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標(biāo)簽 > 發(fā)射電路
是較為經(jīng)典的1.5km單管調(diào)頻發(fā)射機電路。電路中的關(guān)鍵元件是發(fā)射三極管,多采用D40,D5O,2N3866等。工作電流為60--80mA。但以上三極管難以購到,且價格較高,假貨較多。
在無線電遙控設(shè)備中常用的發(fā)射電路方框如右圖所示。它由高頻振蕩電路、中間放大級、高頻功率放大器及調(diào)制電路組成。對于不同場合的遙控設(shè)備,發(fā)射電路的組成是不同的,如在近距離對家用電器或玩具進(jìn)行遙控,發(fā)射電路輸出的功率只要10~20mW就夠了,沒有必要有中間放大級及高頻功率放大器,調(diào)制電路直接對高頻振蕩電路進(jìn)行調(diào)制發(fā)射即可。
是較為經(jīng)典的1.5km單管調(diào)頻發(fā)射機電路。電路中的關(guān)鍵元件是發(fā)射三極管,多采用D40,D5O,2N3866等。工作電流為60--80mA。但以上三極管難以購到,且價格較高,假貨較多。筆者選用其他三極管實驗,相對易購的三極管C2053和C1970是相當(dāng)不錯的,實際視距通信距離大于1.5km。筆者也曾將D40管換成普通三極管8050,工作電流有60--80mA,但發(fā)射距離達(dá)不到1.5km,若改換成9018等,工作電流更小,發(fā)射距離也更短, 電路中除了發(fā)射三極管以外;線圈L1和電容C3的參數(shù)選擇較重要,若選擇不當(dāng)會不起振或工作頻率超出88--108MHz范圍。其中L1,L2可用0.31mm的漆包線在3.5mm左右的圓棒上單層平繞5匝及10匝,C3選用5-20pF的瓷介或滌綸可調(diào)電容。實際制作時,電容C5可省略,L2上也可換成10-100mH的普通電感線圈。若發(fā)射距離只要幾十米,那么可將電池電壓選擇為1.5-3V,并將D40管換成廉價的9018等,耗電會更少,也可參考《電子報》2000年第8期第五版(簡易遠(yuǎn)距離無線調(diào)頻傳聲器)一文后稍作改動。圖1介紹的單管發(fā)射機具有電路簡單,輸出功率大,制作容易的特點,但是不便接高頻電纜將射頻信號送至室外的發(fā)射天線,一般是將0.7--0.9m的拉桿天線直接連在C5上作發(fā)射的,由于多普勒效應(yīng),人在天線附近移動時,頻漂現(xiàn)象很嚴(yán)重,使本來收音正常的接收機聲音失真或無聲。若將本發(fā)射機作無線話筒使用,手捏天線時,頻漂有多嚴(yán)重就可想而知了。
圖1
無線發(fā)射電路的構(gòu)成原理
在無線電遙控設(shè)備中常用的發(fā)射電路方框如右圖所示。它由高頻振蕩電路、中間放大級、高頻功率放大器及調(diào)制電路組成。對于不同場合的遙控設(shè)備,發(fā)射電路的組成是不同的,如在近距離對家用電器或玩具進(jìn)行遙控,發(fā)射電路輸出的功率只要10~20mW就夠了,沒有必要有中間放大級及高頻功率放大器,調(diào)制電路直接對高頻振蕩電路進(jìn)行調(diào)制發(fā)射即可。
1.高頻振蕩電路
高頻振蕩電路可視為發(fā)射電路的心臟,由它產(chǎn)生高頻載波。通常對高頻振蕩電路的要求是頻率穩(wěn)定度高,波形失真小,有足夠的輸出功率,否則發(fā)射電路就不能正常工作。
高頻振蕩電路分LC選頻自激振蕩電路與石英晶體穩(wěn)頻振蕩電路兩類。由于晶體穩(wěn)頻振蕩電路的頻率穩(wěn)定度容易達(dá)到10的負(fù)5次方以上,因此,在無線電遙控設(shè)備中大都采用晶體穩(wěn)頻振蕩電路。
晶體穩(wěn)頻振蕩電路是利用石英晶體代替一般LC諧振回路的振蕩電路。石英晶體分為基頻晶體及泛音晶體。基頻晶體的振動頻率是晶片的基頻,而泛音晶體的振動頻率是晶片振動的諧波。基頻晶體的頻率通常不超過25MHz,而泛音晶體的頻率可在25MHz以上,一般遙控系統(tǒng)的高頻振蕩電路大都使用泛音晶體。石英晶體構(gòu)成的高頻振蕩電路一般分為并聯(lián)諧振型晶體振蕩電路及串聯(lián)諧振型晶體振蕩電路兩種。
2.高頻功率放大器
由于高頻振蕩電路所輸出的功率很小,因此振蕩信號還要經(jīng)過緩沖級、中間放大級、末級功率放大級等一系列的放大,獲得足夠的高頻功率后,才能饋送到天線向外輻射出去。這里的緩沖級、中間放大級及末級功率放大級都屬于高頻功率放大器的范疇,是發(fā)射電路的重要組成部分。
根據(jù)對發(fā)射電路的工作頻率、輸出功率及用途的不同要求,可以采用半導(dǎo)體管、電子管或集成電路作為高頻功率放大器的電子器件。對于輸出功率較小的高頻功率放大器,主要以半導(dǎo)體管電路和集成電路為主。
隨著高頻電子技術(shù)的發(fā)展,已有許多高頻功率放大集成器件廣泛應(yīng)用于便攜式對講機、 業(yè)余無線電臺及移動電話中。此外,伴隨著微型無線電遙控系統(tǒng)的發(fā)展,還相繼出現(xiàn)了許多微型化的無線電發(fā)射及接收專用集成電路。
下表給出了一些高頻功率放大集成器件的主要參數(shù),供參考
3.調(diào)制電路
把低頻控制信號加到載波上去的過程稱為調(diào)制。調(diào)制分角度調(diào)制和幅度調(diào)制兩種,其中角度調(diào)制包括調(diào)頻、調(diào)相等。在無線電遙控設(shè)備中常用的是調(diào)頻及調(diào)幅方式。
調(diào)頻即高頻載波的頻率隨低頻信號的電壓而變化,其載波的幅度不變。經(jīng)過調(diào)頻后的高頻振蕩信號稱為調(diào)頻波,如下圖所示。
調(diào)頻信號具有的特點是:調(diào)頻信號的抗干擾能力強,可傳遞高質(zhì)量的控制信號;調(diào)頻信號的頻帶較寬,一般為30Hz~15kHz,因此調(diào)頻信號只適用于超短波以上的頻率范圍;發(fā)射電路的效率高于調(diào)幅。因此,調(diào)頻方式多用于高級的多通道比例遙控系統(tǒng)。
下圖所示為27MHz晶體調(diào)頻振蕩電路。電路中的VT1、13.5MHz晶體、C2、C3、VD1等組成二倍頻電容三點式振蕩器,當(dāng)調(diào)制電壓變化時,變?nèi)荻O管VD1的結(jié)電容也隨之變化,因此振蕩器的振蕩頻率也隨調(diào)制信號的電壓而改變,從而實現(xiàn)調(diào)頻。
在調(diào)頻遙控系統(tǒng)中還廣泛使用一種頻率鍵控調(diào)制方式,當(dāng)調(diào)制信號為高電平時,發(fā)射電路發(fā)出頻率為f1的等幅高頻載波;當(dāng)調(diào)制信號為低電平時,發(fā)射電路發(fā)出頻率為f2的等幅高頻載波。調(diào)制信號及調(diào)頻波的關(guān)系如下圖所示。通常這種方式多用于時分制遙控系統(tǒng)。
調(diào)幅即高頻載波的幅度隨調(diào)制信號的變化規(guī)律而變化,而載波的頻率保持不變。經(jīng)過調(diào)幅的高頻振蕩信號稱為調(diào)幅波,如下圖所示。相對調(diào)頻而言,調(diào)幅的頻帶占用較窄,發(fā)射電路的效率低于調(diào)頻制,抗干擾能力也略差些。
在遙控發(fā)射電路中常采用基極調(diào)幅、集電極調(diào)幅及鍵控調(diào)幅電路。前面兩種多用于頻分制遙控系統(tǒng),而第三種多用于時分制遙控系統(tǒng)。
下圖所示的是一個基極調(diào)幅電路。基極調(diào)幅就是把調(diào)制信號加到半導(dǎo)體管的基極,實現(xiàn)用調(diào)制信號控制載波的幅度。編碼器產(chǎn)生的控制信號經(jīng)C1加到由VT1、VT2組成的調(diào)制放大器上。它們實際上是一個互補射隨器,雖沒有電壓增益,但輸入阻抗高,可以起到隔離編碼電路與高頻電路的作用。輸出信號經(jīng)RP1送出并加到功放管VT3的基極,同時高頻載波信號也經(jīng)L1加到VT3的基極,此時VT3基極的電壓及電流就會按調(diào)制電壓的規(guī)律而變化,VT3集電極脈沖狀高頻電壓也按這一規(guī)律變化,從而使L2、C7、C8回路中高頻電壓的幅度隨調(diào)制電壓而變化。實現(xiàn)調(diào)幅的作用。R5、R4和C2組成低通濾波器,L3和C3組成帶通濾波器,可以改善調(diào)制信號的頻率特性。
在時分制遙控系統(tǒng)中,多采用鍵控調(diào)幅的調(diào)制方式。時分制遙控系統(tǒng)中的控制信號為數(shù)字信號,通常用“1”表示高電平,“0”表示低電平。在遙控發(fā)射電路中,一般是用開關(guān)來控制高頻放大器的直流電路,以實現(xiàn)幅度鍵控。幅度鍵控的波形如下圖所示。
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