小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文

1、<p>　　小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　學(xué)生姓名 ****</p><p>　　指導(dǎo)教師 ****</p><p>　　摘要 高頻信號的產(chǎn)生、發(fā)射、接收和傳輸過程處理的有關(guān)的電路，主要解決無線電波、電視和通信中發(fā)射和接受高頻信號的有關(guān)技術(shù)問題。小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)常用于通信系統(tǒng)和其它無線電系統(tǒng)中，特別是在中短波廣播通信的領(lǐng)域里更是得到了

2、廣泛應(yīng)用。原因是調(diào)幅發(fā)射機(jī)實現(xiàn)調(diào)幅簡便，調(diào)制所占的頻帶窄，并且與之對應(yīng)的調(diào)幅接收設(shè)備簡單，所以調(diào)幅發(fā)射機(jī)廣泛地應(yīng)用于廣播發(fā)射。本課題研究對象是最基本的小功率調(diào)幅發(fā)射系統(tǒng)的三個模塊：高頻部分，低頻部分和電源部分設(shè)計與安裝對各級電路進(jìn)行詳細(xì)地探討，并利用Multisim軟件仿真驗證設(shè)計的正確性。</p><p>　　關(guān)鍵詞:　調(diào)幅;振蕩器;發(fā)射機(jī)</p><p><b>　　目

3、錄</b></p><p><b>　　引言1</b></p><p>　　一 調(diào)幅發(fā)射機(jī)基本知識1</p><p><b>　　1.1基礎(chǔ)知識1</b></p><p><b>　　1.2性能指標(biāo)2</b></p><p>　　1.

4、3 調(diào)幅信號源2</p><p><b>　　1.4振蕩電路3</b></p><p>　　1.5 放大器原理4</p><p>　　1.6 調(diào)制電路5</p><p>　　1.7 調(diào)幅調(diào)制原理6</p><p><b>　　二 設(shè)計方框圖7</b></p&

5、gt;<p>　　2.1 擬定調(diào)幅發(fā)射機(jī)的框圖7</p><p>　　2.2 調(diào)幅發(fā)射機(jī)設(shè)計方框圖9</p><p>　　三 調(diào)幅發(fā)射機(jī)電路設(shè)計9</p><p>　　3.1 高頻振蕩器電路9</p><p>　　3.2 隔離放大電路10</p><p>　　3.3 受調(diào)放大級電路11<

6、/p><p>　　3.4 話筒和音頻放大電路12</p><p>　　3.5 傳輸線和天線13</p><p>　　四 系統(tǒng)測試與仿真14</p><p><b>　　致謝20</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)21</b></p><p&

7、gt;<b>　　引言</b></p><p>　　無線電技術(shù)誕生以來，信息傳輸和信息處理始終是其主要任務(wù)。要將無線電信號有效地發(fā)射出去，天線的尺寸必須和電信號的波長為同一數(shù)量級，為了有效地進(jìn)行傳輸。必須將攜帶信息的低頻電信號調(diào)制到幾十MHz至幾百M(fèi)Hz以上的高頻振蕩信號上，再經(jīng)天線發(fā)送出去，調(diào)頻是信號發(fā)射必不可少的一個環(huán)節(jié)。調(diào)頻發(fā)射機(jī)目前處于快速發(fā)展之中，在很多領(lǐng)域都有了很廣泛的應(yīng)用，可以

8、用于演講、教學(xué)、玩具、防盜監(jiān)控等諸多領(lǐng)域。</p><p>　　小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)常用于通信系統(tǒng)和其它無線電系統(tǒng)中，特別是在中短波廣播通信的領(lǐng)域里更是得到了廣泛應(yīng)用。原因是調(diào)幅發(fā)射機(jī)實現(xiàn)調(diào)幅簡便，調(diào)制所占的頻帶窄，并且與之對應(yīng)的調(diào)幅接收設(shè)備簡單，所以調(diào)幅發(fā)射機(jī)廣泛地應(yīng)用于廣播發(fā)射。低頻小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)是將待傳送的音頻信號通過一定的方式調(diào)制到高頻載波信號上，放大到額定的功率，然后利用天線以電磁波的方式發(fā)射出去，覆蓋一

9、定的范圍。</p><p>　　一 調(diào)幅發(fā)射機(jī)基本知識</p><p><b>　　1.1基礎(chǔ)知識</b></p><p>　　用調(diào)制信號去控制載波的某個參數(shù)的過程，叫調(diào)制。用調(diào)制信號去控制高頻振蕩器的幅度，使其幅度的變化量隨調(diào)制信號成正比的變化，這一過程叫做振幅調(diào)制。經(jīng)過幅度調(diào)制后的高頻振蕩稱為幅度調(diào)制波（簡稱調(diào)幅波）。</p>

10、<p>　　早期的VHF頻段的移動通信電臺大都采用調(diào)幅方式，由于信道快衰落會使模擬調(diào)幅產(chǎn)生附加調(diào)幅而造成失真，目前已很少采用。調(diào)頻制在抗干擾和抗衰落性能方面優(yōu)于調(diào)幅制，對移動信道有較好的適應(yīng)性，現(xiàn)在世界上幾乎所有模擬蜂窩系統(tǒng)都使用頻率調(diào)制。由于高頻信號的幅度很容易被周圍環(huán)境所影響。所以調(diào)幅信號的傳輸并不十分可靠。在傳輸?shù)倪^程中也很容易被竊聽，不安全。所以現(xiàn)在這種技術(shù)已經(jīng)比較很少被采用，但在簡單設(shè)備的通信中還有采用。</

11、p><p>　　振幅調(diào)制根據(jù)頻譜結(jié)構(gòu)的不同可分為普通調(diào)幅（AM)波，抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（DSB-SC AM）波和抑制載波的單邊帶調(diào)幅（SSB-SC AM)波。本設(shè)計的調(diào)幅發(fā)射機(jī)指的是AM調(diào)幅。</p><p>　　調(diào)幅發(fā)射機(jī)是由本機(jī)振級、緩沖級、調(diào)制級、功率激勵與放大電路及音頻放大器等組成。</p><p>　　1.2性能指標(biāo)和實驗設(shè)備</p><

12、p>　　由于調(diào)幅發(fā)射機(jī)實現(xiàn)調(diào)幅簡便，調(diào)制所占的頻帶寬，并且使與之對應(yīng)的調(diào)幅接受設(shè)備簡單，所以調(diào)幅發(fā)射機(jī)廣泛應(yīng)用于廣播發(fā)射。</p><p>　　調(diào)幅制一般適用于中、短波廣播通信，發(fā)射機(jī)的工作頻率應(yīng)根據(jù)調(diào)制方式，在國家或者有關(guān)部門所規(guī)定的范圍內(nèi)選取，對調(diào)幅發(fā)射機(jī)一般在中頻（0.3-3MHZ)和高頻(3-30MHZ)范圍內(nèi)。在功率選擇上只有當(dāng)天線的長度與發(fā)射頻率的波長可以比擬時，天線才能有效地把載波發(fā)射出去。調(diào)

13、制器的調(diào)幅特性不能跟調(diào)制電壓線性變化而引起已調(diào)波的包絡(luò)失真為調(diào)幅發(fā)射機(jī)的非線性失真，一般要求小于10%。指沒有調(diào)制信號時，由噪聲產(chǎn)生的調(diào)制度與信號最大時間的調(diào)幅度比，廣播發(fā)射機(jī)的噪聲電平要求小于0.1%，一般通信機(jī)的噪聲電平要求小于1%。在設(shè)計性能測試的過程中設(shè)計所需設(shè)備如下：</p><p>　　函數(shù)信號發(fā)生器∕計數(shù)器EE164B 一臺</p><p>　　調(diào)制度測量儀器

14、HP8901A或BD5 一臺</p><p>　　頻信號發(fā)生器 一臺</p><p>　　超高頻毫伏表DA-36A 一臺</p><p>　　雙蹤示波器（COS5020）或數(shù)字存儲示波器一臺</p><p>　　數(shù)字萬用表

15、 一臺</p><p>　　通過測試選擇的參數(shù)如下：</p><p>　　已知+Vcc=+10V、-VEE=-10V；話音放大級輸出電壓為5mV；負(fù)載電阻RL=75Ω。</p><p><b>　　設(shè)計主要元器件</b></p><p>　　MC1496、3DG100、3DG130、4M

16、Hz晶振、NXO-10磁環(huán)；</p><p><b>　　設(shè)計主要技術(shù)指標(biāo)</b></p><p>　　工作頻率 f=10MHz，發(fā)射功率P0=100mW，調(diào)制度ma=50%，整波效率大于40%。</p><p><b>　　1.3調(diào)幅信號源</b></p><p>　　為了使振蕩器輸出盡可能的穩(wěn)定

17、、準(zhǔn)確的頻率。以達(dá)到設(shè)計任務(wù)書所需求的目標(biāo)，下面淺談一下關(guān)于頻率穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度方面的原理。</p><p><b>　　頻率準(zhǔn)確度定義</b></p><p>　　頻率準(zhǔn)確度分為絕對準(zhǔn)確度，又稱頻偏。用振蕩器的實際工作頻率f與標(biāo)準(zhǔn)頻率fc之間的偏差，即=f-fc來表示。相對頻率準(zhǔn)確度用/fc來表示。</p><p><b>　　頻率穩(wěn)

18、定度定義</b></p><p>　　頻率穩(wěn)定度通常定義為在一定時間間隔內(nèi)，振蕩器頻率的相對偏差的最大值，用max/fc時間間隔表示。這個數(shù)值最小，頻率穩(wěn)定度越高。按照時間間隔長短不同，通常分為下面三種頻率穩(wěn)定度。</p><p>　　長期頻率穩(wěn)定度：一般指一天以上以致幾個月的時間間隔內(nèi)的頻率相對變化。這種變化通常是由振蕩器中元器件老化而引起的。</p><

19、p>　　短期頻率穩(wěn)定度：一般指一天以內(nèi)，以小時、份、秒計算的時間間隔內(nèi)的頻率相對變化。產(chǎn)生這種頻率不穩(wěn)定的因素有溫度、電源電壓等。</p><p>　　瞬時頻率穩(wěn)定度：一般指秒或者毫秒時間間隔內(nèi)的頻率相對變化，這種頻率變化一般都具有隨機(jī)性并伴隨著有相位變化的隨機(jī)變化。引起這種頻率不穩(wěn)定的主要因素是振蕩器內(nèi)部噪聲。</p><p><b>　　1.4振蕩電路</b>

20、;</p><p>　　主振級是調(diào)幅發(fā)射機(jī)的核心部件，主要用來產(chǎn)生一個頻率穩(wěn)定、幅度較大、波形失真小的高頻正弦波信號作為載波信號。</p><p>　　晶體振蕩器：晶體諧振器是晶體振蕩器最重要的穩(wěn)頻元件，其性能直接決定了振蕩器系統(tǒng)的性能好壞。晶體振蕩器可以等效為一個諧振電路來表示。雖然晶振的產(chǎn)生的頻率穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度都可以做的很高，但是一般找不到15MHZ的晶振。</p>&l

21、t;p>　　西勒LC振蕩電路產(chǎn)生一接近15MHZ的正弦波。西勒電路是依克拉潑電路改進(jìn)的電容反饋振蕩器，它與克拉潑電路的主要不同點在于它回路電感L兩端并聯(lián)了一個可變電容C4，用C4改變振蕩頻率，但是功率不能保證準(zhǔn)確和穩(wěn)定。</p><p><b>　　1.5放大器原理</b></p><p><b>　　1.5.1工作原理</b></p

22、><p>　　第一級甲類放大器：先將輸入信號放大，然后通過一個LC選頻網(wǎng)絡(luò)選擇有用的頻率信號抑制無用的諧波，通過一個耦合電容輸出其下一。其中，靜態(tài)工作點是由滑變和電阻分壓，通過滑變來調(diào)節(jié)，發(fā)射極和地之間接直流反饋電阻和交流反饋電阻，以保證靜態(tài)工作點的穩(wěn)定。</p><p>　　第二級丙類放大器，是典型的基極為無直流偏置電壓的丙類放大器，只有載波的正半周且幅度足夠大時才能使功率管導(dǎo)通，其集電極為

23、LC選頻諧振回路，諧振回路以選出有用的基波信號，因此可獲得較大的功率輸出。通過發(fā)射極所接滑變可調(diào)節(jié)丙類放大器的功率</p><p>　　輸入 輸出</p><p>　　功率放大器的原理框圖</p><p>　　1.5.2電路的主要器件選擇與參數(shù)計算</p><p>　　直流

24、供電電壓Vcc選擇12V，由于輸入信號的頻率較高，考慮到穩(wěn)定性和頻率特性，以及上、下限截止頻率，第一級放大器的三極管選擇2SC2655，而第二級放大器的三極管選擇2N2222A.</p><p>　　調(diào)整第一級放大器靜態(tài)工作點由滑變R1完成，因此基極偏壓采用固定偏壓形式，靜態(tài)工作點ICQ=7mA，而LC選頻網(wǎng)絡(luò)應(yīng)滿足頻率為6MHZ，由式,并考慮到選頻的效果和放大的倍數(shù)，電感L就選14mH，而電容C選擇6pH。&l

25、t;/p><p>　　其增益由R3的調(diào)節(jié)來控制。C3為旁路電容，而C4為耦合電容。因此，選擇C3=0.01uF，C4=1nF。</p><p>　　其中增益公式得出Au=5。RL后級等效負(fù)載阻抗，因此，計算出的放大倍數(shù)為估算值。UO=2.5V,Ui=5V。式中UO輸出電壓，而Ui為輸入電壓。</p><p>　　丙類放大器為第二級放大，目的是為了提供大功率，因此LC選頻

26、回路是必不可少的，其諧振頻率同樣為6MHZ左右，這樣才能選出有用的基波分量，抑制無用的諧波。但考慮到由于是第二級放大，無用的干擾比較大，所以采用部分接入法，來增加電路的Q值，提高選頻回路的選擇性，由于丙類只有載波的正半周且幅度足夠才能使功率管導(dǎo)通，因此應(yīng)選大電容來使波形的恢復(fù)失真最小。</p><p><b>　　1.6 調(diào)制電路</b></p><p>　　低電平調(diào)

27、制電路輸出功率小，適用于低電平系統(tǒng)。它的電路形式有多種，如斬波調(diào)幅器、平衡調(diào)幅器、模擬乘法器調(diào)幅等，比較常用的事采用模擬乘法器形似制成的集成調(diào)幅電路，即集成模擬乘法器調(diào)幅。這種集成電路的出現(xiàn)，使產(chǎn)生高質(zhì)量調(diào)幅信號的過程變得極為簡單，而且成本很低。</p><p>　　高電平調(diào)幅電路輸出功率大，一般在系統(tǒng)末級直接產(chǎn)生滿足發(fā)射要求的調(diào)幅波。它的電路形式主要有集電極調(diào)幅和基極調(diào)幅兩種。集電極調(diào)幅電路的優(yōu)點是效率高，晶體

28、管得到充分的應(yīng)用；缺點是需要大功率的調(diào)制信號源?；鶚O調(diào)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(diào)制功率很小，有利于調(diào)幅發(fā)射系統(tǒng)整機(jī)的小型化。</p><p>　　集成模擬乘法器性能好，外圍電路結(jié)構(gòu)簡單，可實現(xiàn)振幅調(diào)制、同步檢波、混頻、倍頻、鑒頻等過程，目前在無限無限通信、廣播電視等領(lǐng)域應(yīng)用的較多。</p><p>　　1.6.1集電極調(diào)幅</p><

29、p>　　由于高頻振蕩電路的輸出信號通常比較小，因此在隔離級之后需要加入高頻放大電路，它的任務(wù)是將載波信號放大后送給調(diào)制級。由于集電極調(diào)幅電路，屬于高電平調(diào)幅，所以必須采用高頻功率放大器，是振蕩器的輸出電壓滿足要求。高頻功率放大器，工作的相對帶寬較宰，負(fù)載網(wǎng)絡(luò)采用的是諧振回路，諧振頻率和載波的中心頻率f=13.634MHZ相同。高電平功率放大器的原理是利用輸入到基極的信號，來控制集電極的直流電流所供給的直流功率，使之轉(zhuǎn)換為交流信號功

30、率輸出。高頻功率放大器的重要指標(biāo)是功率和效率。如果要得到較高的功率和效率，關(guān)鍵在于減少集電極損耗。使集電極電流ic在Vc最小的時候通過，那么，集電極損耗功率自然就會降低。為了獲得高的集電極效率，放大器的集電極電路應(yīng)該是脈沖狀。高頻功率放大器，同時提高功率和效率時，存在矛盾，為了兼顧功率和效率，最佳導(dǎo)通角為</p><p>　　1.6.2丙類放大器</p><p>　　高頻功率放大器是調(diào)幅發(fā)

31、射機(jī)的末級，它的任務(wù)是要給出發(fā)射機(jī)所要的輸出功率。功率放大器主要有甲類、甲乙類或乙類（限于推挽電路）、丙類功放，根據(jù)功放的輸出功率和效率來確定選擇哪一種。采用低電平調(diào)幅電路的系統(tǒng)，由于調(diào)制器輸出信號為調(diào)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(diào)幅電路的系統(tǒng)，則在末級直接產(chǎn)生達(dá)到輸出功率要求的調(diào)幅波，多以丙類放大器作為此時的末級電路。</p><p><b>　　1.7

32、調(diào)幅調(diào)制原理</b></p><p>　　從發(fā)射頻率的效率上看，單邊帶SSB波只需發(fā)射一個邊帶，因此單邊帶SSB最省功率，而AM波的發(fā)射效率最低，從帶寬上來看，單邊帶SSB波德傳輸只需AM波或DSB波傳輸帶寬的一半，節(jié)省了50%的寬度。但AM波的解調(diào)電路簡單、成本低，而單邊帶SSB波的解調(diào)則需要一個載波恢復(fù)電路和一個同步電路。被設(shè)計采用的是普通調(diào)幅波。</p><p><

33、b>　　圖（a)調(diào)制信號</b></p><p><b>　　圖（b)載波</b></p><p><b>　　圖（c)已調(diào)信號</b></p><p>　　二 調(diào)幅發(fā)射機(jī)方框圖</p><p>　　2.1 擬定調(diào)幅發(fā)射機(jī)的框圖</p><p>　　根據(jù)調(diào)幅

34、發(fā)射機(jī)的工作原理和給定的技術(shù)指標(biāo)要求畫出組成框圖，如下圖A所示：</p><p>　　圖A中，各組成部分的的作用如下：</p><p>　　1.本機(jī)振蕩：本機(jī)振蕩就是高頻振蕩器，根據(jù)載波頻率的高低，頻率穩(wěn)定度來確定電路形式。高頻電子線路所討論的工作頻率是幾百千赫到幾百兆赫，而課題設(shè)計所設(shè)計的最高頻率受到實驗條件限制，一般在30兆赫一下，所以此課題設(shè)計本機(jī)振蕩產(chǎn)生頻率為4MHz的載波信號。&

35、lt;/p><p>　　2.緩沖級：通常采用射級跟隨器，基本原理是利用它的輸入電阻高和輸出電阻低的特點的特點，在電路中起著阻抗變化的作用：</p><p>　　晶體振蕩級與調(diào)制級隔離，減小調(diào)制級對晶體振蕩級的影響；</p><p>　　將功率激勵級與調(diào)制級隔離，減小功率激勵級對調(diào)制級的影響。</p><p>　　3.話音放大級：將話筒信號電壓放大

36、到調(diào)制級所需的調(diào)制電壓。</p><p>　　4.調(diào)制級：將所需傳送的信息“加載”到高頻振蕩中，以調(diào)幅波的調(diào)制形式傳送出去。通常采用低電平調(diào)制和高電平調(diào)制兩種方式。</p><p>　　低電平調(diào)幅（low-level am）調(diào)制過程是在低電平級進(jìn)行的，因而需要的調(diào)制頻率小。屬于這種類型的調(diào)制方法有：</p><p>　　平方律調(diào)幅（square law AM）利用電

37、子器件的伏安特性曲線的平安律部分的非線性作用進(jìn)行調(diào)幅。</p><p>　　斬波調(diào)幅（on-off AM)將所要傳送的音頻信號按照載波頻率來斬波，然后通過中心頻率等于載波頻率的帶通濾波器濾波，取出調(diào)幅部分。</p><p>　　高電頻調(diào)幅（high level am）調(diào)制過程在高電平級進(jìn)行，通常是在丙類放大器中進(jìn)行調(diào)制，屬于這一類的調(diào)制方法：</p><p><

38、;b>　　集電極（阻級）調(diào)幅</b></p><p><b>　　基極調(diào)幅</b></p><p>　　圖A 擬定調(diào)幅發(fā)射機(jī)組成框圖</p><p>　　5.功率激勵級：為末級功放提供激勵功率。</p><p>　　6.末級功放：對前級送來的信號進(jìn)行功率放大，在負(fù)載上獲得滿足要求的發(fā)射功率。</p

39、><p>　　7.增益分配：發(fā)射機(jī)級需要有一定的功率才能將信號發(fā)射出去，而每一級的功率又不能太大，否則會引起電路工作不穩(wěn)定，容易自激。因此，應(yīng)根據(jù)發(fā)射機(jī)各組成部分的作用，合理地分配各級增益指標(biāo)。根據(jù)調(diào)制器的輸入特性確定本振信號和調(diào)制信號的振幅；由調(diào)制信號的輸出功率和發(fā)射機(jī)的輸出功率確定功率激勵和功放級的增益。</p><p>　　2.2調(diào)幅發(fā)射機(jī)設(shè)計方框圖</p><p&g

40、t;　　圖B調(diào)幅發(fā)射機(jī)設(shè)計方框圖</p><p>　　用最基本的發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)框圖如圖B所示，由主振、放大和被調(diào)級構(gòu)成。由石英晶體構(gòu)成的振蕩電路產(chǎn)生載頻，通過隔離放大網(wǎng)絡(luò)加載到受調(diào)放大電路上，同時將調(diào)制信號也加載到受調(diào)放大電路中，利用三極管集電極調(diào)幅進(jìn)行調(diào)制，然后進(jìn)行功率放大并通過天線輻射出去。</p><p><b>　　三 電路設(shè)計</b></p>

41、<p>　　3.1 高頻振蕩器電路</p><p>　　3.1.1設(shè)計方案確定</p><p>　　本機(jī)振蕩器就是高頻振蕩器，根據(jù)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，如下圖所示的克拉潑、西勒電路等。而在頻率穩(wěn)定度要求高的情況下，可以采用晶體振蕩器，也可以采用單片機(jī)集成振蕩電路。</p><p

42、>　　頻率穩(wěn)定度是振蕩器的一項十分重要技術(shù)指標(biāo)，它表示在一定的時間范圍內(nèi)或一定的溫度、濕度、電壓、電源等變化范圍內(nèi)振蕩頻率的相對變化程度，振蕩頻率的相對變化量較小，則表明振蕩器的頻率穩(wěn)定度較高。</p><p>　　改善振蕩頻率穩(wěn)定度，從根本上來說就是力求減小振蕩頻率受溫度、負(fù)載、電源等外界因素影響的程度，振蕩回路是決定振蕩頻率的合租要部件。因此改善振蕩頻率穩(wěn)定度的重要措施是提高振蕩回路在外界因素變化時保持

43、頻率不變的能力，這就是所謂的提高振蕩回路的標(biāo)準(zhǔn)性。</p><p>　　因此，在本設(shè)計振蕩電路采用晶體振蕩器</p><p><b>　　3.1.2電路設(shè)計</b></p><p><b>　　圖C高頻振蕩器電路</b></p><p>　　電路如上圖C所示，振蕩器是無線電發(fā)射的心臟部分高頻振蕩器的

44、主要作用是產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的載波,它的頻率叫做載頻。 </p><p>　　由于晶體穩(wěn)定性好，Q值高，故頻率穩(wěn)定度也高。因此，主振級(高頻振蕩器)采用晶體振蕩器，滿足所需的頻率穩(wěn)定度。此電路中其工作在較低的7MHZ頻率，一般晶體振蕩器都能實現(xiàn)，且具有一定的輸出電壓，而其頻率穩(wěn)定度高，無須進(jìn)行倍頻。</p><p>　　頻率輸出需要通過C4微調(diào)。C1、C2為回路電容，改變C8可以改變耦合程度，R

45、1、R2為偏置電阻，R3為集電極負(fù)載電阻，R4為發(fā)射極電阻，C3為旁路電阻，Z1為高頻扼流圈，C6、C7為電容退耦電容。</p><p>　　高頻振蕩器所輸出的波形如下圖D所示：</p><p>　　圖D高頻振蕩器輸出波形</p><p><b>　　3.2隔離放大電路</b></p><p><b>　　圖E

46、隔離放大電路</b></p><p>　　電路如上圖E所示。該電路采用自給負(fù)偏壓方式，通過R4可改變電位器改變負(fù)偏壓大小。回路諧振在工作頻率，通過改變變壓器B1耦合輸出。Z2、Z3為高頻扼流圈，C10為旁路電容，C11、C12為回路電容，C16、C17為耦合電容，C14、C15為電源退耦電容 。</p><p>　　隔離放大級的輸出波形如下圖F所示：</p>&l

47、t;p>　　圖F隔離放大器輸出波形</p><p>　　圖F與圖E的區(qū)別是輸出波形幅度變大，而頻率不變。</p><p>　　3.3受調(diào)放大級電路</p><p><b>　　圖G受調(diào)放大級電路</b></p><p>　　電路如上圖G所示。末級采用串聯(lián)饋電的方式。為了有較高的效率，本級利用集電極電流的直流分量在基

48、極偏置電阻上產(chǎn)生所需要的負(fù)偏壓，使其工作在丙類狀態(tài)。輸出回路采用變壓器耦合式諧振回路，利用電感抽頭實現(xiàn)阻抗匹配，調(diào)整末級功放的工作狀態(tài)，從而達(dá)到有效的集電極調(diào)幅，有最佳的功率輸出。為加強(qiáng)耦合度，可在變壓器初次級之間接一個小耦合電容C22,C20和C21為回路電容。</p><p>　　受調(diào)放大電路的輸出波形如下圖H所示：</p><p>　　圖H受調(diào)放大級的輸出波形</p>

49、<p>　　3.4 話筒和音頻放大電路</p><p>　　如下圖I：音頻放大器采用LA4101。電源由14腳接入，3腳接地，10腳與地之間接退耦電容C20，12腳與地之間接有源濾波退耦電容C21。信號由9腳輸入，經(jīng)放大后由1腳經(jīng)數(shù)出電容C26送到受調(diào)放大級。6腳到地之間接入C19和Rf組成的負(fù)反饋電路，決定放大倍數(shù)的大小。Rf越小，電路增益越高；反之，增益越小。13、14之間接入自舉電容C24 、C2

50、2和C23，以防止產(chǎn)生寄生振蕩。</p><p>　　圖I話筒和音頻放大電路</p><p>　　信號經(jīng)過話筒、音頻放大電路和調(diào)制器后的波形如下圖J所示：</p><p><b>　　圖J波形</b></p><p>　　3.5 傳輸線與天線</p><p>　　該部分最重要的為傳輸線變壓器的應(yīng)用

51、，這種變壓器是用傳輸線路繞在高磁導(dǎo)串的鐵芯磁環(huán)上構(gòu)成，特點是具有很寬的通頻帶。</p><p>　　傳輸線變壓器的工作原理是傳輸線原理與變壓器原理的結(jié)合，那么它的工作也可分為兩種方式：一種按照傳輸線方式來工作，即在它兩個線圈中通過大小相等、方向相反的電流，磁芯中的磁場正好互相抵消。因此，磁芯沒有功率損耗，磁芯對傳輸線的工作沒有什么影響，這種工作方式為傳輸線模式。另一種是按照變壓器方式工作。此時線圈中有激磁電流，并

52、在磁芯中產(chǎn)生公共磁場，有鐵芯功率損耗，這種工作方式稱為變壓器模式。傳輸線變壓器通常同時存在這這兩種模式或者說傳輸線變壓器正是利用這兩種模式來適應(yīng)不同的功用的。</p><p>　　此部分的作用：把已調(diào)高頻信號由傳輸線送至天線，變成電磁波，輻射到空間去，實現(xiàn)無限電波的發(fā)射。</p><p><b>　　四 系統(tǒng)測試與仿真</b></p><p>

53、<b>　　4.1軟硬件系統(tǒng)</b></p><p>　　簡易發(fā)射機(jī)的測試分兩步進(jìn)行。</p><p>　　是觀察，它是定性測試：觀察輸出波形的時針和相對性。所用的儀器是40MHZ以上的示波器。正確的觀察是測量的前提，因所有其他的測試都是在輸出波形對稱，且不失真條件下進(jìn)行的。正確調(diào)整使用示波器也很重要。</p><p>　　是測量，它是定量測量

54、:</p><p>　　測量頻率及頻率準(zhǔn)確度。用頻率計或示波器測量，記錄測量到的信號頻率f，求。</p><p>　　測量頻率穩(wěn)定度。測量一次信號頻率f1后，觀察一分鐘，得到變化最大的一次f2,求。</p><p>　　測量調(diào)幅系數(shù)。用有CRT讀數(shù)的40MHZ的示波器穩(wěn)定地顯示一個完整的調(diào)幅波形，測量A和B的值，求。</p><p>　　測量

55、調(diào)幅信號源輸出已調(diào)波幅度,如圖</p><p><b>　　圖Y輸出的已調(diào)波</b></p><p>　　測量功率放大器的功率和效率。測量條件是輸入頻率為15MHZ ，輸出無明顯失真。用示波器測量50負(fù)載上的，根據(jù)得到輸出頻率：測量功放管的及電源電壓，根據(jù)求得。</p><p>　　測量系統(tǒng)放大通道的-3db帶寬。用掃描儀來測量從調(diào)制輸出后的放

56、大器輸入到功率輸出負(fù)載端系統(tǒng)的頻率特性，測量增益和，如圖</p><p><b>　　圖W測量帶寬示意圖</b></p><p>　　4.2晶體振蕩器調(diào)試</p><p>　　調(diào)整晶體振蕩器時，應(yīng)先短開晶振，使振蕩器不振蕩，再用完用表測三極管的各級電壓。VEQ/（R2+R3）≈ICQ=2mA ，若不滿足則可以調(diào)整R1的值。將三極管的靜態(tài)工作點調(diào)

57、試正確后，再接上晶體振蕩器，測量晶體振蕩器的振蕩頻率和輸出電壓的幅度。測量時要正確選擇測試點，使儀器的輸入阻抗遠(yuǎn)大于電路測試點的輸入阻抗。在輸出端還應(yīng)接負(fù)載電阻RL，RL應(yīng)與下一級電路的等效輸入阻抗相等。若儀器的輸入阻抗較高則可選擇測試點A來測量；若儀器的輸入阻抗較低，則應(yīng)選擇測試點B來測量，這時耦合電容C17的取值約為82uF。</p><p>　　晶體振蕩器和話音放大電路的電路圖如圖3所示。其中，晶體、C1、

58、C2、C3與T1構(gòu)成改進(jìn)型電容三點式振蕩電路（克拉伯電路），振蕩頻率由晶振的等效電容和電感決定，電路中T1構(gòu)成靜態(tài)工作點由R1、R2、R3決定。在設(shè)置靜態(tài)工作點時，應(yīng)首先設(shè)定晶體管的集電極電流ICQ，一般取0.5mA~4mA，ICQ太大會引起輸出波形失真，產(chǎn)生高次諧波。設(shè)晶體管β=60，Icq=2mA，VEQ=（1∕2~1∕3）Vcc，則可算出R1，R2、R3。如圖K1所示。仿真圖如圖K2</p><p>　　圖

59、K1 晶體振蕩器和話音放大電路</p><p>　　圖K2 晶體振蕩器仿真圖</p><p><b>　　4.3調(diào)制器</b></p><p>　　測量調(diào)制器電路靜態(tài)工作點時，應(yīng)使本振信號VO=0，調(diào)制信號VT=0。調(diào)整R5的值，然后測量各點靜態(tài)工作電壓，其值應(yīng)與設(shè)計值大致相同。加本振電壓VO =100mV，使調(diào)治電壓VT=0V，調(diào)節(jié)R6使輸出

60、信號為最小值，再使VT=100mV，這時測得的輸出波形應(yīng)為載波被抑制的雙邊帶信號波形，再調(diào)節(jié)R6使輸出波形為ma=100%的調(diào)幅波。</p><p>　　根據(jù)題意及給定的主要元件，選定模擬乘法器MC1496構(gòu)成的調(diào)幅電路如圖L1所示。仿真圖如圖L2所示。</p><p><b>　　圖L1調(diào)制電路圖</b></p><p>　　圖L1調(diào)制電路仿

61、真圖</p><p>　　4.4 整機(jī)實物調(diào)試</p><p>　　由于工作頻率的升高，分布參數(shù)及各種耦合與干擾對高頻電路的影響，比低頻電路更加明顯。因此，理論估算的工作狀態(tài)與實際電路測試到的狀態(tài)之間，往往會存在一定的差異。有時，在整機(jī)調(diào)試過程中元件參數(shù)甚至需要較大的修改，才能達(dá)到預(yù)期的效果。所以，高頻電路的調(diào)試過程與其設(shè)計過程同樣重要，有時比設(shè)計過程更復(fù)雜，除了需要經(jīng)驗之外，更需要細(xì)致耐

62、心，鍥而不舍的精神。不能急躁，更不能盲目地更改元件參數(shù)，否則事半功倍，達(dá)不到預(yù)期效果。</p><p>　　另外，在實際的操作中，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，許多問題并不是由于電路本身的故障引起的，而恰恰是由于我們未能正確使用測試儀器，導(dǎo)致測試結(jié)果錯誤。因此，在調(diào)試電路之前，花些時間學(xué)習(xí)測試設(shè)備的使用方法，掌握它對某些被測電路的測試功能和限制條件，對于快速診斷電路故障時非常重要的，往往可以達(dá)到事半功倍的效果。同時，不能忽略連接

63、到電路上的測試設(shè)備可能對電路性能帶來的影響。</p><p>　　電路的安裝、調(diào)試順序一般從前級單元電路開始，向后逐級進(jìn)行。即先將哥單元電路彼此斷開，從第一級開始調(diào)整單元電路的靜態(tài)工作點，以及交流狀態(tài)下的性能指標(biāo)；然后與下一級連接，進(jìn)行逐級聯(lián)調(diào)，直到整機(jī)調(diào)試；最后進(jìn)行整機(jī)技術(shù)指標(biāo)測試。</p><p>　　單元電路的調(diào)試，以振蕩器為例。常見的故障是，電路安裝完畢，上電后，沒有信號輸出。在確

64、認(rèn)硬件電路連接沒有問題后，檢查電路是否起振?？梢酝ㄟ^測量發(fā)射極直流電壓進(jìn)行判斷：起振后的射級電壓值應(yīng)大于靜態(tài)（末振蕩時）射級電壓值。若電路未起振，多是由于靜態(tài)工作點設(shè)置不當(dāng)引起的，可將基極偏置電阻之一安裝電位器，以便調(diào)節(jié)工作點。</p><p>　　在逐級聯(lián)調(diào)時，往往會出現(xiàn)調(diào)試合格的單元電路在聯(lián)調(diào)時性能參數(shù)發(fā)生很大變化的現(xiàn)象，這時，切不可盲目更改元件參數(shù)。故障原因多是由于單級調(diào)試時沒有接負(fù)載，而與下一級連接后，下

65、一級的等效輸入阻抗必然對本級性能產(chǎn)生一定的影響；或是所接負(fù)載與實際電路中的負(fù)載不等效；或者是整機(jī)的聯(lián)調(diào)又引入了新的分布參數(shù)。因此，聯(lián)機(jī)調(diào)試時需要仔細(xì)分析故障原因。</p><p>　　在逐級聯(lián)調(diào)時，還會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象：單獨加測試信號調(diào)試合格的單元電路，在與前級或下級電路連接后，沒有輸出或信號不正常。這時需要考兩次，各級相連的電路對其輸入電路幅度及功率的而要求是否達(dá)到，也就是說，單元電路僅僅有輸入信號是不夠的，還要

66、保證其輸入信號的參數(shù)滿足本級電路的要求，例如調(diào)幅接受機(jī)中的二極管大信號包絡(luò)檢波器，就要求輸入調(diào)幅波的幅度達(dá)到幾百mV以上。在單獨的測試單元電路時，可借助測試儀器（如信號發(fā)生器、示波器等）確定電路達(dá)到最佳的工作狀態(tài)所需的輸入信號幅值及頻率參數(shù)等。</p><p>　　在整機(jī)聯(lián)調(diào)時，重點應(yīng)關(guān)注整機(jī)性能是否達(dá)到指標(biāo)要求。在整機(jī)各項指標(biāo)均達(dá)到要求的前提下，中間各別單元電路輸出波形的輕度失真是允許的。</p>

67、<p>　　圖M小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)整體電路</p><p><b>　　致謝 </b></p><p>　　通過這次課題的設(shè)計，使我掌握了課題設(shè)計的基本思路和方法；掌握了課題設(shè)計說明書的基本撰寫要求和方法，同時此次課題的設(shè)計使我對《高頻電子線路》這門課程的基礎(chǔ)知識和基本理論有了更加深刻的理解和掌握，并鍛煉了綜合運(yùn)用所學(xué)知識的能力。在設(shè)計過程中，我通

68、過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)，并向老師請教等方式，使自己在正確設(shè)計電路的方法和步驟、計算機(jī)應(yīng)用方面得到了鍛煉和提高，并培養(yǎng)了而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。同時，這次課題設(shè)計采用的是分組的形式，給予了我們鍛煉分工合作能力的機(jī)會，同時增強(qiáng)了我們的團(tuán)隊意識。</p><p>　　在這段高頻電子線路設(shè)計的時間里，我認(rèn)為收獲還是很多的，不但進(jìn)一步掌握了高頻電子線路的基礎(chǔ)知識及仿真軟件的基本操作，還培養(yǎng)了自己分析、應(yīng)用單元電

69、路的能力。同時這次課題的設(shè)計，使我更加的看清了自己，明白了凡事要認(rèn)真，要耐心，實踐與理論要相輔相成的道理，設(shè)計的過程中我發(fā)現(xiàn)自己的理論知識明顯的不足，致使拖延了設(shè)計的進(jìn)程。這將有助于我以后的學(xué)習(xí)，端正自己的學(xué)習(xí)態(tài)度，從而更加努力的學(xué)習(xí)。</p><p>　　總之，通過此次課題的設(shè)計，鞏固并增加了已學(xué)的理論知識，而且提高了個人的綜合能力，及團(tuán)結(jié)合作能力，使我在多方面有了一定的鍛煉和提高，非常感謝我的同組同學(xué)，也非常

70、感謝悉心知道的賀老師，使我們這次的課題設(shè)計圓滿結(jié)束。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]樊昌信.通信原理（第五版）[M]．北京:國防工業(yè)出版社,2001.</p><p>　　[2]美R.F.格拉夫W.希茨．電子電路百科全書[M].北京:科學(xué)出版社,1997.</p><p>　　[

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