2022年高频电子线路课程方案报告 .pdf

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1、个人资料整理仅限学习使用高 频 电 子 线 路课程设计报告题、目无线电子门铃发射单元院、系电子信息学院专、业通信工程专业班、 级080409 卓越计划班组、 员2018 年 05月 22 日2018 年 06 月 07 日目录目录 0设计名称 1精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 15 页个人资料整理仅限学习使用设计指标 1设计目的 2设计原理 2调试步骤 7电路仿真 8PCB 板电路图 11技术指标 12心得体会 12参考文献： 14设计名称无线电子门铃发射单元。设计指标1、产生基带振荡信号，频率：1kHz。通过振荡器产生

2、稳定频率的正弦波作为调制信号。2、发射载波频率： 30MHz 。3、调制方式：调幅。采用双边带调制，将调制信号加载到载波信号上，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 15 页个人资料整理仅限学习使用然后通过天线发射。4、发射频率小于 0.1W。5、直流 12V供电。设计目的1、了解无线门铃的发射原理2、熟练掌握 Multisim仿真软件的操作方法。3、了解原件相关参数对发射性能的影响4、熟练掌握 Protel制作 PCB板图的方法。设计原理采用调幅方式进行无线电子门铃发射单元设计，将调制信号加载到载波信号上进行发射控制门铃。1

3、、设计原理框图：振荡器产生一定频率产生30MHz 的正弦载波，然后和调制信号一起加到振幅调制器 相乘器）两端，为了节省电路板面积，乘法器直接选用 AD834集成模拟乘法器，用来实现调幅功能，它将输入的载波信号和调制信号变换为所需的调幅波信号，然后加到发射天线上去。设计原理框图2、电路原理图及原理论述： 振荡器原理图：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 15 页个人资料整理仅限学习使用A、原理电路：B、振荡器稳定时：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 15

4、页个人资料整理仅限学习使用设计采用的是改进克拉波振荡器的振荡电路原理图。理论计算振荡器的频率1/ (2)30fLCMHZ，传统克拉泼振荡电路主要依靠这两个电容调节振荡频率，而改进型克拉泼振荡电路增加了3C，而且3C的电容值小于4C，7C，同时三极管结电容也并联与电路中, 所以电路中可以近似认为3C就是振荡电路的总电容 , 而且3C值越小，估算值就越接近真实值，这样方便快速估算，但是要注意3C值不应过小，过小会引起电路不满足振幅起振条件而停振. 基带信号产生：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 15 页个人资料整理仅限学习使用

5、设计采用的是考毕兹振荡器的振荡电路原理图。理论计算振荡器的频率KHZCCCCLf1)(2121212, 调解3C4C改变频率时，反馈系数改变。输出电压错误，未找到引用源。调解3C4C改变频率时，反馈系数改变。采用电容三点式振荡电路优点：输出波形好。电路的频率稳定度较高。可达到几十 MHz到几百 MHz的甚高频波段范围。 缓冲电路：为了个部分不相互影响，加个缓冲器来平衡一下。缓冲器由一个射随器加一个由 GA1310T 高阻抗集成运算放大器组成的反相比例放大器组精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 15 页个人资料整理仅限学习使用

6、成的。射随器功能及作用是增大输入电阻减少输出电阻，尽量减少后面电路对振荡器的影响，反相比例放大器比例系数为0.1 ，其对高频信号衰减十倍，使其幅度小于1V，这样才能加到乘法器的输入端，因为乘法器的最大输入为 1V。 调制：为了节省 PCB板的面积调幅电路采用集成AD834构成双边带调制电路乘法器），采用缓冲电路以避免其他干扰。此电路能达到其他双边带调制的功能。 AD834的逻辑符号如下：AD834具有的 800MHz 的可用带宽是此前所有模拟乘法器所无法相比的。我们选择2X和1Y作为输入端，选择2X和1Y作为单端输入的引脚是因为这两个引脚离输。出端比较远，选择它们做输入可以减小输入信号到输出端

7、的耦合分量。AD834的结构框图如下所示。 AD834的输入为差分电压输入；而输出精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 15 页个人资料整理仅限学习使用为集电极开路的差分电流输出。为了获得相对于地的单端电压输出，必须在其外部增加电流 - 电压变换电路。具体可以采用变压器、传输线变压器或者动态电路，如集成运算放大器等。在 X和 Y端口输入的电压，经过高速电压- 电流变换器变换为差分电流信号。两个电流信号再分别通过X失真校正和 Y失真校正，进入到乘法器的核单元，实现信号的相乘。该乘积信号通过电流放大器得到放大后，以集电极开路的差分

8、电流形式输出，即1W和2W。当输入信号为V时，输出电流为 mA。即：输入端的电压为：12XXX12YYY输入端和输出端之间的传输函数为：24(1)XYWmAV如果输入信号单位为伏特，则该传输函数也可以简化为：4WXYmA芯片各引脚功能说明 : AD834芯片的引脚分布如其结构图所示。该芯片总共有8 根引脚：引脚 1、2 为信号 Y的差分输入脚，满幅度输入为1V；引脚 3、6 为电源供电引脚，输入电压为49V，典型值为5V；引脚 4、5 为信号 W的差分输出脚，满幅度输出为4mA ；引脚 7、8 为信号 X的差分输入脚，满幅度输入为1V。调试步骤1、首先按照相关元器件的技术指标选定元器件。精选学

9、习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 15 页个人资料整理仅限学习使用2、按照原理框图分别设计基带振荡信号电路和双边带调制电路。设计电路时应该注意元件参数的设定，应为很细微的变换会影响调制的效果。3、分别运行各个电路并接通电源 基带振荡信号电路部分，观察是否起振，如果没有测量反馈电路是否存在反馈，同通过改变反馈电路使电路起振。通过调节电容和电感产生 1KHz的基带振荡信号，通过示波器观察结果是否稳定，调节负载电阻使输出电压的幅值控制在260mV 以内，以保证调幅振荡器的正常调幅。用示波器观察输出的波形，会发现最开始输出的是一条直线，

10、逐渐变为振荡的宽带信号 调制电路的调节：将载波信号加载到乘法器的Y1输入端，基带信号加到乘法器的X2输入端， X1、Y2接地， W2接地，正电压为6v，负电压由于无法产生，故可以接地，不影响其调试功能。输出端接到发射天线，先假设天线阻抗为100 欧姆，可以仿真看出，发射功率为微瓦级，满足要求。 综合调试：将电路连接到一起进行调试，改变基带振荡信号电路负载电阻使输出的电压保持正常，然后调试，输出的调制信号不是很稳定，通过稍微改变调制信号的幅值，产生较好的输出信号。 观察波形并与理论进行对比，输出的波形会存在一定的失真，可能是由于输入调制信号的不稳定。通过调节电路参数使输出波形稳定。 记录最终观测

11、到的波形。注：由于仿真软件和实际的差距，在调节电路时应考虑，每次仿真需要通过调节输入电压的幅值调节输出信号的良好波形，可能的由于仿真软件计算的延迟造成的。电路仿真电路仿真采用 Multisim软件进行。确定Multism 中各个元件的连接与精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 15 页个人资料整理仅限学习使用原理图检查无误。1. 产生基带振荡信号电路仿真将电路连接完成，检查错误，然后进行仿真，按运行键进行测试电路，看是否能起振产生预期的正弦波。 基带振荡信号波形如下：A、起振时：B、振荡稳定时：产生正弦波，根据需要的频率调节电

12、容和电感，使频率合适。根据需要的调制电压调节负载电阻。频率为1KHz ，幅值约为 10mV 。2. 高频载波部分仿真精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 15 页个人资料整理仅限学习使用 高频载波图形：分析：由图中我们可以看出振荡产生的载波信号有有些失真高频正弦波，经过查找相关书籍我们发现信号的失真是由于振荡电路本身的因素，高频载波的失真也影响我们后期测量调频波波形的准确性。3. 调制部分电路仿真 已经调幅波图形：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 15

13、 页个人资料整理仅限学习使用从图上可以看书，载波的幅度很好的反映了基带信号的变化。本图中为了对比，前半部分观测频率很高，是为了看到波形的细节细节特征；后部分是为了看到波形的整体特征。PCB 板电路图我们首在 protel中设计仿真电路图：在 protel中设计电路选择元件时应注意元件的封装，修改PCB的规则，使参数符合制作水平，制作PCB版时采用了手动布局的方式，然后将其进行布线，设置边界。可得到PCB版如下：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 15 页个人资料整理仅限学习使用技术指标数量 个）名称数值1 乘法器2 电阻

14、7R、11R）27K2 电阻 8R、12R）5.1K3 电阻 9R、6R、13R）3K3 电阻 5R、10R、14R）1K3 电容 9C、10C、11C）1mF 1 电源 _POWERSOURCES）1 电容 8C）10uF 2 电容 6C、7C）1uF 1 电阻 4R）200K1 电源_DCPOWER）12V 1 电感 2L）600nF 1 电容 5C）300pF 2 电容 2C、4C）120 pF 1 电感900nH 1 电容 3C）70pF 1 电阻 3R）5K1 电阻 2R）2K2 电阻 1R、18R）1001 电容 1C）100nF 1 电容 12C）30uF 1 电容 13C）50

15、uF 2 电容 14C、16C）10nF 1 电容 15C）3.9mF 1 电阻 15R）5001 电感1.3mH 1 电感300mH 1 电阻 16R）40K1 电阻 17R）1.2K心得体会通过这次对无线电子门铃发射单元的设计，使得我们组的成员熟练地掌握了 Multisim仿真软件以及 Protel软件 PCB 板的制作，提高了我们思考问题和解决问题的能力，巩固了我们已有的相关高频电子线路方面的知识。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 15 页个人资料整理仅限学习使用在我看来，这次高频课程设计，不仅培养了大家独立思考、

16、动手操作的能力，在其它能力上也都有了提高，比如团队协作能力等。更重要的是，这次课设，让我们掌握了很多学习的方法。当日后走出校园面对社会的挑战时，只有不断的学习、实践，再学习、再实践才能在社会立足，开创属于自己的一片天空。以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。在做课设的这段时间内，我们组的成员在一起讨论如何设计这个无线门铃发射单元，如何解决一些关键性的问题，大家一起讨论，一起解决问题，增强了团队合作的意识，也理解了团队合作的精神。大家互补自己的不足，在这次的课程设计中大家一起提高了自己的能力，在做课程设计中体验到快乐。并且在查找课设题目的相关资料时，也了解了

17、一些生活中常见器件的基本原理，对自己的生活知识是个不错的补充机会。通过在这次的课设中，十字路口交通管理控制器的设计，理解了一些东西在表面上看着容易，但是通过自己的努力，认真的分析电路，把电路的原理搞懂的话，其实一些东西还是很简单，对生活种的一些常见的东西要善于运用自己所学的知识去分析它的基本组成，分析它的原理，自己的知识也在不断的提高，同时也理论知识也和实际的运用联系了起来，增加自己对专业课学习的兴趣，在学习中不再那么的枯燥无聊，适当的激发了自己的潜力。这次课程设计的经历使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能

18、真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，我们不断学习相关资料去解决出现的一个又一个问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。总而言之，这次的课程设计让我学会了很多专业知识，并懂得了学习的方法。让我们都受益匪浅。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 15 页个人资料整理仅限学习使用参考文献：【1】谢嘉奎 . 高频电子线路第四版高等教育出版社 2005 年【2】孙肖子 . 模拟电子电路及技术基础西安电子科技大学出版社 2007 年【3】姜启源等 .数学实验高等教育出版社 1999 【4】华永平 陈松 .电子线路课程设计福建东南大学出版社 2002年【5】杨翠娥 .高频电子线路实验与课程设计哈尔滨工程大学出版社 2005 年精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 15 页