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文檔簡介

1、調頻發射器的制作要點調頻發射器的制作要點50MHz150MHz頻率范圍的調頻發射器具有天線簡易、調制方便、輻射性能好和效 率高等優點。 而 87MHz108MHz 的調頻廣播波段可利用現 成的收音機作接收機,因而此波段發射器的制作尤其受到愛 好者的青睞。筆者在諸多電子刊物上經常看到關于此類發射器制作 的文章,有的很好,也有存在某些問題的。筆者想就專業知 識和實際制作體會,談一下本人對調頻發射器制作中某些要 點與誤區的看法。(一 )高頻振蕩器振蕩器的主要指標是輸出波形失真度與頻率穩定度。對 于后者,晶體振蕩器是最好的,但業余應用中有其缺點,一 是頻點固定且不易購買 ;二是直接調制時頻偏太小, 因

2、而不得 不多次倍頻,使電路復雜且波形變壞,影響發射器的效果。 其實一般采用電容三點式或克拉潑振蕩電路完全能夠勝任, 頻率穩定度與波形失真已能滿足要求。電容三點式電路 (見圖 1 )的正反饋量由 C1、C2 決定,而C1 、C2 并聯在三極管的結電容上,能減小結電容變化對頻 率的影響,微調 L 可在較大范圍內改變頻率。克拉潑振蕩電路 L 見圖 2)的頻率更穩定, 但正反饋量變 小,當改變頻率時容易在頻率高端停振,故改變 C3 或 L 只能在較小的范圍內改變振蕩頻率, 該電路宜采用 fT 較高的 振蕩管以利于起振。提高振蕩器頻穩度和改善輸出波形的方法有:晶體管結 電容要小, fT 要高供電要穩壓使

3、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,工作點可選 得低一些,有利于改善波形。(二)頻率調制器 要求失真小,靈敏度高。常見的調頻方法有直接調制三 極管結電容和變容二極管調頻。直接調制結電容電路雖簡 單但頻偏較小且伴有較大的寄生調幅。由調幅原理可知, 調幅波的邊頻極靠近載頻 ( 僅差一個音頻 ) ,發射器后級的 LC 選頻電路不易將其濾除,因而使發時頻譜變壞,影響后級電 路制作并干擾接收。因此筆者建議使用變容二極管調制。 (三)緩沖級、推動級要求功率增益大,前后隔離度好。功率增益大一些,可 使后級功放容易實現,而從前級吸收的高頻功率也可少一 點,這樣有利于減小振蕩器的外耦

4、合,提高頻穩度。因此, 緩沖、推動電路應盡量采用功率增益高的共發射極甲類放大 電路。由于其輸入阻抗較小,應該部分接入前級或減小耦合 電容以達到阻抗匹配。 本級要選用 fT 高,高頻功率增益大的 晶體管,靜態工作電流可稍大些 (一般取3mA5mA),以減 小晶體管的頻率非線性失真和提高本級功率增益。(四)倍頻器出于頻率穩定度的考慮或使用晶體振蕩器,發射器往往 需要倍頻級也就多了一個倍頻效率和頻譜純度的問題。提 高倍頻效率可使用丙類放大器 (如導通角在 40°左右時三倍 頻效率最高 ) 。但丙類放大器的大量諧波要在倍頻后很好地抑 制,否則將干擾末級功放的調試與正常工作。(五 )高頻功率放

5、大器可選用甲、乙、丙類功放電路。甲類功放的高頻功率增益最大且輸出頻譜純凈但效率 太低。乙、丙類功放效率高一些,但功率增益較甲類小而且 調試、匹配較困難。丙類功放的例子見圖3(a)、(b) 、Rb 的取值可選晶體管輸入阻抗的 27倍。Rb取值太大將使be結負 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 因為 Rb 分流激勵功率而降低。 解決辦法是 Rb 取小一點, 并 在 Rb 上串聯一個 uH 級電感,或直接用高頻扼流電感代替 Rb 使功放處于乙類零偏狀態。功放級容易出現的誤區是盲目選用丙類射頻功放。由于 丙類功放確實具有轉換效率高的優點,故在高頻功率管管耗 (Pcm) 定或電源消耗

6、一定的條件下能夠輸出比甲、乙類功放更大的高頻功率,因而在移動電臺或大功率電臺的發射器上 被廣泛采用 (主要出于省電考慮 )。這致使一些制作者形成了 射頻功放即丙類功放的錯誤概念。在他們設計制作的發射器 上,即使是幾十毫瓦的高頻輸出,也一概選用丙類功放,還 有的竟用丙類功放作射頻振蕩器的緩沖級 (若是倍頻級另當 別論)!要知道劇烈變化的丙類放大器輸入阻抗會對振蕩器的 頻率穩度產生極大的負面影響。實際上,丙類功放要實現高 頻率,大功率輸出,條件還是比較苛刻的。首先需要工作在 臨界或略過壓狀態,高頻激勵要比相同輸出的甲類功放大且 要嚴格滿足高效率時的功放管導通角。此外,由于大量諧波 的存在,需要性能

7、更好的濾波器,同時也需要更嚴格的阻抗 匹配。基于以上原因,設計調試好一個高質量的丙類射頻功 放在業余條件下是比較困難與麻煩的。筆者曾見過幾位制作 者,用自制的簡易場強計測得丙類功放已有較大輸出,滿以 為可以大大增加傳輸距離,而實際拉開距離試驗并不理想, 原因就在于自制的丙類功放級濾波不良,場強計檢測到信號 中含有大量諧波成份。筆者以為業余制作在條件允許的情況 下盡量采用甲類功放,這樣容易出功率且諧波干擾小,濾波 匹配網絡簡單。(六)多級發射機自激的處理(1)低頻自激,表現為間歇發射或解調后出現干擾雜音。 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

8、頻自激。(2)高頻自激:表現為高頻諧波 (不一定是信號的整數倍 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。作為本文的結束,筆者將結合具體電路,說明以上要點 在實例中的應用。圖4是一個87MtHz108MHz調頻發射器的電原理圖, 其最大的特點是電路簡潔,頻率穩定 (絕無跑頻現象 ),傳輸 音質好,射頻功率約 100mW 。筆者用它制用了一個無線話 筒和一個電視伴音轉發器,使用效果極佳。該電路使用電容 三點式振蕩電路,一級甲類放大器作為緩沖級。調制級、振 蕩器和緩沖器基極供電用 78L06 穩壓, 振蕩級輸出采用發射 極

9、弱耦合,以上措施大大提高了振蕩頻率的穩定度。調制采 用變容二極管部分接入調頻方式,提高了傳輸音質的同時也 提高了頻穩度。緩沖級變壓器將末級功放較低的輸入阻抗轉 變成阻抗較高的集電極負載,增大 LC 回路 Q 值,提高了緩 沖級功率增益和選頻濾波性能。這里常見的誤區是將末級功 放輸入直接用電容接至緩沖級集電極 (見圖 5) ,以為如此能提 高功放的激勵電壓,其實不然,由于阻抗嚴重失配,不僅緩 沖級增益大打折扣,還容易擊穿末級功放管的 be 結。圖 4 的末級功放采用簡單甲類放大器。天線負載仍舊由調諧變壓 器完成匹配與濾波, 調整磁芯和電容 C14 較易達到諧振與匹 配的目的。微調電位器或電感 Ll 可以改變振蕩頻率,微調L2磁芯可使激勵級諧振。圖4電路中,T1 : C9018, 3 > 100R1為47k Q電位器;R4為220k Q微調電阻。C14為5

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