陶瓷滤波器应用电路设计.doc

陶瓷滤波器应用电路设计
摘 要
陶瓷滤波器利用陶瓷材料的低损耗、高介电常数、频率温度系数和热膨胀系数小、可承受高功率等特点设计制作。本电路主要侧重通过元器件陶瓷滤波器，放大器，小功率管等一些电子元器件
首先，本文将介绍构无线调频对讲机的基本原理框图其次，本文将讲述超外差和中频放大电路
最后，本文将系统的介绍整个电路是如何配合起来工作的，从而达到无线对讲的作用。
关键词： 超外差 中频放大电路 陶瓷滤波器

课程设计说明书（论文） 第11页
目 录

1 绪论 2

1.1 课题描述 2
1.2基本工作原理及框图 2
2.相关元件及硬件电路设计 2
2.1超外差 3
2.2中频放大器 4
2.3陶瓷滤波器 5
2.4无线对讲机电路 7
总 结 10
致 谢 11
参考文献 12

1 绪论
1.1 课题描述

随着经济的发展，生活水平的提高，通信在人们日常生活中占据着重要的地位，人们的生活离不开通信，通信工具日益丰富化多元化，使人们的生活节奏更加迅速。消息的的流通更加方便，这一切都是通信技术日新月异的发展给人们带来的便利条件。无线调频对讲机在生活中为维护秩序中有着重要作用。本课题研究的内容就是以陶瓷电容，放大器，小功率管和一些电感元件组成无线调频对讲机，从而实现无线对讲的作用。
1.2基本工作原理及框图

图1基本原理工作框图
由图可见，它由调频发射电路、调频接收电路、音频功率放大电路、功率放大电源开关电路以及稳压电源五个部分组成。框图1.1所示。TDA7010T及TDA7052T都是双列式单放机微型扁平封装集成电路，前者为调频接收集成电路，图2.5为音频功放电路，两者的内部结构分别由图2.6、图2.4所示。

2.相关元件及硬件电路设计

2.1超外差
超外差接收机中有一个振荡器叫本机振荡器.它产生的高频电磁波与所接收的高频信号混合而产生一个差频,这个差频就是中频.如要接收的信号是900KHZ.本振频率是1365KHZ.两频率混合后就可以产生一个465KHZ或者2200KHZ的差频.接收机中用LC电路选择465KHZ作为中频信号.因为本振频率比外来信号高465KHZ所以叫超外差
2.1.1超外差原理
地振荡器产生频率为f1的等幅正弦信号，输入信号是一中心频率为fc的已调制频

图2 超外差原理图
带有限信号,通常f1＞fc。这两个信号在混频器中变频,输出为差频分量,称为中频信号, f1 = f1 -fc为中频频率。图2表示输入为调幅信号的频谱和波形图。输出的中频信号除中心频率由fc变换到fi外，其频谱结构与输入信号相同。因此，中频信号保留了输入信号的全部有用信息。
超外差原理的典型应用是超外差接收机。从天线接收的信号经高频放大器放大，与本地振荡器产生的信号一起加入混频器变频，得到中频信号，再经中频放大、检波和低频放大，然后送给用户。接收机的工作频率范围往往很宽，在接收不同频率的输入信号时，可以用改变本地振荡频率f1的方法使混频后的中频fi保持为固定的数值。
接收机的输入信号uc往往十分微弱（一般为几微伏至几百微伏），而检波器需要有足够大的输入信号才能正常工作。因此需要有足够大的高频增益把uc放大。早期的接收机采用多级高频放大器来放大接收信号，称为高频放大式接收机。后来广泛采用的是超外差接收机,主要依靠频率固定的中频放大器放大信号。
2.2中频放大器
中频放大电路的任务是把变频得到的中频信号加以放大，然后送到检波器检波。中频放大电路对超外差收音机的灵敏度、选择性和通频带等性能指标起着极其重要的作用

图3中频放大电路
     图2.2是LC单调谐中频放大电路，图2.3为它的交流等效电路。图中B1、B2为中频变压器，它们分别与C1、C2组成输入和输出选频网络，同时还起阻抗变换的作用，因此，中频变压器是中放电路的关键元件。
     中频变压器的初级线圈与电容组成LC并联谐振回路，它谐振于中频465kHz。由于并联谐振回路对诣振频率的信号阻抗很大，对非谐振频率的信号阻抗较小。所以中频信号在中频变压器的初级线圈上产生很大的压降，并且耦合到下一级放大，对非谐振频率信号压降很小，几乎被短路（通常说它只能通过中频信号），从而完成选频作用，提高了收音机的选择性。

图4中频放大电路等效图

     由LC调谐回路特性知，中频选频回路的通频带B＝f2- f1＝，见图2.3，2.4。式中QL是回路的有载品质因数。QL值愈高，选择性愈好，通频带愈窄；反之,通频带愈宽，选择性愈差。
     中频变压器的另一作用是阻抗变换。因为晶体管共射极电路输入阻抗低，输出阻抗高，所以一般用变压器耦合，使前后级之间实现阻抗匹配。

2.3陶瓷滤波器

陶瓷滤波器是由钎钛酸铅陶瓷材料制成的，把这种材料制成片状两面覆盖银层作为电极，经过直流高压极化后，它具有压电效应。所谓压电效应是指，当陶瓷片受机械力作用而发生形变时，陶瓷片内将产生一定的电场，且它的两面出现与形变大小成正比的符号相反、数量相等的电荷；反之，若在陶瓷片两面之间加一电场，就会产生与电场强度成正比的相械形变。陶瓷片具有串联谐振特性，可用它来制作滤波器。
陶瓷滤波器利用陶瓷材料的低损耗、高介电常数、频率温度系数和热膨胀系数小、可承受高功率等特点设计制作，由数个1/4波长型谐振器纵向多级串联或并联的梯形线路构成。其显著特点是插入损耗小、耐功率性好、带宽窄，特别适合便携电话、汽车电话、无线电台、无绳电话以及一体化收发双工器等的级向耦合滤波。国外生产最多的是800MHz～1GHz范围内的系列EMI介质滤波器，其技术指标为插损2dB～3dB，波纹小于1dB，电压驻波比约1.5,带外抑制在规定频段内可达20dB以上。一些特殊要求点可达60dB左右，滤波特性优良。其开发方向是采用新型介质材料和其它谐振模式，设计制作新型的微型化、片式化、低插损、高衰减、高性能的EMI介质滤波器
按幅频特性陶瓷滤波器可分为带阻滤波器（又称限波器），带通滤波器（又称滤波器）两类。它主要用于选频网络，中频调谐，鉴频和滤波等电路中，达到分隔不同频率电流的目的。具有Q值高，幅频，相频特性好，体积小，信噪比高的特点，以广泛应用于彩电，收音机等家用电器及其它电子产品中。
本电路所采用的是FM陶瓷滤波器，它具有紧凑型和低厚度，适用于薄型产品温度系数低，稳定性高，高度选择，杂散信号抑制能力强。广泛应用于音响，磁带收音机，车载收音机，家用立体声，无线数据通讯设备和数字通信设备。

图5测试电路
测试条件R1:280Ω R2: 280Ω

图6 频率响应

2.4无线对讲机电路

图7无线调频对讲机原理图
对讲机的工作原理如下：
1、发射部分：

锁相环和压控振荡器（VCO）产生发射的射频载波信号，经过缓冲放大，激励放大、功放，产生额定的射频功率，经过天线低通滤波器，抑制谐波成分，然后通过天线发射出去。

2、接收部分：

接收部分为二次变频超外差方式，从天线输入的信号经过收发转换电路和带通滤波器后进行射频放大，在经过带通滤波器，进入一混频，将来自射频的放大信号与来自锁相环频率合成器电路的第一本振信号在第一混频器处混频并生成第一中频信号。第一中频信号通过晶体滤波器进一步消除邻道的杂波信号。滤波后的第一中频信号进入中频处理芯片，与第二本振信号再次混频生成第二中频信号，第二中频信号通过一个陶瓷滤波器滤除无用杂散信号后，被放大和鉴频，产生音频信号。音频信号通过放大、带通滤波器、去加重等电路，进入音量控制电路和功率放大器放大，驱动扬声器，得到人们所需的信息。

3、调制信号及调制电路：

人的话音通过麦克风转换成音频的电信号，音频信号通过放大电路、预加重电路及带通滤波器进入压控振荡器直接进行调制。

4、信令处理：

CPU产生CTCSS/DTCSS信号经过放大调整，进入压控振荡器进行调制。接收鉴频后得到的低频信号，一部分经过放大和亚音频的带通滤波器进行滤波整形，进入CPU，与预设值进行比较，将其结果控制音频功放和扬声器的输出。即如果与预置值相同，则打开扬声器，若不同，则关闭扬声器。

总 结
致 谢
通
参考文献
[1] 沈伟慈 通信电路［M］. 西安：西安电子科技大学出版社. 2008.6
[2] 张肃文 高频电子线路［M］. 北京：高等教育出版社. 1984
[3] 罗伟雄 通信电路与系统［M］. 北京：北京理工大学出版社. 2007.9
[4] 杨素行 模拟电子技术基础简明教程［M］. 北京：高等教育出版社. 2002.2