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毕业设计要求
本设计的任务是设计一台小功率数字立体声调频发射机，相关技术指标要求如下：
1、基本要求：
（1）调频发射频率范围88MHz～108MHz，发射频率稳定度优于10-5。
（2）调制信号：20Hz~20KHz音频信号。
（3）具有100Khz和1Mhz 两档步进。
（4）存储发射频率不少于5个。
（5）最大不失真输出功率≥100 mW（负载阻抗50Ω）
（6）能显示频率范围内的调频电台载波频率值。
（7）可以用普通的调频收音机收听节目
2、发挥部分：
（1）红外控制调整、保存
（2）实时时钟显示、调整、保存
（3）8通道发射频率预置保存、删除
第2章 系统设计方案
本章制定了设计流程；提出了系统设计方案，并逐一进行了方案对比论证。
2.1 设计流程
为了能够顺利完成任务，本设计按照以下流程来进行：
提出系统设计方案：收集资料，提出系统设计方案。
完成硬件电路设计：掌握调频原理，熟悉相关芯片的数据手册，参考相关电路，完成硬件电路设计。
PCB绘制与硬件调试：绘制原理图和PCB，购买元器件，焊接并整机调试。
组建测试系统：测试本设计所要实现的功能和技术指标。
2.2 系统组成
系统组成框图如图2-1所示。控制器我们选用AVR单片机ATMega8L，显示使用1602字符型LCD，调频则使用发射专用集成电路BH1415F。 其中LCD、单片机、发射芯片、高频放大电路都需要电源，但高频放大电路所需要的电压值与其它部分有点差别。
系统开机后，Mega8L读出保存在内部EEPROM中的频率值，并转换为频率控制字送给发射芯片。我们可以通过键盘或红外遥控板的输入，使Mega8L得到不同发射频率值，转换后送相应的频率控制字给发射芯片，同时将信息显示在LCD上。发
射芯片将输入的立体声音频信号调制在设定频率上，然后经过高频功率放大电路，由天线发射出去。
2.3 方案论证
1、控制模块的设计方案选择与论证
方案一：采用单片机控制，其使用灵活方便，能较大限度的开发其自身资源，性价比很高。
方案二：采用FPGA（现场可编程逻辑门阵列）作为系统的控制核心。由于FPGA具有强大的资源，使用方便灵活，易于进行功能扩展，特别是结合EDA（电子设计自动化），可以达到很高的效率。系统的多个部件如频率测量电路，键盘控制电路，显示控制等都可以集成到一块芯片上，大大减小了系统的体积，并且提高了系统的稳定性。
考虑到目前使用FPGA的成本较高，作为产品，选用方案一更合适。
2、压控振荡器的设计方案论证与选择
方案一：采用分立元件构成。利用低噪声场效应J310作振荡管，用两对变容二极管作压控器件，直接接入振荡回路，电路属于电感三点式振荡器[14]。图2-2为其简化电路图。该方法实现简单，但是调试相当困难，而且不能灵活控制输出频率。
图2-2 分立元件构成的VCO简化电路
方案二：采用自带压控振荡器的集成芯片和变容二极管KV1471E，外接一个LC谐振回路构成变容二极管压控振荡器。选取适当的电感，便可改变BH1415F的输出频率。由于采用了集成芯片，电路设计简单，系统可靠性高，并且利用锁相环频率合成技术可以使输出频率稳定度进一步提高。
3、频率合成器的设计方案论证与选择
频率合成是整机的核心，为了得到高度稳定的频率输出，并且输出频率可调，可以采用锁相环频率合成技术，输出频率稳定度与晶振的稳定度相当，达到10-5，频率步进可以为任意值。此技术采用单片机来实现控制。
方案一：模拟锁相环路法，通过环式的减法降频，将VCO的频率降低，与参考频率进行鉴相。优点是：可以得到任意小的频率间隔；鉴相器的工作频率不高，频率变化范围不大，比较好做，带内带外噪声和锁定时间易于处理。不需要昂贵的晶体滤波器。频率稳定度与参考晶振的频率稳定度相同。缺点是分辨率的提高要通过增加循环次数来实现，电路超小型化和集成化比较困难。
方案二：数字锁相环路法，如图2-3所示，通过数字逻辑电路，把压控振荡器（VCO）的频率降低到鉴相器的参考频率上，采用的是除法降频。除具有方案一的优点外，克服了方案一的缺点，还能与灵活方便的数字电路结合，做成数控可变分频，得到任意的频率，并且便于集成化，大大简化电路连线，缩短电路制作时间，降低整机体积。
综合考虑，本设计采用方案二。
图2-3 数字锁相环频率合成原理
4．立体声编码模块的设计方案论证与选择
方案一：采用分立元件组成立体声编码模块。利用该方法实现比较简单，但外围电路复杂，调试麻烦，而且可靠性不高。
方案二：采用调频立体声发射芯片BH1415F。它是将立体声调制、FM调制和RF放大功能集成在一个芯片上制成的。弥补了过去用分立元件来设计调频电路的不足，而且具有立体声调制的功能。仅用很少的外围元件就可得到优美的立体声调频信号。
综上，拟用方案二来设计立体声编码器。
5、功率放大电路方案选择与论证
方案一：采用集成功放，放大倍数比较理想，性能好，体积小，但是价格比较高
方案二：采用晶体管组建放大电路，放大倍数小，电路复杂，价格低廉。
由于本设计放大倍数要求不高，决定采用方案二。
6、显示方式选择与论证
方案一：采用LED数码管显示。该方案只能显示有限的符号和数码字，而且功耗大。而本设计中要求显示的内容丰富，不适应利用该方法。
方案二：采用字符型LCD显示。可以显示英文及数字，质量轻，耗电小，显示内容较多。
综上，拟定方案二采用LCD实时显示载频频率和实时时钟。
7、电源方案选择与论证
单片机的正常工作电压为＋5V直流电压，运放和三极管则需要＋9V直流电压，所以需对市电进行变压、整流、滤波、稳压，为系统提供这两种直流电压。
方案一：采用变压器将220V交流电变换为12V交流电，再进行全波整流、滤波，最后用三端稳压管LM7809和LM7805进行稳压，可分别得到＋9V和＋5V。
方案二：采用电源模块得到12V直流电压输出，再通过三端稳压集成芯片进行稳压，得到两种输出电压。
方案一简单易行，且成本低，试验阶段我们采用方案一。
