高頻課設(shè)小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)要點

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1、課程設(shè)計任務(wù)書 學(xué)生姓名： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師： 工作單位： 題目六：小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī) 初始條件： 具較扎實的電子電路的理論知識及較強(qiáng)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(shè)計能力及基本調(diào)試能力；能夠正確使用實驗儀器進(jìn)行電路的調(diào)試與 檢測。 要求完成的主要任務(wù)： （包括課程設(shè)計工作量及其技術(shù)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(diào)幅發(fā)射機(jī)的設(shè)計； 2、電源電壓 +V=+10V, -VeE=-10V; 3、工作頻率f=8MHz;調(diào)幅度=50% 4、負(fù)載電阻RL=75Q時，發(fā)射頻率 R=

2、300mV整機(jī)效率）40% 5、完成課程設(shè)計報告（應(yīng)包含電路圖，清單，調(diào)試及設(shè)計總結(jié)） 。 時間安排： 二十周一周，其中4天硬件設(shè)計與制作，3天軟、硬件調(diào)試及答辯。 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日 i 目錄 1、電路設(shè)計的基本目的 2 1.1 課程設(shè)計的目的 2 1.2 發(fā)射機(jī)電路的分析 2 2、整體電路的基本原理 3 3、單元電路設(shè)計 4 3.1 高頻振蕩器 4 3.2 中間級 5 3.3 調(diào)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(diào)幅發(fā)射機(jī)的仿真輸出 8 5、實

3、物電路調(diào)試 9 6、改進(jìn)建議 10 7、心得與體會 11 8、參考文獻(xiàn) 12 2 武漢理工大學(xué)《高頻電子線路》課程設(shè)計 摘要 調(diào)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(fù)用，小功率調(diào) 幅發(fā)射機(jī)具有實現(xiàn)調(diào)幅簡便，調(diào)制所占的頻帶窄，并且與之對應(yīng)的調(diào)幅接收設(shè)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(lǐng)域里得到了廣泛應(yīng)用。所謂調(diào)幅，就是指，使振幅隨調(diào)制信號的變化而變化， 嚴(yán)格的講，就是指載波振幅與調(diào)制信號的大小成線性關(guān)系，而它的頻率和相位不 變。本課題的設(shè)

4、計目的是要求掌握最基本的小功率調(diào)幅發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計與安裝 此設(shè)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(guān)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(shè)計的基本目的 1.1 課程設(shè)計的目的 (1)將自己所學(xué)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(xué)會仿真軟件和實驗儀器的使用； 1.2 發(fā)射機(jī)電路的分析 小信號調(diào)幅發(fā)射機(jī)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(diào)幅信號，首先要產(chǎn)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(diào)制功放。高頻振蕩器的作用是產(chǎn)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(diào)制部分，可以采用集電極和基極調(diào)制兩種，一般來說， 集電極調(diào)制的輸出信號更好，所以可以采用集電極調(diào)制，將語音信號加在集電極， 控制集電極的電壓，輸出普通調(diào)幅波。 2、整體電路的基本原理 小功

6、率調(diào)幅發(fā)射機(jī)是指采用調(diào)幅方式將有用的低頻信號加載到高頻信號的 過程，一般調(diào)幅發(fā)射機(jī)的組成框圖如圖所示， 工作原理是：晶體振蕩器產(chǎn)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(diào)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(diào)制電路； 振幅調(diào)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(diào)幅發(fā)射機(jī)的工作原理和給定的參數(shù)， 根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求，晶體振蕩器的作用 是產(chǎn)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_(dá)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(diào)幅電路

7、對振蕩器工作的影響， 并對振蕩器輸出信號進(jìn)行放大，其增益 應(yīng)該合適而且可調(diào)，以便滿足高電平調(diào)幅電路，不難達(dá)到發(fā)射機(jī)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(yīng)該合適而且可調(diào)。 圖2調(diào)幅發(fā)射機(jī)組成框圖 3、單元電路設(shè)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(fù)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(zhì)，又可分為RC和LC振蕩器。發(fā)射機(jī)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(qiáng) :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(diào)制級隔離， 減小調(diào)制級對振蕩級的影響；將功 率放大級與調(diào)制級隔離，減少功率放大級對調(diào)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(diào)幅電路的系統(tǒng)，由于調(diào)制器輸出信號為調(diào)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(diào)幅電路的系統(tǒng)，則在末 級直接產(chǎn)生達(dá)到輸出功率要求的調(diào)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(diào)制級 調(diào)幅發(fā)射機(jī)中的幅度調(diào)制是其中最關(guān)鍵的一個單元模塊，幅度調(diào)制就是載波 的振幅（包絡(luò)）受調(diào)制信號的控制作周期性的變化。變化的周期與調(diào)制信號周期 相同。即振幅變化與調(diào)制信號的振幅成正比高電平調(diào)幅電路。 該電路主要用于產(chǎn) 生普通調(diào)幅波，這種調(diào)制通常在丙類諧振功率放大器中進(jìn)行， 它可以直接產(chǎn)生滿足發(fā)射機(jī)功率要求的已調(diào)波。有基極調(diào)幅和集電極

11、調(diào)幅等。在基極調(diào)幅電路中， 為了減小調(diào)制失真，被調(diào)放大器在調(diào)制信號變化范圍內(nèi)應(yīng)始終工作在欠壓狀態(tài)， 所以基極調(diào)幅電路效率比較低。在集電極調(diào)幅電路中，由于工作在過壓狀態(tài)，所 以能量轉(zhuǎn)換效率比較高，適用于較大功率的調(diào)幅發(fā)射機(jī) 在本電路中采用的是集電極調(diào)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(diào)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(yīng)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(yù)設(shè)條件，若不滿足則可調(diào)整的電阻的值。將三極管的靜態(tài)工作點 調(diào)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(diào)試 4.2 調(diào)幅發(fā)射機(jī)的仿真輸由 觀察整個小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)的調(diào)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(diào)試 圖5.1實物電路板 圖5.2 示波器輸出 調(diào)試過程：將整個調(diào)幅發(fā)射機(jī)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(diào)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(dāng)輸出波形可以完美的達(dá)到載波要求， 然后檢 測中間級的設(shè)計跟隨器是否有問題， 最后檢查調(diào)制電路的輸出，調(diào)制電路輸出波 形不好，這時檢查一下調(diào)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(diào)制，之后發(fā)現(xiàn)整體原件參數(shù)和整個電路需要改進(jìn)， 在改進(jìn)之后， 便可以輸出完整波形。 6、改進(jìn)建議 本電路需要改進(jìn)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(shè)計跟隨器，而調(diào)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(shù)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(shè)計題目為小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)的設(shè)計。在剛開始做課程設(shè)計時， 我們對小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)基本沒有什么概念。在完成課程設(shè)計的幾周內(nèi)，我們小 組從搜集資料方案、思路整理、電路圖設(shè)計制作、電路仿真，到元器件的購買、 實物的焊接與調(diào)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(guān)資料的收集過程中，不同的方案各有其利弊，在設(shè)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(shè)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(xué)問。在課程設(shè)計之前還不會使用 Multsim仿真軟件，為了對 電路進(jìn)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(qiáng)大而齊全的仿真軟件，我現(xiàn)在所學(xué)會的不過是其中的 一小部分，在今后的學(xué)習(xí)過程中，我會更加深入的學(xué)習(xí) Multsim o 從本次課程 設(shè)計中收獲的最為重要的一點，是培養(yǎng)了一種工程設(shè)計的思想。 從收集資料、對 比并確定方案、電路圖設(shè)計、電路仿真到元器件的配置、實物焊接與調(diào)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(shè)計甚至工作都有很大的幫助， 而 要在短短幾天之內(nèi)學(xué)習(xí)

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