《電子技術(shù)應(yīng)用》
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調(diào)頻發(fā)射器的制作要點
摘要: 在諸多電子刊物上經(jīng)常看到關(guān)于此類發(fā)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(yè)知識和實際制作體會,,談一下本人對調(diào)頻發(fā)射器制作中某些要點與誤區(qū)的看法。
Abstract:
Key words :

50MHz~150MHz頻率范圍的調(diào)頻發(fā)射器具有天線簡易、調(diào)制方便,、輻射性能好和效率高等優(yōu)點。而87MHz~108MHz的調(diào)頻廣播波段可利用現(xiàn)成的收音機作接收機,,因而此波段發(fā)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(jīng)常看到關(guān)于此類發(fā)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(yè)知識和實際制作體會,,談一下本人對調(diào)頻發(fā)射器制作中某些要點與誤區(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。對于后者,,晶體振蕩器是最好的,,但業(yè)余應(yīng)用中有其缺點,一是頻點固定且不易購買;二是直接調(diào)制時頻偏太小,,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(wěn)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(lián)在三極管的結(jié)電容上,能減小結(jié)電容變化對頻率的影響,,微調(diào)L可在較大范圍內(nèi)改變頻率,。

克拉潑振蕩電路L見圖2)的頻率更穩(wěn)定,但正反饋量變小,,當(dāng)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(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,工作點可選得低一些,,有利于改善波形,。

高頻振蕩器

高頻振蕩器

(二)頻率調(diào)制器

要求失真小,靈敏度高,。常見的調(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(僅差一個音頻),,發(fā)射器后級的LC選頻電路不易將其濾除,因而使發(fā)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?nèi)荻O管調(diào)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(xiàn),,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合,,提高頻穩(wěn)度,。因此,緩沖,、推動電路應(yīng)盡量采用功率增益高的共發(fā)射極甲類放大電路,。由于其輸入阻抗較小,應(yīng)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(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.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(dǎo)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,否將干擾末級功放的調(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(diào)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(lián)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(tài),。

高頻功放振蕩器

高頻功放振蕩器

功放級容易出現(xiàn)的誤區(qū)是盲目選用丙類射頻功放。由于丙類功放確實具有轉(zhuǎn)換效率高的優(yōu)點,,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,、乙類功放更大的高頻功率,因而在移動電臺或大功率電臺的發(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功放的錯誤概念,。在他們設(shè)計制作的發(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(dāng)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(wěn)度產(chǎn)生極大的負(fù)面影響。實際上,,丙類功放要實現(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壓狀態(tài),,高頻激勵要比相同輸出的甲類功放大且要嚴(yán)格滿足高效率時的功放管導(dǎo)通角,。此外,由于大量諧波的存在,,需要性能更好的濾波器,,同時也需要更嚴(yán)格的阻抗匹配?;谝陨显?,設(shè)計調(diào)試好一個高質(zhì)量的丙類射頻功放在業(yè)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(yè)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(wǎng)絡(luò)簡單。

(六)多級發(fā)射機自激的處理

(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,,說明以上要點在實例中的應(yīng)用,。

圖4是一個87MtHz~108MHz調(diào)頻發(fā)射器的電原理圖,其最大的特點是電路簡潔,,頻率穩(wěn)定(絕無跑頻現(xiàn)象),,傳輸音質(zhì)好,射頻功率約100mW,。筆者用它制用了一個無線話筒和一個電視伴音轉(zhuǎn)發(fā)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(diào)制級、振蕩器和緩沖器基極供電用78L06穩(wěn)壓,振蕩級輸出采用發(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)的同時也提高了頻穩(wěn)度,。緩沖級變壓器將末級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(qū)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(yán)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(jié),。圖4的末級功放采用簡單甲類放大器。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磁芯可使激勵級諧振,。圖4電路中,,T1:C9018,β≥100,。

多級發(fā)射機自激的處理

多級發(fā)射機自激的處理

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3T,,次級1T;L4在骨架上繞4T,線徑同L2。天線用1/4λ長軟線或拉桿天線即可,。

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