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一款高靈敏度和小功率的FM發射機

電子設計 ? 2019-02-07 11:27 ? 次閱讀

這款FM發射機的射頻RF振蕩器部分與一個高靈敏度、寬頻帶音頻放大器和容性麥克風連接,麥克風內部有一個場效應晶體管(Field Effect Transistor,縮寫FET),用于對RF振蕩器的基極進行調制,如下圖所示。

晶體管Q1構成一個比較穩定的RF振蕩器,其頻率由線圈L1和調諧電容C4確定。通過設置C4確定期望的工作頻率,在標準的FM廣播頻段,將調諧電路設計為最高產生110MHz的頻率。電容C2通過Q1發射極電路中的電阻R3提供必要的反饋電壓,以維持振蕩條件。電阻R1和R2提供正確工作所需要的發射結偏置電壓,而電容C1則將加到基極的所有射頻信號旁路到地。電容C3為L1和C4構成的儲能電路提供射頻通路,同時阻斷加到Q1的集電極的電源電壓。

音頻部分用了一個高靈敏度容性麥克風(Ml)和內建場效應晶體管,并將清楚地拾取語音頻譜范圍內的低電平聲音。Ml在R9上產生的語音電壓經電容C6耦合到音頻放大器晶體管Q2的基極。你將注意到振蕩晶體管Q1的直流偏壓由電阻R1和R2提供。現在,R6上產生的一個信號電壓由無極性電容C5經電阻R4耦合到Q1的基極。Q2的增益由R7和R6的比值控制。直流工作點設置到讓集電極的最大變化范圍為放大后的信號。現在,經放大的語音信號通過少量移動基極部分的直流工作點,對振蕩電路進行FM和AM調制。電阻Rl0對振蕩器和音頻電路去耦合,防止產生反饋和其他不希望的效果。

經過正確裝配后,當將接收機正確調諧到發射機頻率時,應該接收到質量清晰的聲音。請注意,可以在晶體管Q1的基極上接一個電容,以降低靈敏度。利用所列元件制成的電路在FM頻帶的高端工作得最好,這是一個不受FM廣播電臺干擾的清晰的點。然而,滿意的性能是在110MHz以上的使用受限頻率范圍內獲得的。由于這是航空通信頻段,所以一定要小心使用。

不應使用在飛機場附近(元件參數見下表所示)。

1.裝配步驟

按下圖所示裝配電路。

(1)剪一塊長×寬×厚=2in×1in×0.1in的多孔板(1in=2.54cm)。

(2)在8#螺絲刀上緊密地并排纏繞8匝16#母線,制作線圈L1。這樣會制成一個內徑近似為0.135in的8匝線圈。將其插入適當的孔中,并按圖示進行焊接。

(3)將微調電容C4插入圖中所示的孔中。你可以把該元件放到PC板的任何一邊。這由你來選擇,你可以根據所需要的最終組裝圖確定。這里給該元件準備了3個孔,其中的兩個孔為電氣相同的點。由于有些微調電容可能有3個引腳,所以這樣的設計是很有必要的。要確保將公共引腳連接到相同的電氣點上,將多余的引腳連接到其他的點。

(4)如果你是利用多孔板來制作的話,建議從左下角開始插元器件。要注意帶有極性符號的電容和所有半導體元器件的極性。按照圖示安裝元器件的引腳,并進行焊接,剪掉多余的導線。盡量用一定數量的引腳或24#母線段作為連線。裝配圖上的虛線表示在安裝板的底面上走線。

(5)連接好電池夾的外部引腳(CL1)。

(6)反復檢查走線和焊點的質量,避免跨接、短路和與其他元件相距太近。如果跨接線是必要的,則需要在引腳上套上絕緣套管,避免任何可能的短路。

(7)在頻段的高端(108MHz或更高)將一臺FM接收機調諧到一個信號很強的電臺上。將音量調高,并將接收機放到距電路25~50ft的地方。

(8)將一塊毫安表與電池引腳串聯。這可以通過拆開電池夾的一個撳鈕,將表連接到空閑的觸點上來實現,如圖3所示。表的讀數應該是5~10mA。從C3的一端開始,用一根短裸線一次接觸一匝線圈。請注意,當你一匝一匝地向前離開C3時,表上指示的電流將會下降或發生變化。

(9)在接有電池的情況下進行跟蹤,用一根絕緣的調諧棒慢慢地轉動C4,直至收音機接收到的大約108MHz的電臺在聲頻反饋中消失或被切換掉。由于該調諧非常敏感,所以第一次發現信號會比較困難。還要注意,調整中有幾個點可能是錯誤的,而且信號很微弱,也不穩定。正確的信號應該比較強、穩定而清晰;并且可以通過傳輸距離的測試來進行驗證。

(10)一旦找到C4的預期設置,就應用頻率值標注出來。

(11)在操作經過驗證之后,最好將電路板封裝到一個帶有電池的塑料盒子中,以便于調諧和操作。

2.注意事項

使用這類裝置需要的注意的事情之一就是調諧的正確性。可調節電容C4非常靈敏,改變頻率時只需要輕輕地動一點點,因此總是要使用一根調諧棒。如果不熟悉該裝置,非常容易調諧到一個錯誤的信號上。當該裝置靠近監控接收機時,該現象很容易發生。如前所述,如果是已調信號的話,錯誤信號將會微弱、有失真而且不穩定(它經常被誤認為主信號,并歸罪于裝置性能不好),而主信號將會強、穩定而不失真。在將裝置用于期望的應用之前,應該做幾次調諧實驗。

還有,只要有可能的話,就應該將裝置用于108~109MHZ頻段內,該頻率位于航空通信的邊緣,高于FM廣播頻段。當發現近似的期望點時,在接收機端進行最后的調諧,得到清楚的信號。在大多數地區,FM廣播頻段的這些“高端”頻率都清楚,允許不間斷使用,而在頻段的低端,頻率從清楚的頻點上改變一點點,就會被強廣播電臺信號所淹沒。如果是在飛機場或飛機航線附近,則不要用到108MHz以上。

大多數FM收音機都很容易被略微調失諧,將刻度盤上108MHz的地方調到109MHz。通過小心地調整“振蕩器”即可完成該任務,微調電容位于主調諧電容上。現在應該對天線峰值調整片進行調整,得到頻率高端的最大信號。

要得到最佳性能將需要帶有模擬滑尺型調諧刻度盤的高質量接收機。數字調諧的接收機不能很好地完成該任務。

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