高頻小信號(hào)調(diào)頻發(fā)射機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、 確定電路組成方案1</p><p>　　二、 單元電路分析2</p><p>　　1. 調(diào)頻振蕩電路2</p><p>　　2. 緩沖隔離電路4</p><p>　　3. 功率激勵(lì)級(jí)電路6</p>&

2、lt;p>　　4. 末級(jí)功放電路7</p><p>　　三、 總電路圖11</p><p><b>　　四、 總結(jié)12</b></p><p>　　五、 參考文獻(xiàn)13</p><p>　　一、確定電路組成方案</p><p>　　擬定整機(jī)方框圖的一般原則是，在滿足技術(shù)指標(biāo)要求的前提下

3、，應(yīng)力求電路簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定可靠。單元電路級(jí)數(shù)盡可能少，以減小級(jí)間的相互感應(yīng)、干擾和自激。</p><p>　　調(diào)頻可以有兩種實(shí)現(xiàn)方法，一是直接調(diào)頻，就是用調(diào)制信號(hào)直接控制振蕩器的頻率，使其按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律線性變化。另一種就是間接調(diào)頻，先對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行積分，再對(duì)載波進(jìn)行相位調(diào)制。兩種調(diào)頻電路性能上的一個(gè)重大差別是受到調(diào)頻特性非線性限制的參數(shù)不同，間接調(diào)頻電路提供的最大頻偏較小，而直接調(diào)頻可以得到比較大的頻偏。間接調(diào)

4、頻雖然穩(wěn)定性高，但是頻偏難以獲得并且電路比較復(fù)雜。</p><p>　　所以，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。 </p><p><b>　　二、單元電路分析</b></p><p><b>　　1．調(diào)頻振蕩電路</b></p><p>　　考慮到變?nèi)荻O管偏置電路簡(jiǎn)單起見(jiàn)

5、，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。C9為基極高頻旁路電容，R10、R11、R12為T(mén)1管的偏置電阻。采用分壓式偏置電路有利于工作點(diǎn)穩(wěn)定。振蕩電壓經(jīng)電容C12耦合加至T2緩沖隔離級(jí)。</p><p>　　為減小變?nèi)荻O管上高頻電壓的影響，這里采用兩只變?nèi)莨軐?duì)接的方式。主振部分是電容三點(diǎn)式電路,兩只變?nèi)荻O管背靠背連接。扼流圈L3和L6對(duì)高頻呈現(xiàn)較高阻抗，但對(duì)低頻調(diào)制信

6、號(hào)呈現(xiàn)較低阻抗；對(duì)于直流偏置和調(diào)制信號(hào)而言，兩只變?nèi)莨芟喈?dāng)于并聯(lián)，所處的偏置點(diǎn)和所受調(diào)制狀態(tài)是一樣的，對(duì)于高頻信號(hào)而言，它們是串聯(lián)的，這就使得加在每只管子上的高頻電壓幅度下降一半，減弱了高頻電壓的作用。由于兩管同極性端對(duì)接，它們對(duì)于高頻電壓的相位處于相反狀態(tài)，因而防止了高頻電壓幅度過(guò)大時(shí)變?nèi)荻O管對(duì)諧振回路的影響在單個(gè)變?nèi)莨茈娐分?，?dāng)出現(xiàn)這種現(xiàn)象時(shí)將使回路Q值大大下降。此外，還可以削弱高頻振蕩電壓的諧振成分。因?yàn)樽內(nèi)莨苁欠蔷€性器件，高頻

7、信號(hào)必然產(chǎn)生諧波分量，可能引起交叉調(diào)制干擾。現(xiàn)在，兩管高頻信號(hào)反相，某些諧波成分就可以抵消了。可是，兩管串聯(lián)后總電容要減半，所以調(diào)制靈敏度有所降低。</p><p>　　計(jì)算主振回路元件值。諧振頻率，CQ∑是回路靜態(tài)總電容。</p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　為方便計(jì)算可取</b><

8、/p><p>　　C10=40pF，C11=60pF，C13=8pF。</p><p><b>　　2．緩沖隔離電路</b></p><p>　　將振蕩級(jí)與功放級(jí)隔離,以減小功放級(jí)對(duì)振蕩級(jí)的影響，因?yàn)楣Ψ偶?jí)輸出信號(hào)較大，工作狀態(tài)的變化會(huì)影響振蕩器的頻率穩(wěn)定度，或者波形失真或輸出電壓較小，為減小級(jí)間相互影響，通常在中間插入緩沖隔離級(jí)，緩沖隔離級(jí)常采用

9、射極跟隨器電路。 調(diào)節(jié)射極電阻RP1,從而改變射極跟隨器輸入阻抗,緩沖隔離級(jí)電路具有輸入阻抗高、輸出阻抗低、電壓放大倍數(shù)近似等于1的特點(diǎn)。</p><p>　　晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)位于交流負(fù)載線的中點(diǎn)。一般取</p><p><b>　　, </b></p><p>　　對(duì)于上述電路 取VCEQ=12 ， ICQ=6mA</p

10、><p>　　則 </p><p>　　取R7=1K、RP1=1K，</p><p>　　為減小射極跟隨器對(duì)前級(jí)振蕩器的影響，一般取C8為0.01uF左右。</p><p><b>　　3．功率激勵(lì)級(jí)電路</b></p><p>　　由于振蕩器不能給予末級(jí)功放所需的足

11、夠大的輸入功率，所以需要一個(gè)功率激勵(lì)級(jí)。由于功率激勵(lì)級(jí)只需要放大功率即可，所以這里使用一個(gè)甲類功率放大器。用到的晶體管是晶體管3DG100。電路圖如下圖：</p><p><b>　　4. 末級(jí)功放電路</b></p><p>　　將前級(jí)送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行功率放大，使負(fù)載天線上獲得滿足要求的發(fā)射功率，如果求整機(jī)效率較高，則應(yīng)采取丙類功率放大器，若整機(jī)效率要求不高，如小于5

12、0% 波形失真較小時(shí)，則可以采用甲類功率放大器。</p><p>　　功率放大器是依據(jù)激勵(lì)信號(hào)放大電路對(duì)電流的控制，起到把集電極電源直流功率變換成負(fù)載回路的交流功率的作用。在同樣的直流功率作用條件下，轉(zhuǎn)換的功率越高，輸出的交流功率越大。</p><p>　　集電極基波電壓的振幅</p><p>　　集電極電源提供的直流功率： </p><p>

13、;　　式中為余弦脈沖的直流分量。電流脈沖ic經(jīng)傅里葉級(jí)數(shù)分解，可得到峰值Icm與分解系數(shù)an(θ)的關(guān)系式</p><p>　　式中，為余弦脈沖的最大值；為余弦脈沖的直流分解系數(shù)。</p><p>　　式中，為晶體管的導(dǎo)通電壓；為晶體管的基極偏置；為功率放大器的激勵(lì)電壓振幅。</p><p>　　集電極輸出基波功率：</p><p>　　式中

14、為回路兩端的基頻電壓，為余弦電流脈沖基頻電流，為回路的諧振阻抗。</p><p><b>　　集電極效率：</b></p><p>　　式中，為集電極電壓利用系數(shù)；γ為余弦脈沖的基波分解系數(shù)與直流分解系數(shù)之比。</p><p>　　功率放大器的設(shè)計(jì)原則是在高效率下取得較大的輸出功率。在實(shí)際運(yùn)用中，為兼顧高的輸出效率和高效率，通常。</p&

15、gt;<p>　　丙類放大器的負(fù)載特性</p><p>　　欠壓狀態(tài)：在欠壓區(qū)至臨界點(diǎn) 的范圍內(nèi)，放大器的輸出電壓隨負(fù)載電阻的增大而增大，而電流、、基本不變，輸出電流的振幅基本上不隨變化而變化，故輸出功率基本不變。</p><p>　　臨界狀態(tài)：負(fù)載線和正好相交于臨界線的拐點(diǎn)。放大器工作在臨界狀態(tài)時(shí)，輸出功率大，管子損耗小，放大器的效率也就較大。其對(duì)應(yīng)的最佳負(fù)載電阻值，用表示

16、，即：</p><p>　　當(dāng)變小時(shí)，放大器處于欠壓工作狀態(tài)，如C點(diǎn)所示。集電極輸出電流較大，集電極電壓較小，因此輸出功率和效率都較小。變大時(shí)，放大器處于過(guò)壓工作狀態(tài)，如B點(diǎn)所示。集電極電壓雖然較大，但集電極電流凹陷，因此輸出功率較低，但效率較高。為了兼顧輸出功率和效率的要求，諧振功率放大器通常選擇在臨界工作狀態(tài)。</p><p>　　設(shè)計(jì)諧振功率放大器為臨界工作狀態(tài)的條件是： 。<

17、/p><p>　　式中，為集電極輸出電壓幅度；為電源電壓；為晶體管飽和壓降。</p><p>　　過(guò)壓狀態(tài)：放大器的負(fù)載較大，在過(guò)壓區(qū)，隨著負(fù)載的加大，要下降，因此放大器的輸出功率和效率也要減小。輸出電流的振幅將隨的減小而下降，故輸出功率也隨之下降</p><p>　　其負(fù)載特性如圖諧振功率放大器的負(fù)載特性。</p><p><b>　

18、　三、總電路圖</b></p><p><b>　　四、總結(jié)</b></p><p>　　兩周的高頻課程設(shè)計(jì)很快就結(jié)束了，對(duì)于這次課程設(shè)計(jì)我感觸頗深。在以前學(xué)習(xí)高頻的過(guò)程中，我僅僅只是看書(shū)，并沒(méi)有自己去動(dòng)手設(shè)計(jì)過(guò)任何電路。而通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我深深感覺(jué)到僅僅通過(guò)看書(shū)是不行的，一旦要自己設(shè)計(jì)電路就不知道從何下手，任務(wù)書(shū)下達(dá)后，我心中就有了大致的框架，但是具體到

19、每個(gè)電路的設(shè)計(jì)以及參數(shù)的計(jì)算，元件的選擇，就感覺(jué)到無(wú)從下手了。這個(gè)電路的電阻電容怎么算？用哪種型號(hào)的三極管？濾波電容怎么選擇？碰到這些問(wèn)題后，我才感覺(jué)到原來(lái)自己學(xué)的還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。</p><p>　　因此，我開(kāi)始去圖書(shū)館，網(wǎng)上到處尋找相關(guān)的資料，去了解濾波，旁路電容的作用，以及三極管的性能參數(shù)，尋找關(guān)于發(fā)射機(jī)電路的電阻，電容的計(jì)算，然后在平時(shí)的時(shí)候?qū)⒆约旱慕?jīng)驗(yàn)和一些問(wèn)題和同學(xué)相互交流。在不懈的努力下，我終于對(duì)整個(gè)發(fā)

20、射機(jī)電路有了更深入的理解，同時(shí)我也深深的認(rèn)識(shí)到自己設(shè)計(jì)能力的不足，我認(rèn)為設(shè)計(jì)一個(gè)電路不僅需要極為扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)與較強(qiáng)的動(dòng)手能力，而且需要不斷的去查找對(duì)自己有用的資料。</p><p>　　我堅(jiān)信在以后的學(xué)習(xí)過(guò)程中，我一定會(huì)不斷學(xué)習(xí)新的知識(shí)，提高自己的設(shè)計(jì)和動(dòng)手能力！在此，感謝浣老師對(duì)我的指導(dǎo)！</p><p><b>　　五、參 考 文 獻(xiàn)</b></p>

21、<p>　　《無(wú)線接收發(fā)射應(yīng)用集成電路手冊(cè)》 趙負(fù)圖 </p><p><b>　　化學(xué)工業(yè)出版社</b></p><p>　　《晶體管收音機(jī)手冊(cè)》 上海科學(xué)技術(shù)出版社</p><p>　　《接收機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 美。J。E斯蒂芬.</p><p><b>　　宇航出版社</b>&