《高频答辩》PPT课件.ppt

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1、小信号调频发射机小信号调频发射机导导导导 师师师师:刘海波刘海波刘海波刘海波答辩人答辩人答辩人答辩人:余毅、李健峰、余毅、李健峰、余毅、李健峰、余毅、李健峰、韦付定韦付定韦付定韦付定班班班班 级级级级:通信通信通信通信11021102班班班班 第一课程目录课程目录1、摘摘要要2、设计任务设计任务3、调频发射机及其主要技术指标调频发射机及其主要技术指标4、单元电路的测试和调试单元电路的测试和调试5、LCLC正弦波振荡器正弦波振荡器6 6、变容二极管调频变容二极管调频7 7、功率放大器（甲放、丙放）功率放大器（甲放、丙放）8 8、小功率调频发射机实验电路小功率调频发射机实验电路图图9、仿真调试结果

2、仿真调试结果摘要摘要u用我们所学的知识去掌握调频发射机整机电路的设计与用我们所学的知识去掌握调频发射机整机电路的设计与调试方法调试方法,学习如何将高频单元电路组合实现满足工程实学习如何将高频单元电路组合实现满足工程实际要求的整机电路等际要求的整机电路等.根据技术指标我们进行了本次设计根据技术指标我们进行了本次设计,主要以振荡、调频、缓冲、放大等。主要以振荡、调频、缓冲、放大等。u关键字关键字:小功率小功率调频调频发射机发射机uAbstract:uThispaperdiscussestheFMtransmittermeansforrealizingtheprinciplesanddesignof

3、thecircuitdiagram,FMtransmitterstotheoscillatorcircuitisdividedintoabufferisolation,powermotivation,andtheend-PAseveralparts,Theydiscussedtheprinciplesandcharacteristics.uKeywords:FMtransmitters,oscillators,high-frequencypoweramplifier设计任务设计任务u小功率调频发射机设计小功率调频发射机设计u主要技术指标：输出功率主要技术指标：输出功率u工作频率工作频率u总效率

4、总效率u负载电阻负载电阻u最大频偏最大频偏一、调频发射机及其主要技术指标一、调频发射机及其主要技术指标调频发射机及其主要技术指标调频发射机及其主要技术指标二、单元电路的测试和调试二、单元电路的测试和调试 整机电路的设计计算顺序一般是从末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。而级单元电路开始，向前逐级进行。而电路的装调顺序一般从前级单元电路电路的装调顺序一般从前级单元电路开始，向后逐级进行。开始，向后逐级进行。LC正弦波振荡器正弦波振荡器比值比值C2/C3=F，决定反馈电压的大小，反馈系数，决定反馈电压的大小，反馈系数F一般取一般取1/81/2。为减小晶体管的极间电容对回

5、路振荡频率的影响，为减小晶体管的极间电容对回路振荡频率的影响，C2、C3的取值的取值要大。如果选要大。如果选C1C2，C1R2，R3R1，以减小调制信号，以减小调制信号v对对VQ的影响。的影响。CcCjC1L1图图为为变变容容二二极极管管部部分分接接入入振振荡荡回回路路的的等等效效电电路路，接入系数接入系数p及回路总电容及回路总电容CS S分别为分别为变容二极管的变容二极管的Cj-v 特性曲线特性曲线变容二极管的变容二极管的Cj-v特性曲线特性曲线 左左图图为为变变容容二二极极管管的的Cj-v特特性性曲曲线线。设设电电路路工工作作在在线线性性调调制制状状态态，在在静静态态工工作作点点Q处处，曲

6、曲线线的的斜斜率率为为LC调频振荡器调频振荡器主要性能参数及其测试方法主要性能参数及其测试方法 主振频率主振频率 LC振荡器的输出频率振荡器的输出频率fo称为主振频率或载波频称为主振频率或载波频率。用数字频率计测量回路的谐振频率率。用数字频率计测量回路的谐振频率fo，高频电压表测量谐振，高频电压表测量谐振电压电压vo，示波器监测振荡波形。，示波器监测振荡波形。频率稳定度频率稳定度 主振频率主振频率fo的相对稳定性用频率稳定度表示。的相对稳定性用频率稳定度表示。最大频偏最大频偏 指在一定的调制电压作用下所能达到的最大频率指在一定的调制电压作用下所能达到的最大频率偏移值。将偏移值。将称为相对频偏。

7、称为相对频偏。调调制制灵灵敏敏度度 Sf 单单位位调调制制电电压压所所引引起起的的最最大大频频偏偏称称为为调调制制灵灵敏度，以敏度，以Sf 表示，单位为表示，单位为kHz/V，即，即 为调制信号的幅度；为调制信号的幅度；为变容管的结电容变化为变容管的结电容变化时引时引起的最大频偏。起的最大频偏。高频功率放大器设计高频功率放大器设计晶体管晶体管T1与高频变压器与高频变压器Tr1组成宽带功率放大组成宽带功率放大器，晶体管器，晶体管T2与选频网络与选频网络L2、C2组成丙类谐振组成丙类谐振功率放器。功率放器。宽带功率放大器宽带功率放大器晶体管晶体管T1与与RB1、RB2、RE1、RF组成的宽带功组成

8、的宽带功率放大器工作在甲类状率放大器工作在甲类状态。其特点是：晶体管态。其特点是：晶体管工作在线性放大工作在线性放大区。区。其静态工作点的计算方其静态工作点的计算方法法与低频电路相同。与低频电路相同。宽宽带带功功率率放放大大器器集集电电极极的的输出功率输出功率PC为为 PC=PH/T 式中，式中，PH为输出负载上为输出负载上的实际功率；的实际功率；T为变压器为变压器的传输效率，一般的传输效率，一般 T=0.750.85。甲类功率放大器甲类功率放大器甲类功放的负载特性甲类功放的负载特性左图是宽带功率放大左图是宽带功率放大器的负载特性。为获器的负载特性。为获得最大不失真输出功得最大不失真输出功率，

9、静态工作点率，静态工作点Q应应选在交流负载线选在交流负载线AB的中点。的中点。功率增益功率增益 与与电电压压放放大大器器不不同同的的是是，功功放放应应有有一一定定的的功功率率增增益益，对对于于图图所所示示电电路路，宽宽带带功功放放要要为为下下一一级级丙丙类类功功放放提提供供一一定定的的激激励励功功率率，必必须须将将前前级级输输入入的的信信号号进进行行功功率率放放大大，功功率增益率增益为为AP=PC/Pi 式式中中，Pi为为功功放放的的输输入入功功率率，它它与与功功放放的的输输入入电电压压Vim及及输输入入电电阻阻Ri的的关关系系为为 丙类功率放大器丙类功率放大器丙类功放的基丙类功放的基极偏置电

10、压极偏置电压VBE是利用发射是利用发射极电流的直流极电流的直流分量分量IE0(IE0 Ic0)在在射极电阻射极电阻RE2上产生的压降上产生的压降来提供的，故来提供的，故称为自给偏压称为自给偏压电路。电路。当当放放大大器器的的输输入入信信号号vi为为正正弦弦波波时时，集集电电极极的的输输出出电电流流iC为为余余弦弦脉脉冲冲波波。利用谐振回路利用谐振回路L2C2的选频作用可输出基波谐振电压的选频作用可输出基波谐振电压vC1、电流、电流iC1。集电极基波电压的振幅集电极基波电压的振幅式中，式中，IC1m为集电极基波电流的振幅；为集电极基波电流的振幅；Rp为集电极负载阻抗。为集电极负载阻抗。丙类功率放

11、大器丙类功率放大器 集电极输出功率集电极输出功率 直流电源直流电源VCC供给的直流功率供给的直流功率式式中中，IC0 为为集集电电极极电电流流脉脉冲冲iC 的的直直流流分分量量。电电流流脉脉冲冲iC 经经傅傅立立叶叶级级数数分分解解，可可得得峰峰值值与与分分解系数解系数 n()的关系式的关系式丙类功率放大器丙类功率放大器下下图图为为功功放放管管输输入入电电压压VBE与与集集电电极极电电流流脉脉冲冲iC的波形关系。由图可得：的波形关系。由图可得：当当 输输 入入 电电 压压VBE大大于于导导通通电压电压时时，晶晶体体管管导导通通，并并工工作作在在放放大大状状态态，则则基基极极电电流流脉脉冲冲与与

12、集集电电极极电电流流脉脉成成线线性性关系，即满足关系，即满足丙类功率放大器丙类功率放大器 功放的功率增益功放的功率增益或或丙类功放的输出回路采用变压器耦合方式。丙类功放的输出回路采用变压器耦合方式。其作用一是实现阻抗匹配，将集电极的输出其作用一是实现阻抗匹配，将集电极的输出功率送至负载；二是与谐振回路配合，滤除功率送至负载；二是与谐振回路配合，滤除谐波分量。谐波分量。集电极谐振回路为部分接入，谐振频率集电极谐振回路为部分接入，谐振频率或或丙类功率放大器丙类功率放大器负载特性负载特性当功放处于临界当功放处于临界工作状态工作状态A点时，点时，管子的集电极电管子的集电极电压正好等于管子压正好等于管子

13、的饱和压降的饱和压降VCES，集电极电流脉，集电极电流脉冲接近最大值冲接近最大值ICm。此时集电极输出此时集电极输出的功率的功率PC和效率和效率都较高，对都较高，对应的等效负载电应的等效负载电阻阻 判断功放是否为临界工作状态的条件是：判断功放是否为临界工作状态的条件是：Vcc-Vcm=Vces主要技术指标及实验测试方法主要技术指标及实验测试方法 输出功率输出功率 高频功放的输出功率是指放大器的负载RL上得到的最大不失真功率。也就是集电极的输出功率，即 效效率率 常将集电极的效率视为高频功放的效率，用h表示，当集电极回路谐振时，h 的值由下式计算：功率增益功率增益 功放的输出功率Po与输入功率Pi 之比称为功率增益，用AP(单位：dB)三、小功率调频发射机实验电路图三、小功率调频发射机实验电路图四、仿真调试结果四、仿真调试结果