高頻課設小功率調幅發(fā)射機要點

《高頻課設小功率調幅發(fā)射機要點》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高頻課設小功率調幅發(fā)射機要點（18頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、課程設計任務書 學生姓名： 專業(yè)班級： 指導教師： 工作單位： 題目六：小功率調幅發(fā)射機 初始條件： 具較扎實的電子電路的理論知識及較強的實踐能力； 對 電路器 件的選型及電路形式的選擇有一定的了解； 具備高頻電子電路的基本 設計能力及基本調試能力；能夠正確使用實驗儀器進行電路的調試與 檢測。 要求完成的主要任務： （包括課程設計工作量及其技術要求，以及說明書撰寫等 具體要求） 1、采用晶體管或集成電路完成一個小功率調幅發(fā)射機的設計； 2、電源電壓 +V=+10V, -VeE=-10V; 3、工作頻率f=8MHz;調幅度=50% 4、負載電阻RL=75Q時，發(fā)射頻率 R=

2、300mV整機效率）40% 5、完成課程設計報告（應包含電路圖，清單，調試及設計總結） 。 時間安排： 二十周一周，其中4天硬件設計與制作，3天軟、硬件調試及答辯。 指導教師簽名： 年 月 日 系主任（或責任教師）簽名： 年 月 日 i 目錄 1、電路設計的基本目的 2 1.1 課程設計的目的 2 1.2 發(fā)射機電路的分析 2 2、整體電路的基本原理 3 3、單元電路設計 4 3.1 高頻振蕩器 4 3.2 中間級 5 3.3 調制級 5 4、軟件仿真 7 4.1 高頻振蕩器的仿真輸出 7 4.2 調幅發(fā)射機的仿真輸出 8 5、實

3、物電路調試 9 6、改進建議 10 7、心得與體會 11 8、參考文獻 12 2 武漢理工大學《高頻電子線路》課程設計 摘要 調制的過程就是一個頻譜搬移的過程，將原來不適宜傳輸?shù)幕鶐盘栴l譜搬 移到適宜傳輸?shù)哪骋粋€頻段上，然后傳輸至信道；同時實現(xiàn)信道復用，小功率調 幅發(fā)射機具有實現(xiàn)調幅簡便，調制所占的頻帶窄，并且與之對應的調幅接收設備 簡單的優(yōu)點，常用于通信系統(tǒng)和其它無線電系統(tǒng)中， 特別是在中短波廣播通信的 領域里得到了廣泛應用。所謂調幅，就是指，使振幅隨調制信號的變化而變化， 嚴格的講，就是指載波振幅與調制信號的大小成線性關系，而它的頻率和相位不 變。本課題的設

4、計目的是要求掌握最基本的小功率調幅發(fā)射系統(tǒng)的設計與安裝 此設計思路為以下幾個部分組成，高頻振蕩器，中間過渡級，高頻功率放大器和 發(fā)射部分，每個部分作為一個單獨的單元電路。 【關鍵詞】：高頻振蕩電路、中間級、高頻功率放大器、仿真 16 1、電路設計的基本目的 1.1 課程設計的目的 (1)將自己所學的高頻知識運用到實際中; (2)實際鍛煉，提高自己的實際動手能力 (3)學會仿真軟件和實驗儀器的使用； 1.2 發(fā)射機電路的分析 小信號調幅發(fā)射機是完成有用的低頻信號加載到高頻載波，將其變?yōu)樵谀骋?中心頻率上具有一定帶寬、適合通過天線發(fā)射的電磁波。 主要含有高頻和低頻 成分。高

5、頻是載波部分，低頻時有用信號部分。 要做成調幅信號，首先要產生載波，一般來說高頻部分一般包括高頻振蕩器、 中間放大部分、調制功放。高頻振蕩器的作用是產生頻率穩(wěn)定的載波。 為了提高 頻率穩(wěn)定性，主振級往往采用石英晶體振蕩器， 并在它后面加上緩沖級，以削弱 后級對主振器的影響。有用信號部分包括有話筒和低頻功率放大級。低頻信號 通過功率放大部分逐漸放大，在末級功放處獲得所需的功率電平。 最后一級是最重要的調制部分，可以采用集電極和基極調制兩種，一般來說， 集電極調制的輸出信號更好，所以可以采用集電極調制，將語音信號加在集電極， 控制集電極的電壓，輸出普通調幅波。 2、整體電路的基本原理 小功

6、率調幅發(fā)射機是指采用調幅方式將有用的低頻信號加載到高頻信號的 過程，一般調幅發(fā)射機的組成框圖如圖所示， 工作原理是：晶體振蕩器產生一個 固定頻率的載波信號，載波信號經(jīng)緩沖倍頻送至振幅調制電路； 話音放大電路將 低頻信號放大至足夠的電壓送到振幅調制電路； 振幅調制電路的輸出信號經(jīng)高頻 功率放大器，高放級將載頻信號的功率放大到所需的發(fā)射功率， 然后經(jīng)天線輸出。 由調幅發(fā)射機的工作原理和給定的參數(shù)， 根據(jù)設計任務要求，晶體振蕩器的作用 是產生頻率穩(wěn)定度很高的基本不失真的 6MHz的正弦波。由于晶體振蕩器頻率穩(wěn) 定度通?？蛇_10-6以上，因此一般滿足頻率穩(wěn)定度的要求。緩沖放大器用于減 小高電平調幅電路

7、對振蕩器工作的影響， 并對振蕩器輸出信號進行放大，其增益 應該合適而且可調，以便滿足高電平調幅電路，不難達到發(fā)射機的功率和失真要 求。音頻放大器的作用是不失真地放大音頻信號，其增益應該合適而且可調。 圖2調幅發(fā)射機組成框圖 3、單元電路設計 3.1高頻振蕩器 高頻振蕩器的種類很多，，從原理看分為，可分為反饋式和負阻式振 蕩器兩大類。反饋式振蕩器是由放大器和具有選頻回路的正反饋回路組成， 按所 采用的選頻回路的性質，又可分為RC和LC振蕩器。發(fā)射機中的振蕩器提供指定 頻率根據(jù)載波頻率的高低和頻率穩(wěn)定度來確定電路形式。 在頻率穩(wěn)定度要求不高 的情況下，可以采用電容反饋三

8、點式振蕩電路，如克拉潑、西勒電路等。而在頻 率穩(wěn)定度要求高的情況下，可以采用晶體振蕩器，也可以采用單片集成振蕩電路。 如下圖所示，是采用克拉伯振蕩器 據(jù)二 柳 ■ i …. :1 <3 科M ： 1：：：： ：c ill 1 忸涮 .... 幅觸間二二 電閨強 :博心 :觥:諭m :第國心附：：： 蹴-對 垃巾帥 圖3.1高頻振蕩器 參數(shù)選擇，如上表所示電阻R1、R2、R3所選分別為10K、2.2K、1k,電容C1、 C2、C3 C4 C5分別的選擇為0.1uf、4.7nf、1nf、100pf,由電路圖可知，震 蕩回路為C3 C

9、4 C5和L1,由振蕩頻率公式從而確定諧振回路的電容電感值。 3.2中間級 中間級的作用是將振蕩級與調制級隔離， 減小調制級對振蕩級的影響；將功 率放大級與調制級隔離，減少功率放大級對調制級的影響 而中間級一般采用功率放大器，率放大器主要有甲類、甲乙類或乙類（限于 推挽電路）、丙類功放，根據(jù)功放的輸出功率和效率來確定選擇哪一種。采用低 電平調幅電路的系統(tǒng)，由于調制器輸出信號為調幅波，其后的功率放大器必須是 線性的（如甲類、甲乙類或乙類功放）；而采用高電平調幅電路的系統(tǒng)，則在末 級直接產生達到輸出功率要求的調幅波，多以丙類放大器作為此時的末級電路。 由于本電路采用高頻放大器作為中間級是，

10、 緩沖隔離級將振蕩級與功放級隔 離，以減小功放級對振蕩級的影響，因為功放級輸出信號較大，工作狀態(tài)的變化會 影響振蕩器的頻率穩(wěn)定度或波形失真或輸出電壓減小。 為減小級間相互影響，通 常在中間插入緩沖隔離級。緩沖隔離級經(jīng)常采用射極跟隨器電路。 3.3調制級 調幅發(fā)射機中的幅度調制是其中最關鍵的一個單元模塊，幅度調制就是載波 的振幅（包絡）受調制信號的控制作周期性的變化。變化的周期與調制信號周期 相同。即振幅變化與調制信號的振幅成正比高電平調幅電路。 該電路主要用于產 生普通調幅波，這種調制通常在丙類諧振功率放大器中進行， 它可以直接產生滿足發(fā)射機功率要求的已調波。有基極調幅和集電極

11、調幅等。在基極調幅電路中， 為了減小調制失真，被調放大器在調制信號變化范圍內應始終工作在欠壓狀態(tài)， 所以基極調幅電路效率比較低。在集電極調幅電路中，由于工作在過壓狀態(tài)，所 以能量轉換效率比較高，適用于較大功率的調幅發(fā)射機 在本電路中采用的是集電極調幅電路，將語音低頻信號加載到放大管的集電 極你，通過改變集電極的電壓，從而改變載波信號的頻率，讓語音信號加載到載 波上，從而發(fā)射出去 ■ V： 45,7V 「幡喻:4m V： 2只稠 喉邨:5.00 V 揩順W 植釉蝌W :就皿 逃螂茂1M :前胞貓廣 嚼加昧 解81M附 R3： ■VW 冊 :順停加 173M 鵬惻冊3抽 ?侑漉:耐顯

12、,值渤海坪 .貨竄:&.-WMHI C1 g tOOnF;：; -VEE QI 冽 5551 ：ioy s< 灘盤北到 怫iffi衡 嚙制能m [：IflmA [）：覆神 藏：1居M 解圍00師 圖3.3調制模塊 4、軟件仿真 4.1 高頻振蕩器的仿真輸由 在測定高頻振蕩器的輸出頻率的時候，首先高頻振蕩器應先斷開具諧振回 路，使振蕩器不振蕩，再用萬用表測三極管的各極電壓。在測量其靜態(tài)工作點， 看其是否滿足預設條件，若不滿足則可調整的電阻的值。將三極管的靜態(tài)工作點 調試正確以后，這時，將三點式諧振回路接上，觀察載波的輸出波形。 載波輸出如圖所示：

13、 不假罩-XK1 @6 @ffl n Tlnm 場. 面紅 W5us -1,038* 22Z035lis 4,033 V 0.W0S D.0QDV JOOnjiDv 5恤 通事 通都 ftffl 噸_ W Ygf 。 I K I G ][ 口匚 Ext. Trager 才蟆 郵 BSIgTWl 電平D / 翼電壺?百方r.n 圖4.1高頻振蕩器的調試 4.2 調幅發(fā)射機的仿真輸由 觀察整個小功率調幅發(fā)射機的調制輸出

14、，先將本電路的三個模塊高頻振蕩 器、中間級、高頻功率放大器正確連接，用示波器輸出，觀察期輸出波形，整體 電路輸出波形如下： 法技器-XSC1 圖4.2仿真輸出 5、實物電路調試 圖5.1實物電路板 圖5.2 示波器輸出 調試過程：將整個調幅發(fā)射機的電路板接入到示波器的輸出，觀察輸出波 形，第一次不能很好的輸出調幅波，之后就將各個

15、單元電路分開檢測，首先用示 波器觀察高頻振蕩器的載波輸出，當輸出波形可以完美的達到載波要求， 然后檢 測中間級的設計跟隨器是否有問題， 最后檢查調制電路的輸出，調制電路輸出波 形不好，這時檢查一下調制電路板有沒有連接錯誤， 在檢查原件參數(shù)是不是符合 要求，能否完成調制，之后發(fā)現(xiàn)整體原件參數(shù)和整個電路需要改進， 在改進之后， 便可以輸出完整波形。 6、改進建議 本電路需要改進的地方有，高頻振蕩器為了穩(wěn)定的輸出載波，可以采用晶體 振蕩器，中間級的緩沖就用設計跟隨器，而調制部分則可用 MC1496K片，這樣 可以讓輸出效果更好，最后可以在電路中加上一些技術原件， 電容電感之類，使 得輸出更穩(wěn)定。

16、 7、心得與體會 本次課程設計題目為小功率調幅發(fā)射機的設計。在剛開始做課程設計時， 我們對小功率調幅發(fā)射機基本沒有什么概念。在完成課程設計的幾周內，我們小 組從搜集資料方案、思路整理、電路圖設計制作、電路仿真，到元器件的購買、 實物的焊接與調試、數(shù)據(jù)測試，付出了很多汗水，在遇到各種各樣的困難的同時， 也在克服這些困難，受益匪淺。 首先，在相關資料的收集過程中，不同的方案各有其利弊，在設計的過程 中不僅要考慮到方案的可行性，還要考慮到方案成本等問題。在對比方案上，我 就花了不少的精力和時間，這是在書本中所體會不到的。 在設計電路的過程中用到了 Protel 99S序口 Multsim軟件

17、。電路的仿真對于我來 說也是一門全新的學問。在課程設計之前還不會使用 Multsim仿真軟件，為了對 電路進行仿真，我上網(wǎng)找了一些 Multsim的使用說明，大致了解了對一般電路圖 的仿真步驟。 Multsim 是一款功能強大而齊全的仿真軟件，我現(xiàn)在所學會的不過是其中的 一小部分，在今后的學習過程中，我會更加深入的學習 Multsim o 從本次課程 設計中收獲的最為重要的一點，是培養(yǎng)了一種工程設計的思想。 從收集資料、對 比并確定方案、電路圖設計、電路仿真到元器件的配置、實物焊接與調試、數(shù)據(jù) 的測量收集，從中所獲得的經(jīng)驗對今后的課程設計甚至工作都有很大的幫助， 而 要在短短幾天之內學習

18、一門完全不了解的學科、 軟件，就不能按照順序沒有重點 的學，而應該先整體把握，而后再有側重點的逐步深入。 高頻這個學科確實是一個很強大的工具，這在我完成任務的時候逐步的認 識到了，以后還有多加以利用。這次課設不僅是一個任務，它不僅讓我們學會了 使用Matlab ,還讓我們有了一個自主學習與和別人交流的機會。 我知道直到現(xiàn)在為止，我還沒有完全學會高頻，還需要繼續(xù)努力學習，加深 對數(shù)電的運用和了解。汗水預示著結果，也證明著過程，希望在以后的學習生活 中能更加深入的學習專業(yè)知識，同時更要注重動手能力的培養(yǎng)。 8 、參考文獻 [1] 《模擬電子線路》 謝沅清 成都電子科大，2011 [2] 《高頻電子技術與應用》 李金明 化學工業(yè)出版社，2012 [3] 《高頻電路設計與制作》曾興雯 西安電子科大，2013 [4] 《高頻電子技術（第2版）》劉騁主 重慶大學出版社，2009 [5] 《高頻電子線路》 鄒傳云 清華大學出版社，2012 高頻電子線路課程設計成績評定表 姓 名 性 別 專業(yè)班級 題 目：小功率調幅發(fā)射機設計 答辯或質疑記錄： 成績評定依據(jù)： 最終評定成績（以優(yōu)、良、中、及格、/、及格評定） 指導教師簽字：