通信电子线路课程设计---小功率调幅发射机设计.docx

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1、通信电子线路课程设计-小功率调幅发射机设计当前位置：文档视界通信电子线路课程设计-小功率调幅发射机设计通信电子线路课程设计-小功率调幅发射机设计摘要高频电子线路课程设计是继（通信电子线路）理论学习和实验教学之后又一重要的实践性教学环节。它的任务是在学生把握和具备电子技术基础知识与单元电路的设计能力之后，让学生综合运用高频电子线路知识，进行实际高频系统的设计、安装和调测，利用orcad、multisim等相关软件进行电路设计，提高综合应用知识的能力、分析解决问题的能力和电子技术实践技能，让学生了解高频电子通信技术在工业生产领域的应用现状和发展趋势。为今后从事电子技术领域的工程设计打好基础。此设计

2、思路为将超外差式调频接收机分成摄入调谐贿赂、高频放大、混频、本机振荡、中频放大、鉴频、低频功放等几个个部分，分别讲天线接收到的高频信号进行选频、放大、混频，最后解调出低频调制信号等功能。将设计参数要求分解到各模块的设计中以分别实现。关键词：振荡器、高频功率放大器、调幅一概述1.1总体认识发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制,将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、合适通过天线发射的电磁波。通常，发射机包括三个部分：高频部分，低频部分，和电源部分。高频部分一般包括主振荡器、缓冲放大、倍频器、中间放大、功放推动级与末级功放。主振器的作用是产生频率稳定的载波。为了提高频率稳定性，主振级

3、往往采用石英晶体振荡器，并在它后面加上缓冲级，以削弱后级对主振器的影响。低频部分包括话筒、低频电压放大级、低频功率放大级与末级低频功率放大级。低频信号通过逐步放大，在末级功放处获得所需的功率电平，以便对高频末级功率放大器进行调制。因而，末级低频功率放大级也叫调制器。调制是将要传送的信息装载到某一高频振荡(载频)信号上去的经过。所以末级高频功率放大级则成为受调放大器。1.2电路型式选择调幅发射机是由主振器，缓冲级，高频电压放大器，振幅调制器，高频功率放大器等电路组成。1.2.1主振器主振器就是高频振荡器，根据载波频率的高低，频率稳定度来确定电路型式。高频电子线路所讨论的工作频率是几百千赫到几百兆

4、赫，而课程设计所设计的最高频率遭到实验条件的限制，一般选在30兆赫下面。频率稳定度是振荡器的一项特别重要的技术指标，表示一定时间范围内或一定的温度、湿度、电源电压等变化范围内振荡频率的相对变化程度，振荡频率的相对变化量越小，则表明振荡频率稳定度越高。改善频率稳定度，从根本上来讲就是力求减少振荡频率受温度等外界因素影响的程度，振荡回路是决定振荡频率的主要部件。因而，改善振荡频率稳定度的最重要措施是提高振荡回路在外界因素变化时保持谐振频率不变的能力。这就是通常所谓的提高振荡回路标准性。提高振荡回路标准性，除了采用高Q值和高稳定的回路电容和电感外，还能够采用与正温度系数电感作相反变化的负温度系数电容

5、，实现温度补偿的作用，或采用部分接入的方法以减小不稳定的晶体管极间电容和分布电容对振荡频率的影响详见参考资料。1.2.2高频电压放大器高频电压放大器的任务是将振荡电压放大以后送到振幅调制器，能够选用高频调谐放大器。需要使用几级放大器要看振幅调制器选择什么样的电路型式。假如选用集成模拟乘法器作振幅调制器，输入信号是小信号。当振荡器输出电压能够知足要求时，能够不加高频电压放大器。假如采用集电极调幅电路，就要使用一至二级高频电压放大器，以知足集电极调幅的大信号输入。谐振放大器的调试方法与阻容耦合放大器一样，首先应调整每一级所需的直流工作点，但要注意一点：在多级谐振放大器中，由于增益高，容易引起自激振

6、荡。因而，在测试其直流工作点时，应先用示波器观察放大器的输出端能否有自激振荡波形。假如已经有自激振荡，应先设法排除它，然后再测试其直流工作点。否则，所测数据是不准确的。对于调谐放大器的频率特性、增益及动态范围的调整及测试，一般有两种方法，一种是逐点法；一种是扫频法。后者比拟简单、直观。但由于其频标较粗，对于窄带调谐放大器难以准确测试。1.2.3振幅调制器振幅调制器的任务是将所需传送的信息“加载到高频振荡中，以调幅波的调制形式传送出去。通常采用低电平调制和高电平调制两种方式。采用模拟乘法器实现调制的方法是属于低电平调制，输出功率小，必须使用高频功率放大器才能到达发射功率的要求。采用集电极调幅电路

7、实现调制的方式属于高电平调制。假如集电极调幅电路的输出功率能够知足发射功率的要求，就能够在调制级将信号直接发射出去。1.2.4高频功率放大器高频功率放大器是调幅发射机的末级，它的任务是要给出发射机所需要的输出功率。本设计研究的是小功率调幅发射系统，通常采用丙类功率放大器，假如一级不能知足指标要求，能够选用两级。一般末级功率放大器工作在临界状态，中间级能够工作在弱过压状态。2调幅发射机的设计选择、及其原理框图2.1方案的选择2.1.1设计选择的原因根据课程设计要求，其工作频率为7MHz,输出载波频率为0.5W。由于输出功率小，所以它具有构造简单，体积小和质量轻等特点。基于以上要求，可选用最基本的

8、发射机构造。该构造由主振、放大和被调级构成。由于晶体稳定性好，Q值很高，故频率稳定度也很高。因而，主振级采用晶体振荡器，知足所需的频率稳定度。末级采用串联馈电的方式。由于电源靠近的一端，杂散电容小，进而对回路的影响也小，使电路稳定工作。为了有较高的效率，本级采用基极电流的直流分量在基极偏置电阻上产生所需要的负偏压，使其工作在丙类状态。输出回路采用变压器耦合式谐振回路，利用电感抽头实现阻抗匹配，调整末级功放管的工作状态，进而到达有效的集电极调幅，有最佳的功率输出。由于本机输出载波功率为0.5W,所以，只需一级功率放大器就能到达要求；而其工作在较低的7MHz频率,一般晶体振荡器都能实现，且具有一定

9、的输出电压，而且频率稳定度高，无须进行倍频。为了提高工作效率，采用丙类集电极调幅方式。因此，本机由最基本的发射机所应有的三级构成。2.1.2功率分配及电源电压确实定本机输出的最大功率(Po)max=(1+ma)2Po=4Po40.5W=2W。设输出变压器的效率8.0=，则末级功率放大器管最大输出功率为(Po)max=2W/0.8=2.5W,取功率放大器管功率增益为Ap13dB(20倍)，则末级的最大鼓励功率应为125mW,而振荡器输出功率较小，一般为几十毫瓦即可。对于小型发射机，电源电压一般为915V，所以取标准电源12V。2.1.3各级晶体管的选择一般选取晶体管的原则是BVceo、Pcm、I

10、cm必须知足要求。末级功率放大器管：工作频率为7MHz,最大输出功率为2.5W，且集电极瞬时电压为,其最大值为：当ma1时，4Vcc41248V，可选用3DA1B，其参数为：BVceo50V,Pcm=7.5W,Icm=0.75A,f=70MHz10f0,Ap=13dB。2.1.4放大级管子的选择：集电极瞬时电压为，其最大值为，当ma1时，Vc,max24V。集电极输出的功率为156.25mW末级鼓励功率125mW，若取Ap10dB10倍，则末级鼓励功率为156.25mW/10=15.6mW,可选用3DG12B，其参数为Icm300mA,fT200MHz,BVceo45V,Pcm=0.7W,振荡

11、管的选择，要求BVceo50,fT10f0,仍选用3DG12B。2.2调幅发射机方框图当前位置：文档视界通信电子线路课程设计-小功率调幅发射机设计通信电子线路课程设计-小功率调幅发射机设计采用晶体振荡器，知足所需的频率稳定度。此电路中其工作在较低的7MHZ频率，一般晶体振荡器都能实现，且具有一定的输出电压，而其频率稳定度高，无须进行倍频。频率输出需要通过C4微调。C1、C2为回路电容，改变C8能够改变耦合程度，R1、R2为偏置电阻，R3为集电极负载电阻，R4为发射极电阻，C3为旁路电阻，Z1为高频扼流圈，C6、C7为电容去耦电容。高频振荡器所输出的波形如下列图所示：图2-3高频振荡器输出波形2

12、.3.2隔离放大电路图2-4隔离放大电路电路如上图所示。该电路采用自给负偏压方式，通过R4可改变电位器改变负偏压大小。回路谐振在工作频率，通过改变变压器B1耦合输出。Z2、Z3为高频扼流圈，C10为旁路电容，C11、C12为回路电容，C16、C17为耦合电容，C14、C15为电源去耦电容。隔离放大级的输出波形如下列图所示：当前位置：文档视界通信电子线路课程设计-小功率调幅发射机设计通信电子线路课程设计-小功率调幅发射机设计当前位置：文档视界通信电子线路课程设计-小功率调幅发射机设计通信电子线路课程设计-小功率调幅发射机设计图2-9调制器输出波形2.3.5传输线与天线这部分的作用是把已调高频信号

13、由传输线送至天线，变成电磁波，辐射到空间去，实现无限电波的发射。3调幅发射机各级电路的计算及调试3.1各级电路的计算3.1.1被调级参数的计算已知条件：Vcc=12V，f0=7MHz，Ql=5，P0=0.5W，RL51，hfe=10，Q0=150，系数P1=0.15,P2=0.2，三级管型号3DA1B。通过计算,可得：Icm1=0.156A，Icm=0.238A，Ico=0.06A，P=IcoVcc=0.72W，Po=Icm1Icm1RL/2=0.622，Pc=P=-Po=0.098W，=Po/P=86.8%，Ap=1010Po/PD=13dB(20倍)，所以，鼓励功率PiPo/20=31.25mW，Ibm=Icm/hfe=0.0238A，Ibm1=0.01A，Vbm=2Pi/Ibm1=6.24V，Vbb=1.86V，Ibo=6mAR5=|Vbb|/Ibo=310标称值可取R5390。取耦合电容C22=8pf,旁路电容C18=C190.033uF,高频扼流圈Z4=Z5=100uH,