高频电路实训装置

高频电路实训装置

本发明高频电路实训装置属于电子信息领域。

发明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。发明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ProtelDXP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；并发明箱体的外观及尺寸大小；最后完成实训箱。

系统发明论证与选择

采用单元单元电路发明，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。

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；另一方面发明吸收了发明一的优点，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发明，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。

FM发射电路发明发明论证与选择

发明一：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。

发明二：采用集成芯片BA1404及相关电路构成。它主要由前置音频放大器，立体声调制器、FM调制器及射频放大器组成。利用内部参考电压改变变容二极管的电容值，可实现发射频率的调整。典型调频频段为75-108MHz。

综上所述，本发明选择发明二，即利用集成芯片BA1404实现FM发射电路。

FM接收发射电路发明发明论证与选择

采用美国MOTOROLA公司生产的芯片MC3362。该芯片是单片窄带调频接收电路，主要应用于语音通讯和数据传输的无线接收机。MC3362片内包含振荡电路、混频电路、限幅放大器、积分鉴频器、场强指示驱动及载频检波电路等电路。具有低供电电压、低功耗、灵敏度高等特点。但是该电路较多用于调频广播接收，在要求的频段内进行调试相对困难。

采用集成芯片CXA1238S。该芯片内部包含FM前置放大、立体声解调放大、FM中频放大及鉴频等环节，尤其是芯片内采用了锁相技术，因而具有中心稳定，调谐简单、抗干扰性强、电路稳定等优点。

系统是由九个高频实训电路模块组成，分别由晶体管振荡电路，AM发射机电路，AM接收机电路，FM发射机电路，FM接收机电路，FSK调制电路，FSK解调电路，CPLD频率计电路，系统电源电路模块等组成。

模块电路发明

LC与晶体管振荡电路发明

单元电路发明

LC与晶体管振荡电路的输出是发射机的载波信号源，要求它的振荡十分稳定。一般使用晶振电路，其中Q值可达数万，其频率稳定度可达10-5～10-6。晶振JT和C1、C2、C3、VT1构成电容三点式振荡电路，振荡频率为3.579MHz。电路中的R1、R2、R3决定晶体管的静态工作点，其中R1可以调整。在对静态工作点设置时，先设定集电极电流ICQ，一般ICQ取0.5～4mA，ICQ太大会引起输出波形失真，产生高次谐波。设晶体管β=60，ICQ=2mA,UEQ=(1/2~1/3)Ucc，则可算出R1，R2，R3。所示安装电路，在调试中UBQ=8.3V,UEQ=7.7V。

安装与调试

调试晶体振荡器时，应先断开晶振，使振荡器不振荡，再用万用表测三极管的各级电压。UEQ应满足

UEQ/（R2+R3）≈ICQ=2mA

若不满足，则可调整R1值。将三极管的静态工作点调试正确后，再接上晶振，测量振荡器的振荡频率和输出电压的幅度。测量时要正确选择测试点，使仪器的输入阻抗远大于电路测试点的输出阻抗。在输出端还应接负载电阻RL，RL应与下一级电路的等效输入阻抗相等。若仪器的输入阻抗较高，则可选择A点测量；若仪器的输入阻抗较低，则应选择B点测量，这时耦合电容Co的取值约为20pF。

AM发射机电路发明

发明思路

单频点是指发射和接收的载频为固定值的频率点，这样在发射和接收时不需考虑因波段不同而引起放大器性能不同的因素，简化了发明难度。单工是指对讲机在发射时就不能接收，在接收时就不能发射，即一次只能进行一种操作，要么发射，要么接收。这样，一个对讲机只是相当于一个发射机和一个接收机的组合，用一个开关来控制发射与接收的转换。为了发明的简便，一般对讲机采用调幅发射与接收。

工作原理及组成框

其工作原理是：第一本机振荡产生一个固定频率的中频信号，它的输出送至调制器中；话音放大电路放大来自话筒的信号，其输出也送至调制器中；调制器输出是已调幅的中频信号，该信号经中频放大器放大后与第二本振信号混频；第二本振是一频率可变的信号源，一般选第二本振频率?o2是第一本振频率?o1与发射载频?o1之和；混频器输出经带通或低通滤波器，使输出载频?c=o2-o1；功放级将载频信号进行功率放大到所需发射的功率。

主要技术指标

（1）工作频率范围

点频调幅发射机的工作频率为3.579MHz。

（2）发射功率

一般是指发射机输送到天线上的功率，只有当天线的长度与发射频率的波长λ可比拟时，天线才能有效地将载波发射出去。波长λ与频率?的关系为：

λ=с/

式中，с为电磁波传播速度，с=3×108m/s。

若接收机的灵敏度SA=2μV，则通信距离S与发射功率PA的关系如表1-1所示。

发射功率PA与通信距离S的关系

PA/mV50100200300400500600700

S/km2.843.384.024.454.825.085.275.50

该电路的发射功率Po≥150mW。

（3）调幅度

调幅度是调制信号控制载波电压振幅变化的系数，它的取值范围为0～1，通常以百分比来表示，即范围为0%～100%。非线性失真（包络失真）调制器的特性不能跟随调制电压线性变化而引起已调波的包络失真为调幅发射机的非线性失真，一般要求小于10%。线性失真保持调制电压振幅不变，改变调制频率引起的调幅幅度特性变化称为线性失真。该电路的的调制度为50%。

（4）噪声电平

噪声电平是指没有调制信号时，由噪声产生的调幅幅度与信号最大时的调幅幅度比。广播发射机的噪声电平要求小于0.1%，一般通信机的噪声电平要求小于1%。

（5）总效率

发射机发射的总功率PA与其消耗的总功率P’c之比称为发射机的总效率ηA，即

ηA=PA/P’c。该电路的总效率η≥40%

单元电路发明

(1)调制电路

根据题意及给定的主要器件，选定模拟乘法器MC1496构成调幅电路。

设uΩ=UΩmcosΩt=UΩmcos(2π?Ωt)

载波uc=UcmcosΩt=Ucmcos(2π?ct)

加上直流UDC与载波uc相乘，得：

uAM=UM(1+MacosΩt)cosωct

式中，调制系数Ma=UΩM/UDC≤1，否则会产生过量调幅。

MC1496各引脚功能如下：

1）、SIG+信号输入正端2）、GADJ增益调节端

3）、GADJ增益调节端4）、SIG-信号输入负端

5）、BIAS偏置端6）、OUT+正电流输出端

7）、NC空脚8）、CAR+载波信号输入正端

9）、NC空脚10）、CAR-载波信号输入负端

11）、NC空脚12）、OUT-负电流输出端

13）、NC空脚14）、V-负电源

在设置MC1496的静态偏置时，应使乘法器内部的三极管均工作在放大状态，并尽量使静态工作点处于直流负载线的中点。在调试时各管脚的静态偏置电压。

管脚12345681012

电压-6-6.5-6.5-6-10.4+6.9+0.5+0.5+6.9

（2）话音放大电路

根据给定的主要器件，uA741为集成运算放大器，可以用它来对低频话音进行放大。其输出电压为：

（3）缓冲电路

射极输出器的输入阻抗大、输出阻抗小，能明显的改善电路的性能，因此，常用射极输出器做缓冲电路。发明射极输出器时，主要是考虑输入阻抗和输出阻抗与前后级的匹配问题。

（4）功率放大电路

利用宽带变压器做耦合回路的功率放大器称为宽带功率放大器。常见的宽带变压器有用高频磁芯绕制的高频变压器和传输变压器。宽带功率放大器不需调谐振动回路，可在很宽的频率范围内获得线性放大，但是效率η较低，一般只有20%左右。它通常作为发射机的中间级，以提供较大的激励功率。

利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振放大器，根据放大器电流导通角θ的范围，可以分为甲类、乙类、丙类和丁类等功率放大器。电流导通角θ越小，放大器的效率就越高。通常用丙类功率放大器作为发射机的末级，以获得较大的输出功率和较高的效率。

的为由两级功率放大器组成的高频功率放大器电路。其中晶体管VT1为缓冲级，晶体管VT2与高频变压器Tr1组成宽带功率放大器，晶体管VT3也选频网络L3、C6组成丙类谐振功率放大器。

①宽带功率放大器

静态工作点Q的确定：

UBQ=UCCR6/(R5+R6）

UEQ=UBQ-0.7=ICQ(R7+R8)

UCEO=UCC-UEQ=UCC-ICQ(R7+R8)

宽带功率放大器集电极输出功率PC为：

PC=PH/ηT=1/2UCMICM

式中，PH为输出负载上的实际功率；ηT为变压器传输效率，一般为0.75～0.85。

UCM=UCC-ICQR8-UCES

式中，UCES为饱和压降，约为1V。

ICM≈ICQ

变压器匝数比K为：

K=[（ηTR'H）/RH]1/2

式中，RH为VT2输出阻抗；R'H为下级晶体管VT3的输入阻抗。

②丙类功率放大器

丙类功放的基极偏置电压是利用发射电流的直流分量IE0在发射极电阻R10上产生的压降来提供的，故称为自给偏压电路。

集电极基波电压振幅为：

UC1m=IC1m/RP

式中，IC1m为集电极基波电流振幅；RP为集电极负载阻抗。集电极输出功率为：

Pc=UC1mIC1m/2

直流电源供给的直流功率为：PD=UCCIC0式中，IC0为集电极脉冲的直流分量。

③高频变压器的绕制。

高频变压器的磁芯应采用镍锌（NXO）铁氧体，而不能用硅钢片铁芯，因硅钢片在高频工作时铁损过大。用NXO—100环形铁氧体作高频变压器磁芯时，工作频率可达十几兆赫。在确定磁芯材料后，其电感量可由L线圈的匝数来确定，匝数越多，电感量越大。为了减小线圈漏感与分布电容的影响，匝数应尽量少些，匝间距离应尽可能大。

安装与调试

电路调试应先分别调整各级静态工作点，然后从前级向后级逐级调整输出信号。

调制器的测试

测调制器电路静态工作点时，应使本振信号UO=0，调制信号UΩ=0。先测MC1496第5脚上的电压U5，调整R5的值，使|U5|/R5=I0；然后测量各静态工作电压，其值应与发明值大致相同。加本振电压Uo=100mV，使调制电压UΩ=0，调节RP3使MC1496输出信号为最小值，再使UΩ=100mV，这时测得的输出波形应为载波被抑制的双边带信号波形，再调节RP3使输出波形为Ma=50%的调幅波。

超外差式晶体管收音机电路的方框图和各级信号的波形图。发明现在使用的收音机基本上都是超外差式收音机，其特点是：收音机接收到的电台信号要经过变频电路变频，将原高频载波变换为统一的频率较低的中频信号。然后再经中频放大、解调还原成声音信号。超外差式收音机具有灵敏度高、选择性好、工作稳定等优点。

主要技术指标

（1）工作频率范围

调幅发射机的工作频率为3.579MHz。

（2）灵敏度

接收机输出端在满足额定的输出功率和一定输出信噪比时，接收机输入端所需的最小信号电压称为接收机的灵敏度。调幅接收机的灵敏度一般为5～50μV。

（3）选择性

接收机从作用在接收机天线上的许多不同频率的信号（包括干扰信号）中选择有用信号，同时抑制邻近频率信号干扰的能力称为选择性，通常以接收机接收信号的3dB带宽和接收机对邻近频率衰减能力来表示。一般要求3dB带宽不小于6～9kHz，40dB带宽不大于20～30kHz。

（5）中频抑制比

接收机抑制中频干扰的能力称为中频抑制比。通常用输入信号频率为本机中频时的灵敏度SIF与接收灵敏度S之比表示中频抑制比，以dB为单位，即中频抑制比=20lg(SIF/S)dB分贝数越大，说明抗中频干扰能力越强。一般要求中频抑制比大于60dB。

（6）镜频抑制比

接收机对于镜频（镜像频率）干扰的抑制能力称为镜频抑制比。镜频=S±2I

式中，?S为信号频率；?1为中频频率。对于本振频率高于信号频率的接收机，其镜频为?S+2I；对于本振频率低于信号频率的接收机，其镜频为?S-2I。通常用输入信号频率为镜频时的灵敏度SIM与接收灵敏度S之比表示镜频抑制比，一般以dB为单位，即镜频抑制比=20lg(SIM/S)dB

分贝数越大，说明抗镜频干扰的能力越强。通常要求镜频抑制比大于60dB。

（7）自动增益控制能力

接收机利用接收信号中的载波控制其增益以保证输出信号电平恒定的能力称为自动增益控制能力。测量时，通常使接收机输入信号从某规定值开始逐步增加，直至接收机输出变化到某规定值（如3dB）为止，此时输入信号电平所增加的分贝数即为接收机的自动增益控制能力。

（8）输出功率

接收机在输出负载上的最大不失真功率称为输出功率。

单元电路发明

（1）输入回路

由磁性天线感应得到的高频信号，实际上是高频载波信号经过ＬＣ调谐回路加以选择得到欲接收电台信号。（为使收音机获得较高选择性、灵敏度，应选合适Ｌ1与Ｌ2匝数比。现在装的天线线圈现成已发明好的，要求学生尽量注意，不要把线圈弄断，否则拆除线圈减少圈数影响匝数比）。

（2）变频电路

由输入回路送来的高频信号是调幅波，本机振荡产生的本振频率信号是等幅波，混频后经选频得到465KHZ中频信号。因此变频级主要作用是将调幅的高频信号变为调幅的中频信号。变换前后仅是载波频率改变，而信号包络不变。一般用一只变频管来完成该机的振荡和混频作用。对混频来讲，要求工作在非线性区，电流不能太大，否则变频增益下降，但对本振来讲，电流大一点，变频增益高又容易起振，电池电压下降不易仃振。但振荡也不能太强，否则会引起波形失真听到“咯”、“咯”声，增益反而下降，一般选电流为0.4～0.6mA。

（3）中频放大

中放级的好坏对收音机灵敏度、选择性等有决定性影响。中放级工作频率是465KHZ，用并联的LC谐振回路作负载，因此只有在信号频率为465KHZ时并联谐振回路电压最大，因此提高了整机选择性。收音机有时采用一级中放（一般为二级中放）单调谐中频放大器，选择性及灵敏度不一定十分理想，但回路损耗小，调整方便，因此袖珍机广泛采用此线路。

（4）检波级

中频信号仍旧是调幅信号，经过检波级（由二极管或三极管检波），从调幅波中取出音频信号。若选用的是三极管则利用其中一个PN结在非线性工作状态下起大信号检波作用，同时此管还进行来复低频电流放大。

（5）低放和功率放大

检波后的音频信号送到低放级进行音频放大，然后通过输入变压器送到推挽功率放大级进行功率放大，输出信号推动扬声器发出声音。推挽功放电路的管子工作在乙类状态。在无信号时截止，有信号时二管轮流工作，因此效率高，但乙类工作在小信号时在特性曲线弯曲部分产生失真。因此本机线路在无信号时基级也有一定的偏压，使之工作在甲乙类状态，这样效率高，输出功率大，而且省电。要求二只管子参数一致。希望在装配时选定。凡有一只管损坏，必须配对选管。焊接时注意二管焊好，如虚焊一管，造成一管工作产生严重失真，而且音量大大下降。

安装与调试

（1）元件介绍

收音机所用的可变电容的种类很多这里使用的是差容双联。振荡联为68pF。天线联为140PF的中型双连。在双联电容器上标有“A”的一端为天线联，标有“O”的一端为振荡联。中间是标有“G”的是接地端。磁性天线的磁棒尺寸为55X13X5mm。线圈的绕法及圈数见电路原理。线圈全部用Φ0.13的高强度漆包线绕制。中波振荡线圈B2（磁帽为黑）的型号为LF10－l；中频变压器的型号为TF10－1和TF10－2。这两只中频变压器中均带有谐振电容器。第一中频变压器B3中的磁帽为白，第二中频变压器B4中的磁帽为绿。

三极管全部为NPN型硅材料塑封管，其中BG1、BG2、BG3均选用3DG201；BG4可选用3DG201或9014。它们的β值应该在150～200之间；变频管的β值不宜太大，一般在60倍左右；BG6和BG7可用9013。它们的β值不要小于100。二极管为1N4148。电阻全部为1/8W碳膜电电阻。电容C4、C7、C8是电解电容器；C3是涤纶电容器。其余均为瓷介电容器。

（2）电路安装

按照实验室所提供的实验电路图，检查实验室所提供元件的种类、型号和数量是否正确。由于收音机元件多，电路比较复杂，因此在组装时，一般要一级一级的组装。收音机的组装次序与信号流程恰好是相反的，即组装过程应从功放级开始，依次为前置低放、简波级、中放级、AGC电路，最后是变频级和输入回路，这样分级组装有利于电路的调整和测试。

（3）调整各级直流工作电流

在集电极和直流电源之间串联进毫伏表，选择相应量程，调节偏置电阻Ｒb，(一般用一个固定电阻再串上一个电位器)，使毫伏表指示的数值达到规定的工作电流，然后拆下这个固定的电阻和电位器量出总电阻。再换上对应阻值的固定电阻。这一级就算调节好了。注意：

A：调整直流工作点时，应保持收音机无信号输入。为此把双联电容器全部旋入或全部旋出。

B：换上固定阻值的电阻后还应再测一下工作电流。最后还要注意将印刷电路中的两个测试点接通。

（4）调整中频频率（调中周）

调整中频频率的方法有仪器调试法和听音法等多种。

仪器调试法——打开收音机，开大音量电位器，将收音机的双连可变电容器全部旋进，避开外来信号。将高频信号发生器的输出频率调节在465kHz上，调制频率用1000Hz，调幅度调在30%上。经过低频调制后的高频信号（465kHz）通过0.01～0.047μF耦合电容，由收音机的基极注入，调节信号发生器的输出使之由小逐渐增大，以扬声器中的声音能听清为准。由第三级中周开始调节，逐级向前进行。用无感的胶木或塑料螺丝刀旋动中频变压器的磁帽，使示波器或毫伏表获得最大输出。上述过程应反复调整几次。如果出现自激，要重新调整中和电容及中周变压器。中和电容的值一般为2pF左右。

听音法——在收音机能收听到电台广播的情况下，选一个电台信号，再根据上面所述的调试方法，一边听声音的大小，一边调中周，从后往前，一级一级，反复调几次，直到声音最响为止。用这种方法可以将中周基本调准。

（5）调整频率范围

在调整中要配好刻度盘。先在550～700千赫范围内选一个电台，例如选中央人民广播电台639千赫、参考刻度盘将双联旋在刻度639千赫的这个位置，调中波振荡线图（黑）的磁芯，收到这个电台，并调到声音较大。然后在1400～1600千赫范围内选一个已知频率的电台，参考刻度盘将双联旋在这个频率的刻度上，调节振荡回路中微调电容（即双联上的微调电容）收到这个电台并将声音调大。由于高、低端的频率在调整中会互相影响，所以低端调电感磁芯、高端调电容的工作要反复调几次才能最后调准

（6）统调

利用调整频率范围时收听到的低瑞电台。调盘磁性天线线圈在磁棒上的位置，使声音最响，达到低端统调。利用调至频率范围时收听到的高端电台，调节输入回路中的微调电容（双连上天线连的微调电容），使声音最响，以达到高端统调。也和调整频率范围一样，需要高、低端反复调整几次。

检测故障要耐心细致、冷静有序。检测按步骤进行，一般由后级向前检测，先判定故障位置(信号注入法)。再查故障点(电位法)，循序渐进，排除故障。忌讳乱调乱拆，盲目烫焊，导致越修越坏。

5.1FM发射机电路发明

发明思路

通过对发明论证，选择了BA1404芯片作为FM发射机芯片，BA1404是美国ROHM公司生产的调频无线电发射专用集成电路；其集成度高；需要的外围元件少；工作可靠；电源电压适应范围宽，低至1.5V时仍能正常工作。根据芯片内部结构来发明FM发射机的电路。

工作原理

该机的电路原理其中BA1404为一块调频立体声编码与发射专用集成电路，采用18脚双列直插式封装。由于IC１本身的工作电压较低（1－3V），而且振荡功率较小，从其7脚输出的功率也不过几毫瓦，要得到较大的功率输出必需经过好几级的功率放大。

由N1及其周边元件构成一高频高效振荡器，该振荡器的振荡功率虽然较小，但因其效率较高，使得发射机的发射距离也较远，在开阔地带可达１公里。外接音频信号由P1端输入，C3、R3及C1、R4等分别构成左右声道的预加重网络，与接收机的去加重电路配合可以获得较好的频率响应，使得高音频响应有一定的提升。导频信号的频率为19KHz，由5、6脚间的晶体决定，38KHz振荡信号对L、R信号进行时分多路调制后产生的立体声复合信号由14脚输出，同时38ＫHz振荡信号还经集成内部的1/2分频器分频后得到19ＫHz的导频信号由13脚输出。立体声复合信号与19ＫHz的导频信号分别经过R2、C7及R1、C12后进行叠加，再由C18耦合至N1的基极对高频振荡器进行调频，振荡器的工作频率落在88－１08MHz范围内，即调频广播频段，调制后的高频信号由直接固定在电路板上的拉杆天线向空中发射。为了使得电路工作稳定，避免频率偏移及保证良好的音质，建议采用电压为12V/6Ah的免维护蓄电池供电，并经三端稳压后为本电路提供工作电压，当稳定电压在6－9Ｖ范围内时，本电路都能正常工作，在9V电压工作时输出功率相对提高。

由于本机采用单级振荡及单级发射电路，天线也直接由N1的集电极引出，没有经过任何缓冲，为避免因外界电磁波干扰而产生频率飘移，除了采用以上所述的稳定电源排除干扰外，还要求所有的元件严格按标注取值。高频振荡部分的电容应选用高频瓷介电容，L1、L2分别用Φ0.51mm的高强度漆包线在Φ3mm的钻头上密绕5圈与10圈，天线采用1.2--1.5米的拉杆天线，并使其底部直接固定在电路板的焊接面，与天线底部接触的铜箔必需事先均匀地焊上一层薄锡，且尽可能加大与天线底部的接触面积，切不可随便用一根导线将天线底部与电路板相连，这样将造成高频损耗，减短发射距离，且易引入外界的干扰，电路板发明时应加大接地面积。如欲更进一步减少干扰，可将全部电路装入一屏蔽盒内，屏蔽盒用具有一定厚度（2－3mm）的铁板或镀锡板做成，在盒内用屏蔽板将IC１部分电路与高频振荡电路隔离，盒壁与电路板的地端用锡围合，并预留天线孔及音频输入孔，两路音频信号的引线采用双芯交织网屏蔽线。音源可以选用随身听、CD机或影碟机的耳机输出，而且必需附带音量控制电位器以调节音量输出电平，避免产生过调制。

安装与调试

(1)BA1404的主要特点

a.采用低电压、低功耗发明，电压在1～3V之间，典型值为1.25V，最大功耗500mW，b.静态电流为3mA；

c.将立体声调制、FM调制、射频放大电路集成在一个芯片上；

d.所需外围元件少；

e.两声道分离度高，典型值为45dB；

f.输入阻抗为540Ω(fin=1kHz)，输入增益为37dB(Vin=0.5mV)；

g.典型射频输出电压为600mV。

(2)引脚功能及芯片介绍

BA1404主要由前置音频放大器(AMP)，立体声调制器(MPX)，FM调制器及射频放大器组成。

立体声前置级分别为两个声道的音频放大器。输入为0.5mV时，增益高达37dB，频带宽度为19kHz。如输入信号中存在频率高于19kHz的成分，则必须在输入端加一个低通滤波器，否则两个声道的分离度会下降。

在立体声调制组，振荡器输出的38kHz信号于立体声调制。通常在16、17脚接一可调电阻，以获得最佳的通道分离度。立体声混合信号(MPX输出信号)与导频输出信号(PILOTOUT)合成后的调制信号通过12脚进入射频振荡器并对载波进行FM调制，经射频放大后输出射频信号，射频信号的典型值在600mV左右。

BA1404内部还提供了一个参考电压单元VREF。发明者可以利用这个电压信号改变外接变容二极管的电容值，继而改变载波的振荡频率。因此，只要控制一个电阻的分压值就可以达到改变发射频率的目的，这是比较独特的发明。

发明时应注意以下几点：

(1)为了能够使发射机和FM接收机的频率响应相互匹配，在输入端需加预加重网络，其时间系数为50μs。

(2)在13、14脚，立体声调制器输出的立体声混合信号和导频信号进行合成时，有可能造成立体声通道的分离度恶化，所以必须注意12、13、14脚外围元件的值。

FM接收机电路发明

发明思路

通过对发明论证，选择了CXA1238M芯片作为低压调幅/调频立体声接收集成电路，其内部调幅部分包括了从天线接收至检波音频输出的全部功能，调频部分包括了从天线接收至立体声解码、左右声道音频输出的全部功能，只要外接一块立体声音频功率放大器和少量的外围元件便可组装成一部完整的AM/FM立体声收音机。

工作原理及组成框

采用集成芯片CXA1238S。该芯片内部包含FM前置放大、立体声解调放大、FM中频放大及鉴频等环节，尤其是芯片内采用了锁相技术，因而具有中心稳定，调谐简单、抗干扰性强、电路稳定等优点。

从天线接收到的FM信号，经过87～108兆赫带通滤波器（BPF），加到IC的18脚输出，送至内部FM前置放大电路，经高放、混频后解调出10.7兆赫的中频信号，并由16脚输出。20脚外接FM高放调谐回路，22脚为FM本振调谐回路。同样，调幅信号由天线输入回路调谐后注入⒆脚，本振信号注入24脚，经混频及AM前置放大后465千赫中频信号也送到16脚输出端。24脚外接AM振荡线圈。

16脚外接两路选频网络，一路经中频变压器T1、中频陶瓷滤波器B1，选出465千赫AM中频信号馈入IC的14脚，加到内部AM中放和检波级；另一路FM中频信号经10.7兆赫陶瓷滤波器B2，馈入13脚FM中放和鉴频电路。26脚外接FM陶瓷鉴频器B3，它的中心频率为10.7兆赫，这样可以省去鉴频S曲线的调整，但其标（表示频率偏差）必须与B2一致。

15脚外接波段选择开关，通过IC内部FM/AM直流转换电路的作用，来选择工作状态。当S1断开时为FM波段，s1接地时为AM波段。12脚为调协指示驱动电路的输出端，使得接收信号最大时，外接发光二极管LED1指示最亮。

经检波后的立体声复合信号（或单声道信号），由IC内直流放大器放大、滤波后变换成AGC/AFC控制电压，由10脚输出，通过R1反馈至23脚，用于控制内接变容管的等效电容，以达到修正本振的作用。改变外接电容C7的容量，可以调整AFC的引入范围。外接电容C18决定AM接收时的AGC时间常数。立体声复合信号经放大后，分别送至立体声解调器、鉴相器1和鉴相器2。

鉴相器1、压控震荡器（VCO）和分频器组成锁相环路。VCO产生76千赫的震荡信号、经二分频后变成38千赫立体声解调开关信号，送至解调放大器。再经过二分频，并移相90°后的19千赫信号与复合信号中的19千赫导频信号在鉴相器1中进行相位比较，输出一个误差电压。由外接低通滤波器（29脚和1脚之间）滤除高频成分后，用于控制VCO的振荡频率和相位，直至环路锁定。VCO的自由振荡频率可以通过27脚外接电阻来微调，从而调整跟踪导频信号的捕捉范围。

鉴相器2的作用是检出立体声/单声道开关控制信号。当分频后19千赫信号和输入导频信号的频率相同，相位差为零时，输出正电压最大，经低通滤波器滤波（2、3脚外接电容）和直流放大后，打开“立体声/单声道”开关，并驱动点亮4脚外接立体声指示发光二极管LED2。另外，4脚还可以用来检测VCO振荡频率。

解调放大输出的左、右声道信号，分别从6脚和5输出，送到ULN3782M双功放电路的输入端2脚和3脚。ULN3782M采用8脚环列直插封装，体积小，外围元件少，工作电源电压范围2～9伏，在VCC=6V时输出功率为430毫瓦/8欧和240毫瓦/16欧;在VCC=4.5V时，输出功率为220毫瓦/8欧和125毫瓦/16欧。RP1-2为立体声双连电位器，控制左、右声道的音量，XS为立体声插座，可用于外接立体声耳机或以对小型音箱。

XA1238是性能优良的收音集成电路，内部有AM、FM的高放、混频、中放、检波、鉴频以及FM立体声解码、自动频率控制电路等功能，与其他公司的同类收音IC相比，听感也觉得亲切舒服。下面向大家介绍一下这个IC各引脚的功能描述:

29脚是内部立体声解码用的锁相环振荡器的环路滤波器;

3脚是内部立体声解码用的振荡信号产生,需要关闭立体声时,可以在2脚接一只电阻对地;

4脚是立体声解码信号的检测与指示,收到立体声后灯会亮;

6脚分别是左右声道音频信号输出;

7脚为供电脚,输入2-8V的直流电压可以正常工作;

8脚为内部电源滤波;

10脚为FM自动频率控制的滤波,AM时则是自动增益控制电路的滤波,电容改变廷时时间;

11脚公共脚接地;

12脚调诣指示,调准电台时此灯亮;

13脚FM中频信号输入,信号放大后再经过鉴频(调频解调)取出音频信号;

14脚AM中频信号输入,信号放大后再经过检波(调幅解调)取出音频信号;

15脚AM、FM的波段转接,用于AM波段时应直接接地;

16脚FM/AM中频信号输入,然后由不同的选频器选出AM、FM的信号;

17脚公共脚接地;

18脚FM天线信号输入,一般接拉杆天线,高档机会再加上选频网络,加转换电路接室外天线;

19脚AM天线信号选台输入,一般都是磁棒线圈,直接感应空中的电磁波(中波、短波);

20脚FM天线信号选台放大,FM收音的灵敏度、选择性由本脚的电感和电容决定;

21脚内部基准稳压电路1.25V,高放振荡偏置;

22脚FM振荡信号频率调节,产生比电台高10.7MHz的振荡信号,接收频率范围由此脚决定;

23脚FM振荡信号自动频率控制电路,内部是一支变容二极管;

24脚AM振荡信号频率调节,产生比电台高465KHz的振荡信号,接收频率范围由此脚决定;

25脚静音功能,调台过程中,没调准时噪音大时自动减小音量;

26脚FM鉴频器滤波器,目的是为了还原调频的音频信号;

27脚立体声压控振荡器调节,此频率最终会受到调频广播中立体声导频解码信号控制;

28脚控制电压滤波。

（2）电路调试

本调频接收机采用耳机线作天线，由耳机线感应到的高频信号经C21耦合至带通滤波器BPF，BPF滤除掉88－１08MHz以外的高频信号，而调频广播信号则送至V1的基极，经V1放大后由C20送入IC1的天线输入端第18脚，并与集成内部本振信号混频后产生频率为10.7MHz中频信号，该中频信号由16脚输出，为了提高接收机的灵敏度和选择性，本电路中还设置了一级由V2及外围元件组成的增益为18db的预中放，16脚输出的中频信号经C23送至V2，经V2放大后由其集电极输出并经中频鉴频器CF2筛选出10.7MHz中频信号，由R7送入IC1的13脚，然后由集成内部解调出Ｌ、Ｒ两路音频信号分别由5、6脚输出，经音量电位器Ｗ后由IC2作进一步的功率放大后送至耳机插孔Ｐ，并推动耳机发出声音。

FSK调制电路发明

FSK原理及信号产生框

（1）FSK原理

频移键控（FSK）是利用数字信号控制载波频率来传输信息。可用数字基带信号去控制一个模拟开关电路，例如“1”码传送频率f1，“0”码传送频率f2。使其输出频率为f1和f2相间的正弦调制波形。

单元电路发明

由FSK信号波形及FSK的原理来发明FSK的调制电路，电路由波形发生电路、分频电路、波形变换电路、模拟开关电路等组成。

（1）波形发生电路

波形发生电路由4096反向器和4.096MHZ组成的晶振电路产生4.096MHZ的正弦波信号。

（2）分频电路

分频电路采用两片14分频的CD4042数字分频器进行分频。因波形发生电路产生4.096Mhz的正弦波信号，而FSK信号分别由2KHz表示信号0和4KHz表示信号1组成的，所以要对原信号进行分频，发明采用了两片7级128分频CD4042芯片来组成分频电路。从而得到模块所需的2KHz，4KHz，500Hz的信号波形。

（3）波形变换电路

波形变化电路由运放UA701和外围的电阻电容组成了波形变换，将分频电路输出的方波信号变换为正弦波信号，满足模块电路的信号的要求。其原理是利用了运放外围的电阻电容组成充放电电路来对方波信号进行整形。。由公式：

=RC和=1/F确定电路中的R、C参数值。

（4）模拟开关电路

模拟开关电路采用两组四路输入的CD4052芯片，两路载频经过数字基带信号控制的模拟开关4052后产生FSK信号。

FSK解调电路发明

FSK解调原理及信号产生框

（1）FSK解调原理

FSK信号的解调分为相干解调和非相干解调。非相干解调分为鉴频法，过零检波法，微分法等。

采过零检波法时，FSK信号经过放大限幅电路，得到脉冲信号；后经过微分整形后得到尖脉冲信号，其脉冲个数代表FSK信号过零点的次数。经脉冲形成器得到一定高度和一定脉宽的方波，方波的占空比由RC电路可调，信号的平均直流分量与脉冲重复频率成正比，也就是与输入信号的载频成正比。经低通滤波器输出器输出其平均直流分量，再经判决整形后，既得到解调原始数字基带信号。

在过零检测中两个载频频差越大，平均直流分量则越大，抗干扰性能也越好，但所占的频带也就越宽。低通滤波器的截止频率fc的选择原则为：

f1<fc<f2

（2）FSK解调信号产生框。

单元电路发明

（1）放大与限幅电路发明

在过零检测中，FSK信号经过LM741和带施密特触发器的6个反向器的40106放大限幅电路，得到脉冲信号，在电路发明中，运用了两个稳压二极管与UA741组成电路，他们的作用是限幅，来保护UA741，使其输出幅度稳定在10V。

（2）微分、整流、脉冲形成电路发明

本实训电路采用双稳态多谐振荡器CD4098一次完成微分、整流、脉冲形成，其经脉冲形成器得到一定高度和一定脉宽的方波，方波的占空比由RC电路可调，信号的平均直流分量与脉冲重复频率成正比，也就是与输入信号的载频成正比。在4098的6脚直接输出脉冲，其脉冲宽度为：0.6RC。在4098外部适当的加上外围电路可组成多谐振荡器，产生固定的频率输出。经过4098微分整形后得到尖脉冲，其脉冲个数代表FSK信号过零点的次数。

（3）低通滤波器电路发明

低通滤波器采用由LM747和外围的电阻电容等组成的低通滤波电路，LM747内有两组精密低噪声运放，最高工作频率可达1MHz，运用这种精密低噪声运放的电路中可形成较好的波形。宽脉冲信号经LM747低通滤波器可输出其平均直流分量，再用采样整形电路对低通滤波信号进行整形，使输出信号可以提供抽样判决电路所要的信号。

（4）抽样判决电路发明

抽样判决电路采用带待复位的双D触发器CD4013来发明得，低通滤波电路输出的直流分量信号再经4013判决整形后，既得到解调原始数字基带信号。

安装与调试

（1）调试电路的过程

a．FSK信号经过运放UA741和带施密特触发器CD40106进行整形后，得到如将FSK信号转换为带调制信号的方波。

b．经过双稳态多谐振荡器CD4098电路微分整形后得到正、负尖脉冲，尖脉冲的个数反映了FSK过零点的次数，并对负脉冲进行倒向为正脉冲，体现了过零点的正确次数。微分整形电路CD4098是本电路发明中的关键与难点。

c．经脉冲形成器得到一定高度和一定脉宽的方波，方波的占空比由RC电路可调，信号的平均直流分量与脉冲重复频率成正比，也就是与输入信号的载频成正比。这是电路调试过程中比较重要的一步，在过零检测中两个载频频差即2K和4K的信号相差越大，所示，平均直流分量则越大，抗干扰性能也越好，但所占的频带也就越宽。

d．精密低噪声运放LM747电路对待制信号的方波进行滤波，低通滤波器输出其脉冲直流分量。

e．最后由双D触发器CD4013判决整形后，即得到解调原始数字基带信号。过零检测法调试过程波形图。