小功率调幅发射机设计辅导[1].pptx

小功率小功率调调幅幅发发射机射机设计辅导设计辅导1LC三点式三点式晶体三极管振荡器晶体三极管振荡器 LC振荡器的设计振荡器的设计振荡器实际上是一个具有反馈的非线性系统，精确计算是很困难的，振荡器实际上是一个具有反馈的非线性系统，精确计算是很困难的，而且也是不必要的。因此，振荡器的设计通常是进行一些设计考虑和近似而且也是不必要的。因此，振荡器的设计通常是进行一些设计考虑和近似估算，选择合理的线路和工作点，确定元件的数值，而工作状态和元件的估算，选择合理的线路和工作点，确定元件的数值，而工作状态和元件的准确数值需要在调整、调试中最后确定。设计时一般应考虑以下一些主要准确数值需要在调整、调试中最后确定。设计时一般应考虑以下一些主要问题问题：1、振荡器电路选择、振荡器电路选择 LC振荡器一般工作在几百千赫兹至几百兆赫兹范围。振荡器线路主要振荡器一般工作在几百千赫兹至几百兆赫兹范围。振荡器线路主要根据工作的频率范围及波段来选择。在短波范围内，电感反馈振荡器、电根据工作的频率范围及波段来选择。在短波范围内，电感反馈振荡器、电容反馈振荡器都可以采用。在中、短波收音机中，为简化电路常用变压器容反馈振荡器都可以采用。在中、短波收音机中，为简化电路常用变压器反馈振荡器做本地振荡器。在要求波段范围较宽的信号产生器中常用电感反馈振荡器做本地振荡器。在要求波段范围较宽的信号产生器中常用电感反馈振荡器。在短波、超短波波段的通信设备中常用电容反馈振荡器。当反馈振荡器。在短波、超短波波段的通信设备中常用电容反馈振荡器。当频率稳定度要求较高，波段范围又不很宽的场合，常用克拉泼、西勒振荡频率稳定度要求较高，波段范围又不很宽的场合，常用克拉泼、西勒振荡器。西勒振荡器电路调节频率方便，有一定的波段工作范围，用得较多。器。西勒振荡器电路调节频率方便，有一定的波段工作范围，用得较多。2、晶体管选择、晶体管选择从稳频的角度出发，应从稳频的角度出发，应选选。同时希望电流同时希望电流放大系数大些，这既容易振荡，也便于减小晶体管和外来之耦放大系数大些，这既容易振荡，也便于减小晶体管和外来之耦合。虽然不要求振荡器中的晶体管输出多大功率，但考虑到稳合。虽然不要求振荡器中的晶体管输出多大功率，但考虑到稳频等因素，晶体管的额定功率也应该有足够的余量。频等因素，晶体管的额定功率也应该有足够的余量。3.直流馈电线路的选择直流馈电线路的选择 为保证振荡器起振的振幅条件，起始工作点应设置在线性为保证振荡器起振的振幅条件，起始工作点应设置在线性放大区；从稳频出发，稳定状态应在截至区，而不应在饱和，放大区；从稳频出发，稳定状态应在截至区，而不应在饱和，否则回路的有载品质因数将降低。所以，通常应将晶体管的静否则回路的有载品质因数将降低。所以，通常应将晶体管的静态偏置点设置在小电流区，电路应采用自偏置。对于小功率晶态偏置点设置在小电流区，电路应采用自偏置。对于小功率晶体管，集电极静态电流约为体管，集电极静态电流约为14mA。4振荡回路元件选择振荡回路元件选择 从稳频出发，振荡回路电容从稳频出发，振荡回路电容C应尽可能大，但应尽可能大，但C过大，不利于波段工过大，不利于波段工作；电感作；电感L也应尽可能大，但也应尽可能大，但L大后，体积大，分布电容大，大后，体积大，分布电容大，L过小，回路过小，回路的品质因数过小，因此应合理地选择回路地的品质因数过小，因此应合理地选择回路地C、L。在短波范围，。在短波范围，C一般取一般取几十至几百皮法，几十至几百皮法，L一般取一般取0.1至几十微亨。至几十微亨。5.反馈回路元件选择反馈回路元件选择由前述可知，为了保证振荡器有一定的稳定振幅以及容易起振，在静态由前述可知，为了保证振荡器有一定的稳定振幅以及容易起振，在静态工作点通常应选择。工作点通常应选择。当静态工作点确定后，当静态工作点确定后，的值就一定，对于小功率管可近似为：的值就一定，对于小功率管可近似为：反馈系数的大小应在反馈系数的大小应在F=0.10.5范围选择。范围选择。实际振荡电路实际振荡电路1、Clapp振荡器振荡器2、Seiler振荡电路振荡电路 缓冲隔离级电路的设计缓冲隔离级电路的设计 不不不不论论论论是是是是在在在在低低低低频频频频电电电电路路路路还还还还是是是是高高高高频频频频电电电电路路路路的的的的整整整整机机机机设设设设计计计计中中中中，缓缓缓缓冲冲冲冲隔隔隔隔离离离离级级级级常常常常采采采采用用用用射射射射极极极极跟跟跟跟随随随随器器器器电电电电路路路路，如如如如图图图图 1 1所所所所示示示示。调调调调节节节节射射射射极极极极电电电电阻阻阻阻R RE2E2，可可可可以以以以改改改改变变变变射射射射极极极极跟跟跟跟随随随随器器器器输输输输入入入入阻阻阻阻抗抗抗抗。如如如如果果果果忽忽忽忽略略略略晶晶晶晶体体体体管管管管基基基基极极极极体体体体电电电电阻阻阻阻r rbbbb的的的的影影影影响响响响，则则则则射射射射极极极极输输输输出出出出器器器器的的的的输输输输入入入入电电电电阻阻阻阻R Ri i为：为：为：为：R Ri i=R RB B/RRL L 式中，式中，式中，式中，R RL L=(=(R RE1E1+R RE2E2)/)/R RL L,R RB B=R RB1B1/R RB2B2，输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻R R0 0为：为：为：为：R R0 0=(R RE1E1+R RE2E2)/)/r r0 0.式中式中式中式中，r r0 0很小很小很小很小，所以可将射极输出器的输出电路所以可将射极输出器的输出电路所以可将射极输出器的输出电路所以可将射极输出器的输出电路等效为一个恒压源。等效为一个恒压源。等效为一个恒压源。等效为一个恒压源。图图1缓冲隔离级电路缓冲隔离级电路电压放大倍数电压放大倍数AV为为式中，式中，gm晶体管的跨导，一般情况下晶体管的跨导，一般情况下 。所以，图所以，图2所示射极输出器具有输入阻抗高、输出阻抗低、所示射极输出器具有输入阻抗高、输出阻抗低、电压放大倍数近似等于电压放大倍数近似等于1的特点。晶体管的静态工作点应的特点。晶体管的静态工作点应位于交流负载线的中点，一般取位于交流负载线的中点，一般取，ICQ=310mA.对于如图对于如图1所示电路，取所示电路，取VCEQ=6V，ICQ=4mA，若若晶体管的电流放大倍数晶体管的电流放大倍数=60，则则RE1+RE2=VEQ/ICQ=1.5k，取取RE1=1k的的电阻电阻，RE2=1k的的电位器。电位器。IRB10IBQ，IBQ=ICQ/，估算功率激励级的输入阻抗为估算功率激励级的输入阻抗为335，即射随器的负载电阻，即射随器的负载电阻RL=335，并可计算出射随器的输入电阻，并可计算出射随器的输入电阻Ri，即，即Ri=RB/RL3.6k输入电压输入电压Vi为为为减小射随器对前级振荡器的影响，耦合电容为减小射随器对前级振荡器的影响，耦合电容C1不能太不能太大，一般为数十皮法。大，一般为数十皮法。C2为为0.022F左右。左右。晶体三极管晶体三极管调幅电路调幅电路 AM信号的产生可以采用高电平调制和低电信号的产生可以采用高电平调制和低电平调制两种方式完成。目前，平调制两种方式完成。目前，AM信号大都用于信号大都用于无线电广播无线电广播,多采用高电平调制方式。多采用高电平调制方式。高电平调制是在高频功率放大器中进行的。高电平调制是在高频功率放大器中进行的。通常分为基极调幅、集电极调幅以及集电极基极通常分为基极调幅、集电极调幅以及集电极基极(或发射极或发射极)组合调幅。组合调幅。P2161.集电极调幅电路集电极调幅电路 2.集电极调幅的波形集电极调幅的波形（工作在过压区）（工作在过压区）3.基极调幅电路基极调幅电路 4.基极调幅的波形（工作在欠压区）基极调幅的波形（工作在欠压区）5.集电极、发射极双重调幅电路集电极、发射极双重调幅电路 调制电压经变压器同时加到集电极和发射极，注意变压器的同名端，在调调制电压经变压器同时加到集电极和发射极，注意变压器的同名端，在调制电压正半周，虽然集电极电源电压降低，但基极偏压也随之变负，不致进入制电压正半周，虽然集电极电源电压降低，但基极偏压也随之变负，不致进入强过压区，在调制过程中也是保持在临界强过压区，在调制过程中也是保持在临界弱过压状态工作，从而可以使调制弱过压状态工作，从而可以使调制特性得以改善。特性得以改善。6.集电极集电极发射极双重调制（具体电路）发射极双重调制（具体电路）如果发射机的级数较少，主振器的输出直接用来推动未前级，则如果发射机的级数较少，主振器的输出直接用来推动未前级，则两级集电极调制可能影响到主振器的频率稳定度。这时往往采用集电极两级集电极调制可能影响到主振器的频率稳定度。这时往往采用集电极发射极（基极）调制，典型的例子见下图。发射极（基极）调制，典型的例子见下图。C3 4/20pC2 1C6 0.1B3B112调制信号输入调制信号输入载波信号输入载波信号输入已调已调波输波输出出B2R1 43C1 2200pR2 1003DA76R3 2C1 0.1C4+-24V必须注意，必须注意，B1次级两个绕组的相位不能接反，不然将引起正反馈，造成次级两个绕组的相位不能接反，不然将引起正反馈，造成放大器自激振荡。如果接法正确，则加在发射极和集电极的调制电压是同放大器自激振荡。如果接法正确，则加在发射极和集电极的调制电压是同相的，相的，它们对集电极的电流控制作用相同。这样，它们对集电极的电流控制作用相同。这样，可以提高调制效率可以提高调制效率（加深调制度）和减小非线性失真。（加深调制度）和减小非线性失真。由于被调管是在低电压电路状态下工作，所以要求所有的去耦元件和变由于被调管是在低电压电路状态下工作，所以要求所有的去耦元件和变压器的直流电阻都应尽可能小，以提高整机效率。压器的直流电阻都应尽可能小，以提高整机效率。应该说明，应该说明，为便于散热，为便于散热，3DA76集电极也是接地集电极也是接地的，但它对于载波频率的，但它对于载波频率来说，是共发射极电路；而对于调制频率来说，却又是共基极电路。来说，是共发射极电路；而对于调制频率来说，却又是共基极电路。这是某一短波电台末级功率放大级的简化电路，频率为这是某一短波电台末级功率放大级的简化电路，频率为1.76.0兆赫兆赫（分两个波段），发话时输出功率为（分两个波段），发话时输出功率为1瓦。被调管瓦。被调管3DA76采用共发射极电路，采用共发射极电路，工作于丙类状态。工作于丙类状态。R1防防止自激，止自激，C1使被调级输入信号比较平稳，使被调级输入信号比较平稳，R3为发射为发射极交流交直流反馈电阻。极交流交直流反馈电阻。B1调制信号电压由调幅变压器次级两个绕组分别调制信号电压由调幅变压器次级两个绕组分别加到发射极和集电极电路，进行发射极调幅与集电极调幅。已调波从负载回加到发射极和集电极电路，进行发射极调幅与集电极调幅。已调波从负载回路经高频变压器路经高频变压器B3的次级输出。的次级输出。调幅发射机系统调幅发射机系统参考电路参考电路振幅调制参考电路（一）振幅调制参考电路（一）测测 试试点点测测 试试点点调幅级调幅级缓冲级缓冲级振荡级振荡级调制信号输入调制信号输入电源电源电源电源电流表电流表克拉拨克拉拨振荡电路振荡电路小信号小信号谐振放大谐振放大丙类功放丙类功放集电极调制集电极调制电路改进方案电路改进方案为了提高发射功率，在缓冲与调幅之间加入一级激励放为了提高发射功率，在缓冲与调幅之间加入一级激励放大，调幅级换用大功率管。大，调幅级换用大功率管。为了提高调幅系数和线性调制度，调制级采用集电极和为了提高调幅系数和线性调制度，调制级采用集电极和发射级双重调制。发射级双重调制。为了提高发射机的效率，实现最佳阻抗匹配，在调幅级为了提高发射机的效率，实现最佳阻抗匹配，在调幅级的输入输出端加入的输入输出端加入T型或型或型匹配网络。型匹配网络。振幅调制参考电路（二）振幅调制参考电路（二）振荡级、缓冲级和激励级振荡级、缓冲级和激励级 0.001120p 520p520pN1N2Tr1200227505.1K1.8K8.2K1K4.7K4.7K6.8K3DG123DG43DG4VCC(-15V)0.0680.470.470.0680.0680.0686.8p240p82+62+33p2200p33pL0820H820H激励级激励级缓冲级缓冲级振荡级振荡级振幅调制参考电路（二）振幅调制参考电路（二）功放级和振幅调制级功放级和振幅调制级Tr1Tr2T10.0472CP214注注：T1的功率为25WN1：N2：N3=5：14：1.2N1N2N37T25T520p120p100p10100p6.2N3N1N22200p0.047100513DA14A调制信号调制信号VCC(-24V)振幅调制参考电路（二）（续前页）振幅调制参考电路（二）（续前页）振幅调制参考电路（二）（续前页）振幅调制参考电路（二）（续前页）功放级和振幅调制级功放级和振幅调制级功放级和振幅调制级功放级和振幅调制级振荡线圈及变压器线圈参数振荡线圈及变压器线圈参数振荡线圈及变压器线圈参数振荡线圈及变压器线圈参数注：注：注：注：L0L0：振荡线圈：用振荡线圈：用振荡线圈：用振荡线圈：用0.3mm0.3mm漆包线在漆包线在漆包线在漆包线在8mm8mm塑料骨架上并绕塑料骨架上并绕塑料骨架上并绕塑料骨架上并绕 5454匝。匝。匝。匝。Tr1Tr1：激励级负载变压器激励级负载变压器激励级负载变压器激励级负载变压器：N1N1和和和和 N2N2用用用用1.2mm1.2mm漆包线，在外径为漆包线，在外径为漆包线，在外径为漆包线，在外径为 30mm30mm、内径为内径为内径为内径为18mm18mm的环状高频磁环上分别绕的环状高频磁环上分别绕的环状高频磁环上分别绕的环状高频磁环上分别绕2525匝和匝和匝和匝和7 7匝匝匝匝。Tr2Tr2；调幅级输出变压器调幅级输出变压器调幅级输出变压器调幅级输出变压器：N1N1、N2N2、N3N3用用用用1.2mm1.2mm漆包线，在外径漆包线，在外径漆包线，在外径漆包线，在外径为为为为 38mm38mm、内径为内径为内径为内径为 24mm24mm的环状高频磁环上分别绕的环状高频磁环上分别绕的环状高频磁环上分别绕的环状高频磁环上分别绕11111111匝、匝、匝、匝、1010匝匝匝匝、1111匝匝匝匝。XFC1596集成平衡调制器集成平衡调制器附录：利用乘法器实现调幅功能（参见高频电子线路实验）附录：利用乘法器实现调幅功能（参见高频电子线路实验）精品课件精品课件！精品课件精品课件！