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基于MC2833P的小功率调频发信机的设计
● 应用与设计
基于MC 283 3P的小功率调频发信机的设计
杭州商学院 朱金刚
Design of Low Power FM Transmitter Based on M C28331：'
Zhu Jingang
摘要：MC2833P是MOTOROLA公司为无绳电话和调频通信设备而生产的调制发射子系统，它内含话筒放大器、电压控制振荡器和两个辅助晶体管 可用于小功率调制发射机及无绳电话等方面。文中介绍了MC2833P的功能结构和主要参数，指出了它的应用要点和无线特性。最后给出了MC2833P的应用电路。
关键词：小功率； 调频发射； 谐振； MC2833P
分类号：TN832 ．1 文献标识码：B 文章编号：1006—6977(2002)07—001 l一03
MC2833P是美国MO I1OROLA公司为无绳电话和调频通信设备而专门设计的调频发射机子系统，它包括一个话筒放大器、电压控制振荡器和两个辅助的晶体管。由于其内部的两个辅助晶体管的截止
频率fT高达500MHz，因此该芯片在无绳电话和小功
率调频发射机中具有广泛的应用。
1 内部结构及主要技术指标
MC2833P的内部电路和引脚排列如图1所示。 图1 MC2833P的内部结构和 jl脚排列
功率并满足关于THD的IEC555—2技术标准，则应 路的转换时间t 和t 将从10(h~s上升到60011s、这个再加上一级PFC前置稳压电路。表2给出厂在240V 转换时间完全在1．2 s的死区时间之内，但是却把交流输入时， 不同输出功率所对应的主要元件参 射频干扰成份从10MHz降至400kHz。
数。应当说明的是：表中的C5应选择聚丙烯电容器， 该电路的特点是可在100V或120V交流输入电且所有电阻的误差精度均应在_-4-5％之内。表中电感 压下可靠启动，这在240V交流输入电压下不是问的值为理论值，不同型号灯管在同样功率情况下的 题，故在240V电压下电路可工作在完全谐振条件启动电压和工作电压是不一样的。所以，实际电感 下。并可为灯管提供启动所需的启动电压。另外，如值和工作频率值需用实验来决定。 果不需要同步功能，可用一根跳线将二极管1NdO01
为了降低半桥功率级的射频干扰， 可在 短接，以便为电容C6和灯管提供电流通路。IR51H420的第7、4引脚之间加上吸收电路，若吸收 收稿日期：2001—12—03
电路的电阻为10Q，电容为0．00lttF，那么，开关电 咨询编号：020703
表2 不同输出功率时的元器参数
输出 整流滤 直流供电 灯谐振电路
功率 波电容(C1) 滤波电压 L1 绕组 磁芯(铁氧体) C5 R2 Fosc
13W 10uF／450V 35Vpp 2．56111H 250T M 32HAPT 9677001015 0．01uF／300VAC 9．9k 40kHz
16W 1 0uF／450V 40Vpp 2．56111H 250T M 32HAPT 9677o01015 0．01uF／300VAC 12．6k 36kHz
18W 22~F／450V 20Vpp 1．65111H 150TM30HAPT 9677142009 0．01uF／300VAC 9．6k 43kHz
22W 22uF／450V 22Vpp 1．65111H 150TM 30HAPT 9677142o09 0．01uF／300VAC 13．8k 33kHz
26W 22uF／450V 25Vpp 1．65m H 150TM 30HAPT 9677142009 0．01 t~F／300VAC 17．3k 27kHz
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一12一 《国外电子元器~#-}2002年第7期 2002年7月
应用时可将振荡器接成电容三点式振荡电路形式，
同时可在集成电路的1脚和16脚之间接一电感和
晶体相串联的电路， 以使电感能对振荡频率进行微
调．从而保证振荡频率正好处于要发射的频点上；另
外，在l6脚和15脚之间外接一个反馈电容，可使振
荡信号晶体管射极缓冲后由14脚输出。话筒放大器
能够提供30dB的电压增益。
MC2833P采用IOV 电源，其工作电压范围为
2．8～9．OV，可工作在一30～+75℃ 的温度范围。其
主要电气技术指标如表1所列，表2所列是其各引
脚的功能说明。
2 高频Y参数及应用
对于高频放大器而言，在分析时需要用到晶体
管的高频等效电路，MC2833P内部晶体管的高频等
效电路如图2所示，图中所示的参数为晶体管的高
频Y参数，根据MC2833P的电气参数，可以得到内
部晶体管在工作电流为3mA时的Y参数：
e=5．17mO Cie=3OpV
图2 MC2833P的内部晶体管高频等效电路
表
-1_
j !：
调
表2 MC2833P的引脚功能
引脚 引脚功能描述 引脚 引脚功能描述
l 可变电抗输出端 9 内部晶体管Q2的集电极
2 去耦合端 lO 芯片的电源端
3 调制器输人端 l1 内部晶体管Q1的集电极
4 话筒放大器输出端 l2 内部晶体管Q1的发射极
5 话筒放大器输人端 l3 内部晶体管Q1的基极
6 接地端 l4 射频振荡器的缓冲输出端
7 内部晶体管Q2的发射极 l5 射频振荡器外接元件端
8 内部晶体管Q2的基极 l6 射频振荡器外接元件端
goe=0．79mi'2 Coe=6．5pF
根据gie、goe值，就可以进行匹配网络的设计。
对于三极管而言，在共发射极应用时，通常存在
一个饱和压降(Vces)的问题，在低频时，晶体管的饱
和压降为0．2～0．3V，高频时，晶体管的饱和压降高
于低频时的饱和压降，具体的数值与工作电流有
关。在工作电流为3mA时，内部晶体管的高频Vces
值为2．OV左右。
在便携式通信设备中， 电源电压一般较低。因
而在设计高频功率放大器时，必须考虑饱和压降对
放大器的影响。在图3所示的放大电路中，集电极输
出的高频信号的峰一峰值(V 一 )为2(Vet—Vces)，
因此，为了得到较高的电源电压利用率和较大的功
率输出，高频放大器应尽量采用高电压供电。
1 MC2833P的技术指标
名称
电流消耗
典型值l最大值l 单位
2．9 l 4．3 l mA
频 调 制 器
测试条件
无输入信号
射频输出电压 Vout 60 90 130 mVrms fo=16．6MHz
直流输出电压 Vde 2．2 2．5 2．8 V 无输入信号
调制灵敏度 SEN 7．0 10 15 Hz／mVde Vin=0．8～2V．fo=16．6MHz
最大频偏 Fdev 3．0 5．0 10 kHz 同上
话 筒 放 大 器
闭环电压增益 Av 27 30 33 dB fi=1kHz．Vi=3．OmVrms
输出直流电压 Vdc 1．1 1．4 1．7 V 无输入信号
输出电压摆幅 Vout 0．8 1．2 1．6 Vp—P fi=1kHz．Vi=30mV
总谐波失真 THD 0．15 2．0 ％ 同上
附加晶体管特性
增益带宽积 fT 50o MHz Vce=3．0V．Ic=3．0mA
集一基电容 Ccd 2．0 pF Vce=3．0V．Ic=0
集电极衬底电容 Ccs 3．3 pF Vce=3．0V．Ic=0
功率增益 Kp 20 dB Ic=3．0mA
直流电流增益 hFE 40 150 Ic=3．0mA．Vce=3．0V
集一发击穿电压 VCeO 10 15 V Ic=200tzA
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3 商频放大电路
14脚是电压控制振荡器的缓冲输出脚，它具有
较低的输出阻抗(几百欧)，在一些应用中，该脚也可
外接一并联L—C选频回路， 以滤掉不需要的谐波
成份，实际上， 由于l4脚较低的输出阻抗降低了
L—C回路的Q值，因此该L—C滤波回路的作用并
不大。当然，也可以通过一个耦合电容将14脚和13
脚直接连接起来，然后再由下一级放大器的选频回
路来进行滤波。
3 单鞭天线的特性 4 应用电路
在一般情况下，天线是无线电设备不可缺少的
组成部分。对于发射机而言，天线的作用是辐射电
磁波，用它把高频电流转换为电磁波发射出去。天
线是发信设备的负载。此时天线表现的特性是输入
阻抗；为了保证发射机输出的功率能最大限度地转
换为电磁波，要求发信设备的输出阻抗与天线的输
入阻抗相匹配。从方便实用的角度考虑，便携式通
信设备通常选用单鞭天线(即拉杆天线)作为发信设
备的负载。
单鞭天线在不同的频率下表现的特性不同，当
单鞭天线的长度小于发射频率的四分之一波长时，
单鞭天线表现为电阻和电容特性，工程上的这个电
阻值R常用以下近似公式计算：
R=780(1／X) (0<1／X≤0．125) 或者
R=12．35【2兀(1／X)J (0．125<1／X≤0．25)
当天线垂直放置时，电容值C的大小可以用下
式来估算：
C=1．1lh／[4．61g(h／1．732r)](pF)
其中：h为天线离地面的高度，单位是厘米。r为
天线的半径，单位也是厘米。C的单位是pF。当单鞭
天线水平放置时，其分布电容不能用上式估算。
为了消除单鞭天线电容特性所造成的影响，使
单鞭天线表现为一个纯电阻，通常在天线的底部接
一电感，并使该电感与天线的分布电容串联后与发
射频率产生谐振，这样在发射频点上，天线可等效为
图4所示是MC2833P的一个具体应用电路。话
筒MIC的输出信号经电容C8耦合至话筒放大器的
输入端，然后经话筒放大器放大后将该语音信号再
通过电容C7耦合至MC2833P的第3脚以进行频率
的调制；内部晶体管Q1、Q2采用简单的甲类放大，
调谐变压器rr2和T3采用中心抽头以提高其选频特
性，使用时应将T2和T3调谐于晶振儿基波频率
(16．1616MHz)的3倍频上(48．485MHz)；T2的初、次
级的匝数应考虑Q1的输出阻抗和Q2的输入阻抗，
而T3的初、次级的匝数比应考虑Q2的输出阻抗和
天线的输入阻抗。人们通常会认为单鞭天线的阻抗
为7512，实际上这个阻值是单鞭天线的长度刚好等
于发射频率的四分之一波长时所呈现的特性阻抗。
实际制作中，天线的长度未必这么如愿。在图4电路
中，如果天线选用o．5m 的单鞭天线，平均半径约
0．35cm，那么，天线的纯电阻部分的阻值为5． (并
非7512)，假设使用时天线离地的高度为1．5m，则天
线的分布电容为15pF；L1的作用是抵消天线的分布
电容，以使天线在发射频点上等效为一个纯电阻。当
T3实现阻抗匹配时，其发射频点上的发射功率不低
于lon1W。