高频电子电路课程设计.doc

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1、 高频电子线路课程设计概述1.1课程设计题目小功率调频发射机的设计与实现。发射机系统如图1所示。图1 本课程设计的系统模型1.2课程设计目的通过具体的电路设计和调试安装实践，进一步加深对基础电路，高频电路的了解，理解所学的专业知识，提高动手能力，提高解决实际问题的综合能力，培养创新能力。 1.3课程设计所用仪器设备 信号源，示波器，频谱分析仪，万用表，焊接工具等。1.5课程设计任务1、 理解并掌握本课程设计所涉及的知识；2、 熟悉工程设计方法；3、 设计并理解调频发射机的调频和发射过程；4、 掌握高频电路的调试方法；5、 连接本系统硬件电路；6、 完成本系统的调试和测试。 高频电子线路课程设计

2、说明及过程2.1调频发射、接收系统的组成与调幅系统相比，调频系统由于高频振荡器输出的振幅不变，因而具有较强的抗干扰能力与较高的效率，在无线通信、广播电视、遥控遥测等方面获得广泛应用。图2所示的为调频发射与接收系统的基本组成框图，其中图(a)所示的为直接调频发射机的组成框图，图(b)所示的为外差式调频接收机的组成框图，调频发射机的主要技术指标如下：图2 调频发射、接收系统组成框图1发射功率 一般是指发射机输送到天线上的功率。只有当天线的长度与发射频率的波长可以比拟时，天线才能有效地把截波发射出去。波长与频率的关系为式中，为电磁波传播速度，若接收机的灵敏度，则通信距离s与反射功率的关系式为表1列出

3、了小功率发射机的功率与通信距离s的关系。表1 发射功率与通信距离s的关系501002004006002.843.384.024.825.272工作频率或波段 发射机的工作频率应根据调制方式，在国家或地区或有关部门所规定的范围内选取。对于调频发射机，工作频率一般在超短波范围内，即。 3总功率 发射机发射的总功率与其消耗的总功率之比称之为发射机的总功率，即。 4. 非线性失真 当最大频偏为75kHz，调频信号的频率为100Hz7500Hz时，要求调频发射机的非线性失真系数应小于%。 5. 杂音电平 调频发射机的寄生调幅应小于载波电平的5%10%，杂音电平应小于65dB。 2.2本系统要求的技术指标

4、分类注意：本系统的设计指标如下，要对应图3去设计相应元器件的值。1、发射功率为100mW，负载电阻51欧姆。2、工作中心频率，最大频偏。3、总效率。2.3本课程设计的具体说明1、本课程设计所采用的调频发射机实验电路图如图3 所示：图3 调频发射机实验电路l LC振荡与调频电路：图3中产生频率=5MHz的高频振荡信号。变容二极管线性调频，最大频偏=10kHz。发射机的频率稳定度由该级决定。l 缓冲隔离级：将振荡级与功放级隔离，以减小功放级对振荡级的影响。因为功放级输出信号较大，工作状态的变化（如谐振阻抗变化）会影响振荡器的频率稳定度，或波形失真或输出电压减小，为减小级间相互影响，通常在中间插入缓

5、冲隔离级。缓冲隔离级常采用射级跟随器电路。为减少射极跟随器对前级振荡器的影响，通常要加耦合电容。l 功率激励级：为末级功放提供激励功率。如果发射功率不大,且震荡级的输出功率能够满足末级功放的输入要求，则功率输入激励级可以省去。l 末级功放：将前级送来的信号进行功率放大，使负载（天线）上获得满足要求的发射功率。如果要求整机效率较高，则应采用丙类功放；若整机效率要求不高，如50，波形失真要小，则可以采用甲类功放。但是本题要求50，故选丙类功放较好。2、增益分配与单元电路设计。发射机的输出应具有一定的功率才能将信号发射出去，但是功率增益又不可能集中在末级功放，否则电路性能不稳，容易产生自激。因此要根

6、据发射机各组成部分的作用，适当的、合理的分配功率增益。如果调频振荡器的输出比较稳定，又具有一定的功率，则功率激励级和末级功放的功放增益可适当小些，否则功率增益主要集中在这两级。缓冲级可以不分配功率增益。设各级功率增益如图4所示。 图4 小功率调频发射机的组成框图3、电路的装调与测试。整机电路的设计计算顺序一般是从末级单元电路开始，向前逐级进行的。而电路的调装顺序一般从前级单元电路开始，向后逐级进行。电路的调试顺序为先分级调整单元电路的静态工作点，测量其性能参数；然后再逐级进行联调为止，直到整机调试为止；最后进行整机技术指标测试。由于功放运用的是折线分析方法，其理论计算为近似值。此外单元电路的设

7、计计算没有考虑实际电路中分布参数的影响，级间的相互影响，所以电路的实际工作状态与理论工作状态相差较大，元件器件参数在整机调整过程中，修改比较大，这是在高频电路整机调试中需要特别注意的。4、整机联调时常见故障分析。如前所述，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，特别是整机调试，需要细致耐心，前后级要多次反复调整，直到满足技术指标要求为止。切忌不要急躁，更不能盲目地更改参数，否则事倍功半，达不到预期效果。整机联调时常见故障分为以下两类。1. 调频振荡级与缓冲级相联时的常见故障调频振荡级与缓冲级相联时，可能出现振荡级的输出电压幅度明显减少或

8、波形失真变大的情况。产生的主要原因可能是射极跟随器的输入阻抗不够大，使振荡级的输出负载加重，可通过改变射极电阻RP1,提高射极跟随器的输入阻抗。2. 功率级与前级级联时的常见故障输出功率明显减少，波形失真增大。产生的原因可能是级间相互影响，使末级丙类功放谐振回路的阻抗发生变化，可以重新调谐，使回路谐振。主振级的振荡频率改变或停振。产生的原因可能是后级功放的输出信号较强，经公共地线、电源线或连接线耦合至主振级，从而改变了振荡回路的参数或主振级的工作状态。可以加电源去耦滤波网络，修改振荡回路参数，或重新布线，减少级间相互耦合。3、每次实验后，由各班班长安排8名同学整理实验室，共4次，4832人次。

9、前级测试部分包括：1、三极管直流静态工作点工作正常。2、LC振荡：（1）LC可振荡。（2）振荡频率误差在5以内。（3）振荡信号波形幅度正常3、调频信号工作正常。 4、频偏符合要求。5、前后级（组）联调成功，。6、连接美观，干净，未损伤元器件。7、小组合作情况。8、设计报告： 。后级测试部分包括：1、三极管直流静态工作点工作正常。2、射级跟随器工作正常。3、甲类放大工作正常。 4、丙类放大工作测试。（1）丙类放大工作正常。（2）发射功率误差在10之内。（3）负载电阻上的波形无失真，无高频分量。5、前后级（组）联调成功，。6、连接美观，干净，未损伤元器件。7、小组合作情况。8、设计报告： 3.5 课程设计报告要求及格式1、封面按照学校统一要求填写（见下页）。1、 内容包括：简要说明（标题四号，黑体，加黑）（正文小四，宋体，不加黑）；设计目的；设计要求；给定条件；系统框图；计算元器件值；工作原理；调试过程；验证过程；总结（含心得体会，自我评价，创新思想应用等。）课 程 设 计 报 告课程名称_ 题 目_ _指导教师 _ 设计起止日期 _ 系 别 _ 专 业 _ 学生姓名 _ 班级/学号 _ 成 绩 _