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(1)在配制腐蚀液时要按照比例。水:双氧水:浓盐酸=3:1:2。 (2)腐蚀时间不要过长,以免把电路过度腐蚀。
(3)在腐蚀完以后要对电路进行检测,看有没有断路和短路的,要是有,需要对电路进行修改。
(4)需要给电路板涂上松香,其作用是防止电路被氧化和在焊接的时候但到助焊剂的作用。
(5)焊接的时候要注意不要把不相连的点挂接。
(6)焊接的时候烙铁的温度不要太高,焊接的时间不要太长,以免焊盘脱落和在焊接的时候就把器件烧坏。
(7)焊接完后要对电路进行检测,看是否所有器件都是好的,看是否有挂接和虚焊的。
(8)焊接工具的摆放要合理:
①烙铁要放在架上,以免烫到人或其他器件;
②需要用到的器件应该准备好,方在左手边,以便随时可以拿到进行焊接。 6.3 电路板检测与调试应注意的问题
(1)在接电之前应该先测供电系统是否短路。 (2)检测是否有断线。
(3)接上电后应该检测各个器件的的电源跟地脚的电平是否正确。 (4)接上电后要触摸芯片查看是否有发烫现象,若有则应立即关掉电源。 (5)硬件没有问题后结合软件调试。
7 系统实现的功能与系统调试
7.1 系统实现的功能
本毕设利用所学的电子电路、射频、通信技术方面的有关知识,实现了一个高品质频率合成立体声FM发射机系统。该系统的发射功率为0.5W,工作频率为88MHz--108MHz可调,带宽9kHz,灵敏度200μV ,以立体声方式输入,电路可靠有效发射距离为20米,用立体声FM收音机把频率调到发射频率上,即可收到发射机发射的高保真音频信号。发射信号频率显示在液晶屏上,通过按键调整发射频率。 7.2 系统功能调试
在一个课题制作成功之前要经过多次细心和耐心的调试,只有这样才能完成设计并取得更加理想的效果,每一个细节的检查都是十分必要的,因为一个细节问题的疏漏很可能就会导致整个系统的不能工作,因此我们要明白调试过程中要使用的仪器设备和调
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试的步骤。
7.2.1系统调试使用的设备
(1)指针万用表;(2)立体声收音机(最好带频率显示);(3)50欧姆假负载;(4)简易场强仪;(5)50欧姆同轴电缆至少5米;(6)50欧姆天线;(7)12V/2A稳压电源;(8)音源(如MP3);(9)散热片。 7.2.2系统调试步骤
(1)焊接完成后,不能激动,慢慢来,从头到尾再检查一遍,确保没有错误。 (2)确保没有问题之后,首先将BH1415的11脚的输出处找一个焊点焊接一根大约30cm的软导线,用作BH1415的射频输出天线。
(3)将控制板上的排线插在发射板上,注意电源的正负,不要插错。准备好电源(最好先通9V的电源),通电,此时控制板上的LCD会显示一个发射频率,用准备好的收音机在该频率上接收,测试是否能接收到所发射的频率,一般情况下,只要焊接正确,100%是没有问题的。如果能正常接收到,再将音源输入,此时再用收音机接收,就可以接收到音源所放的音乐和声音。
(4)完成第(3)步调试之后,断开电源,将导线拆下,焊接上C30和C1971,同时将散热器安装到C1971上,并在1971的天线输出端接上假50欧姆的负载。
(5)完成第(4)步骤之后,准备好电源,最好还是通9V的电压,确保不烧毁三极管。通电,如果焊接正常,此时假负载上的灯泡会发出亮光,依次微调可调电容C50,C49使小灯泡的亮度最大。然后再依次微调C51和C48使灯泡的亮度最大。
(6)以上调节OK之后,接上音源,打开收音机,微调可调电容C47,使收音机的声音最清晰,灯泡亮度最大。调试好之后,这个电容就不需要再调试了。
(7)调试可调电感L1和L2,该步骤中调试的重要性不是很大,(我默认的调试的结果是L1的铜螺柱出来,L2的铜螺柱拧进去最深处),最好是对自己的具体情况做具体的调节,调节的标准始终是:声音最清晰,灯泡的亮度最大。
(8)完成以上调试后,如果想效率更高的话,就再微调一下C48和C51,标准始终是:声音最清晰,灯泡的亮度最大。
(9)完成以上调试后表明C1971前面的部分已经100%的调试结束,所以在以下的调试过程中不管出现什么状况,以上所调试过的器件均不需要再去调试,调试乱了很有可能后面的调试调不出来。
(10)取下假负载,接上电缆和天线,发射机和天线距离尽量拉远些。准备好简易的场强仪,检查天线的连接良好后,通电,打开收音机,依次调试C50,C49,同时注意三个参数:①场强仪的场强指示。②收音机接收到的音质。③整机的电流强度。再调节C49和C50使满足:①场强仪的指示的场强最大。②收音机的音质不受影响。③整机的
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电流最小。
(11)以上调试OK后所有的可调器件均不需要再调节了。现在需要一台调试OK的发射机就OK了。
(12)调试中的注意事项:①音源输入和耳机输入线必须是屏蔽线,否则可能会有噪声。②2SC1971的输出天线的阻抗必须是50欧姆的,绝对不能用导线和拉杆天线代替发射天线,可以选择GP或者J天线。③天线和发射板之间的电缆选择必须是50欧姆的,不可用屏蔽线或者75欧姆的电视用同轴电缆代替。④电源的输入一定要大于2A,否则会出现交流声。⑤严格按照调试步骤进行调试和使用。 7.2.3系统调试遇到的问题
(1)硬件
在设计原理图的时候,对于振荡电路要考虑到电路能否起振,振荡频率为多少,对于放大电路考虑能否放大等问题,此时需要我选择合适的参数及元器件的类型。在画PCB板图时,同一级元器件的摆放距离太大,会直接影响了电路的工作,对于高频电路最好在电路板图上敷铜。在焊接元器件的时候,有极性的要注意正负,对于晶体管要先检测一下基极、集电极和发射极,尽量缩短高频部分元件引线;电阻电容尽可能卧式安装,并无虚焊、脱焊现象。调试中我遇到了下列问题:
①在刚开始的调试中,电路不起振,此时检查晶体管的极间电压发现Vbc=0.8V,处于饱和区,此时要增大Rs,减少基极电流,从而减少Vbc使管子处于正常工作状态。
②在系统功能调试时,液晶显示器无频率显示,刚开始以为是单片机的问题,用外用表测量单片机的各脚电压发现都正常,于是检测BH1415芯片,发现是该芯片无频率输出,这又可能是因为排线连接不够良好,变容二极管的焊接错误等原因造成,对发射模块进行检查,最好发现是7.5T的电感焊接不够良好,用烙铁对该元件重新进行焊接,这个问题就解决了。
③BH1415有频率输出,但所输出的频率不准确,故障原因与②相似,解决办法很简单,与②一样。
④在进行到调试步骤(5)时,通上9V电源后,发现灯泡不亮,此时只要稍微调整下C1971的输出匹配电容。
⑤在调试时出现了左右声道失真,首先,将音源的输入电平降低再测试,故障仍没有解除,其次检查两个声道的耦合电容是否接反了,检查发现两个电容接法正确,于是将两个电容换掉,故障很轻易就解除了。
⑥调试中还遇到一个问题,就是发射的频率与用收音机接收到的频率相差太远,原因是程序中的延时不够,增大程序中的延时时间,不断调整直到误差达到设计所要求的范围内。
(2)软件
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虽然本系统的编程量不是很大,但是其思路有点复杂,因为,在本系统中,单片机不但要测频率,还要控制BH1415发射音频信号,还要实现键盘扫描。因此他们的关系非常复杂,所以在编程调试过程中一定要保持思路清晰,要冷静。在本次功能调试中,软件上存在的问题主要有两个,一个是现实频率的动态扫描时间间隔不合理,另一个是幅度控制时单片机给DAC0832的D值的计算。
对于现实频率的动态扫描时间间隔不合理问题,我查看了一些资料,知道动态扫描显示的原理,其主要是利用人眼的暂态效应来实现的。人眼暂态效应就是人眼能够分辨出事物的最高频率,这个频率为24HZ,即人眼反应一次要0.042秒,意思说两个事物之间切换的时间间隔如果大于0.042秒,人眼就能看出他们之间的切换,如果是小于0.042秒的话,人眼就看不出他们之间的切换,看上去他们就是连在一起的事物。因此我判断是我的扫面时间间隔过长了。回到软件程序上看,果然是如此,因为我的扫描时间间隔 高达125ms。因此我就修改软件上相关的定时器设计,将动态扫描时间间隔改为0.125ms,将程序烧到单片机内运行,频率可以稳定地显示出来,从而解决了液晶的显示一闪一闪的问题。
对于音频输入时单片机给DAC0832的D值的计算问题,由于DAC0832是8位的数模转换器,最大的D值为256,但在本系统中我要从0到3.5伏的范围内以0.1伏的幅度步进,因此就要有35个阶级,由256/35=7.314,可见,D的最大值是7,在这里我就选择D值是7,只要将电流转电压电路的放大倍数A的值设计为3.66就可以实现音频无失真的输入。
8 结论
通过这个学期的学习和努力,我终于完成了我的毕业课题合成立体声调频发射机系统的设计。在本设计中我用单片机作为主控芯片,控制发射模块发射信号,并且在液晶屏上将频率显示出来,按键实现了对频率的选择,能在要求的范围内对频率实行加减操作。本设计的合成立体声调频发射机系统基本上实现了老师和课题要求的条件,实现了对音频信号的发射,发射功率为0.5W,工作频率为88MHz--108MHz可调,带宽9kHz,灵敏度200μV ,以立体声方式输入,电路可靠有效发射距离为20米,用立体声FM收音机把频率调到发射频率上,即可收到发射机发射的高保真音频信号。
高频电路由于受分布参数及各种耦合与干扰的影响,其稳定性比起低频电路来要差些,因此调试工作比较复杂,需要细致耐心,前后级多次反复调整,知道满足技术指标要求。调试过程中一定不能急躁,更不能盲目更改参数,否则事败功半,达不到预期效果。
本系统设计存在缺点,那就是我采用的是别人设计好的发射模块。之前有自己设计过发射模块,但我所设计的发射模块存在问题,信号的接收有时接收得到有时接收不了,
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为此我调试了将近两个星期,从硬件到软件,元器件的替换与程序的修改,但调试的结果不是很理想,系统始终不够稳定。后来我改用了别人设计好的发射模块,现成的发射模块因为做的比较细故发射信号比较稳定,修改程序控制发射模块,系统基本上没问题了。这是我在做毕设过程中遇到的最大的困难,最终解决了却是本次毕设做大的遗憾。希望在以后的设计中可以解决这个问题。
通过本次的毕业设计,我对调频发射机的工作原理有了进一步的了解,同时也使我对高频电路理论的理解和认识,以前学高频这门课的时候学得不是很好,为做毕设翻看了以前的书籍,这也算是对以前课程的一次补习吧。在调试过程中,我遇到了很多困难,具体情况及解决办法在上一节中已经描述过了,这些困难对于当时调试中的我感到特别崩溃,但后来想想,没有困难就没有解决困难后那一刻的喜悦,也是因为困难让我有了进步,使我意识到整个设计过程没有什么简易之分,没一个环节都至关重要,不能忽视任何一个环节。比如在画电路图分析设计、PCB制作过程以及焊接,任何一个环节的忽视或者疏忽大意,都可能给后续过程造成麻烦。所以,在整个设计过程中,必须时刻保持着认真的态度,不可太随意。当调试遇到麻烦时,应保持冷静,既然出现了问题,就一定是有原因的,只有保持冷静仔细去思考,才能尽快找出问题所在,然后加以克服解决,急躁是不能解决问题的。
同时通过本次的毕业设计,也加强了对理论基础知识的运用,熟悉了Protel软件的操作,提高了自己的实践动手能力,而且还能增长自己的见识,补充了最新的专业知识。电路板的制作过程十分复杂,每一步都要做好,有一步做不好就直接影响后面功能的实现,使我认识到以后做什么事情都要有认真严谨的态度,懂就是懂,不懂就是不懂,做人要实事求是,投机取巧是不行的,想把一件事情做好,就得花时间去认真做。本次毕业设计也算是对大学四年的一个总结,接近尾声的时候,我好好反思了自己大学四年的学习态度,大学这美好的时光应该好好去珍惜,不能以一种“混”的态度去面对,庆幸自己没有浪费这四年的光阴,也算是对得住我的大学了。但无论如何,今后的生活工作中,还是以反思为鉴,少荒废时光,多做点对自己将来有意义的事。