課程設(shè)計(jì)---小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)

1、<p><b>　　小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)</b></p><p><b>　　高頻課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　學(xué)院 __物理與信息工程學(xué)院_</p><p>　　專(zhuān)業(yè) __信息工程類(lèi)_</p><p><b>　　1.課程設(shè)計(jì)目的：</b></p>

2、;<p>　　1.1．認(rèn)識(shí)小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)的電路設(shè)計(jì)及制作過(guò)程，掌握小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)的調(diào)試過(guò)程，進(jìn)一步理解非線性電子線路的實(shí)際應(yīng)用。</p><p>　　1.2．熟悉相關(guān)儀器的使用和調(diào)試方法，尤其是以前不熟悉的一些儀器的使用方法。</p><p>　　1.3．鞏固和加強(qiáng)所學(xué)知識(shí)，將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的電路中去，加強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手和運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。</p>

3、<p>　　2.課程設(shè)計(jì)題目描述和要求：</p><p>　　小功率發(fā)射器通常采用直接調(diào)方式產(chǎn)生，它主要由調(diào)頻振蕩級(jí)，緩沖級(jí)和末級(jí)的功放級(jí)組成。其中調(diào)頻振蕩級(jí)主要是產(chǎn)生頻率穩(wěn)定，中心頻率符合指標(biāo)要求的正弦波信號(hào)（在本設(shè)計(jì)中取12M Hz），且其頻率受到外加音頻信號(hào)電壓（調(diào)制信號(hào)）調(diào)變。緩沖級(jí)主要是對(duì)調(diào)頻振蕩信號(hào)進(jìn)行放大，以提供末級(jí)所需的激勵(lì)功率，同時(shí)對(duì)前后級(jí)起有一定的隔離作用，為避免末級(jí)功放的工作狀

4、態(tài)變化而直接影響振蕩級(jí)的頻率穩(wěn)定度。功放級(jí)的任務(wù)是確保高效率輸出足夠大的高頻功率，并饋送到天線進(jìn)行發(fā)射。</p><p>　　2.1.主要技術(shù)指標(biāo)：</p><p>　　1、中心頻率    f=12MHz 2、頻穩(wěn)度     Δf/f≤10+4 3、最大頻偏   Δfm=±10KHz 4、輸出功

5、率   Po≥30mW 5、天線負(fù)載   75歐姆6、電源電壓    Vcc=9V</p><p>　　3.課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容：</p><p>　　3.1．發(fā)射器三個(gè)級(jí)的設(shè)計(jì)原理分析</p><p>　　通常小功率發(fā)射機(jī)采用直接調(diào)頻方式，它的組成框圖如下所示。其中高頻振蕩級(jí)主要是產(chǎn)生頻率穩(wěn)定、

6、中心頻率符合指標(biāo)要求的正弦波信號(hào)，且其頻率受到外加音頻信號(hào)電壓調(diào)變；緩沖級(jí)主要是對(duì)調(diào)頻振蕩信號(hào)進(jìn)行放大，以提供末級(jí)所需的激勵(lì)功率，同時(shí)還對(duì)前后級(jí)起有一定的隔離作用，為避免級(jí)功放的工作狀態(tài)變化而直接影響振蕩級(jí)的頻率穩(wěn)定度；，功放級(jí)的任務(wù)是確保高效率輸出足夠大的高頻功率，并饋送到天線進(jìn)行發(fā)射。</p><p>　　上述框所示小功率發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是選擇各級(jí)電路形式和各級(jí)元器件參數(shù)的計(jì)算。</p>&

7、lt;p>　　1．振蕩級(jí)：由于要求振蕩頻率固定為12M Hz ，考慮采用頻率穩(wěn)定度較高的克拉潑振蕩電路。</p><p>　　2.緩沖級(jí)：由于對(duì)該級(jí)有一定增益要求，考慮到中心頻率固定，因此可采用以LC并聯(lián)回路作負(fù)載的小信號(hào)諧振放大器電路。對(duì)該級(jí)管子的要求是</p><p>　　至于諧振回路的計(jì)算，一般先根據(jù)計(jì)算出LC的乘積值，然后選擇合適的C再求出L。本課題的C可取100pF—200

8、pF。</p><p>　　3.功放輸出級(jí)：為了獲得較大的功率增益和較高的集電極效率，該級(jí)可采用共發(fā)射極電路，且工作在丙類(lèi)狀態(tài)，輸出回路用來(lái)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配并進(jìn)行濾波，從結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)方便起見(jiàn)，本課題可采用п型網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算元件參數(shù)時(shí)通常取在10以?xún)?nèi)。</p><p>　　功放管要滿(mǎn)足以下條件：</p><p>　　3.2．發(fā)射器電路圖的組成及器件采用</p>

9、<p>　　考慮到變?nèi)荻O管偏置電路簡(jiǎn)單起見(jiàn)，采用共基電路。因要求的頻偏不大，故采用變?nèi)荻O管部份接入振蕩回路的直接調(diào)頻方式。C3為甚極高頻旁路電容，R1、R2、R3、R4、R5為T(mén)1管的偏置電阻。采用分壓式偏置電路既有利于工作點(diǎn)穩(wěn)定，且振蕩建立后自給負(fù)偏置效應(yīng)有利于維持振蕩幅度的穩(wěn)定。一般選Ic為3mA左右，太小不易起振，太大輸出振蕩波形將產(chǎn)生失真。調(diào)節(jié)C9、CP可使高頻線性良好。R7、R9為變?nèi)荻O管提供直流偏置。調(diào)制音

10、頻信號(hào)C4、Lc加到變?nèi)荻O管改變振蕩頻率實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。振蕩電壓經(jīng)電容C10耦合加至T2緩沖放大級(jí)。</p><p>　　T2緩沖放大級(jí)采用諧振放大，L2和C11應(yīng)諧振在振蕩載波頻率上。如果發(fā)現(xiàn)通過(guò)頻帶太窄或出現(xiàn)自激可在L2兩端并聯(lián)上適當(dāng)電阻以降低回路Q(chēng)值。該級(jí)可工作于甲類(lèi)以保證足夠的電壓放大。</p><p>　　T3管工作在丙類(lèi)狀態(tài)，既有較高的效率，同時(shí)可以防止T3管產(chǎn)生高頻自激而引起的二

11、次擊穿損壞。調(diào)節(jié)偏置電阻可改變T3管的導(dǎo)通角。L3、L4、C15和C16構(gòu)成∏型輸出回路用來(lái)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配并進(jìn)行濾波，即將天線阻抗變換為功放管所要求的負(fù)載值，并濾除不必要的高次諧波分量。</p><p><b>　　參考電路圖</b></p><p>　　注意：在電路圖中，L2,L3,L4均為可調(diào)節(jié)電感，在實(shí)際電路中根據(jù)所需的中心頻率進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜≈?，并在調(diào)試過(guò)程中可進(jìn)行

12、調(diào)節(jié)以符合實(shí)際電路的要求。</p><p>　　3.3.電路板的焊接</p><p>　　考慮到高頻電路的高頻特性，進(jìn)行電路排版時(shí)盡量縮短高頻部分元件引線，電阻、電容盡可能臥式安裝，并且盡量不使電路中出現(xiàn)飛線現(xiàn)象。由于在高頻中對(duì)焊接的質(zhì)量有更高的要求，因此要更加注意不能產(chǎn)生虛焊或是脫焊現(xiàn)象。</p><p>　　3.4.發(fā)射器的調(diào)試</p><p

13、>　　發(fā)射器的調(diào)試采用分級(jí)調(diào)試后再級(jí)聯(lián)調(diào)試的方式。</p><p>　　振蕩級(jí)的調(diào)試：將電容C14連線前端斷開(kāi)，用示波器測(cè)試斷點(diǎn)處（即R12與R13之間的點(diǎn)）的波形和頻率，調(diào)整L2，使頻率符合所要求的12M Hz的中心頻率。記下此時(shí)的頻率與振幅數(shù)值。</p><p>　　緩沖級(jí)的調(diào)試：用高頻信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生頻率和振幅與步驟1相同的信號(hào)，將該信號(hào)通過(guò)C14加到緩沖級(jí)(此時(shí)需將C16前端斷

14、開(kāi))，用示波器測(cè)試斷點(diǎn)處的波形，調(diào)整L3使輸出波形振幅達(dá)到最大。記下此時(shí)的頻率與振幅。</p><p>　　末級(jí)功放的調(diào)試：用高頻信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生頻率和振幅與步驟2記下的相 同的信號(hào)，從C16輸入，測(cè)試輸出負(fù)載的波形，頻率，振幅等相關(guān)參數(shù)。</p><p>　　總體調(diào)試：待三個(gè)級(jí)均調(diào)試完成后，將斷點(diǎn)全部連上。在輸入端加入頻率為1K，Vpp為1V的低頻信號(hào)，測(cè)試負(fù)載的相關(guān)參數(shù)。若功率未達(dá)到要求

15、，調(diào)整L3,L4使輸出能夠達(dá)到所要求的指標(biāo)。</p><p>　　連接頻偏儀測(cè)出角頻偏。</p><p><b>　　測(cè)試結(jié)果</b></p><p><b>　　各分級(jí)所測(cè)得的參數(shù)</b></p><p><b>　　結(jié)果分析：</b></p><p>

16、;　　從表中的數(shù)據(jù)可以看出，本電路基本滿(mǎn)足了系統(tǒng)的要求，并且在相位噪聲、非線性失真、音頻頻率響應(yīng)和調(diào)頻信噪比等方面都有很好的特性。</p><p><b>　　4.心得與小結(jié)：</b></p><p>　　通過(guò)本實(shí)驗(yàn)的關(guān)于小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)工作原理分析及其設(shè)計(jì)安裝與調(diào)試，加深了我對(duì)小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)工作原理的理解，同時(shí)對(duì)非線性電子線路的理論與實(shí)踐應(yīng)用知識(shí)有了新的認(rèn)識(shí)，并且

17、提高基本的實(shí)驗(yàn)技能與試驗(yàn)分析技巧，提高運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)選取元件、確定電路形式、以及計(jì)算等等，提高我的實(shí)踐動(dòng)手操作能力，同時(shí)通過(guò)調(diào)試來(lái)發(fā)現(xiàn)自己的錯(cuò)誤并分析及排除這些故障。</p><p>　　進(jìn)行電路調(diào)試，當(dāng)電路中有多個(gè)級(jí)時(shí)，應(yīng)采用分級(jí)調(diào)試的方式，在總體調(diào)試之前因?yàn)榉旨?jí)的調(diào)試留下必要的斷點(diǎn)和測(cè)試點(diǎn)，在分級(jí)調(diào)試完成之后再進(jìn)行整體的電路調(diào)試。同時(shí)，在進(jìn)行整體電路設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)注意在電路板上

18、留下必要的測(cè)試點(diǎn)。</p><p>　　本電路中，對(duì)于最后的調(diào)試，若發(fā)現(xiàn)輸出的波形峰峰值過(guò)低而不符合要求，并且通過(guò)對(duì)L2,L3的調(diào)試均不能使輸出達(dá)到要求的話，可采用在T2和T3的發(fā)射極的電阻上各并聯(lián)一個(gè)電容，以使其提高的方法。</p><p>　　在高頻電路中，優(yōu)秀的電路排布與良好的焊接對(duì)電路的性能發(fā)揮有很大的影響，元器件排布應(yīng)以并行排布為原則，電阻，電感等以臥式排布為主，連線應(yīng)避免出現(xiàn)跨

19、線，飛線的現(xiàn)象。</p><p>　　鑒于高頻電路的高頻特性，在電路中要注意耦合電容，濾波電容，隔直電容等元器件的選取與連接。</p><p><b>　　參考書(shū)目：</b></p><p>　　謝嘉奎，《電子線路-線性部分》，高等教育出版社，1999年6月出版</p><p>　　謝嘉奎，《電子線路-非線性部分》，高等