小功率調(diào)頻發(fā)射機課程設計 (3)

1、<p><b>　　電子信息工程系</b></p><p><b>　　課程設計計劃書</b></p><p>　　班 級： 電信DB2009級3班 </p><p>　　課程名稱： 高頻電子電路課程設計 </p><p>　　學時學分：

2、 1周 1學分 </p><p>　　指導教師： </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　學 號： </p><p><

3、;b>　　二○一二年二月二十</b></p><p>　　一 . 設計要求及簡介</p><p>　　1.設計課題：小功率調(diào)頻發(fā)射機</p><p>　　2.技術(shù)參數(shù)：(1) 載波中心頻率f0=12MHz (2) 發(fā)射功率 (3) 負載電阻 (4) 調(diào)制靈敏度.</p><p><b>　　二．設計分析：</

4、b></p><p>　?。ㄒ唬┱{(diào)頻發(fā)射機工作原理</p><p>　　小功率發(fā)射機采用直接調(diào)頻方式，高頻振蕩級主要是產(chǎn)生頻率穩(wěn)定、中心頻率符合指標要求的正弦波信號，且其頻率受到外加音頻信號電壓調(diào)變；緩沖級主要是對調(diào)頻振蕩信號進行放大，以提供末級所需的激勵功率，同時還對前后級起有一定的隔離作用，為避免級功放的工作狀態(tài)變化而直接影響振蕩級的頻率穩(wěn)定度，功放級的任務是確保高效率輸出足夠大

5、的高頻功率，并饋送到天線進行發(fā)射.</p><p><b>　?。ǘ╇娐返慕M成</b></p><p>　　1．LC調(diào)頻振蕩器：產(chǎn)生頻率f0=5MHz的高頻振蕩信號，變?nèi)荻O管線性調(diào)頻，最大頻偏△f=75kHz，整個發(fā)射機的頻率穩(wěn)定度由該級決定。</p><p>　　2.緩沖隔離級：將振蕩級與功放級隔離，以減小功放級對振蕩級的影響。因為功放級

6、輸出信號較大，當其工作狀態(tài)發(fā)生變化時（如諧振阻抗變化），會影響振蕩器的頻率穩(wěn)定度，使波形產(chǎn)生失真或減小振蕩器的輸出電壓。整機設計時，為減小級間相互影響，通常在中間插入緩沖隔離級。緩沖隔離級電路常采用射極跟隨器電路。</p><p>　　3.高頻小信號放大器：為末級功放提供激勵功率。如果發(fā)射功率不大，且振蕩級的輸出能夠滿足末級功放的輸入要求，功率激勵級可以省去。</p><p>　　4．末級

7、功放   將前級送來的信號進行功率放大，使負載（天線）上獲得滿足要求的發(fā)射功率。如果要求整機效率較高，應采用丙類功率放大器，若整機效率要求不高如而對波形失真要求較小時，可以采用甲類功率放大器。但是要求，故選用丙類功率放大器較好。</p><p><b>　　三、 具體設計</b></p><p>　　（一） 丙類功率放大器(末級功放)設

8、計 </p><p>　　僅從輸出功率Po≥500mW一項指標來看，可以采用寬帶功放或乙類、丙類功放。由于還要求總效率大于50%，故采用一級寬帶放大器加一級丙類功放實現(xiàn)，其電路形式如圖所示。</p><p><b>　　末級丙類功放電路</b></p><p><b>　　1、基本關(guān)系式<

9、/b></p><p>　　(1)集電極基波電壓的振幅</p><p>　　Ucm= Icm1RP</p><p>　　式中，Icm1為集電極基波電流的振幅；RP為集電極負載阻抗。</p><p><b>　　(2)輸出功率Po</b></p><p>　　Po= Ucm.Icm1= Ucm

10、2/(2 RP)</p><p>　　2、確定丙類放大器的工作狀態(tài)</p><p>　　(1) 最佳匹配負載</p><p>　　(2)由Po=0.5 Ucm.Icm1= Ucm2/(2 RP)可得：設集電極輸出電壓Ucm=9V</p><p>　　(3)集電極基波電流振幅：Icm1=Po/(0.5*Ucm)=111.1mA</p>

11、;<p>　　(4)集電極電流最大值Icm= Icm1/α1(700)=111.1/0.44=252.5mA</p><p>　　(5)集電極電流直流分量Ic0= Icm*α0(700)=252.5*0.25=63.125mA</p><p>　　(6)電源供給的直流功率Pv= Vcc* Ic0=757.5mW</p><p>　　(7)集電極的耗散功

12、率PT=Pv-Po=757.5-500=257.5mW(小于PCM =1W),顧管子達到最大功率是不會燒壞</p><p>　　(8)總效率η=Po/Pv=500/757.5=66%</p><p>　　(9)若設本級功率增益Ap=13dB(20倍)，則輸入功率Pi=Po/Ap=25mW</p><p>　　輸入功率Pi=25mW</p><p&

13、gt;　　(10)基極余弦脈沖電流的最大值Ibm(設晶體管3DA1的β=20)</p><p>　　Ibm= Icm/β=12.6mA</p><p>　　(11)基極基波電流的振幅Ibm1= Ibmα1(700)=12.6*0.44=5.55mA</p><p>　　(12)基極電流直流分量Ib0= Ibmα0(700)=21.45*0.25=3.15mA<

14、/p><p>　　(13)基極輸入電壓的振幅Ubm=2Pi/ Ibm1=9.4V</p><p>　　(14)丙類功放的輸入阻抗</p><p><b>　　3、元件清單</b></p><p>　　CT=(5~20)pF ZL2=47uH C12=0.01uF</p><p

15、>　　C11=100pF N3=5，N4=3, N5=2 、3DA1管子 </p><p>　?。ǘ┬⌒盘柟β史糯笃?功率激勵級)設計</p><p><b>　　小信號功率放大</b></p><p>　　可選用普通的小功率高頻晶體管，如9018等1、計算電路參數(shù)</p><p>　　對于諧振回路C

16、10,L2,由 本次課題C10取100pF 則 </p><p>　?。ㄈ┚彌_隔離級電路(射極輸出器)設計</p><p>　　射極輸出器的特點是輸入阻抗高，輸出阻抗低，放大倍數(shù)接近于1。</p><p><b>　　1、電路形式</b></p><p><b>　　射極輸出器電路<

17、/b></p><p>　　（四）調(diào)頻振蕩器設計</p><p>　　調(diào)頻振蕩電路的作用是產(chǎn)生頻率的高頻振蕩信號。發(fā)射機的頻率穩(wěn)定度由該級決定。調(diào)頻振蕩器電路如圖示。</p><p><b>　　調(diào)頻振蕩器電路 </b></p><p>　　LC調(diào)頻振蕩器是直接調(diào)頻電路，是利用調(diào)制信號直接線性地改變載波瞬時頻率。&

18、lt;/p><p>　　如果為LC振蕩器，則振蕩頻率主要取決于諧振回路電感和電容。將受到調(diào)制信號。</p><p><b>　　三．總原理圖設計</b></p><p>　　根據(jù)前面的分析，還要考慮各級之間的隔離，以及濾波電路，可以設計出原理圖。</p><p>　　其中，C14,C16為濾波電容，選C14為0.1µ

19、;F，C16為100µF。C1為基極高頻旁路電容，R1,R2為Q1管的偏置電阻。采用分壓式偏置電路既有利于工作點穩(wěn)定，且振蕩建立后有利于振蕩幅度的穩(wěn)定。調(diào)節(jié)C7/C8可使調(diào)頻線性良好。R7,R8為變?nèi)荻O管提供直流偏置。調(diào)制音頻信號經(jīng)C17,LC加到變?nèi)荻O管改變振蕩頻率實現(xiàn)調(diào)頻。振蕩電壓經(jīng)電容C9耦合加至Q2緩沖放大級。</p><p><b>　　總原理圖</b></p&

20、gt;<p><b>　　四、心得體會</b></p><p>　　這次設計我最大的收獲就是學會了系統(tǒng)的計算電路的各個參數(shù)，包括計算三極管的靜態(tài)工作點，阻抗匹配，求輸出阻抗，輸入阻抗，電壓增益，功率放大倍數(shù)等等。在設計過程中遇到問題，我先思考找出問題所在，然后在去圖書館或上網(wǎng)查資料，或者是請教同學，在這個過程中對以前學的知識有了更深刻的了解，也明白了所學知識的應用范圍，收獲不少

21、。</p><p>　　通過這次實驗我們可以更好地鞏固和加深對小功率調(diào)頻發(fā)射機工作原理和非線性電子線路的進一步理解。學會基本的實驗技能，提高運用理論知識解決實際問題的能力。</p><p>　　課程設計做完了，但我知道以后學習和工作中一定會有更多關(guān)于高頻方面的設計，這次設計給我打下了一個很好的基礎，</p><p>　　我會繼續(xù)深入學習，提高自己的動手設計能力。&l

22、t;/p><p><b>　　五、參考文獻</b></p><p>　　1、《高頻電子線路實驗與課程設計》 楊翠娥主編，哈爾濱工程大學出版社</p><p>　　2、《模擬電子線路》Ⅱ 主編：謝沅清 出版社：成都電子科大</p><p>　　3、《高頻電子線路》第二版 主編：高吉祥 出版社：電子工業(yè)出版社&