高頻課程設計小功率調幅發(fā)射機設計

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1、 高頻課程設計 ---小型調幅發(fā)射機設計 學校 遼寧工大 專業(yè) 通信工程 班級 通信05(1)班 姓名 學號4 2008年1月7日 小型調幅發(fā)射機設計 一.設計要求 二.設計原理概述 1. 調幅概念及其分類: 在時域上，可以認為調幅的實現是以代表信息的基帶信號（調制信號），去控制不含信息的高頻載波振幅為基礎來實現的。 圖1 調幅分類: （1）普通調幅，簡記為AM ； （2）雙邊帶調幅，簡記為DSB ； （3

2、）單邊帶調幅，簡記為SSB ； （4）殘留邊帶調幅，簡記為VSB 。 2、本設計任務總體實現方案的確定 下圖為最基本的調幅發(fā)射系統框圖。主要由主振蕩器、緩沖級、高頻小信號放大器、調制器、高頻功率放大器、低頻電壓放大器等電路組成。 圖2 方案一：低電平調幅發(fā)射機 由于設計任務要求實現的是小功率發(fā)射機，發(fā)射功率（輸出負載RL上的功率）P0 大于0.25W即可。所以，可以利用提供的集成模擬乘法器MC1496\1596G，組成低電平調幅電路。如下圖所示 圖3 雙差分對MC1496

3、\MC1596如圖: 方案二：高電平調幅發(fā)射機 因為設計任務中對發(fā)射功率并沒有限制上限值，所以，也可以采用高電平調幅電路組成發(fā)射系統，如下圖所示。若緩沖級輸出電壓能滿足高電平調幅電路的要求，并且最終負載上的輸出功率也滿足指標要求時，則應力求電路結構簡單，去除高頻放大電路。 3.調幅發(fā)射系統各單元電路的分析 （1）主振器 主振器就是高頻振蕩器，根據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點式振蕩電路，如克拉潑、西勒電路。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。

4、 (2） 緩沖級 緩沖級通常采用射極跟隨器，基本原理是利用它的輸入電阻高和輸出電阻低的特點，在電路中起著阻抗變換的作用。 （3）高頻放大器 高頻放大器屬于線性放大器。根據電路所需要的電壓增益和選擇性，來確定電路形式。一般電路形式有單調諧放大器和雙調諧放大器。在對放大器選擇性要求不高的場合，可以選用單調諧放大器。為提高放大器的電壓增益，可以選擇多級放大器級聯的電路形式。 （4）振幅調制器 振幅調制器的任務是將所需傳送的信息“加載”到高頻振蕩中，以調幅波的形式傳送出去。通常有低電平調幅和高電平調幅兩種實現電路。 低電平調幅電路輸出功率小，適用于低功率系統。它的電

5、路形式有多種，如斬波調幅器、平衡調幅器、模擬乘法器調幅等，比較常用的是采用模擬乘法器形式制成的集成調幅電路，即集成模擬乘法器調幅。這種集成電路的出現，使產生高質量調幅信號的過程變得極為簡單，而且成本很低。 高電平調幅電路輸出功率大，一般在系統末級直接產生滿足發(fā)射要求的調幅波。它的電路形式主要有集電極調幅和基極調幅兩種。集電極調幅電路的優(yōu)點是效率高，晶體管獲得充分的應用；缺點是需要大功率的調制信號源?；鶚O調幅電路的優(yōu)缺點正好與之相反，它的平均集電極效率不高，但所需的調制功率很小，有利于調幅發(fā)射系統整機的小型化。 （5）功率放大器 功率放大器主要有甲類、甲乙類或乙類（限于推

6、挽電路）、丙類功放，根據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，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，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。 由于技術指標中對主振器的頻率和頻率穩(wěn)定度要求不高，所以，采用西勒振蕩電路；緩沖級采用射極跟隨器；低電平調幅電路采用集成模擬乘法器實現；高電平電路采用基極調幅電路 射極跟隨電路 模擬乘法器可以用MC1496或MC1596G 三.電路設計 綜合上述,可以利用MC1596G電路集成塊進行設

7、計如下 四.參數分析 (1)選定電路臨界工作狀態(tài)時，POmax=0.25W>2Po再考慮匹配電路的傳輸效率，假定晶體管最大輸出功率POmax=0.25W ，臨界時 Ucm=EC—Uces=12-1=11V（取UCES=1V） Re= (2)由于采用雙差分平衡調制,省略匹配電路, (3)饋電電路的選擇: 采用并聯饋電電路,扼流圈選4.7mH或多或少5.6mH均可。 （4）功放電路的選擇： ηC若按50%計算,則臨界時: 功放管基極偏置電阻的計算： 選β＝50

8、選用3DG12C其極限參數為。 (5)緩沖級的計算 晶體管的靜態(tài)工作點應位于交流負載線的中點，考慮到晶體管約有1V的飽和壓降， 可取 ，為得到一定的跟隨范圍，減小失真，可取靜態(tài)工作點電流IcQ=6mA，則 為便于調節(jié)，基極偏置電阻采用電位器Rw1、R3組合而成。 C1為交流旁路電容，故晶體管T1的基極交流接地，該電路可看成共基電路和反饋網絡組成，C4、C3構成分壓電路，提供降壓輸出，減小了負載對振蕩電路的影響： ②電路參數的選擇： a)選管：主振級是小功率振蕩管，選擇一般小功率高頻管即可，但從

9、穩(wěn)頻和起振出發(fā)，應選特征頻率fT較高的晶體管，因為fT高，高頻性能好，晶體管內部相移小，有利于穩(wěn)頻；在高頻工作時，振蕩器也因具有足夠的增益而易于起振．通常fT >(3～10)f0 另外，應選電流放大倍數β較大的晶體管，β大，易起振。為此，可選3DG6、3DG8、9018等常用的高頻小功率管. b)直流工作狀態(tài)與偏置電阻的計算： 振蕩管的靜態(tài)工作點電流對振蕩器工作的穩(wěn)定性及波形有較大的關系，因此，應合理選擇工作點。 振蕩器振蕩幅度穩(wěn)定后，常工作在非線性區(qū)域，晶體管必然出現飽和和截止情況，晶體管在飽和時輸出阻抗低，它并聯在LC回路上使Q值大為降低，降低頻率穩(wěn)

10、定度，波形也會失真，所以應把工作點選在偏向截止區(qū)一邊，故工作點電流不能過大，應選小些，通常對小功率振蕩器，工作點電流應選,IcQ偏大，可使振蕩幅度增加一些，但對其它指標不利，通常取Icq=1mA R4=2K 請考慮基極偏置電阻應如何定。 取 c)振蕩電路參數與選取： 選擇L= 10～12uH 而 選反饋系數Fu= l則C2= C3(選為510pF)。 取輸出接入系數 定一C4值時,可取C3 值. 五.設計實驗總結 根據原理框圖,我對調幅發(fā)射器進行設計,考慮時小功率發(fā)射,采用設計框圖2的設計方案

11、,對各部分進行選取 1.在主振級電路上,有克拉潑電路和西勒電路進行選擇,優(yōu)先考慮西勒電路,因為本次設計參數要求工作頻率采用克拉潑震蕩電路易產生振幅變小的情況. 2.緩沖級的選擇中,開始時采用的時這樣的射極跟隨電路,后考慮到與MC1506G的連接不方便而放棄 而后采用了現在用的T2電路構成的射級跟隨電路完成緩沖級任務 3.盡管采用的是射級框圖2,但考慮參數中并沒有限制發(fā)射功率上限,則省略了高頻放大級而直接與由MC1596G外接電路構成的振幅調制相連,實現振幅調制發(fā)射. 本次實驗設計,讓我充分認識到了自己在專業(yè)知識上的不扎實,對元器件參數的選擇讓我很頭痛,大部分電路通過查閱書籍后利用photoshop繪制,公式則參閱資料書,通過wordgs工具編輯.在其中有很多錯誤的地方.對電路的原理性能也感到不知所措,但這一次設計,讓我深刻地體會到了高頻電路中的樂趣,也讓我堅定了認真學習專業(yè)知識的決心. 通信05_1班 熊聰 0506030124 2008-1-8