1、电装实习报告题 目 业余电台收发一体机 学院（部） 信息工程学院 专 业 通信工程 班 级 学生姓名 学 号 指导老师 时 间 6 月 12 日7 月 2 日 目 录一、 基本原理 2二、 NE602 振荡混频芯片简介 31. 基本信息 32. IC 内部振荡器混频器 43. IC 包装接脚 4三、 LM386 音频功率放大器简介 51. 基本信息 52. LM386 内部电路 .63. LM386 的引脚 .7四、 总系统简介 71. 系统总框图 72. 接收状态 93. 型滤波器 10五、 调试结果 .111. 发射状态 .112. 接收状态 .133. 调试结果 .16六、 心得体会 .
2、16附录 元器件表 .161业余电台收发信一体机摘要本文主要介绍了业余电台收发信一体机工作原理。在业余电台通信中，有一个 40m波段，频率为 7MHz多一点。本电路就是设计制作一个电路系统，可以接收到 7.030MHz的等幅电报 CW信号，可以发射 7.030MHz等幅电报 CW信号。它的工作状态由按键控制，当按键没有按下时，电 路处于接收状态，当按键按下时，电路处于发射状态。接收到的信号，可以经耳 机听到。接收电路设计采用的是直变式，即直接将接收到的高频信号送入混频级，与混频电路的本振频率信号混频后，直接混出音频信号，音频信号经音频放大器放大以及功率放大器放大后推动喇叭或耳机发声。发射电路设
3、计，对于广播信号，将音频信号调制到载频信号上放大后通过天线发射，对于电视信号，将视频信号以及音频信号调制到载频上经放大后通过天线发射。而本电路只需要将等幅高频信号发射，所以可以利用接收电路中的本振电路产生的高频信号直接经放大器放大，经滤波器滤波后送到天线发。关键词NE602 LM386 接收状态 2一、 基本原理在业余电台通信中，有一个 40m 波段，频率为 7MHz 多一点。本电路就是设计制作一个电路系统，可以接收到 7.030MHz 的等幅电报 CW 信号，可以发射 7.030MHz 等幅电报 CW 信号。它的工作状态由按键控制，当按键没有按下时，电路处于接收状态，当按键按下时，电路处于发
4、射状态。接收到的信号，可以经耳机听到。接收电路设计，一种方案是用高频谐振电路或高频滤波电路接收高频信号，经高频放大器放大，再经混频电路（混频电路主要由两级构成，一级是本振电路产生本机振荡信号，一是混频级，输出的信号是接收到的高频信号与本机信号的差频，经特定的滤波电路后选出所需的差频信号，一般是基波差频信号）混频后得到中频信号中频信号经中频放大器放大后，再经检波解出音频信号，经音频放大器放大功率放大推动喇叭或耳机发声，此种方式可见常用的趋超外差收音机电路，电视接收机电路等等。另一种方式是直变方式，即不再有中频这一级，而是将接收到的高频信号送入混频级，与混频电路的本振频率信号混频后，直接混出音频信
5、号，音频信号经音频放大器放大以及功率放大器放大后推动喇叭或耳机发声。以上两种不同方式，关键是选取的本机振荡信号的频率高低有较大区别，差动方式选取的本机振荡信号频率与接收的高频信号频率相差一个中频频率（差值就较大，直变方式选取的本机振荡信号频率与接收的高频信号频率相差一个音频频率（差值就较小）。一般在需要处理的信号较为复杂的情况下，如电视信号，广播信号等等，采用差动方式。而等幅电报 CW 信号比较简单，可以采用直变方式。本电路采用直变接收方式。发射电路设计，对于广播信号，将音频信号调制到载频信号上放大后通过天线发射，对于电视信号，将视频信号以及音频信号调制到载频上经放大后通过天线发射。而本电路只
6、需要将等幅高频信号发射，所以可以利用接收电路中的本振电路产生的高频信号直接经放大器放大，经滤波器滤波后送到天线发射。由以上讨论，可以知道本电路系统应由以下电路结构构成。3在本电路里，关键的电路是混频器，可以选择集成电路 NE602，内部集成了将输入信号和本振信号相乘的电路，还有振荡电路，只要在外围接上决定本振信号频率的电路就可以产生稳定的本机振荡信号。二、 NE602 振荡混频芯片简介1. 基本信息NE602/SA602 是 Signetics8 公司生产的通用振荡/混频器单片集成电路，内含双平衡振荡器（DBM）、振荡器和稳压器。其内部框图和封装引线见图1。其中，双平衡混频器的工作频率可达 5
7、00MHZ，振荡器的振荡频率可达200MHz。因此，最适合用于高频（HF）和甚高频（VHF）接收机、变频器和频率变换器，还可用来构成高频信号发生器的 LC 可变频率振荡器（VFO）、晶体振荡器、电调振荡器或扫频振荡器。由于 NE602 采用双平衡混频器并具有振荡器，故用作超外差式接收机的前端电路，不仅使用方便而且具有很好的信噪比和三阶互调指标。在 45MHz 下的噪声系数典型值为5dB。以匹配输入信号为基准的三阶互调截止点实际可以达到15dBm，虽音频放大器高频滤波器混频器 本振高频放大器图表 1 NE602 内部框图和封装引线图 1 NE602 内部框图和封装引线4然推荐的最大信号电平是25
8、dBm（约 3.16mW） 。此最大电平相当于 50电阻上的 12.6mV 或 1.5K 电阻（NE602 的输入阻抗）上的 68mV。NE602在没有外部高频放大的情况下，可以为接收机提供求 0.2V 的灵敏。2. IC 内部振荡器混频器NE602 的本振由芯片上的一只 VHF NPN 型晶体管担任。该管的基极接到 6 脚，发射极接 7 脚。集电极接内部的缓冲放大器，没有通往外部的引脚。振荡信号经缓冲放大后送到双平衡混频电路。只要外接振荡电路不接到该管集电极，就可以构成各种接法的振荡器。因此 NE602 可用作考毕兹、克拉泼、哈特莱、巴特勒等振荡器，但不能做皮尔斯和密勒振荡器。图 2 是 N
9、E602 内部的双平衡混频电路。晶体管差分对管 T1T2 与T3T4 组成交叉连接的双平衡差分放大器。T5 是 T1T2 的电流源，T6 是T3T4 的电流源。这种接法叫做吉尔伯特跨导单元。交叉耦合的集电极构成推挽输出（4 脚和 5 脚），每个输出端通过 1.5K 电阻在 IC 内部接到电源正端。输入也是推挽方式，也是在单元的两半部分之间进行交叉耦合。本振信号通过 T1、T3 基极注入单元的两半部分。由于双平衡混频电路能有效地抑制奇次谐波分量，故输出信号的主要成分是高频输入信号与本振信号的和频分量和它们之间的差频分量，这正是需要的。其余分量（如输入信号、本振信号、以及二者谐波的和、差分量）均受
10、到不同程度的抑制。因此 NE602 的输出信号比一般单端混频器更加纯净，这是它能提高接收机性能的关键所在。3. IC 包装接脚图表 2 图 2 NE602 的双平衡混频电路5E602的接脚安排，如图3所示，脚1及脚2是射频的差动输入；第3脚是接地； 4脚与5脚则是推挽式输出，但两只脚均分别可成为单端点输出；第6脚及第7脚分别是振荡电晶体的基极与射极；第8脚则是电源输入端。NE602 是属于低电压、低电流的设计，它的正常供电范围是 4.58.0 伏之间，耗电流通常低于3毫安培，5V电源较理想。NE602的输入线路。采用差动方式，然而两脚均可以分别成为单端输入，此输入单阻抗大约是1.5K欧姆，如果
11、频率高的话，此阻抗会低些，交流线路最重要的是彼此间的匹配问题，要讯号通行无阻，不会衍生其它麻烦，就得注意讯号来源与负载端之间的阻抗匹配是否恰当。NE602的输出阻抗是1.5K欧姆，与其输入阻抗相同。NE602的输出端是一推挽式 ，但是很容易可以改成单端输出，只要在所选 (第四成第五脚 )的输出端，串接去除直流成分的电容即可，另一端可以放着不管。若是让后续电路的负载阻抗能与之匹配，则更为理想。6,7脚间的晶体管与外部电路构成本地振荡电路，并联式基本波石英晶体振荡器组合，此处使用的石英晶体应该是并联式，这种线路比较适合固定频率的接收机。三、 LM386 音频功率放大器简介1. 基本信息图表 3 I
12、C 包装接脚图 3 IC 包装接脚6LM386 是一种音频集成功放，具有自身功耗低、更新内链增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器，广泛应用于录音机和收音机之中。它是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器，主要应用于低电压消费类产品。为使外围元件最少，电压增益内置为 20。但在 1 脚和 8 脚之间增加一只外接电阻和电容，便可将电压增益调为任意值，直至 200。输入端以地为参考，同时输出端被自动偏置到电源电压的一半，在 6V 电源电压下，它的静态功耗仅为 24mW，使得 LM386 特别适用于电池供电的场合。2. LM386 内部电路LM386 内部电路原理图如
13、图 4 所示。与通用型集成运放相类似，它是一个三级放大电路。第一级为差分放大电路，T1 和 T3、T2 和 T4 分别构成复合管，作为差分放大电路的放大管；T5 和 T6 组成镜像电流源作为 T1 和 T2 的有源负载；T3 和 T4 信号从管的基极输入，从 T2 管的集电极输出，为双端输入单端输出差分电路。使用镜像电流源作为差分放大电路有源负载，可使单端输出电路的增益近似等于双端输出电容的增益。第二级为共射放大电路，T7 为放大管，恒流源作有源负载，以增大放大倍数。第三级中的 T8 和 T9 管复合成 PNP 型管，与 NPN 型管 T10 构成准互补输出级。二极管 D1 和 D2 为输出级
14、提供合适的偏置电压，可以消除交越失真。引脚 2 为反相输入端，引脚 3 为同相输入端。电路由单电源供电，故为OTL 电路。输出端（引脚 5）应外接输出电容后再接负载。电阻 R7 从输出端连接到 T2 的发射极，形成反馈通路，并与 R5 和 R6 构成反馈网络，从而引入了深度电压串联负反馈，使整个电路具有稳定的电压增益。73. LM386 的引脚LM386 的外形和引脚的排列如图 5 所示。引脚 2 为反相输入端，3 为同相输入端；引脚 5 为输出端；引脚 6 和 4 分别为电源和地；引脚 1 和 8 为电压增益设定端；使用时在引脚 7 和地之间接旁路电容，通常取 10F。查 LM386 的 d
15、atasheet，电源电压 4-12V 或 5-18V(LM386N-4)；静态消耗电流为 4mA；电压增益为 20-200；在 1、8 脚开路时，带宽为 300KHz；输入阻抗为 50K；音频功率 0.5W。四、 总系统简介1. 系统总框图按键 S1 为电路工作状态控制元件，当 S1 没有被按下时，按键处于断开状态，此时由于由 Q1 管构成的晶体三极管其共射放大电路失去偏置而不能工作，因此由 Q1 和 Q2 构成的两级放大电路没有作用，而此两级放大电路是对本振频率信号放大后送到天线发射。因此此时电路处于接收状态。当 S1 按下时，按键处于闭合状态，此时由于由 Q1 管构成的晶体三极管其图表
16、4 LM386 内部电路原理图图表 5 LM386 的引脚图图 4 LM386 内部电路原理图图 5 LM386 的引脚图8共射放大电路正常偏置而工作在放大状态，同时由 Q2 构成的放大电路对由Q1 送来的信号再次进行放大，放大后信号送到天线发射，注意到此时由于NE602 的信号输入端的信号通过 IN4148 接地，接收电路没有输入信号不起作用，因此此时电路处于发射状态。系统总框图如图 6 所示：图表 6 系统总框图图 6 系统总框图92. 接收状态高频信号通过天线接收到电路系统，首先通过由 C21，L6 ，L7，C20 构成的 型滤波器滤波（这个 型滤波器设计的滤波频率应为 7.030MHz
17、，即只有 7.030MHz的信号能够被送到电路中，而其它频率信号在此处就被隔离而不能送到电路中），经 型滤波器滤波后信号被送到电位器 RP1，经 RP1 调节幅度大小后经耦合电容 C1和 C3 送到集成电路 NE602 的输入端“”，在此输入电路上接有由 L1 和 C2 组成的并联谐振电路，这个并联谐振电路的振荡频率也要设计在 7.030MHz，以便更进一步滤除 7.030MHz 以外的其它信号，只让 7.030MHz 的信号送到 NE602 的输入端。注意到，并联谐振电路对谐振频率信号阻抗最大，而对其它频率信号的阻抗很小。同时，输入回路中的 型滤波器和并联 LC 谐振电路担负起了阻抗变换的作
18、用，因接收天线阻抗为 50 欧姆，而 NE602 输入阻抗为 1.5K，因此需要进行阻抗变换，当然能够变换到 1.5K 是最理想的，一般情况是越接近 1.5K 越好。可以计算出 22P 的输入电容器对于 7.030M 的信号阻抗为 1029 欧姆，两个电容串联应为 2058 欧姆，但实际上由于并联 LC 电路不可能是理想谐振状态，因此阻抗不可能是无穷大，因此，这部分电路的实际阻抗肯定小于 2058 欧姆，而前面 型滤波器对于 7.030M 的信号的阻抗较小，不与考虑。NE602 的“ ”“”间接有振荡电路，它的振荡频率由外围电路元件决定，在这个电路中，振荡频率主要由晶振决定，本电路所取晶振频率
19、当然选用7.030MHz，这个振荡电路中还有一个电位器，它的作用是对本振电路的振荡频率进行微调，调整的范围 在 3KHz 左右。本电路是并联式基本石英晶体振荡器组合，NE602 将从“”输入的高频信号与”6”7”间的本振信号进行混频，得到的是它们的差频信号，由于接收到的高频信号与本机振荡信号频率相差很小，所以差频出来的信号就是低频信号（音频信号）。如自己电路的本机振荡信号频率是7.029MHz，而接收到的信号（是别人的收发信机的本机振荡频率，因而不可能是绝对相同的）是 7.028MHz，则经 NE602 混频后输出信号频率应是7.029MHz-7.028MHz=0.001MHz=1000Hz也
20、就是 1000Hz 的音频信号。10经 NE602 混频后的音频信号经“”输出，送到由场效应管 Q3(2N5485)构成的共栅极放大器（这是一个发射时静音电路，10M 电阻 R3 和电容 C9 选取合适的时间常数，使得在按键从闭合到断开后 2N5485 能够立即接通信号，而在电键断开的瞬间能及时在耳机中听到频率上的其它电台信号，这种方式叫做全插入方式 QSK,如果时间常数过大，由 Q3 构成的电路接通时间较晚，则在电键断开间隙听不到频率上的其它电台信号，如果时间常数太小，则有可能发射信号冲击接收电路，使得瞬间耳机声音很大，损坏操作员听力。假设对电路的要求再简单一点，这个电路也可以不用），再经耦
21、合电容 C10 送到音频放大集成电路 LM386 进行放大后推动耳机发音。3. 型滤波器 型滤波器的计算，设信号角频率为 ，用相量法讨论，设输入信号为 Ui 相量，输出信号为 Uo 相量，计算如下： iOUCjL1iiLj 2从以上讨论可知，当 时，输出信号幅度最大，012L在本电路中，取 C=470P，L=1.1uH(两个 2.2uH 电感并联 )，计算得 MHzLCf 71026并联谐振电路的谐振频率的计算 f2电路中，L=2.2uH ，C=220P ，代入计算式得MHzf3.7在本振电路中，外围接有二极管 D2，用的是 IN4007 整流二极管，是因为整流二极管是面接触型二极管，比点接触
22、型二极管（如 IN4148）R 的 PN 结面积大得多，因而其结电容效应也大得多，在反向运用时，加在二极管上的反向电压不同时，等效的结电容也会不同，这样，改变电位器 RP2 触头的位置，11也就改变了加在二极管 D2 上的反向电压，也就改变了它的电容量，从而微调本机振荡电路振荡信号频率。因此，二极管 D2 在此处是当作变容二极管使用，即就是一个压控电容器。严格的计算和讨论需要查晶振 7.030 的工作曲线或等效电路，然后进行计算。发射时静音电路的时间常数由电阻 R3 和电容 C9 决定，其时间常数约为 0.1秒。当电键按下时，由于 NE602 的信号输入端通过二极管 D1 短路到地，这样，混频
23、级得不到输入信号，同时，由于场效应管的栅极通过二极管 D3 短路到地，使得截止，使得音频信号也到不了音频放大器 LM386，因为这两个因素的影响，从而使 得在耳机 中听不到 声音。由于电键被按下，三极管 Q1 构成的电路处于放大状态， NE602 的本振信号从“”通过耦合电容 C17 送到 Q1 构成的放大电路进行放大，放大后的信号再通过Q2 构成的放大器进行放大，经 型滤波器滤波后送到天线发射到空中。五、 调试结果1. 发射状态测得 R5 左端的波形如图 7 所示，其为本地晶振经过电容 C17 滤除直流后的波形，其峰值为 420mV，频率为 7.341MHZ。型号 极性 P（W）Ic(mA)
24、 VCEO(V) fT(MHz) 封装9012 PNP 0.625 500 20 64/300 150 TO-929013 NPN 0.625 500 20 64/300 150 TO-929014 NPN 0.45 100 45 60/600 100 TO-929018 NPN 0.31 50 18 40/200 600 TO-928550 PNP 0.625 1200 25 80/500 100 TO-928050 NPN 0.625 1200 25 80/500 100 TO-9212图 7 R5 左端波形测得 R7 上方的波形如图 8 所示，其为经过三极管第一次放大后的波形，其峰值为
25、3.24V，频率为 7.353MHZ。图 8 R7 上方波形测得 L5 左端的波形如图 9 所示，其为经过三极管第二次放大后的波形，其峰值为 2.36V，频率为 7.416MHZ。13图 9 L5 左端波形测得天线的波形如图 10 所示，其为放大后的信号进过 型滤波后的信号，其峰值为 7.00V，频率为 7.381MHZ。图 10 天线波形2. 接收状态测得 L7 左端的波形如图 11 所示，其为接收的波形经过 型滤波后的信号波形，其峰值为 3.56V，频率为 7.357MHZ，峰值较小的原因在于发送板使用的三极管信号参数或者电感功率不够高，不能达到要求，导致放大电压没有达到电源电压。14图
26、11 L7 左端波形测得 D1 左端的波形如图 12 所示，其为 NE602 引脚 1 的输入波形，其峰值为 19.8mV，频率为 461.8HZ 的幅度调制信号。图 12 D1 左端波形测得 R3 上方的波形如图 13 所示，其为 NE602 的输出波形，其峰值为 2.04V，频率为 265.9HZ。15图 13 R3 上方波形测得 L3 右端的波形如图 14 所示，其为 LM386 的输入信号波形，其峰值为 180mV，频率为 309.0HZ。图 14 L3 右端波形测得耳机的波形如图 15 所示，其为耳机中听到的信号波形，也即LM386 放大后的信号波形，其峰值为 5.24V，频率为 2
27、99.9HZ。16图 12 耳机的波形3. 调试结果将两个板子分别作为发射板与接收板，在接收板上面插入耳机。使用导线将两个板子的天线连接起来，在发射板上按动开关，可以在耳机中听到很圆润的“嘟嘟嘟”声音，测得其电压为 2V 左右。如果再继续将两个板子的地接在一起，按动发射板上开关后，发现声音更大了，测得其电压达到了 7V，接近电源电压，说明经过 LM386 的信号已经放大到最大了。不使用导线连接天线，只连接地，在耳机中也可以听到较小的嘟嘟嘟声音，这就说明已经实现了两个板子的无线通信。六、 心得体会通过这次电装实习，我又一次巩固了焊接知识，了解了微小元件的焊接办法，学会了焊接贴片元件。并且在焊接和
28、调试过程中，熟悉了一般故障的处理方法，掌握了使用万用表测试故障的方法。在测试过程中，通过电路原理图，我了解了业余电台一体机的工作原理，回顾了以前学习的高频电子线路的知识。并且把很多的课程都联系了起来，使我对以前学过的课程有乐更深的理解。在整个焊接及编程运行过程中，我力争将每一个步骤做到完美。通过我自己的努力，我顺利的完成了本次电装实习。总之，这次课程设计使我们受益匪浅，感触颇深。17附录 元器件表编号 规格 编号 规格 编号 规格 编号 规格 编号 规格R1 10K C2 220P C12 10uF C22 103 Q1 9018R2 100K C3 22P C13 104 C23 100u
29、Q2 2SC3357R3 10M C4 103 C14 103 C24 104 Q3 2N5485R4 10 C5 103 C15 100uF L1 2.2u D1 4148R5 56K C6 270P C16 10uF L2 2.2u D2 4007R6 120 C7 82P C17 104 L3 100m D3 4148R7 10K C8 103 C18 100uF L4 470uH Y 晶振 7030KRP1 1K C9 103 C19 103 L5 470uH U1 NE602RP2 10K C10 10uF C20 470 L6 2.2u U2 LM386C1 22P C11 0.4
30、7uF C21 470 L7 2.2u RL 3KR 短路 78L05按照印刷板上器件编号找到相应的元件，按以下顺序焊接：电阻，二极管，电感，IC 座，瓷片电容，立式电感，三极管，场效应管，接口。焊接过程中注意以下问题：、各二极管”+”-“极。三极管上对应的“e” “b” “c”， 场效应管对应的“D” “G” “S”，、集成块的脚在印刷板上的对应位置。、J1 要与前续电路的输入输出电源接口方位相一致，因此要注意其方位。仔细观察各焊接点，检查有无短路现象和虚焊现象。认真测量。在观察所焊接的电路板处于正常状态后，将+9V 电源接入到 J1接口。ANT 是天线。注意：78L05 的安装方向，78L05 的功能是 3 进出接地。47 欧姆电阻可以不接。只需要 9V 电源(也可以用 12V 电源）。
