电装实习报告

《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

一、基本原理 (2)

二、NE602振荡混频芯片简介 (3)

1.基本信息

2.IC内部振荡器混频器

3.IC包装接脚

三、LM386音频功率放大器简介 (6)

1.基本信息

2.LM386内部电路

3.LM386的引脚

四、总系统简介 (8)

1.系统总框图

2.接收状态

3.π型滤波器

五、调试结果 (17)

1.发射状态

2.接收状态

3.调试结果

六、心得体会 (21)

附录元器件表 (22)

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

一、基本原理

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。

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

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500MHZ ，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﹣

音频

高频

混频

本高频

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

15dBm，虽然推荐的最大信号电平是﹣25dBm（约3.16mW）。此最大电平

相当于50Ω电阻上的12.6mV或1.5KΩ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0.2

μV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NE602内部的双平衡混频电路。晶体管差分对管T1—T2与T3—T4组成交叉连接的双平衡差分放大器。T5是T1—T2的电流源，T6

是T3—T4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1.5KΩ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

E602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

4.5~8.0 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。

图 3 IC包装接脚

图表 3 IC包装接脚

三、LM386音频功率放大器简介

1.基本信息

LM386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。

3.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10μF。

查LM386的datasheet，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。

图表 4 LM386内部电路原理图

图 4 LM386内部电路原理图

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：

2.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π型滤波器滤波（这个π型滤波器设计的滤波频率应为7.030MHz，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π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“１”，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π型滤波器和并联LC谐振电路担负起了阻抗变换的作用，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π型滤波器对于7.030M的信号的阻抗较小，不与考虑。

NE602的“６”“７”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Ｙ决定，本电路所取晶

振频率当然选用

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“１”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

也就是1000Hz的音频信号。

经NE602混频后的音频信号经“４”

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。

π型滤波器

π型滤波器的计算，设信号角频率为ω，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：

O U C

j L j C j U ~1

ωωω+

i i U LC

U C Lj j ~11~1

ωωω-=

从以上讨论可知，当0

=-LC ω

时，输出信号

幅度最大，

在本电路中，取C=470P ，L=1.1uH(两个

2.2uH 电感并联)，计算得

MHz LC

f 71072126=?===

ππω

并联谐振电路的谐振频率的计算

f π21=

电路中，L=2.2uH ，C=220P ，代入计算式得

MHz f 23.7

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，

型号极性 P （

W ） Ic(m

V CEO

(V) β f T (

MH z)

封

装

也

就

改

变

了

加

在二

极管

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

9012 P N P 0.6

25 50

64/300

150 TO -92 9013 N P N 0.6

25 50

20 64/

300 150 TO -92 9014 N P N 0.45

100 45

60/

600

100 TO -92 9018 N P N 0.31

40/200

600 TO -92 8550 P N P 0.6

25 1200 25

80/

500

100 TO -92 8050 N P N

0.6

25 12

00 25

80/

500

100 TO -92