西工大高频课设

“高频电子线路课程设计”课程说明一、高频课程设计两人一组。设计题目为两个，每小组都需完成。二、高频课程设计分为设计阶段和实验阶段。三、设计阶段：5-7周。小组依据题目按要求完成设计。并提交设计报告（每组一份），制图软件绘制的原理图、PCB版图电子文件。设计报告成绩满分为50分。设计阶段可电话预约教师进行答疑。四、教师对设计报告进行评讲，并与各班课代表协商安排实验时间。五、实验阶段：按要求完成实验，并提交实验报告（每组一份），制图软件绘制的原理图、PCB版图电子文件。实验报告成绩满分为50分。六、高频课程设计成绩为设计报告成绩与实验报告成绩总和。林华杰[e-mail]高频课程设计题目与要求题目一、单管FM发射机采用三极管S9018设计单管FM发射机，发射频率为88MHz—108MHz范围内任意频点。要求：1．发射功率不限，接收距离达到10m即可。2．电源按设计需要提供。3．仅可采用一个三极管S9018，电容、电感、电阻等常用元件不限，但采用元件越少越好。4．给出设计原理图（用制板软件绘制，如：protel），并对原理进行详细说明与论述。5．分析该发射机的性能指标，并给出调测方法与调测所需仪器。题目二、FM接收机采用TDA7088T设计FM接收机，接收频率范围：88MHz—108MHz。供电电源电压：9V。要求：1、详细阅读TDA7088T的数据手册，给出其主要性能指标。2、给出设计原理图（用制板软件绘制，如：protel），并对原理进行详细说明与论述。3、依据原理图，用制板软件绘制PCB版图。采用双面板。制板尺寸：70mm×40mm。高频电子线路课程设计报告班级08041101班级08041101学号2011301984学号2011301983姓名王晓飞姓名童朝俊设计成绩设计成绩2014年4月题目一、单管FM发射机设计内容：采用三极管S9018设计单管FM发射机，发射频率为88MHz—108MHz范围内任意频率。设计原理与分析：1、原理论述1.1频率调制原理载波twUtuccmccos)(，调制信号tu；通过FM调制，使得)(tuc频率变化量与调制信号tu的大小成正比。即已调信号的瞬时角频率tukwtwfc1.2实现调频的方法-直接调频和间接调频（1）直接调频直接调频的基本原理是利用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使其反映调制信号变化规律。要用调制信号去控制载波振荡器的振荡频率，就是用调制信号去控制决定载波振荡器振荡频率的元件或电路的参数，从而使载波振荡器的瞬时频率按调制信号变化规律线性地改变，就能够实现直接调频。直接调频可用如下方法实现：a.变容二极管调频。载波通常由LC震荡电路（如西勒振荡电路）产生，而变容二极管电容的改变是由调制信号决定的，再将变容二极管通过电容Cc耦合接入LC振荡回路中，用于实现对LC正弦波振荡器频率的调制，即调频。b用三极管直接调频。原理是三极管组成共基极超高频振荡器，基极与发射极的电压随基极输入的音频信号变化而变化，导致三极管的基极和发射极之间电容发生同步的变化，从而改变高频振荡的频率，最终实现频率的调制。（2）间接调频先将调制信号进行积分处理，然后用它控制载波的瞬时相位变化，从而实现间接控制载波的瞬时频率变化。这样，调相输出的信号相对积分后的调制信号而言是调相波，但对原调制信号而言则为调频波。这种实现调相的电路独立于高频载波振荡器以外，所以这种调频波突出的优点是载波中心频率的稳定性可以做得较高，但可能得到的最大频偏较小。本实验要求以三极管s9018为核心，元器件尽量使用的少，顾采用最简单的三极管直接调频。1.3单元模块电路的原理及分析1.31音频信号的接入1)话筒MIC采集外界的声音信号话筒MIC采集外界的声音信号。2）电阻R1为MIC提供一定的直流偏压，同时起保护电路的作用，R1的阻值越大，话筒采集声音的灵敏度越弱，电阻越小话筒的灵敏度越高。3）电路中D1和D2两个二极管反向并联，主要起一个双向限幅的功能，二极管的导通电压只有0.7V，如果信号电压超过0.7V就会被二极管导通分流，这样可以确保声音信号的幅度可以限制在正负0.7V之间，过强的声音信号会使三极管过调制，产生声音失真甚至无法正常工作。话筒采集到的交流声音信号通过R3匹配和C2耦合后送到三极管的基极。4）话筒采集到的交流声音信号通过R3匹配经D1D2限幅和C2耦合后送到三极管的基极。注：若果是实验室操作我认为可以直接用函数发生器输入一个几十毫伏十几千赫兹的调制信号。1.32LC调频振荡器与频率调制1）LC振荡电路：C4、L1组成一个谐振器，谐振频率就是调频话筒的发射频率，根据图中元件的参数发射频率可以在88～108MHZ之间，正好覆盖调频收音机的接收频率，通过调整L1的数值（拉伸或者压缩线圈L）可以方便地改变发射频率，（当然也可以同时将C4制成可变电容（20～50p）与L1一起调节来使发射频率位于88～108MHZ之间）避开调频电台。发射信号通过C6耦合到天线上再发射出去。2）调频电路设计：调频电路原理是三极管组成共基极高频振荡器，基极与发射极结电容随着输入电压的变化而变化，从而改高频振荡的频率。本模块由高频三极管s9018和电容C3、C5、C7组成一个电容三点式的振荡器，不仅能够产生稳定的载波，而且还能够实现调制功能。3）R2是s9018的基极偏置电阻，给三极管提供一定的基极电流，使s9018工作在放大区。4）R4是直流反馈电阻，起到稳定三极管工作点的作用。1.32工作状态指示电路1）电路中发光二极管D1用来指示工作状态，当调频话筒得电工作即K1闭合时就会点亮，R5是发光二极管的限流电阻。2）C8、C9是电源滤波电容。2、指标分析1）发射频率和频率范围：所谓发射频率是指载波频率，频率范围是指可以变动的范围。本课程设计要求发射频率为88MHz~108MHz。2）发射功率：发射功率是指接上负载后实际输出的功率。本课程设计对发射功率没要求。测发射功率应用万用表测量进入发射天线的信号的电压和电流利用Pi=1/2*Ui*Ii计算得出。3）工作电压：DC3V-9V。4）发射距离：大于等于10米。5）输出阻抗：对调频广播而言，一般要求输出阻抗为50欧左右。6）音频输入阻抗和电平：音频输入端要求的阻抗和输入电平。7）最大频偏：土75KHz。8）失真度1.0%：失真度是指已调波在规定频偏的情况下经理想解调后单音频信号的失真度。9）频率响应=土0.5dB：频率响应是指已调波在规定频偏的情况下经理想解调后输出音频的幅频响应。10)信噪比=58dB。11）效率：效率是指输出功率与电源消耗的总功率之比。'/AACPP调测方案：一、所需仪器：音频信号发生器；频偏仪；失真度测量仪；示波器；数字式万用表；3V—9V稳压电源；具有FM收音机功能的收音机等。二、调试步骤：1）首先排版电路板，然后将所有元件连同天线（注意天线的尺寸一定要能够与载波的波长相比拟）一并按设计好的电路焊在万能板上，对安装焊接工艺要求是：尽量缩短高频部分元件引线；电阻，电容尽可能卧式安装，并无虚焊，脱焊现象。2)电路调试：由于本电路设计较为简单他，所以调试也很方便。首先，闭合电路开关个，给整个电路加上一个6V的直流电压（最大不超过9V）。其次，调节电路的静态工作点，使s9018三极管工作在线性放大区（图示所给元器件参数理论上满足该条件）。接着，调节LC震荡回路，要求发射功率在88-108MHz，取f=100MHz。C4=30pF，则由LCf210，可以得到L=0.9uH。最后，接入音频信号发生器，向发射机提供一个特定的音频信号，在天线处接入示波器，观察是否产生一个调频波，以及调频波的中心频率是否在88~108MHZ范围内。在距离发射机十米的地方打开调频收音机，调到音频信号的频率附近，看是否能接收到一个比较清晰的信号，进而判断发射距离是否大于十米。三、关键参数的测量信噪比1.按照图1连接仪器仪表,将音频信号输入调频(激励器)发射机,在发射机高频信号耦合器上拾取适当的高频信号(或加衰减器)送给调制度测试仪。2.用音频信号发生器送1kHz信号到调频(激励器)发射机音频信号输入端,调节信号电平,使调制度为100%,调频发射机和调制度测试仪分别使用50μs预加重和去加重网络。3.从电平表上得到电平值,并以电平为基准,去掉发射机上音频输入端1kHz信号,并将发射机音频输入终接额定阻抗(600Ω)的电阻,由电平表得到噪电平,该基准电平与噪声电平之差值,即为调频发射机的信噪比(用dB表示)。失真度当音频信号加到调频(激励器)发射机输入端并对发射机调制后,由于发射机的非线性,其输出解调后的音频信号除基波分量外,还有谐波分量,这些谐波分量将使输出的音频信号产生一定程度的非线性失真。音频信号发生器调频发射机失真度仪频偏仪衰减器图11.仍照图1连接仪器仪表,将音频信号输入调频(激励器)发射机,在发射机高频信号耦合器上拾取适当的高频信号(或加衰减器)送给调制度测试仪,调频发射机和调制度测试仪不使用预加重和去加重网络。2.音频信号发生器分别送0.03kHz、0.05kHz、0.1kHz、0.4kHz、1kHz、3kHz、5kHz、7kHz、10kHz、12kHz、15kHz信号,调制度保持100%不变。用失真度仪测量上述各频点的失真,并取其最大值作为发射机谐波失真指标。注意:以上方法测得的音频谐波失真还包括音频信号发生器和调制度测试仪本身的失真,为了提高测量精确要求测试仪器的精度越高越好,这样失真就越小,否则带来新的失真。频率响应1.仍照图1连接仪器仪表,将音频信号输入调频(激励器)发射机,在发射机高频信号耦合器上拾取适当的高频信号(或加衰减器)送给调制度测试仪。2.音频信号发生器送1kHz信号,且使调制度为100%,在不加重和不去重时,记录此时音频信号发生器的输出电平和电平表指示的电平值,并以此时电平表的电平值作为基准,在以后改变频率进行测量时,保持音频信号发生器输出电平不变(在加重和去加重时,记下此时音频信号发生器的输出电平,并作为基准。在以后改变频率进行测量时,改变音频信号发生器输出电平,保持调制度为100%)。3.改变音频发生器的频率,分别送0.03kHz、0.05kHz、0.1kHz、0.4kHz、1kHz、3kHz、5kHz、7kHz、10kHz、12kHz、15kHz信号到调频发射机的音频信号输入端,在不加重和不去重时,用电平表测量各频率点电平(在加重和去加重时,记录各频率点音频信号发生器的输出电平。4.在不加重和不去重时,根据上述测量结果,计算各频率点的电平值与1kHz频率时的基准电平之差值(在加重和去加重时,用上述测量结果与标准预加重曲线相比较),即得到频率响应数值(用dB表示)。注明：以上三个关键指标的测量所使用的仪器未成在高频电路的学习中运用过，若实验室未成提供上述仪器，则此三个指标的测量相对困难，我还未找到相应的测量方法。题目二、FM接收机设计内容：采用TDA7088T设计FM接收机，接收频率范围：88MHz—108MHz。供电电源电压：9V。设计原理与分析：1、TDA7088T性能与特点SC1088(TDA7088T)引脚功能资料符号脚英文描述中文意义MUTE1muteoutput静音VoAF2audiofrequencyoutputsignal音频输出LOOP3AFloopfilter低放环路滤波器（去加重）VP4+3Vsupplyvoltage电源电压OSC5oscillatorresonantcircuit振荡器的谐振电路IFFB6IFfeedback中频反馈(外接中和电容)CLP17low-passcapacitorof1dBamplifier1分贝放大器的低通滤波电容VoIF8IFoutputtoexternalcouplingcapacitor(high-pass)外接中频输出耦合电容(高通)ViIF9IFinputtolimiteramplifier中放至限幅放大器输入端C