通信電子線路課程設(shè)計報告 (2)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要2</b></p><p><b>　　Abstrct3</b></p><p>　　1 高頻小信號電路設(shè)計與制作4</p><p>　　1.1 設(shè)計技術(shù)指標(biāo)及基本條件4</p>

2、<p>　　1.2 高頻小信號調(diào)諧放大器原理分析5</p><p>　　1.3 高頻小信號調(diào)諧放大器參數(shù)設(shè)置6</p><p>　　1.4 性能測試結(jié)果9</p><p>　　2 LC三點式反饋振蕩器與晶體振蕩器設(shè)計與制作13</p><p>　　2.1 設(shè)計技術(shù)指標(biāo)及基本條件13</p><p>

3、　　2.2 電容三點式振蕩器原理原理分析14</p><p>　　2.3 LC與晶體振蕩器參數(shù)設(shè)置18</p><p>　　2.4 性能測試結(jié)果20</p><p>　　3高頻諧振功率放大器電路設(shè)計與制作21</p><p>　　3.1 設(shè)計技術(shù)指標(biāo)及基本條件21</p><p>　　3.2 高頻諧振功放電路

4、原理分析22</p><p>　　3.3高頻諧振功放的工作狀態(tài)確定及參數(shù)設(shè)置24</p><p>　　4 小結(jié)與體會28</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)30</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文對高頻調(diào)諧小信號放大器，LC振

5、蕩器，高頻功放電路設(shè)計原理作了簡要分析，同時，研究了各個電路的參數(shù)設(shè)置方法。并利用其它相關(guān)電路為輔助工具來調(diào)試放大電路，解決了放大電路中經(jīng)常出現(xiàn)的自激振蕩問題和難以準(zhǔn)確的調(diào)諧問題。同時也給出了具體的理論依據(jù)和調(diào)試方案，從而實現(xiàn)了快速、有效的分析和制作高頻放大器，振蕩器和功放電路。高頻小信號諧振放大電路是將高頻小信號或接收機(jī)中經(jīng)變頻后的中頻信號進(jìn)行放大，已達(dá)到下級所需的激勵電壓幅度。LC振蕩器的作用是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的信號源。高頻功放的作用是以高

6、的效率輸出最大的高頻功率。三部分都是通信系統(tǒng)中無線電收發(fā)信機(jī)所用到的技術(shù)，所以在現(xiàn)實生活中具有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：高頻放大器 功率放大 LC振蕩</p><p>　　Abstrct </p><p>　　This design makes a summary analysis of little signal amplifiers for high frequency,LC

7、 scillator and high frequency power amplification circuit. Cntemporary,It esearches different kinds of preferences optimization.It also makes use of other interrelated circuits as accessory appliances to debug amplifica

8、tion circuit.So that the problem of self-excitation scillator is solved that usually appears in the amplification circuits and some other debug error reports .It gives specific theoretical basis</p><p>　　Key

9、words: high frequency amplifier power amplification LC scillator</p><p>　　1 高頻小信號電路設(shè)計與制作</p><p>　　1.1 設(shè)計技術(shù)指標(biāo)及基本條件</p><p><b>　　設(shè)計技術(shù)指標(biāo)：</b></p><p>　　諧振頻率：＝6

10、.5MHz,</p><p>　　諧振電壓放大倍數(shù)：，</p><p><b>　　通頻帶：，</b></p><p><b>　　矩形系數(shù)：。</b></p><p>　　要求放大器電路工作穩(wěn)定，采用自耦變壓器諧振輸出回路。</p><p><b>　　設(shè)計基本條

11、件：</b></p><p>　　回路電感L=4μH,，，，晶體管用9018，β=50。查手冊可知，9018在、時，，,，，，。負(fù)載電阻。電源供電。</p><p>　　1.2 高頻小信號調(diào)諧放大器原理分析</p><p>　　高頻小信號放大器一般用于放大微弱的高頻信號,此類放大器應(yīng)具備如下基本特性:只允許所需的信號通過,即應(yīng)具有較高的選擇性。放大器的增

12、益要足夠大。放大器工作狀態(tài)應(yīng)穩(wěn)定且產(chǎn)生的噪聲要小。放大器應(yīng)具有一定的通頻帶寬度。</p><p>　　圖1 單調(diào)諧放大器電路 </p><p>　　典型的單調(diào)諧諧振放大器原理如上圖。圖中，RB1,RB2,RE用以保證晶體管工作于放大區(qū)域，從而放大器工作于甲類，CE是RE的旁路電容，C1,C2是輸入輸出耦合電容，L,C是諧振電路，R是集電極（交流）電阻，他決定了回路的Q值，帶寬。為了減輕負(fù)載

13、對回路的的影響，輸出采用了部分接入的方式。</p><p>　　1.3 高頻小信號調(diào)諧放大器參數(shù)設(shè)置</p><p>　　在初級設(shè)計時,大致以此特性作考慮即可. 基本步驟是: </p><p><b>　?。?）選定電路形式</b></p><p>　　依設(shè)計技術(shù)指標(biāo)要求，考慮高頻放大器應(yīng)具有的基本特性,可采用共射晶體管

14、單調(diào)諧回路諧振放大器，設(shè)計參考電路見圖2所示。 </p><p>　　圖2 單調(diào)諧高頻小信號放大器電原理圖</p><p>　　圖中放大管選用9018，該電路靜態(tài)工作點Q主要由Rb1和Rw1、Rb2、Re與Vcc確定。利用和、的分壓固定基極偏置電位，如滿足條件：當(dāng)溫度變化↑→↑→↓→↓→↓，抑制了變化，從而獲得穩(wěn)定的工作點。</p><p>　　由此可知，只有當(dāng)時

15、，才能獲得恒定，故硅管應(yīng)用時， 。只有當(dāng)負(fù)反饋越強時，電路穩(wěn)定性越好，故要求，一般硅管取：</p><p>　?。?）設(shè)置靜態(tài)工作點</p><p>　　由于放大器是工作在小信號放大狀態(tài)，放大器工作電流一般在0.8－2mA之間選取為宜，設(shè)計電路中取 ，設(shè)</p><p>　　因為： 而 所以：</p><p>　　因為：(硅管

16、的發(fā)射結(jié)電壓為0.7V) </p><p><b>　　所以： </b></p><p>　　因為： 所以：</p><p>　　因為： 而 取 則： 取標(biāo)稱電阻6.2K?</p><p><b>　　因為： </b></p><p>　　則：，考慮調(diào)

17、整靜態(tài)電流的方便，用22K?電位器與15K?電阻串聯(lián)。</p><p>　?。?）諧振回路參數(shù)計算</p><p>　　回路中的總電容C∑：</p><p><b>　　因為：，則:</b></p><p><b>　　回路電容C：</b></p><p><b>

18、　　因有 </b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　取C為標(biāo)稱值30pf,與5-20Pf微調(diào)電容并聯(lián)。</p><p>　　錯誤！未找到引用源。求電感線圈N2與N1的匝數(shù)：</p><p>　　根據(jù)理論推導(dǎo)，當(dāng)線圈的尺寸及所選用的磁心確定后，則其相應(yīng)的參數(shù)就可以認(rèn)為是一個確定值，

19、可以把它看成是一個常數(shù)。此時線圈的電感量僅和線圈匝數(shù)的平方成正比，即： </p><p>　　式中：K-系數(shù)，它與線圈的尺寸及磁性材料有關(guān)；N-線圈的匝數(shù)。</p><p>　　一般K值的大小是由試驗確定的。當(dāng)要繞制的線圈電感量為某一值時，可先在骨架上(也可以直接在磁心上)纏繞10匝，然后用電感測量儀測出其電感量，再用下面的公式求出系數(shù)K值： </p><

20、;p>　　式中： -為實驗所繞匝數(shù)，由此根據(jù)和K值便可求出線圈應(yīng)繞的圈數(shù)，即：</p><p>　　實驗中，L采用帶螺紋磁芯、金屬屏蔽罩的10S型高頻電感繞制。在原線圈骨架上用0.08mm漆包線纏繞10匝后得到的電感為2uH。由此可確定</p><p>　　要得到4 uH的電感，所需匝數(shù)為</p><p><b>　　匝 </b&g

21、t;</p><p>　　最后再按照接入系數(shù)要求的比例，來繞變壓器的初級抽頭與次級線圈的匝數(shù)。因有，而匝。則： 匝</p><p>　　確定耦合電容與高頻濾波電容：</p><p>　　耦合電容C1、C2的值，可在1000 pf—0.01uf之間選擇 ，一般用瓷片電容。旁路電容Ce 、C3、C4的取值一般為0.01-1μF，濾波電感的取值一般為220-330uH。&

22、lt;/p><p>　　1.4 性能測試結(jié)果</p><p>　?。?）單調(diào)諧回路諧振放大器靜態(tài)工作點測量 </p><p>　　測試條件：Vcc=12V，阻尼電阻R3=10kΩ（接通K1，斷開K2、K3）。</p><p>　　按表1-1所列的條件與要求，用萬用表分別測量晶體管BG1各電極的靜態(tài)工作電壓。</p><p>

23、;　?。?）諧振頻率、放大器電壓增益Avo的測定與計算</p><p>　　測試條件1：Vcc=12V，阻尼電阻R=10kΩ，RE=1KΩ。</p><p>　　① 用高頻信號發(fā)生器，輸出頻率f=10MHZ/幅度為100mV的CW（等幅波）信號作為輸入信號Vi接實驗電路模塊的輸入端口IN處。</p><p>　　② 用雙蹤示波器的CH1通道檢測輸入信號。再將示波器的

24、CH2通道接實驗電路模塊的輸出端口OUT檢測放大輸出信號。</p><p>　?、?微調(diào)高頻信號發(fā)生器的頻率旋鈕，使放大器輸出的信號Vo最大，且輸出波形無明顯失真，這時，高頻信號發(fā)生器的輸出頻率就等于回路的諧振頻率fo (用TDS-1002示波器檢測)。</p><p>　?、?記錄此時的回路諧振頻率fo與輸出信號幅度Vo，結(jié)果記錄于表1-2中。</p><p>　

25、　測試條件2：Vcc=12V，阻尼電阻R=10kΩ，RE=500Ω。</p><p>　　改變放大器的射極電阻RE后，按上述操作步驟①-⑤的要求，記錄實驗測量數(shù)據(jù)。</p><p>　　結(jié)果表明：當(dāng)RE =470Ω時，A約為10，滿足設(shè)計要求。且當(dāng)RE 增大時，由于輸出信號的幅度也隨之增加，A也在增大。</p><p>　?。?）單調(diào)諧回路諧振放大器通頻帶BW（幅頻

26、特性）的測定</p><p>　　由于諧振回路的選頻作用，當(dāng)工作頻率偏離諧振頻率時，放大器的電壓放大倍數(shù)將下降，習(xí)慣上稱電壓放大倍數(shù)Avo下降到諧振電壓放大倍數(shù)的0.707倍時所對應(yīng)的頻率偏移范圍，稱為放大器的通頻帶，簡記為Bw，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：</p><p>　　式中，為諧振回路的有載品質(zhì)因數(shù)。分析表明，放大器的諧振電壓放大倍數(shù)與通頻帶Bw的關(guān)系為： </p><

27、;p>　　上式說明，當(dāng)晶體管選定即yre確定，且回路總電容CΣ為定值時，諧振電壓放大倍數(shù)Avo與通頻帶Bw的乘積為一常數(shù)。這與低頻放大器中的增益帶寬積為一常數(shù)的概念是相同的。一般說來，放大器通頻帶Bw有兩種方法進(jìn)行測量：點測法和掃頻法。本實驗要求采用點測法。</p><p>　　測試條件1：Vcc=12V，阻尼電阻R=10kΩ，RE=1KΩ。</p><p>　?、?Vi=fo/10

28、0mV；</p><p>　　② 分別用雙蹤示波器監(jiān)測輸入信號IN/輸出信號OUT；</p><p>　?、?微調(diào)高頻信號發(fā)生器頻率，使回路諧振（即使輸出電壓Vo幅度最大）；</p><p>　?、?保持輸入電壓Vi幅度不變，改變高頻信號發(fā)生器的輸出頻率，由回路的中心頻率fo為參考，按100KHZ為步進(jìn)，分別向兩邊逐點偏離，測得在不同頻率f時對應(yīng)的輸出電壓Vo，將測

29、得的數(shù)據(jù)填入表1-2中。</p><p>　　測試條件2：Vcc=12V，Re=1KΩ，阻尼電阻R=470Ω。</p><p>　?、?改變放大器的阻尼電阻R3后，按上述操作步驟①-④的要求，記錄實驗測量數(shù)據(jù)于表1-3中。</p><p>　?、?根據(jù)實驗測量所得結(jié)果，用逐點法分別標(biāo)繪出不同R3時，單調(diào)諧放大器的BW幅頻特性曲線，并計算出增益、帶寬及Q值。再比較兩種

30、放大器的BW變化，分析變化原因。</p><p>　　結(jié)論：最后由數(shù)據(jù)算出的通頻帶= 0.8MHZ?；緷M足設(shè)計要求</p><p>　?。?）諧振放大器矩形系數(shù)Kr0.1的測定</p><p>　　調(diào)諧放大器的選擇性可用諧振曲線的矩形系數(shù)Kr0.1來表示，如圖1-3所示的諧振曲線，矩形系數(shù)Kr0.1通常規(guī)定為放大器的電壓放大倍數(shù)下降到0.1Avo時所對應(yīng)的頻率偏移

31、范圍與電壓放大倍數(shù)下降到0.707Avo時所對應(yīng)的頻率偏移范圍之比，即：</p><p>　　上式表明，矩形系數(shù)Kr0.1愈接近1，則實際曲線愈接近理想矩形，鄰近波道選擇性愈好，濾除鄰近波道干擾信號的能力愈強。但單調(diào)諧回路放大器的矩形系數(shù)遠(yuǎn)大于1，這是單調(diào)諧回路放大器的缺點。故實際工程應(yīng)用中，通常采用多級諧振放大器。</p><p>　　測試條件：Vcc=12V，阻尼電阻R=10kΩ，RE

32、=1KΩ。</p><p>　?、?Vi=fo/100mV。</p><p>　?、?分別用雙蹤示波器監(jiān)測輸入信號“IN”/ 輸出信號“OUT”</p><p>　?、?微調(diào)高頻信號發(fā)生器頻率，使回路諧振（即使輸出電壓Vo幅度最大）。</p><p>　　④ 保持輸入電壓Vi幅度不變，改變高頻信號發(fā)生器的輸出頻率，由回路的中心頻率fo為參考，

33、按100KHZ為步進(jìn)，分別向兩邊逐點偏離，測得在不同頻率f時對應(yīng)的輸出電壓Vo，將測得的數(shù)據(jù)填入表1-4中。</p><p>　　2 LC三點式反饋振蕩器與晶體振蕩器設(shè)計與制作 </p><p>　　在電子線路中，除了要有對各種電信號進(jìn)行放大的電子線路外，還需要有能在沒有激勵信號的情況下產(chǎn)生周期信號的電子電路，這種在無需外加激勵信號的情況下，能將直流電能轉(zhuǎn)換成具有一定波形、一定頻率和一定

34、幅度的交變能量的電子電路稱為振蕩器。</p><p>　　振蕩器的種類很多，根據(jù)工作原理可以分為反饋型振蕩器和負(fù)阻型振蕩器。根據(jù)選頻網(wǎng)絡(luò)采用的器件可分為LC振蕩器、晶體振蕩器、變壓器耦合振蕩器等。</p><p>　　振蕩器的功能是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的信號源，廣泛應(yīng)用于各類電子設(shè)備中。為此,振蕩器是電子技術(shù)領(lǐng)域中最基本的電子線路,也是從事電子技術(shù)工作人員必須要熟練掌握的基本電路。</p>

35、<p>　　2.1 設(shè)計技術(shù)指標(biāo)及基本條件</p><p><b>　　設(shè)計技術(shù)指標(biāo)：</b></p><p>　　振蕩頻率 </p><p><b>　　頻率穩(wěn)定度 </b></p><p><b>　　輸出幅度 </b></p>

36、<p>　　采用西勒振蕩電路，為了盡可能地減小負(fù)載對振蕩電路的影響，采用了射隨器作為隔離級。</p><p><b>　　設(shè)計基本條件：</b></p><p>　　電源供電為12V，振蕩管BG1為9018（其主要參數(shù),取β=100，fT>1100MHz）。隔離級射隨器晶體管BG2也為9018。</p><p>　　2.2 電

37、容三點式振蕩器原理原理分析</p><p>　?。╝） （b） （c）</p><p>　　圖3 三點式振蕩器的基本電路</p><p>　　反饋式正弦波振蕩器有RC、LC和晶體振蕩器三種形式，電路主要由放大網(wǎng)絡(luò)、選頻回路和反饋網(wǎng)絡(luò)三個部分構(gòu)成。本實驗中，我們研究的主要是LC三點式振蕩器。所謂三點

38、式振蕩器，是晶體管的三個電極（B、E、C），分別與三個電抗性元件相連接，形成三個接點，故稱為三點式振蕩器，其基本電路如圖</p><p>　　根據(jù)相位平衡條件，圖2-1 (a)中構(gòu)成振蕩電路的三個電抗元件，X1、X2必須為同性質(zhì)的電抗，X3必須為異性質(zhì)的電抗，若X1和X2均為容抗，X3為感抗，則為電容三點式振蕩電路（如圖3）；若X2和X1均為感抗，X3為容抗，則為電感三點式振蕩器（如圖4）。由此可見，為射同余異。

39、</p><p>　　圖4 共基電容三點式振蕩器</p><p>　　由圖可見：與發(fā)射極連接的兩個電抗元件為同性質(zhì)的容抗元件C1和C2；與基極和集電極連接的為異性質(zhì)的電抗元件L，根據(jù)前面所述的判別準(zhǔn)則，該電路滿足相位條件。 </p><p>　　其工作過程是：振蕩器接通電源后，由于電

40、路中的電流從無到有變化，將產(chǎn)生脈動信號，因任一脈沖信號包含有許多不同頻率的諧波，因振蕩器電路中有一個LC諧振回路，具有選頻作用，當(dāng)LC諧振回路的固有頻率與某一諧波頻率相等時，電路產(chǎn)生諧振。雖然脈動的信號很微小，通過電路放大及正反饋使振蕩幅度不斷增大。當(dāng)增大到一定程度時，導(dǎo)致晶體管進(jìn)入非線性區(qū)域，產(chǎn)生自給偏壓，使放大器的放大倍數(shù)減小，最后達(dá)到平衡，即AF=1，振蕩幅度就不再增大了。于是使振蕩器只有在某一頻率時才能滿足振蕩條件， &

41、lt;/p><p>　　于是得到單一頻率的振蕩信號輸出。該振蕩器的振蕩頻率為：</p><p>　　反饋系數(shù)F為： 。 </p><p>　　若要它產(chǎn)生正弦波，必須滿足F= 1/2-1/8，太小不容易起振，太大也不容易起振。一個實際的振蕩電路，在F確定之后，其振幅的增加主要是靠提高振蕩管的靜態(tài)電流值。但是如靜態(tài)電流取得太大，振

42、蕩管工作范圍容易進(jìn)入飽和區(qū)，輸出阻抗降低使振蕩波形失真，嚴(yán)重時，甚至使振蕩器停振。所以在實用中，靜態(tài)電流值一般ICO=0.5mA-4mA。</p><p>　　共基電容三點式振蕩器的優(yōu)點是：1）振蕩波形好。2）電路的頻率穩(wěn)定度較高。工作頻率可以做得較高，可達(dá)到幾十MHz到幾百MHz的甚高頻波段范圍。 </p><p>　　電路的缺點：振蕩回路工作頻率的改變，若用調(diào)C1或C2實現(xiàn)時

43、，反饋系數(shù)也將改變。使振蕩器的頻率穩(wěn)定度不高。</p><p>　　為克服共基電容三點式振蕩器的缺點，可對其進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)電路有兩種：</p><p>　　錯誤！未找到引用源。 串聯(lián)型改進(jìn)電容三端式振蕩器(克拉潑電路)</p><p><b>　　電路組成：</b></p><p>　　圖5 克拉潑振蕩電路</p&

44、gt;<p>　　電路特點是在共基電容三點式振蕩器的基礎(chǔ)上，用一電容C3，串聯(lián)于電感L支路。 </p><p>　　功用主要是以增加回路總電容和減小管子與回路間的耦合來提高振蕩回路的標(biāo)準(zhǔn)性。使振蕩頻率的穩(wěn)定度得以提高。 </p><

45、;p>　　因為C3遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于C1或C2，所以電容串聯(lián)后的等效電容約為C3。電路的振蕩頻率為：</p><p>　　與共基電容三點式振蕩器電路相比，在電感L支路上串聯(lián)一個電容。但它有以下特點：</p><p>　　1、振蕩頻率改變可不影響反饋系數(shù)。2、振蕩幅度比較穩(wěn)定；但C3不能太小，否則導(dǎo)致停振，所以克拉潑振蕩器頻率覆蓋率較小，僅達(dá)1.2-1.4； 為此，克拉潑振蕩器適合與作固定頻率的

46、振蕩器 。</p><p>　　錯誤！未找到引用源。 并聯(lián)型改進(jìn)電容三端式振蕩器(西勒電路)</p><p><b>　　電路組成如圖6示：</b></p><p>　　圖6 西勒振蕩電路及其等效電路</p><p>　　電路特點是在克拉潑振蕩器的基礎(chǔ)上，用一電容C4，并聯(lián)于電感L兩端。功用是保持了晶體管與振蕩回路弱藕合

47、，振蕩頻率的穩(wěn)定度高，調(diào)整范圍大。電路的振蕩頻率為：</p><p>　　特點：1.振蕩幅度比較穩(wěn)定； 2.振蕩頻率可以比較高，如可達(dá)千兆赫；頻率覆蓋率比較大，可達(dá)1.6-1.8；所以在一些短波、超短波通信機(jī)，電視接收機(jī)中用的比較多。 </p><p>　　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

48、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越小，則表明振蕩器的頻率穩(wěn)定度越高。</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主要部件。因此改善振蕩頻率穩(wěn)定度的最重要措施是提高振蕩回路在外界因素變化時保持頻率不變的能力，這就是所謂的提高振蕩回路的標(biāo)準(zhǔn)性。</p><p>　　提高振蕩回路

49、標(biāo)準(zhǔn)性除了采用穩(wěn)定性好和高Q的回路電容和電感外，還可以采用與正溫度系數(shù)電感作相反變化的具有負(fù)溫度系數(shù)的電容，以實現(xiàn)溫度補償作用。</p><p>　　石英晶體具有十分穩(wěn)定的物理和化學(xué)特性，在諧振頻率附近，晶體的等效參量Lq很大，Cq很小，Rq也不大，因此晶體Q值可達(dá)到百萬數(shù)量級，所以晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度比LC振蕩器高很多。</p><p>　　2.3 LC與晶體振蕩器參數(shù)設(shè)置</p

50、><p>　　1）靜態(tài)工作電流的確定</p><p>　　合理地選擇振蕩器的靜態(tài)工作點，對振蕩器的起振，工作的穩(wěn)定性，波形質(zhì)量的好壞有著密切的關(guān)系。－般小功率振蕩器的靜態(tài)工作點應(yīng)選在遠(yuǎn)離飽和區(qū)而靠近截止區(qū)的地方。根據(jù)上述原則，一般小功率振蕩器集電極電流ICQ大約在0.8-4mA之間選取，故本實驗電路中，選ICQ=2mA ，VCEQ=6V，β=100，則有。</p><p&g

51、t;　　為提高電路的穩(wěn)定性Re值適當(dāng)增大，取Re=1KΩ則Rc＝2KΩ。</p><p>　　因：UEQ=ICQ·RE，則：UEQ =2mA×1K=2V。</p><p>　　因：IBQ=ICQ/β，則：IBQ =2mA/100=0.02mA。</p><p>　　一般取流過Rb2的電流為5-10IBQ , 若取10IBQ，</p>

52、<p>　　因： 則： 取標(biāo)稱電阻12K?。</p><p>　　因： 則： </p><p>　　為調(diào)整振蕩管靜態(tài)集電極電流的方便，Rb1由27K?電阻與27K電位器串聯(lián)構(gòu)成。</p><p>　　2）確定主振回路元器件</p><p>　　回路中的各種電抗元件都可歸結(jié)為總電容C和總電感L兩部分。確定這

53、些元件參量的方法，是根據(jù)經(jīng)驗先選定一種，而后按振蕩器工作頻率再計算出另一種電抗元件量。從原理來講，先選定哪種元件都一樣，但從提高回路標(biāo)準(zhǔn)性的觀點出發(fā)，以保證回路電容Cp遠(yuǎn)大于總的不穩(wěn)定電容Cd原則，先選定Cp為宜。若從頻率穩(wěn)定性角度出發(fā)，回路電容應(yīng)取大一些，這有利于減小并聯(lián)在回路上的晶體管的極間電容等變化的影響。但C不能過大，C過大，L就小，Q值就會降低，使振蕩幅度減小，為了解決頻穩(wěn)與幅度的矛盾，通常采用部分接入。反饋系數(shù)F=C1/C2

54、，不能過大或過小，適宜1/8—1/2。</p><p>　　因振蕩器的工作頻率為： </p><p>　　當(dāng)LC振蕩時，f0=6MHz，L＝12μH。</p><p>　　本電路中，則回路的諧振頻率fo主要由C3、C4決定，即</p><p>　　有 。取C3 =120pf，C4=51pf（用33Pf與5-20Pf的可調(diào)電容并聯(lián)），

55、因要遵循C1，C2>>C3,C4，C1/C2=1/8—1/2的條件，故取C1=200pf，則C2=510pf。</p><p>　　對于晶體振蕩，只需和晶體并聯(lián)一可調(diào)電容進(jìn)行微調(diào)即可。為了盡可能地減小負(fù)載對振蕩電路的影響，振蕩信號應(yīng)盡可能從電路的低阻抗端輸出。例如發(fā)射極接地的振蕩電路，輸出宜取自基極；如為基級接地，則應(yīng)從發(fā)射極輸出。</p><p>　　綜合上述計算結(jié)果。得實際

56、電路如圖7所示。</p><p>　　圖7 LC振蕩器電原理圖</p><p>　　2.4 性能測試結(jié)果</p><p>　　調(diào)整Rw1，使。 </p><p>　　測試結(jié)果表明：實際電路達(dá)到設(shè)計指標(biāo)。</p><p>　　3高頻諧振功率放大器電路設(shè)計與制作</

57、p><p>　　3.1 設(shè)計技術(shù)指標(biāo)及基本條件</p><p><b>　　設(shè)計技術(shù)指標(biāo)： </b></p><p>　　輸出功率Po≥125mW（設(shè)計時按200mW計算），</p><p>　　工作中心頻率fo=6MHz，</p><p><b>　　>65%。</b>

58、</p><p><b>　　設(shè)計基本條件：</b></p><p>　　電源供電為12V，負(fù)載電阻,RL=51Ω，晶體管用3DA1，其主要參數(shù)：Pcm=1W,Icm=750mA, ,,，功率增益Ap≥13dB（20倍）。</p><p>　　3.2 高頻諧振功放電路原理分析</p><p>　　放大器工作時，設(shè)輸入信號

59、電壓：</p><p>　　則加到晶體管基極,發(fā)射級的有效電壓為: 由晶體管的轉(zhuǎn)移特性曲線可知，如圖8所示：</p><p>　　圖8 諧振功率放大器晶體管的轉(zhuǎn)移特性曲線</p><p><b>　　當(dāng)時，管子截止，。</b></p><p><b>　　當(dāng)時，管子導(dǎo)通，</b></p&g

60、t;<p>　　式中：為折線的斜率： </p><p>　　所以有： </p><p><b>　　，</b></p><p>　　即功放輸出的Ic為一連串不連續(xù)的余弦脈沖。高功放為什么能不失真地放大信號呢?</p><p>　　因為尖頂余弦

61、脈沖的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：</p><p>　　若對 傅里葉級數(shù)分解，即：</p><p>　　由此可知，任何一個余弦脈沖，都是由許多不同頻率的諧波（基波、一次諧波。。。n次諧波）分量所構(gòu)成，利用功放負(fù)載LC回路的選頻功能，適當(dāng)選擇LC的參數(shù)使之諧振與基波頻率, 盡管在集電極電流脈沖中含有豐富的高次諧波分量，但由于并聯(lián)諧振回路的選頻濾波作用，故功率放大器的輸出仍為不失真的正弦波。</p&g

62、t;<p>　　此時，諧振回路兩端的電壓可近似認(rèn)為只有基波電壓，即：</p><p>　　式中，Ucm為uc的振幅；Ro為LC回路的諧振電阻,為集電極基波電流振幅。在集電極電路中，LC諧振回路得到的高頻功率為:</p><p>　　集電極電源EC供給的直流輸入功率為：</p><p>　　式中，ICO為集電極電流脈沖ic的直流分量。</p>

63、<p>　　集電極效率ηC為輸出高頻功率Po與直流輸入功率PE之比，即：</p><p>　　3.3高頻諧振功放的工作狀態(tài)確定及參數(shù)設(shè)置</p><p>　　諧振功率放大器的工作狀態(tài)有三種，即欠壓、臨界和過壓。當(dāng)諧振功放的靜態(tài)工作點、輸入信號、負(fù)載發(fā)生變化，諧振功率放大器的工作狀態(tài)將發(fā)生變化。 </p><p>

64、;　　對高頻功率放大器的基本要求是,盡可能輸出大功率、高效率，為兼顧兩者，通常選丙類且要求在臨界工作狀態(tài)，其電流流通角在600—900范圍?，F(xiàn)設(shè)=700。</p><p>　　查表得：集電極電流余弦脈沖直流ICO分解系數(shù)，集電極電流余弦脈沖基波ICM1分解系數(shù)，。設(shè)功放的輸出功率為0.5W。</p><p>　　功率放大器集電極的等效電阻為：</p><p>　　集

65、電極基波電流振幅為：</p><p>　　集電極電流脈沖的最大振幅為： </p><p>　　集電極電流脈沖的直流分量為：</p><p>　　電源提供的直流功率為：</p><p>　　集電極的耗散功率為：</p><p>　　集電極的效率為： (滿足設(shè)計要求)</p><p><

66、;b>　　已知： 即</b></p><p><b>　　則：輸入功率：</b></p><p>　　基極余弦脈沖電流的最大值（設(shè)3DA1的=10） </p><p>　　基極基波電流的振幅為：</p><p>　　得基極輸入的電壓振幅為：</p><p>　?。?）基極偏

67、置電路計算</p><p><b>　　因 則有 ：</b></p><p>　　因 則有 ：</p><p><b>　　取高頻旁路電容</b></p><p>　?。?）計算諧振回路與耦合線圈的參數(shù)</p><p><b>　　圖9 線圈示意圖

68、</b></p><p>　　輸出采用L型匹配網(wǎng)路，</p><p><b>　　則</b></p><p>　　匹配網(wǎng)路的電感L為，電容C為。</p><p>　　3） 電源去耦濾波元件選擇</p><p>　　高頻電路的電源去耦濾波網(wǎng)絡(luò)通常采用π型LC低通濾波器，濾波電感0可按經(jīng)驗

69、取50～100μH，濾波電感一般取0.01μF。</p><p>　　綜合上述設(shè)計，得參考電路如圖10所示</p><p>　　圖10 高功放電路 3.4 性能測試結(jié)果</p><p>　　其中，Vi：輸入電壓峰-峰值</p><p>　　Vo：輸出電壓峰峰值</p><p>　　Io：發(fā)射極電壓/發(fā)射極電阻</

70、p><p>　　P=：電源直流功率（P==I0Vcc）</p><p><b>　　Po：輸出功率</b></p><p>　　Pc：管子功耗（Pc= IcVce）</p><p><b>　　4 小結(jié)與體會</b></p><p>　　雖然已經(jīng)學(xué)過了高頻電子線路，但畢竟全是學(xué)理

71、論知識，沒有經(jīng)實踐檢驗，也沒有真正領(lǐng)悟其中一些知識精髓。通過這次綜合設(shè)計，是對以前所學(xué)高頻知識的重溫，提煉，應(yīng)用及升華，對相關(guān)領(lǐng)域也有了更全面的認(rèn)識。</p><p>　　現(xiàn)在，以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信為特征的信息技術(shù)正日新月異地快速發(fā)展。高頻電子元器件、高頻集成電路的工藝技術(shù)指標(biāo)有長足進(jìn)步，并正在迅速地向多功能、高效率、模塊化、可集成、寬帶和可編程的方向發(fā)展，且計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)、信號處理技術(shù)也廣泛引入通信電路的設(shè)計

72、中?，F(xiàn)代無線電通信，如移動通信、衛(wèi)星通信、寬帶天線接入等正以前所未有的速度發(fā)展，而這些通信系統(tǒng)都通過無線電收、發(fā)信號電路來實現(xiàn)。這些正是通信電路所討論的主要內(nèi)容，另外，通信電子線路的原理和技術(shù)廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、通信、航空、航天、無線電測量、導(dǎo)航、制導(dǎo)等領(lǐng)域。因此本課程的原理學(xué)習(xí)及電路設(shè)計是很重要的。</p><p>　　只有知道這件事是重要的，并對它產(chǎn)生興趣，才能把它做好。在這次設(shè)計過程中，我先制定了明確的設(shè)計步驟

73、：先溫習(xí)原理，弄清楚每個電路模塊的功能結(jié)構(gòu)，各元件參數(shù)對電路工作性能的影響，然后根據(jù)設(shè)計指標(biāo)確定各元件的最佳參數(shù)，用仿真軟件進(jìn)行仿真是有必要的，這樣能縮減理論和實際的差距，減少潛在的設(shè)計風(fēng)險。仿真達(dá)到預(yù)期指標(biāo)后，便用原件開始硬件電路的焊接。很遺憾的是，由于外部因素，我只能利用已有的電路板進(jìn)行調(diào)試，但這并不影響我對知識的掌握。至于電路焊接技術(shù)，我相信根據(jù)以前電路制作的經(jīng)驗，我絕對能成功焊接出工作正常的電路！</p><

74、p>　　這次的硬件設(shè)計，主要包括高頻小信號調(diào)諧放大器、LC三點式反饋振蕩器與晶體振蕩器以及高頻諧振功率放大器的設(shè)計與制作。雖然已經(jīng)有前人經(jīng)過實際測驗的參考電路，但是我們應(yīng)該懷著打破砂鍋問到底的的態(tài)度，多問幾個為什么，電路為什么是那種結(jié)構(gòu)，元件參數(shù)選型的依據(jù)又是什么……只有這樣，我們才能將知識牢固地掌握。</p><p>　　對于電路的調(diào)試，由于電路容易受到外界環(huán)境影響，我們在測試時需要耐心觀察所測數(shù)據(jù)的變化

75、，得到穩(wěn)定的波形。包括參量的測試方法及萬用表、示波器的使用方法等一些細(xì)節(jié)問題，也是需要注意的。</p><p>　　總之，通過這次電子線路綜合設(shè)計，我鞏固了自己的專業(yè)學(xué)科基礎(chǔ)知識，鍛煉自己的動手能力，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，也增強了小組合作意識與能力。</p><p>　　為今后的學(xué)習(xí)與發(fā)展又進(jìn)一步奠定了基礎(chǔ)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)<

76、;/b></p><p>　　[1] 謝自美，電子線路設(shè)計·實驗·測試（第三版），華中科技大學(xué)出版社，2006</p><p>　　[2] 康華光，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版），華中科技大學(xué)出版社,2005</p><p>　　[3] 伍友宇主編，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)，清華大學(xué)出版社,2009</p><p>　　[4]