小功率调幅发射机设计(123)

摘要高频电子线路课程设计是继《通信电子线路》理论学习和实验教学之后又一重要的实践性教学环节。它的任务是在学生掌握和具备电子技术基础知识与单元电路的设计能力之后，让学生综合运用高频电子线路知识，进行实际高频系统的设计、安装和调测，利用orcad、multisim等相关软件进行电路设计，提高综合应用知识的能力、分析解决问题的能力和电子技术实践技能，让学生了解高频电子通信技术在工业生产领域的应用现状和发展趋势。为今后从事电子技术领域的工程设计打好基础。此设计思路为将超外差式调频接收机分成摄入调谐贿赂、高频放大、混频、本机振荡、中频放大、鉴频、低频功放等几个个部分，分别讲天线接收到的高频信号进行选频、放大、混频，最后解调出低频调制信号等功能。将设计参数要求分解到各模块的设计中以分别实现。关键词振荡器；高频功率放大器；调幅小功率调幅发射系统ABSTRACTHigh-frequencyelectroniccircuitscoursedesignistheelectroniccommunicationlines,thestudyoftheoryandexperimentafteranotherimportantteachingofpracticalteachinglinks.Itsmissionisthemasterandstudentshavebasicknowledgeofelectronictechnologyunitandcircuitdesigncapabilities,enablestudentstomakecomprehensiveuseofhigh-frequencyelectroniccircuitknowledge,theactualhigh-frequencysystemdesign,installationandtestforuseorcad,multisim,andotherrelevantSoftwaredesign,improvetheiroverallabilitytoapplyknowledge,analysisandproblem-solvingabilitiesofelectronictechnologypracticalskillstoenablestudentstolearnhigh-frequencyelectroniccommunicationstechnologyinthefieldofindustrialproductionapplicationstatusanddevelopmenttrends.Forthefutureofelectronictechnologyinthefieldofengineeringdesigntolayasolidfoundation.ThisdesignconceptforthesuperheterodyneFMreceiverwillbedividedintointaketuning,bribery,high-frequencyamplification,mixing,thelocaloscillation,Ifamplification,frequency,low-frequencyamplifier,andseveralotherparts,respectively,saidtheantennatoreceiveHigh-frequencysignalsselectedfrequency,amplification,mixing,thefinaldemodulatortolow-frequencymodulationsignals,andotherfunctions.Decompositionwillrequirethedesignparametersofvariousmodulesinthedesignweretoachieve.Keywordsoscillator；Rfpoweramplifier；attenuation小功率调幅发射系统目录1、绪论.............................................................31.1设计的作用和目的.............................................31.2设计要求.....................................................32、小信号调幅发射机的系统设计.......................................43、各部分电路的具体设计和分析.......................错误!未定义书签。3.1主振级.......................................................33.2缓冲级.......................................................53.3放大级.......................................错误!未定义书签。3.4音频放大.....................................错误!未定义书签。3.5AM调制电路..................................错误!未定义书签。4、发射机的整体电路以及调试.........................错误!未定义书签。4.1整体电路...................................................144.2调试并仿真..................................错误!未定义书签。4.3整机调试故障分析...........................................155、心得与体会......................................................166、感谢.............................................................I7、参考文献........................................................18小功率调幅发射系统1绪论1.1设计的作用和目的通过本课题的设计、调试和仿真，加深对《高频电子线路》理论知识的进一步理解，进一步巩固理论知识，能够建立起无线发射机的整机概念，学会分析电路、设计电路的步骤和方法，了解发射机各单元之间的关系以及相互影响，从而能正确设计、计算调幅发射机的各单元电路：主振级、被调级、推动级、功率放大级、输出匹配网络等。进一步掌握所学单元电路以及在此基础上，培养自己分析、应用其他电路单元的能力。同时经过课程设计，要学会查资料、充分利用互联网等一切可利用的学习资源，增强同学们分析问题解决问题的能力，为将来的毕业设计做铺垫，也为将来走向就业岗位打下一定的基础。1.2设计要求根据要求设计一个小功率调幅发射机。主要技术指标：中心频率：f=6MHz调幅波功率：P0max≥200mW调制系数：Ma=主振级缓冲级放大级AM调制输出网络话筒音频放大频率稳定度：ff5102小信号调幅发射系统设计发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制,将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。通常，发射机包括三个部分：高频部分，低频部分，和电源部分。高频部分一般包括主振荡器、缓冲放大、倍频器、中间放大、功放推动级与末级功放。主振器的作用是产生频率稳定的载波。为了提高频率稳定性，主振级往往采用石英晶体振荡器，并在它后面加上缓冲级，以削弱后级对主振器的影响。低频部分包括话筒、低频电压放大级、低频功率放大级与末级低频功率放大级。低频信号通过逐渐放大，在末级功放处获得所需的功率电平，以便对高频末级功率放大器进行调制。因此，末级低频功率放大级也叫调制器。调制是将要传送的信息装载到某一高频振荡(载频)信号上去的过程。所以末级高频功率放大级则成为受调放大器。调幅发射机主要包括三个组成部分:高频部分、音频部分和电源部分。此图省去了电源这一部分。发射机的主要作用是完成有用的低频信号对高频信号的调制，将其变为在某一个中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射出去的电磁波。调幅发射机通常由主振级、缓冲级、倍频级、中间放大级、振幅调制、音频放大和输出网络组成。根据设计要求，载波频率f=6MHz，主振级采用西勒振荡电路，输出的载波的频率可以直接满足要求，不需要倍频器。系统原理图如图2.1所示：主振级缓冲级放大级AM调制输出网络话筒音频放大图2-1小功率调幅发射机的系统设计框图小功率调幅发射系统图中，各组成部分的的作用如下：振荡级：产生平率为6MHz的载波信号。缓冲级：将晶体振荡级与调制级隔离，减小调制级对晶体振荡级的影响。音频放大级：将话筒信号电压放大到调制级所需的调制电压。功放以及调幅级：增大载波输出功率，将话音信号调制到载波上，产生已调波。输出网络级：对前级送来的信号进行功率放大，通过天线将已调高频载波电流以电磁波的形式发射到空间。小功率调幅发射系统3各部分电路的具体设计和分析3.1主振级主振级是调幅发射机的核心部件，主要用来产生一个频率稳定、幅度较大、波形失真小的高频正弦波信号作为载波信号。该电路通常采用晶体管LC正弦波振荡器。常用的正弦波振荡器包括电容三点式振荡器即考毕兹振荡器、克拉泼振荡器、西勒振荡器。本级用来产生4MHz左右的高频振荡载波信号，由于整个发射机的频率稳定度由主振级决定，因此要求主振级有较高的频率稳定度，同时也要有一定的振荡功率（或电压），其输出波形失真较小。为此，这里我采用西勒振荡电路，可以满足要求。为了解决频率稳定度和振荡幅度的矛盾，常采用部分接入方式。由前述可知，为了保证振荡器有一定的稳定振幅及容易起振，当静态工作点确定后，晶体管内部参数fY的值就一定，对于小功率晶体管可以近似认为26fmCQYgImV，反馈系数大小应在0.15～0.5范围内选择。如图3-1-1西勒振荡器电路所示1R、2R、4R提供偏置电压使三极管工作在放大区，1C起到滤波作用。输出电路的总电容：234545233424CCCCCCCCCCCCC…………………………3-1-1振荡频率为：1451122()oscLCLCCf……………………………3-1-2在此西勒振荡器电路中，由于5C和L并联，所以5C变化不会影响回路的接入系数，如果使4C固定，可以通过改变5C来改变振荡频率，因此，西勒振荡器可用作波段振荡器，适用于较宽波段工作。小功率调幅发射系统图3-1-1西勒振荡器西勒振荡电路仿真如下：图3-1-2载波频率小功率调幅发射系统图3-1-3西勒振荡器的输出波形3.2缓冲级为了减少后级对主振级振荡电路振荡频率的影响，采用缓冲级。主振级与缓冲级联调时会出现缓冲级输出电压明显减小或波形失真的情况，可通过增大缓冲级的射极电阻R4来提高缓冲输入级输入阻抗，也可通过减小C2，即减小晶振级与缓冲级的耦合来实现，同时负载R5也会对缓冲的输出波形也有很大影响。小功率调幅发射系统图3-2-1缓冲级电路小功率调幅发射系统图3-2-2缓冲级的输出波形3.3放大级这里选用高频小信号放大器最典型的单元电路如下图3-3-1所示，这里由1L、2C构成LC单调谐回路，由LC单调谐回路作为负载构成晶体管调谐放大器。晶体管基极为正偏，工作在甲类状态，负载回路调谐在输入信号频率0f上，能够对输入的高频小信号进行反相放大。由LC调谐回路的作用主要有两个：一是选频滤波，选择放大f=0f工作信号频率，抑制其他频率的信号；二是提供晶体管集电极所需的负载电阻，同时进行匹配交换。设计的推动级采用高频小信号谐振放大器电路。由于推动级还起到隔离缓冲的作用，故它的电路一般用谐振放大器加一级射随器组成。高频小信