高頻課程設(shè)計--調(diào)頻發(fā)射機設(shè)計

1、<p><b>　　高頻課程設(shè)計</b></p><p>　　課 程： 高頻課程設(shè)計 </p><p>　　課 題： 調(diào)頻發(fā)射機設(shè)計 </p><p>　　專 業(yè)： 電氣信息類 </p><p><b>　　目錄</b></p>

2、;<p><b>　　序言3</b></p><p><b>　　緒論4</b></p><p>　　一、設(shè)計題目 ：發(fā)射機4</p><p>　　1.1 進程安排4</p><p>　　1.2 設(shè)計內(nèi)容4</p><p>　　（1）、設(shè)計課題4&l

3、t;/p><p>　?。?）、實踐目的4</p><p>　　1.3 設(shè)計要求5</p><p><b>　　二、發(fā)射機原理5</b></p><p>　　2.1 設(shè)計整體思路：5</p><p>　　2.2 基本原理5</p><p>　　2.2.1 、直接調(diào)頻6

4、</p><p>　　2.2.1.1、 改變振蕩回路的元件參數(shù)實現(xiàn)調(diào)頻6</p><p>　　2.2.1.2.控制振蕩器的工作狀態(tài)實現(xiàn)調(diào)頻6</p><p><b>　　2.3間接調(diào)頻6</b></p><p>　　三、調(diào)頻方案選擇7</p><p>　　第1章 電路的設(shè)計10<

5、;/p><p>　　一、電路整體設(shè)計介紹10</p><p>　　第2章 單元電路12</p><p>　　一、聲--電電路12</p><p>　　二、LC振蕩器12</p><p><b>　　參數(shù)計算13</b></p><p>　　三、音頻放大電路14&

6、lt;/p><p>　　四、功率放大級：16</p><p><b>　　參數(shù)計算17</b></p><p>　　第三章 調(diào)頻發(fā)射機元件說明19</p><p>　　3．1 原理圖19</p><p>　　3.2 PCB圖19</p><p>　　3.3各個元器件說

7、明20</p><p>　　第四章 電路的調(diào)試及調(diào)試結(jié)果22</p><p>　　4.2、調(diào)試結(jié)果22</p><p>　　第六章 實驗總結(jié)及心得體會24</p><p><b>　　參考文獻26</b></p><p>　　附錄一、原理圖27</p><p&

8、gt;　　附錄二、PCB圖28</p><p>　　附錄三、元件清單29</p><p><b>　　序言</b></p><p>　　隨著人類的文明不斷進步，科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展，人們之間的交流越來越多，相互交換的信息也日益劇增，要傳送的信息類型也是越來越多樣化。科技的進步也使得通信的技術(shù)得到了發(fā)展，特別是無線電波的使用，使我們的通信更加實

9、時、高效。科技的快速發(fā)展，將使人們的通信更方便快捷。</p><p>　　隨著科技的發(fā)展和人民生活水平的提高，無線電發(fā)射機在生活中得到廣泛應(yīng)用，最普遍的有電臺、對講機等。人們通過無線電發(fā)射機可以把需要傳播出的信息發(fā)射出去，接收者可以通過特制的接收機接受信息，最普通的模式是：廣播電臺通過無線電發(fā)射機發(fā)射出廣播，收聽者通過收音機即可接收到電臺廣播。</p><p>　　發(fā)射機就是可以將信號按一

10、定頻率發(fā)射出去的裝置。是一個比較籠統(tǒng)的概念。廣泛應(yīng)用與電視，廣播，，通信，報警，雷達，遙控，遙測，電子對抗等各種民用、軍用設(shè)備。發(fā)射機按調(diào)制方式可可分為調(diào)頻（FM）,調(diào)幅(AM)，調(diào)相（PM）和脈沖調(diào)制四大類。他們又有模擬和數(shù)字之分。通常，發(fā)射機包括三個部分：高頻部分，低頻部分，和電源部分。高頻部分一般包括主振蕩器、緩沖放大、倍頻器、中間放大、功放推動級與末級功放。主振器的作用是產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的載波。為了提高頻率穩(wěn)定性，主振級往往采用石英

11、晶體振蕩器，并在它后面加上緩沖級，以削弱后級對主振器的影響。低頻部分包括話筒、低頻電壓放大級、低頻功率放大級與末級低頻功率放大級。低頻信號通過逐漸放大，在末級功放處獲得所需的功率電平，以便對高頻末級功率放大器進行調(diào)制。因此，末級低頻功率放大級也叫調(diào)制器。調(diào)制是將要傳送的信息裝載到某一高頻振蕩(載頻)信號上去的過程。所以末級高頻功率放大級則成為受調(diào)放大器。</p><p>　　調(diào)頻發(fā)射機目前處于快速發(fā)展之中，在很多

12、領(lǐng)域都有了很廣泛的應(yīng)用。它可以用于演講、教學(xué)、玩具、防盜監(jiān)控等諸多領(lǐng)域。本文也是以調(diào)頻發(fā)射機展開敘述的。</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　一、設(shè)計題目 ：發(fā)射機</p><p><b>　　1.1 進程安排</b></p><p>　　本次設(shè)計時間為1周，共4.5天。具

13、體時間安排如下：</p><p><b>　　1.2 設(shè)計內(nèi)容</b></p><p><b>　?。?）、設(shè)計課題</b></p><p>　　調(diào)頻（或調(diào)幅）發(fā)射機設(shè)計</p><p><b>　?。?）、實踐目的</b></p><p>　　無線電發(fā)

14、射與接收設(shè)備是高頻電子線路的綜合應(yīng)用，是現(xiàn)代化通信系統(tǒng)、廣播與電視系統(tǒng)、無線安全防范系統(tǒng)、無線遙控和遙測系統(tǒng)、雷達系統(tǒng)、電子對抗系統(tǒng)、無線電制導(dǎo)系統(tǒng)等，必不可少的設(shè)備。本次設(shè)計要達到以下目的：</p><p>　　進一步認(rèn)識射頻發(fā)射與接收系統(tǒng)；</p><p>　　掌握調(diào)頻（或調(diào)幅）無線電發(fā)射機的設(shè)計；</p><p>　　學(xué)習(xí)無線電通信系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)試。</

15、p><p><b>　　1.3 設(shè)計要求</b></p><p>　　發(fā)射機采用FM、AM或者其它的調(diào)制方式；</p><p>　　若采用FM調(diào)制方式，要求發(fā)射頻率覆蓋范圍在８８－１０８ＭＨｚ，傳輸距離>20m;</p><p>　　若采用AM調(diào)制方式，發(fā)射頻率為中波波段或30MHz左右，傳輸距離>20m；<

16、;/p><p>　　為了加深對調(diào)制系統(tǒng)的認(rèn)識，發(fā)射機建議采用分立元件設(shè)計；（采用集成電路的設(shè)計方法建議作為備選方案；）</p><p>　　已調(diào)信號通過AM/FM多波段收音機進行接收測試。</p><p><b>　　二、發(fā)射機原理</b></p><p>　　2.1 設(shè)計整體思路：</p><p>

17、　　采用FM調(diào)制的調(diào)頻發(fā)射機其原理框圖如下圖所示，它由調(diào)制器、前置功放、末級功放和直流穩(wěn)壓電源等部分組成。</p><p><b>　　2.2 基本原理</b></p><p>　　本設(shè)計圖采用FM調(diào)制。</p><p>　　載波，調(diào)制信號；通過FM調(diào)制，使得頻率變化量與調(diào)制信號的大小成正比。即已調(diào)信號的瞬時角頻率</p><

18、;p>　　已調(diào)信號的瞬時相位為</p><p>　　實現(xiàn)調(diào)頻的方法分為直接調(diào)頻和間接調(diào)頻兩大類。</p><p>　　2.2.1 、直接調(diào)頻 </p><p>　　直接調(diào)頻的基本原理是利用調(diào)制信號直接控制振蕩器的振蕩頻率，使其反映調(diào)制信號變化規(guī)律。要用調(diào)制信號去控制載波振蕩器的振蕩頻率，就是用調(diào)制信號去控制決定載波振蕩器振蕩頻率的元件或電路的參數(shù)，從而使載波振

19、蕩器的瞬時頻率按調(diào)制信號變化規(guī)律線性地改變，就能夠?qū)崿F(xiàn)直接調(diào)頻。直接調(diào)頻可用如下方法實現(xiàn)：</p><p>　　2.2.1.1、 改變振蕩回路的元件參數(shù)實現(xiàn)調(diào)頻</p><p>　　在LC振蕩器中，決定振蕩頻率的主要元件是LC振蕩回路的電感L和電容C。在RC振蕩器中，決定振蕩頻率的主要元件是電阻和電容。因而，根據(jù)調(diào)頻的特點，用調(diào)制信號去控制電感、電容或電阻的數(shù)值就能實現(xiàn)調(diào)頻。</p

20、><p>　　調(diào)頻電路中常用的可控電容元件有變?nèi)荻O管和電抗管電路。常用的可控電感元件是具有鐵氧體磁芯的電感線圈或電抗管電路，而可控電阻元件有二極管和場效應(yīng)管。</p><p>　　2.2.1.2.控制振蕩器的工作狀態(tài)實現(xiàn)調(diào)頻</p><p>　　在微波發(fā)射機中，常用速調(diào)管振蕩器作為載波振蕩器，其振蕩頻率受控于加在管子反射極上的反射極電壓。因此，只需將調(diào)制信號加至反射極

21、即可實現(xiàn)調(diào)頻。</p><p>　　若載波是由多諧振蕩器產(chǎn)生的方波，則可用調(diào)制信號控制積分電容的充放電電流，從而控制其振蕩頻率。</p><p><b>　　2.3間接調(diào)頻</b></p><p>　　如圖5所示，不直接針對載波，而是通過后一級的可控的移相網(wǎng)絡(luò)。 將先進行積分，而后以此積分值進行調(diào)相，即得間接調(diào)頻。</p><

22、;p>　　圖5 間接調(diào)頻實現(xiàn)</p><p>　　可控移相網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)方法如下圖6所示。將變?nèi)荻O管接在高頻放大器的諧振回路里，就可構(gòu)成變?nèi)荻O管調(diào)相電路。電路中，由于調(diào)制信號的作用使回路諧振頻率改變，當(dāng)載波通過這個回路時由于失諧而產(chǎn)生相移，從而獲得調(diào)相。</p><p>　　圖6 單級回路變?nèi)莨苷{(diào)相電路</p><p><b>　　三、調(diào)頻方案選

23、擇</b></p><p>　　利用通信原理和高頻電子線路的相關(guān)知識，為確保電路能高效率輸出足夠大的高頻功率，并饋送到天線進行發(fā)射，可進行如下設(shè)計方案的選擇： </p><p>　　方案一：通過音頻信號改變載波的幅值實現(xiàn)載波調(diào)幅發(fā)射，調(diào)幅發(fā)射機實現(xiàn)調(diào)制簡便，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)射機廣泛地應(yīng)用于廣播發(fā)射，但是調(diào)幅發(fā)射機的信號容易失真且發(fā)射距

24、離不遠(yuǎn)。 </p><p>　　方案二：以晶體振蕩器做成的高精度高穩(wěn)定度的調(diào)頻電路。雖然是以晶體振蕩器做成的高精度高穩(wěn)定度的調(diào)頻電路，很能達到我們的要求。但考慮到元件使用問題，我們繼而找尋更符合實際的方案。</p><p>　　方案三：通過音頻信號改變載波的頻率實現(xiàn)調(diào)頻發(fā)射，調(diào)頻發(fā)射機發(fā)射的頻率帶寬較寬，但其在高頻段因所占的相對頻帶較調(diào)幅波發(fā)射更窄，發(fā)射距離遠(yuǎn)，信號失真小。并且在要求傳輸距

25、離不是很遠(yuǎn)的情況下，我們用直接載波調(diào)頻很容易實現(xiàn)載波調(diào)頻發(fā)射機的設(shè)計，在能滿足我的課程設(shè)計的技術(shù)指標(biāo)要求的情況下，我門選擇直接載波調(diào)頻的方案來設(shè)接調(diào)頻發(fā)射機。</p><p>　　直接調(diào)頻最常見有變?nèi)荻O管調(diào)頻，使用VCO實現(xiàn)變?nèi)荻O管直接調(diào)頻。許多中小功率的調(diào)頻發(fā)射機都采用變?nèi)荻O管直接調(diào)頻技術(shù)，即在工作于發(fā)射載頻的LC振蕩回路上直接調(diào)頻，采用晶體振蕩器和鎖相環(huán)路來穩(wěn)定中心頻率。較之中頻調(diào)制和倍頻方法，這種方法

26、的電路簡單、性能良好、副波少、維修方便，是一種較先進的頻率調(diào)制方案。</p><p>　　另外一種更為簡單的直接調(diào)頻方法是用三極管直接調(diào)頻。原理是三極管組成共基極超高頻振蕩器，基極與發(fā)射極的電壓隨基極輸入的音頻信號變化而變化，從而改變高頻振蕩的頻率，最終實現(xiàn)頻率的調(diào)制。</p><p>　　由于采用變?nèi)荻壒苷{(diào)頻，對高頻軛流圈的參數(shù)要求比較苛刻。這樣會使設(shè)計電路變得困難。因此采用三極管直接

27、調(diào)制的方法，這樣不僅能夠?qū)崿F(xiàn)FM調(diào)頻，而且使電路變得非常簡潔。此方案也有以下三種方案選擇：</p><p>　?。?）方案一：考畢茲振蕩器</p><p>　　考畢茲振蕩器其振蕩頻率為f=,式中L=++2M，此方案比較容易起振，調(diào)整也方便，但輸出的波形不好，在頻率較高時不易起振。</p><p>　?。?）方案二：克拉潑振蕩器</p><p>

28、;　　克拉潑振蕩器其振蕩頻率為f=，式中C=，</p><p>　　此電路的頻率穩(wěn)定度較好，但在振蕩范圍較寬時，輸出幅度不均勻，且頻率升高后不易起振，其主要用于固定頻率或波段范圍較窄的場8合。</p><p>　　（3）方案三：西勒振蕩器</p><p>　　西勒振蕩器其振蕩頻率為f=，式中C=+，這種振蕩器較易起振，振蕩頻率也較為穩(wěn)定，波形失真較小，當(dāng)參數(shù)設(shè)置得當(dāng)

29、時，其頻率覆蓋系數(shù)較大。</p><p>　　基于以上分析，我們決定選用方案三調(diào)頻。</p><p>　　方案四：本方案的調(diào)頻發(fā)射機主要由四個基本模塊組成，第一級是由駐極體話筒構(gòu)成的聲-電轉(zhuǎn)換電路；第二級是超高頻振蕩調(diào)制器；第三級音頻放大電路；第四級高頻功率放大器；總體電路如下圖（1），該電路由聲--電轉(zhuǎn)換、音頻放大器、高頻振蕩調(diào)制器和高頻功率放大器等部分組成。聲--電轉(zhuǎn)換器由駐極體話筒M

30、1擔(dān)任，它拾取周圍環(huán)境聲波信號后即輸出相應(yīng)電信號，經(jīng)C16送至Q1的基極進行頻率調(diào)制,Q1組成共基極超高頻振蕩器，基極與集電極的電壓隨基級輸入的音頻信號變化而變化，從而改變高頻振蕩的頻率，最終實現(xiàn)頻率的調(diào)制。再經(jīng)C12輸入到晶體管Q2，Q2擔(dān)任音頻放大器，對已調(diào)音頻信號進行放大，再經(jīng)過C10輸入到晶體管Q3，Q3擔(dān)任功率放大器，對信號再次放大，使信號功率足夠大，達到發(fā)射遠(yuǎn)的目的。且元件利用少，且成本低廉，接線簡單。</p>

31、<p>　　第1章 電路的設(shè)計</p><p>　　一、電路整體設(shè)計介紹</p><p>　　如圖（1）所示，這個設(shè)計的聲音調(diào)頻電路采用常用分立元件構(gòu)成的電路。射頻電路有高頻振蕩器，緩沖放大器，末級功率放大器及天線組成。高頻振蕩器用來產(chǎn)生載頻信號，頻點落在88-108MHz內(nèi)，（測得頻率為88.9MHZ）通過改變電感量與可調(diào)電容即可改變發(fā)射頻率。在音頻信號的作用下，通過改變晶

32、體管極間電容實現(xiàn)調(diào)頻，產(chǎn)生相應(yīng)的調(diào)頻波，射頻信號由Q1的發(fā)射極輸出，送到Q3,L2,C3,R3等組成的緩沖放大器進行功率提升，并可減輕末級放大電路對振蕩器的影響。末級為高頻甲類窄帶放大，對射頻功率再進一步放大，經(jīng)C8耦合到發(fā)射天線向周圍空間輻射。由于高頻電路受干擾嚴(yán)重，如果電源從前級接進去，干擾信號會經(jīng)過每一級的放大，越來越強，所以Vcc應(yīng)該從末級接入。</p><p>　　圖1 總體電路的設(shè)計</p&

33、gt;<p>　　調(diào)頻電路是通過改變晶體管極間電容實現(xiàn)調(diào)頻的，由于任何PN結(jié)在輸入電壓時，輸入電壓的變化將會引起結(jié)電容變化，即所謂的變?nèi)菪?yīng)。因此，利用變?nèi)菪?yīng)也可實現(xiàn)調(diào)頻。</p><p>　　圖（1）中，Q1,L1,C1,C11, C14, C13,Cb’c構(gòu)成電容三點式振蕩電路，其工作原理如下： 對高頻而言，Q1基極是接地的，所以是共基極電路?；鶚O-基極間的結(jié)電容Cb’c并聯(lián)在L1，C3諧振回

34、路兩端，能影響振蕩頻率。調(diào)制電壓加于Q1基極，可改變Q1的基極電壓，使發(fā)射極與基極間的輸入電壓發(fā)生變化，從而使結(jié)電容Cb’c跟隨調(diào)制電壓而變化，這就實現(xiàn)了調(diào)頻。在經(jīng)過Q3,Q2放大后由天線發(fā)射出去。</p><p>　　第2章 單元電路</p><p><b>　　一、聲--電電路</b></p><p>　　（1）由于要接入麥克風(fēng)，所以要

35、給麥克風(fēng)提供驅(qū)動電壓，驅(qū)動電壓要適當(dāng)，防止直流電通過防止過大的電流將晶體三極管燒壞，但又不能太大，通過20k的電阻R1實現(xiàn)， C16為耦合電容有隔直通交的作用，準(zhǔn)許音頻信號加載到后一級。同時MP3等類型的隨身聽或者手機在接有立體聲插頭后也可以達到發(fā)射功能，通過S1來控制兩個的切換。電路如右圖2所示： </p><p><b>　　圖2聲電電路</b></p>

36、<p><b>　　二、LC振蕩器</b></p><p>　　LC調(diào)頻振蕩器——主振級：是正弦波自激振蕩器，用來產(chǎn)生頻率的高頻振蕩信號，由于整個發(fā)射機的頻率穩(wěn)定度由它決定，因此要求主振級有較高的頻率穩(wěn)定度，同時也有一定的振蕩功率(或電壓)，其輸出波形失真要小。采用西勒振蕩器構(gòu)成。具體電路如圖（3） </p><p><b>

37、;　　圖3 西勒振蕩電路</b></p><p>　　本設(shè)計采用較為穩(wěn)定的西勒震蕩電路如圖3所示三極管T2應(yīng)為甲類工作狀態(tài)，其靜態(tài)工作點不應(yīng)設(shè)的太高，工作點太高振蕩管工作范圍易進入飽和區(qū)，輸出阻抗的降低將使振蕩波形嚴(yán)重失真，但工作點太低將不易起振。</p><p>　　這是射頻發(fā)射器的頻率發(fā)生器，通過C13 、C14、 C11、 C1、L1組成改進型電容三點式（西勒振蕩器），以

38、為C1與L1并聯(lián)，所以又稱為并聯(lián)型電容三點式振蕩器。由于C11、C14遠(yuǎn)大于C1，所以回路電容C計算公式如下：</p><p>　　C=C1+C11C14C13/(C11C14+C11C13+C11C14) ≈C1+C11</p><p>　　中心頻率：f0=1/(L（C1+C11）) ½ </p><p>　　實際電路中通過調(diào)節(jié)電感值就可以得到所需要

39、的頻率。這里C6是與下一級放大電路的耦合電容，作用是隔直流，保護電路。</p><p>　　小功率振蕩器的靜態(tài)工作電流ICQ為1—4mA，ICQ偏大，振蕩幅度增加，但是波形失真嚴(yán)重，頻率穩(wěn)定性變差。C1、L1與C13、C14組成并聯(lián)諧振回路，其中C14兩端電壓構(gòu)成振蕩器的反饋電壓ＵＢＥ，以滿足∑∮＝２n∏，比值C13∕C14=F決定反饋電壓的大小，當(dāng)AVO=1的時候，振蕩器滿足振蕩平衡條件 ，電路的起振條件為AV

40、OF>1，為減小晶體管的極間電容對回路振蕩頻率的影響，Ｃ１３，Ｃ１４的值要盡可能的大。</p><p>　　根據(jù)西勒振蕩器的原理，Ｃ１≤Ｃ１３，Ｃ１≤Ｃ１４，則回路的振蕩頻率ｆ０主要由C1決定，如果C1為幾十皮法，Ｃ１３、C14可取幾百皮法至幾千皮法。反饋系數(shù)F一般為1/2—1/8。而一般的諧振回路Ｌ與電容的C∑的值之間關(guān)系取為L/ C∑=10^5—10^6</p><p><

41、b>　　參數(shù)計算</b></p><p><b>　　（一）、電容估算</b></p><p>　　以上估算各電容的值時，應(yīng)該盡力選擇標(biāo)準(zhǔn)電容值，為方便調(diào)整振蕩頻率，Ｃ１的電容用可變電容調(diào)節(jié)。經(jīng)查三極管9018的靜態(tài)結(jié)電容Cb’c為2pF，取　　　　C１１,C１４,C１３的值分別為：10Pf,39Pf,102pf。</p><p&

42、gt;　?。ǘ⑵秒娮璧挠嬎?lt;/p><p>　　偏置電阻決定靜態(tài)工作點，所以要計算偏置電阻首先要先確定主振蕩器的靜態(tài)工作電流IＣＱ。一般小功率振蕩器的靜態(tài)工作電流IＣＱ為１――４mA，則選擇IＣＱ=4mA，根據(jù)所選晶體管的型號確定電流放大倍數(shù)β的值，則：</p><p>　　Ue≤0.2Vcc取Vcc=5V，則，Ｕe=1V,Ie取4mA,則Ｒe=1/4mA=0.25k,取100Ω。&

43、lt;/p><p>　　設(shè)流過R2的電流為Ｉ１，流過基極的電流為ＩBQ，則Ｉ１=ＩBQ，Ｉ１=(5--10)ＩBQ,Ie=4mA≈Ic=βＩBQ, β=50，∴ＩBQ=4/50=0.08mA,則R2=（5-3）/0.08=25k,取R2=27K</p><p><b>　　三、音頻放大電路</b></p><p>　　音頻放大電路由共射放大電路構(gòu)成

44、。由調(diào)制級轉(zhuǎn)換過來的音頻信號非常弱，因此必須再加上一級共射放大的電路。然而要使共射放大電路工作在放大區(qū)，必須有合適的靜態(tài)工作點Q。 </p><p>　　a、靜態(tài)工作點的測量</p><p>　　測量放大器的靜態(tài)工作點，應(yīng)在輸入信號Ui=0的情況下進行，即將放大器輸入端與地端短接，然后選用量程合適的直流毫安表和直流電壓表，分別測量晶體管的集電極電流Ic以及各電極對地的電位UB、Uc、UE。

45、一般實驗中，為了避免斷開集電極，所以采用測量電壓UE或Uc，然后算出Ic的方法，例如，只要測出UE，即可用：算出Ic(也可根據(jù)，由Uc確定Ic)同時也能算出UBE= UB-UE，UcE= Uc-UE。</p><p>　　圖1 實物圖 直流等效電路</p><p><b>

46、　　靜態(tài)工作點的調(diào)試</b></p><p>　　放大器靜態(tài)工作點的調(diào)試是指對管子集電極電流Ic（或UcE）的調(diào)整與測試。靜態(tài)工作點是否合適，對放大器的性能和輸出波形都有很大影響。如工作點偏高，放大器在加入交流信號</p><p>　　以后易產(chǎn)生飽合失真，此時Uo的負(fù)半周將被削底，如上圖2所示；如工作點偏低則易產(chǎn)生截止失真，即Uo的正半周被削頂（一般截止失真不如飽合失真明顯），

47、如圖2所示。這些情況都不符合不失真放大的要求。所以在選定工作點以后還必須進行動態(tài)調(diào)試，即在放大器的輸入端加入一定的輸入電壓Ui，檢查輸出電壓Uo的大小和波形是否滿足要求。如不滿足，則應(yīng)調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點的位置。</p><p>　　這是電路的一級放大，由于通過調(diào)制電路的信號很小所以要用甲類放大器，以防止失真或無法達到放大作用，這里負(fù)載采用L2、C3并聯(lián)諧振回路達到選聘和匹配作用。R3的作用是給基極提供偏置電壓，設(shè)置三

48、極管的靜態(tài)工作點和設(shè)置放大倍數(shù)。C2濾波減小干擾。</p><p><b>　　四、功率放大級：</b></p><p>　　為了獲得較大的功率增益和較高的集電極效率，該級可采用共發(fā)射極電路，且工作在甲類狀態(tài)，輸出回路用來實現(xiàn)阻抗匹配并進行濾，如下圖為諧振功率放大器的原理電路圖：</p><p>　　其中Zl為外接負(fù)載，Lr Cr 為匹配網(wǎng)絡(luò)，

49、它們與外接負(fù)載共同組成并聯(lián)諧振回路，調(diào)Cr使回路諧振在輸入信號上，為實現(xiàn)丙類功放，基極偏置電壓Vbb應(yīng)該沒在功率管的截至區(qū)內(nèi)。</p><p>　　若忽略基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)及管子結(jié)電容的影響，則輸入信號電壓Vb（t）=（coswt）*Vbm，根據(jù)，集電極電流波形是一串周期重復(fù)的脈沖序列，脈沖寬度小于半個周期，用傅里葉級數(shù)展開可得：</p><p><b>　　……</b>

50、;</p><p>　　由于集電極諧振回路調(diào)諧在輸入信號頻率上，因而它對ic中的基波分量呈現(xiàn)的阻抗最大，且為純電阻，稱為諧振電阻。為回路諧振角頻率，Qe= /RL為回路有載品質(zhì)因素，而諧振回路上對中的其他分量呈現(xiàn)的阻抗均很小，這樣可以近似認(rèn)為回路上僅有由基波分量產(chǎn)生的電壓，Vc，而平均分量和各次諧波分量產(chǎn)生的電壓均可忽略，因而可在負(fù)載上得到不失真信號功率。</p><p>　　利用諧振回

51、路的選頻作用，可以將失真的集電極電流脈沖變換為不失真的余弦電壓，同時還可以將含有電抗分量的外接負(fù)載變換為諧振電阻Re，而且調(diào)節(jié) ，還能保持回路諧振時使Re等于放大管所需的集電極負(fù)載，實現(xiàn)阻抗匹配，因此在諧波功率放大器中，諧振回路起了選頻和匹配的雙重作用。</p><p>　　功率放大器的基極偏置電壓VBE是利用發(fā)射極電流的直流分量IEO（≈ICO）在射極電阻上產(chǎn)生的壓降來提供的，故稱為自給偏壓電路。當(dāng)放大器的輸入

52、信號為正弦波時，集電極的輸出電流iC為余弦脈沖波。利用諧振回路LC的選頻作用可輸出基波諧振電壓vc1,電流ic1。圖1-3畫出了丙類功率放大器的基極與集電極間的電流、電壓波形關(guān)系。分析可得下列基本關(guān)系式：</p><p>　　式中，為集電極輸出的諧振電壓及基波電壓的振幅；</p><p>　　為集電極基波電流振幅；為集電極回路的諧振阻</p><p>　　抗。

53、 </p><p>　　式中，PC為集電極輸出功率</p><p>　　式中，PD為電源VCC供給的直流功率；ICO為集電極電流</p><p>　　脈沖iC的直流分量。圖1-3 </p><p><b>　　放大器的效率為</b></p><p>　　最后一級設(shè)為甲類放大，以提

54、高發(fā)射功率使已調(diào)信號可以發(fā)射更遠(yuǎn)，集電極同樣采用L3、C7并聯(lián)諧振電路選頻匹配。后面通過旁路電容C14=33PF的極性電容濾除無用的小信號，減小干擾。再通過C8將調(diào)制信號耦合到天線上去。</p><p><b>　　參數(shù)計算</b></p><p>　　（一）、旁路電容選取</p><p>　　以上估算各電容的值時，應(yīng)該盡力選擇標(biāo)準(zhǔn)電容值，一般

55、應(yīng)使旁路電容C15的容抗為與其并聯(lián)的電阻值的1/20—1/10，但是，當(dāng)與其并聯(lián)電阻的值如果較大時，應(yīng)該當(dāng)使Ｃ１５的容抗為幾十歐甚至是幾歐。由下面計算可得并聯(lián)的電阻為１Ｋ則，這里選取C15為100uF. </p><p>　　（二）、偏置電阻的計算</p><p>　　偏置電阻決定靜態(tài)工作點，所以要計算偏置電阻首先要先確定主振蕩器的靜態(tài)工作電流IＣＱ。一般小功的靜態(tài)工作電流IＣＱ為2――1

56、0mA，則選擇IＣＱ=2mA，根據(jù)所選晶體管的型號確定電流放大倍數(shù)β的值，則根據(jù)下面的計算出個電阻值，選取最接近的標(biāo)稱電阻值：</p><p>　　由Re=Ue/Ie≈Ue/IＣ確定Re,一般Ue=0.2Vcc</p><p>　　由流過R9的電流ＩB2=10ＩBQ=10IＣＱ/β確定Ｒ９＝UBQ/IB2=(UEQ+UBE)/IB2，式中ＵEQ=ICQRe</p><p

57、>　　由ＵＢＱ＝R4/(R4+R7)Vcc,確定R4=R7（Vcc/UBQ-1）</p><p>　　第三章 調(diào)頻發(fā)射機元件說明</p><p><b>　　3．1 原理圖</b></p><p><b>　　3.2 PCB圖</b></p><p>　　3.3各個元器件說明</p>

58、;<p>　　MIC是駐極體話筒，它的作用就是感應(yīng)空氣中聲波的微弱震動，并輸出跟聲音變化規(guī)律一樣的電信號。一般可以輸出十幾毫伏以上的音頻信號，這個信號足以調(diào)至下一級的高頻振蕩信號的頻率。它有正負(fù)之分，一般和外殼相同的是腹肌。如是MIC駐極話筒的偏置電阻，有了這個電阻，話筒才能輸出音頻信號，這是因為MIC駐極話筒內(nèi)部本身有一極場效應(yīng)管放大電路，用來阻抗匹配和提高輸出能力等作用。但是話筒不應(yīng)選靈敏度太高的，否則容易出現(xiàn)聲反饋，

59、出現(xiàn)自己叫聲。</p><p>　　C16是音頻信號耦合電容，將話筒感應(yīng)輸出的聲音電信號傳遞到下一級。C13是Q9018的基極濾波電容，一方面濾除高頻雜音，另一方面讓三極管的高頻電位為0。</p><p>　　R2是三極管的集電極偏置電阻，它們起限制集電極電流Ic的作用。</p><p>　　R7極管的發(fā)射極電阻，這里起到穩(wěn)定直流工作點作用，和C8構(gòu)成了高頻信號負(fù)載

60、電阻作用，也是整個高頻振蕩回路的一部分。</p><p>　　C1和L1組成并聯(lián)諧振回路，起到選擇振蕩頻率的主要作用，改變C1的容量或者L1的形狀（包括圈數(shù)），可以方便的改變發(fā)射頻率。</p><p>　　C1、C11、C14構(gòu)成了電容三點式振蕩，C11是反饋電容，是電路起振的關(guān)鍵。</p><p>　　C12是耦合電容，具有阻直傳交的作用，阻止每級之間的靜態(tài)工作點

61、相互影響。</p><p>　　R3的作用是給基極提供偏置電壓，設(shè)置三極管的靜態(tài)工作點和設(shè)置放大倍數(shù)。</p><p>　　C8是高頻信號輸出耦合電容，目的是為了讓讓高頻信號變成無線電波輻射到天空中。因此，天線最好豎直向上，長度最好等于無線電波的頻率波長（或者整數(shù)倍），四周應(yīng)該開闊，不要有金屬物阻擋。一般在λ/4長的時候傳輸效果最好，根據(jù)λ=C/f其中(C=3*10^8)</p>

62、;<p>　　C7和L3組成并聯(lián)諧振回路，起到選擇振蕩頻率的主要作用。</p><p>　　C2、C4和C6為濾波電容，起到電容濾波作用，濾除高頻雜信號，防止它影響直流靜態(tài)工作點。</p><p>　　3.4、PCB板的設(shè)計與制作：  </p><p>　　頻率對饋電電源，地線分布等電磁兼容問題都有著嚴(yán)格的要求。是因為電源和噪聲能耦合到系統(tǒng)中

63、，使得噪和雜散變壞。因此，在布局PCB板圖時，應(yīng)做到以下幾點： </p><p>　?。?）單獨穩(wěn)壓，穩(wěn)壓器的輸入輸出端都要接有濾波電路； </p><p>　　（2）布線元件排列應(yīng)該盡量整齊； </p><p>　　（3）電源應(yīng)該加寬，約為1mm寬，信號線寬也要達到0.75mm。 </p><p>　　采取以上措施能夠有效地濾除所有無用頻率

64、和電源紋波，抑制各種干擾和噪聲降低頻率合成器的相位噪聲和雜散。使本電路完全滿足了系統(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。相位噪聲小于 -100dBc/Hz/10kHz，非線性失真小于0.1%，音頻頻率響應(yīng)非常理想，與此同時，載波頻率穩(wěn)定度控制在200Hz以內(nèi)，輸出信號頻率偏差不超過20kHz，各項指標(biāo)滿足技術(shù)要求。而且，本電路調(diào)試量小，成本也不高。 注意在焊接時一定要小心、謹(jǐn)慎，盡

65、量避免將兩種不同的元件焊在一起，以防發(fā)生短路。另外在焊接時一定要看準(zhǔn)再焊，以免各種元件發(fā)生混亂。</p><p>　　第四章 電路的調(diào)試及調(diào)試結(jié)果</p><p>　　4.1、電路的調(diào)試    排版電路板，然后將所有元件連同天線一并按設(shè)計好的電路焊在PCB板上，對安裝焊接工藝要求是：盡量縮短高頻部分元件引線；電阻，電容盡可能臥式安裝，并無虛焊，脫

66、焊現(xiàn)象。    發(fā)射機音頻線接入音頻信號，調(diào)空心線圈L1，使頻率在要求范圍之內(nèi)，可收到清晰的話音信號，調(diào)空心線圈L2可以防止波形的失真，調(diào)L3空心線圈可以加遠(yuǎn)發(fā)射距離（只要調(diào)整好頻率覆蓋就行）。反復(fù)調(diào)整幾次能夠收到參考信號為止。在焊接時請按先焊小元件再焊大元件的原理進行操作。原件盡量貼著底板，“對號入座”不得將元件錯焊，焊完后反復(fù)檢查有無虛假錯焊，有無托錫短路照成的故障。</p><p>

67、;<b>　　4.2、調(diào)試結(jié)果</b></p><p>　　一級三極管發(fā)射級 波形圖 二級三極管集電極波形圖</p><p>　　三級三極管集電極波形圖 天線波形圖</p><p>　　用示波器測的天線那邊的頻率為89.0574ＭHz，用四六級耳機調(diào)到該頻率就可

68、以收到，不過經(jīng)檢測，調(diào)試的時候在88.9ＭHz收到音質(zhì)會比較好。</p><p>　　實物圖接好后，對著PCB圖和原理圖查看電路，確定元件焊接沒有錯誤后，接入+5V的電壓，發(fā)現(xiàn)當(dāng)一接上-5V的電源時，電源的二極管熄滅，判斷為電路出現(xiàn)短路問題，用萬用表測量各點之間電阻，由于電路比較簡單，因此很快就查處短路點了，由于麥克風(fēng)的正負(fù)極焊點相離很近，因此焊接的時候短路了。于是用刀子刮去短路的部分后，問題就解決了。當(dāng)接上示波

69、器，用示波器測量調(diào)制輸出端，檢測到的是未知信號，一開始以為是元件接觸不良，擺弄后出現(xiàn)了失真的波形。后聽一同學(xué)提醒，發(fā)現(xiàn)有個2.7K的電阻接成了27K了，于是換掉了電阻，繼續(xù)測量有檢測到正弦信號但是輸出的頻率只有幾HZ到幾KHZ，根本達不到M的頻率要求，此時只有改變L1的電感值，當(dāng)撥弄電感，使其變疏時，發(fā)現(xiàn)確實出現(xiàn)了89M的正弦信號。但是很不穩(wěn)定，而且跳動范圍很大。此時從第一級輸出開始測量，檢查前兩級都有信號后，示波器在第三級也測出89M

70、多的頻率信號后用音頻音樂作為輸入信號，用聽力耳機跳到89M 的頻率聽是否能收到音頻信號，一開始能聽到聲音，但有干擾信號，而且接受的距離很有限，只到門口就沒有了，聲音也非常不穩(wěn)定，于是繼續(xù)進行調(diào)試，由于電感沒接好，所以我又重新接過電</p><p>　　第六章 實驗總結(jié)及心得體會</p><p>　　高頻電路由于受分布參數(shù)及各種耦合與干擾的影響，其穩(wěn)定性比起低頻電路來要差些，因此調(diào)試工作

71、比較復(fù)雜，特別是整機調(diào)試，需要細(xì)致耐心，前后級多次反復(fù)調(diào)整，直到滿足技術(shù)指標(biāo)要求。切記不要急燥，更不能盲目地更改參數(shù)，負(fù)責(zé)事半功半，達不到預(yù)期效果。</p><p>　　這個實驗是關(guān)于小功率調(diào)頻發(fā)射機工作原理分析及其安裝調(diào)試，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(xué)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。在實驗過程中，通過選取元件、確定電路形式、

72、以及計算等等，提高我們的動手能力，同時通過調(diào)試來發(fā)現(xiàn)自己的錯誤并分析及排除這些故障，使我們對小功率放大器知識得到了加深。</p><p>　　我認(rèn)為焊接電路板要注意以下幾點：</p><p>　　1、要先檢查所有的元件是否可用，焊接三極管時應(yīng)分清基極，集電極，發(fā)射極；</p><p>　　2、焊接時要注意防止虛焊，電容電感盡量臥式安裝，焊接完成后盡量縮短高頻部分的元

73、件引線，但不用剪太短，否則不容易更改；</p><p>　　3、接地線時不能貪圖省事，用錫一直拉一排連接各管腳的地這樣不易更改線路，應(yīng)仍使用導(dǎo)線連接，便于修改；</p><p>　　4、繞中周時應(yīng)有規(guī)律的繞，均勻的繞，從下到上或者從上到下，切不可上面繞幾圈下面繞幾圈，這樣在調(diào)節(jié)的時候會出錯，焊接漆包線時一定要將焊接處的漆刮干凈，最好用火燒，繞完后要用萬用表測試其是否導(dǎo)通；</p>

74、;<p>　　5、電源線和地線排放的位置不能靠太近，否則用鱷魚夾加電時易發(fā)生短路碰電；</p><p>　　在調(diào)試過程中應(yīng)該注意以下幾點： </p><p>　?。?） 用電壓表測量一下三極管的管腳電壓是否滿足該設(shè)計的要求。 （2）用頻率計測出發(fā)射極所發(fā)射的頻率是否為88-108M HZ，如果不是，試著調(diào)解L1改變振蕩頻率。</p><

75、;p>　　(3)如果在天線處觀察波形的峰峰值不在2-3 V的話，則應(yīng)在發(fā)射極的電阻個并聯(lián)一個電容，以使其提高。</p><p>　　這個實驗是關(guān)于小功率調(diào)頻發(fā)射機工作原理分析及其安裝調(diào)試，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(xué)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。在實驗過程中，通過選取元件、確定電路，綜合布線等提高了我們的動手

76、能力，同時通過調(diào)試來發(fā)現(xiàn)自己的錯誤并分析及排除這些故障，使我們對小功率放大器的知識得到了加深！ </p><p>　　本次作品設(shè)計我們共用了三個時間段進行制作及調(diào)試，最終滿足了設(shè)計要求。設(shè)計過程初期遇到了一定困難，比如電路的排版不好，焊接中出現(xiàn)虛焊，電阻辨認(rèn)錯誤等問題，最終在我們的共同努力下解決了這些問題。 </p><p>　　在這課程設(shè)計的的4.5天里，我收獲真的很大，這得感謝我們的指

77、導(dǎo)老師，記得在答辯時，我們班對實驗原理講解出現(xiàn)了一點小問題，還是老師一點一點的給我們改正，講解怎樣做才是正確，最后我才能很快的完成實驗，也很感謝一起實驗的同學(xué)們，在相互幫助下一個一個的都完成了實驗，尤其在第一次聽到自己做的發(fā)射機發(fā)射出的聲音時，真的好開心，這段時間過得真的很充實，在此，我真心的感謝敬愛的老師和親愛的同學(xué)們，謝謝你們。本次設(shè)計使我深刻認(rèn)識到：凡事不能投機取巧，無論做什么事情都要腳踏實地，一步一個腳印，同時要做到勤學(xué)好問。由

78、于自己能力有限，對于原理部分的設(shè)計在借鑒別人的基礎(chǔ)上也應(yīng)該認(rèn)真消化吸收，使之轉(zhuǎn)化為自己的知識拿來應(yīng)用。也應(yīng)該明確到：盡信書不如無書，書本上的知識也不一定是完全正確的，也要通過實踐才能印證。不能死讀書，應(yīng)該要做到理論聯(lián)系實際，更加注重動手能力，這樣才能在專業(yè)水平有一定的造詣。下面是我覺得可以在此發(fā)射機的基礎(chǔ)上進行的拓展方面。</p><p>　?。?）本次的設(shè)計要求不高，在發(fā)射的距離要求較低，因此可以在發(fā)射距離上做

79、進一步的改善：通過增加功率放大級的級數(shù)來提高發(fā)射功率或者將普通的諧振放大電路改為丙類放大器，以提高發(fā)射效率。</p><p>　?。?）調(diào)頻發(fā)射機的頻率通常為固定不可調(diào)，在擴展設(shè)計中可以通過改變振蕩回路中LC的具體參數(shù)來調(diào)整載波頻率，并增加一個液晶頻率顯示器以顯示當(dāng)前頻率，最終實現(xiàn)發(fā)射頻率可調(diào)的功能。</p><p>　　（3）可以設(shè)計一個具有編碼（攜帶密碼信號）功能的調(diào)頻發(fā)射器，并相應(yīng)設(shè)

80、計對應(yīng)的解碼接受電路，以實現(xiàn)信號加密傳輸?shù)墓δ堋?lt;/p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 高吉祥，高頻電子線路，電子工業(yè)出版社，2005.1</p><p>　　[2] 張肅文，高頻電子線路，高等教育出版社，1999.8</p><p>　　[3] 謝自美，電子線路設(shè)計·實驗&

81、#183;測試，華中理工大學(xué)出版社，2000.5</p><p>　　[4] 黃智偉，全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽，北京航空航天大學(xué)出版社，2006.12</p><p>　　[5] 楊翠娥，高頻電子線路實驗與課程設(shè)計，哈爾濱工程大學(xué)出版社，2001.9</p><p>　　[6] 謝嘉奎，高頻電子線路，高等教育出版社，2001.3</p><p>