小功率调幅发射系统的设计与安装及MULTISIM软件仿真

错错误误!!未未指指定定书书签签。。第-1-页共19页摘要小功率调幅发射机常用于通信系统和其它无线电系统中，特别是在中短波广播通信的领域里更是得到了广泛应用。原因是调幅发射机实现调幅简便，调制所占的频带窄，并且与之对应的调幅接收设备简单，所以调幅发射机广泛地应用于广播发射。本课设结合Multisim软件来对小功率调幅发射机电路的设计与调试方法进行研究。Multisim软件能实现从电学概念设计到输出物理生产数据，以及这之间的所有分析、验证、和设计数据管理。使用Multisim等计算机软件对产品进行辅助设计在很早以前就已经成为了一种趋势，这类软件的问世也极大地提高了设计人员在机械、电子等行业的产品设计质量与效率。本课题的设计目的是要求掌握最基本的小功率调幅发射系统的设计与安装对各级电路进行详细地探讨，并利用Multisim软件仿真设计了一个小功率调幅发射机。11559900661188447766884411第-2-页共19页5/27/2020目录摘要.........................................................................................................................................-1-第一章设计目的、任务和要求................................................................................................-1-1.1设计目的与任务：...............................................................................................................-1-1.2设计内容与要求...................................................................................................................-1-第二章总体方案介绍及工作原理说明..................................................................................-2-2.1小功率调幅发射机的系统设计...........................................................................................-2-2.2工作原理及说明...................................................................................................................-2-第三章各部分的具体设计及分析........................................................................................-3-3.1主振级...................................................................................................................................-3-3.2缓冲级...................................................................................................................................-4-3.3放大级...................................................................................................................................-4-3.4AM调制电路.........................................................................................................................-5-3.5音频放大..............................................................................................................................-6-第四章电路仿真与分析..........................................................................................................-7-4.1参数选择...............................................................................................................................-7-4.2仿真结果,............................................................................................................................-9-4.3仿真调试............................................................................................................................-12-参考文献....................................................................................................................................-13-致谢.........................................................................................................................................-14-附录...........................................................................................................................................-15-错错误误!!未未指指定定书书签签。。第-1-页共19页第一章设计目的、任务和要求1.1设计目的与任务：学生通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《通信电子线路》中所学的理论知识和实验技能，掌握通信电子系统的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。1.2设计内容与要求1.2.1设计内容1.小功率调幅发射系统设计一个小功率调幅发射系统。要求为6MHz的中心频率，频稳度510，输出调幅波功率P0max≥200mW，调制系数≥50%，包络不失真。1.2.2设计要求1、选择提供课题，也可以自拟课题；2、打印《通信电子线路》课程设计说明书一份，给出课题的设计和制作、调试过程；3、根据技术指标要求，画出设计电路图，画出印制电路板图；4、设计时间：一周；5、制作PCB板；6、人员分组：一人一组一实物，选择同一课题的电路不能相同。11559900661188447766884411第-2-页共19页5/27/2020第二章总体方案介绍及工作原理说明2.1小功率调幅发射机的系统设计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=10MHz，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2.2工作原理及说明图2-1中，各组成部分的的作用如下：振荡级：产生频率为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。11559900661188447766884411第-3-页共19页5/27/2020第三章各部分的具体设计及分析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。高频电子线路所讨论的工作频率是几百千赫到几百兆赫，而课程设计所设计的最高频率受到实验条件的限制，一般选在30兆赫以下。主振器就是高频振荡器，根据载波频率的高低，频率稳定度来确定电路型式。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克拉泼振荡器、西勒振荡器。本级是用来产生6MHz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，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，电路图如图3-1所示。如图西勒振荡器电路所示R1﹑R2﹑R3提供偏置电压使三极管工作在放大区。图3-1主振级11559900661188447766884411第-4-页共19页5/27/20203.2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R8来提高缓冲输入级输入阻抗，也可通过减小C6，即减小主振级与缓冲级的耦合来实现，同时负载R9也会对缓冲的输出波形也有很大影响。电路图如图3-2所示。图3-2缓冲级3.3放大级无线通信中信号传输的距离决定于发射机的功率，因此发射机的功率要求尽可能的大，整体效率要尽可能地高，主要决定于末级功放的效率，故放大级一般采用丙类或丁类放大器。故电路图如图3-3所示。11559900661188447766884411第-5-页共19页5/27/2020图3-3放大级3.4AM调制电路AM调制电路是为了实现调幅，输出网路功放级工作在丙类工作状态，故输出波形不可避免产生了失真，为了滤除谐波，输出网络应有滤波性能。调幅是使高频载波信号的振幅随调制信号的瞬时变化而变化。也就是说，通过用调制信号来改变高频信号的幅度大小，使得调制信号的信息包含入高频信号之中，通过天线把高频信号发射出去。调幅器可分为高电平调幅和低电平调幅：大功率广播和通信多采用高电平调平，这种调幅机输出功率大、效率高；载波电话机和各种电子仪器多采用低电平调幅，它们对输出功率和效率要求不高，可以选用调幅特性较好的电路中。常见的调幅方法主要有乘法器调幅、开关型调幅电路、