調(diào)頻發(fā)射器的制作要點(diǎn)
50MHz~150MHz頻率范圍的調(diào)頻發(fā)射器具有天線簡(jiǎn)易、調(diào)制方便、輻射性能好和效率高等優(yōu)點(diǎn)。而87MHz~108MHz的調(diào)頻廣播波段可利用現(xiàn)成的收音機(jī)作接收機(jī),因而此波段發(fā)射器的制作尤其受到愛(ài)好者的青睞。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/155149.htm筆者在諸多電子刊物上經(jīng)??吹疥P(guān)于此類(lèi)發(fā)射器制作的文章,有的很好,也有存在某些問(wèn)題的。筆者想就專(zhuān)業(yè)知識(shí)和實(shí)際制作體會(huì),談一下本人對(duì)調(diào)頻發(fā)射器制作中某些要點(diǎn)與誤區(qū)的看法。
(一)高頻振蕩器
振蕩器的主要指標(biāo)是輸出波形失真度與頻率穩(wěn)定度。對(duì)于后者,晶體振蕩器是最好的,但業(yè)余應(yīng)用中有其缺點(diǎn),一是頻點(diǎn)固定且不易購(gòu)買(mǎi);二是直接調(diào)制時(shí)頻偏太小,因而不得不多次倍頻,使電路復(fù)雜且波形變壞,影響發(fā)射器的效果。其實(shí)一般采用電容三點(diǎn)式或克拉潑振蕩電路完全能夠勝任,頻率穩(wěn)定度與波形失真已能滿足要求。
電容三點(diǎn)式電路(見(jiàn)圖1)的正反饋量由C1、C2決定,而C1、C2并聯(lián)在三極管的結(jié)電容上,能減小結(jié)電容變化對(duì)頻率的影響,微調(diào)L可在較大范圍內(nèi)改變頻率。
克拉潑振蕩電路L見(jiàn)圖2)的頻率更穩(wěn)定,但正反饋量變小,當(dāng)改變頻率時(shí).容易在頻率高端停振,故改變C3或L只能在較小的范圍內(nèi)改變振蕩頻率,該電路宜采用fT較高的振蕩管以利于起振。
提高振蕩器頻穩(wěn)度和改善輸出波形的方法有:晶體管結(jié)電容要小,fT要高.供電要穩(wěn)壓.使用低損耗的高頻電容,與外界要弱耦合,另外,在保證起振的條件下,工作點(diǎn)可選得低一些,有利于改善波形。
高頻振蕩器
(二)頻率調(diào)制器
要求失真小,靈敏度高。常見(jiàn)的調(diào)頻方法有直接調(diào)制三極管結(jié)電容和變?nèi)荻O管調(diào)頻。直接調(diào)制結(jié)電容電路雖簡(jiǎn)單.但頻偏較小且伴有較大的寄生調(diào)幅。由調(diào)幅原理可知,調(diào)幅波的邊頻極靠近載頻(僅差一個(gè)音頻),發(fā)射器后級(jí)的LC選頻電路不易將其濾除,因而使發(fā)時(shí)頻譜變壞,影響后級(jí)電路制作并干擾接收。因此.筆者建議使用變?nèi)荻O管調(diào)制。
(三)緩沖級(jí)、推動(dòng)級(jí)
要求功率增益大,前后隔離度好。功率增益大一些,可使后級(jí)功放容易實(shí)現(xiàn),而從前級(jí)吸收的高頻功率也可少一點(diǎn),這樣有利于減小振蕩器的外耦合,提高頻穩(wěn)度。因此,緩沖、推動(dòng)電路應(yīng)盡量采用功率增益高的共發(fā)射極甲類(lèi)放大電路。由于其輸入阻抗較小,應(yīng)該部分接入前級(jí)或減小耦合電容以達(dá)到阻抗匹配。本級(jí)要選用fT高,高頻功率增益大的晶體管,靜態(tài)工作電流可稍大些(一般取3mA~5mA),以減小晶體管的頻率非線性失真和提高本級(jí)功率增益。
(四)倍頻器
出于頻率穩(wěn)定度的考慮或使用晶體振蕩器,發(fā)射器往往需要倍頻級(jí).也就多了一個(gè)倍頻效率和頻譜純度的問(wèn)題。提高倍頻效率可使用丙類(lèi)放大器(如導(dǎo)通角在40°左右時(shí)三倍頻效率最高)。但丙類(lèi)放大器的大量諧波要在倍頻后很好地抑制,否將干擾末級(jí)功放的調(diào)試與正常工作。
(五)高頻功率放大器
可選用甲、乙、丙類(lèi)功放電路。
甲類(lèi)功放的高頻功率增益最大且輸出頻譜純凈但效率太低。乙、丙類(lèi)功放效率高一些,但功率增益較甲類(lèi)小而且調(diào)試、匹配較困難。丙類(lèi)功放的例子見(jiàn)圖3(a)、(b)、Rb的取值可選晶體管輸入阻抗的2~7倍。Rb取值太大將使be結(jié)負(fù)偏壓太大而使輸出功率變小,反之則效率變低且輸出功率也因?yàn)镽b分流激勵(lì)功率而降低。解決辦法是Rb取小一點(diǎn),并在Rb上串聯(lián)一個(gè)uH級(jí)電感,或直接用高頻扼流電感代替Rb使功放處于乙類(lèi)零偏狀態(tài)。
高頻功放振蕩器
功放級(jí)容易出現(xiàn)的誤區(qū)是盲目選用丙類(lèi)射頻功放。由于丙類(lèi)功放確實(shí)具有轉(zhuǎn)換效率高的優(yōu)點(diǎn),故在高頻功率管管耗(Pcm)一定或電源消耗一定的條件下能夠輸出比甲、乙類(lèi)功放更大的高頻功率,因而在移動(dòng)電臺(tái)或大功率電臺(tái)的發(fā)射器上被廣泛采用(主要出于省電考慮)。這致使一些制作者形成了射頻功放即丙類(lèi)功放的錯(cuò)誤概念。在他們?cè)O(shè)計(jì)制作的發(fā)射器上,即使是幾十毫瓦的高頻輸出,也一概選用丙類(lèi)功放,還有的竟用丙類(lèi)功放作射頻振蕩器的緩沖級(jí)(若是倍頻級(jí)另當(dāng)別論)!要知道劇烈變化的丙類(lèi)放大器輸入阻抗會(huì)對(duì)振蕩器的頻率穩(wěn)度產(chǎn)生極大的負(fù)面影響。實(shí)際上,丙類(lèi)功放要實(shí)現(xiàn)高頻率,大功率輸出,條件還是比較苛刻的。
首先需要工作在臨界或略過(guò)壓狀態(tài),高頻激勵(lì)要比相同輸出的甲類(lèi)功放大且要嚴(yán)格滿足高效率時(shí)的功放管導(dǎo)通角。此外,由于大量諧波的存在,需要性能更好的濾波器,同時(shí)也需要更嚴(yán)格的阻抗匹配。基于以上原因,設(shè)計(jì)調(diào)試好一個(gè)高質(zhì)量的丙類(lèi)射頻功放在業(yè)余條件下是比較困難與麻煩的。筆者曾見(jiàn)過(guò)幾位制作者,用自制的簡(jiǎn)易場(chǎng)強(qiáng)計(jì)測(cè)得丙類(lèi)功放已有較大輸出,滿以為可以大大增加傳輸距離,而實(shí)際拉開(kāi)距離試驗(yàn)并不理想,原因就在于自制的丙類(lèi)功放級(jí)濾波不良,場(chǎng)強(qiáng)計(jì)檢測(cè)到信號(hào)中含有大量諧波成份。筆者以為業(yè)余制作在條件允許的情況下盡量采用甲類(lèi)功放,這樣容易出功率且諧波干擾小,濾波匹配網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單。
(六)多級(jí)發(fā)射機(jī)自激的處理
(1)低頻自激,表現(xiàn)為間歇發(fā)射或解調(diào)后出現(xiàn)干擾雜音。這多是由于高頻扼流圈和大的射頻旁路電容所引起。減少扼流圈(或代之以電阻)有利于消除低頻自激。
(2)高頻自激:表現(xiàn)為高頻諧波(不一定是信號(hào)的整數(shù)倍頻)自激,其主要由引線電感和分布電容引起,解決辦法是合理布線,縮短元件引腳.在三極管基極或射極串接小的阻尼電阻。
作為本文的結(jié)束,筆者將結(jié)合具體電路,說(shuō)明以上要點(diǎn)在實(shí)例中的應(yīng)用。
圖4是一個(gè)87MtHz~108MHz調(diào)頻發(fā)射器的電原理圖,其最大的特點(diǎn)是電路簡(jiǎn)潔,頻率穩(wěn)定(絕無(wú)跑頻現(xiàn)象),傳輸音質(zhì)好,射頻功率約100mW。筆者用它制用了一個(gè)無(wú)線話筒和一個(gè)電視伴音轉(zhuǎn)發(fā)器,使用效果極佳。該電路使用電容三點(diǎn)式振蕩電路,一級(jí)甲類(lèi)放大器作為緩沖級(jí)。調(diào)制級(jí)、振蕩器和緩沖器基極供電用78L06穩(wěn)壓,振蕩級(jí)輸出采用發(fā)射極弱耦合,以上措施大大提高了振蕩頻率的穩(wěn)定度。調(diào)制采用變?nèi)荻O管部分接入調(diào)頻方式,提高了傳輸音質(zhì)的同時(shí)也提高了頻穩(wěn)度。緩沖級(jí)變壓器將末級(jí)功放較低的輸入阻抗轉(zhuǎn)變成阻抗較高的集電極負(fù)載,增大LC回路Q(chēng)值,提高了緩沖級(jí)功率增益和選頻濾波性能。這里常見(jiàn)的誤區(qū)是將末級(jí)功放輸入直接用電容接至緩沖級(jí)集電極(見(jiàn)圖5),以為如此能提高功放的激勵(lì)電壓,其實(shí)不然,由于阻抗嚴(yán)重失配,不僅緩沖級(jí)增益大打折扣,還容易擊穿末級(jí)功放管的be結(jié)。圖4的末級(jí)功放采用簡(jiǎn)單甲類(lèi)放大器。天線負(fù)載仍舊由調(diào)諧變壓器完成匹配與濾波,調(diào)整磁芯和電容C14較易達(dá)到諧振與匹配的目的。微調(diào)電位器或電感Ll可以改變振蕩頻率,微調(diào)L2磁芯可使激勵(lì)級(jí)諧振。圖4電路中,T1:C9018,β≥100。
多級(jí)發(fā)射機(jī)自激的處理
R1為47kΩ電位器;R4為220kΩ微調(diào)電阻。
C14為5/25可變電容,變?nèi)莨芸捎肕V2105或IT32等。
L1,L2,L3,L4均自制,骨架為電視中周,不要屏蔽罩。L1用Φ0.6以上漆包線間繞5T(Φ6);L2,L3用Φ0.1~Φ0.2線在骨架上繞,初級(jí)3T,次級(jí)1T;L4在骨架上繞4T,線徑同L2。天線用1/4λ長(zhǎng)軟線或拉桿天線即可。
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