺寸大小；最后完成实训箱。

3 方案论证与比较

3.1 系统方案论证与选择

方案一：采用单元单元电路设计，再用连接导线来组合无线电通信的实训装置，这样的优点是功能模块单元化，学员通过各个单元电路来加深对高频电子电路的学习和理解，信号也易于测试和调节，但在组合成相应的功能模块时，因连接导线较多，一方面给学员感觉较为杂乱，同时也存在一定的干扰，而无线电通信对干扰信号反映较为敏感。

方案二：采用单元电路集成相应的功能模块，每个模块在系统里相对独立，模块之间的连接导线较少，是末级之间的传输关系，对功能模块内的单元电路不会存在着干扰，同时也使实验系统比较简洁；另一方面我们吸收了方案一的优点，利用短路端子来对功能模块中的单元电路分割开，这样即可以对单元电路进行测试和设计，也可以用相对独立的功能模块组成特定的无线传输通信系统。

综上所述，本设计选择方案二，即采用单元电路集成相应功能模块的系统设计方式。

3.2 FM发射电路设计方案论证与选择

方案一：采用单片调频发射集成电路MC2833及相关电路组成。它可构成发射高频率信号的功率放大器。但由于该芯片涉及到的谐振回路较多，不易统调，因而频率不易控制，导致信号不稳定、容易跑台，实现较为困难。

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