《現(xiàn)代通信電子線路綜合設(shè)計》課程設(shè)計

1、<p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　學(xué)生姓名： 葉偉超 專業(yè)班級： 通信1005 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 周云耀 工作單位： 信息工程學(xué)院 </p><p>　　題 目： 通信電子線路設(shè)計

2、 </p><p><b>　　起始條件：</b></p><p>　　通信電子線路知識、9018</p><p>　　要求完成的主要任務(wù): </p><p>　　設(shè)計一個高頻諧振小信號放大器</p><p>　　LC三點式反饋振蕩器與晶體振蕩器設(shè)計</

3、p><p>　　高頻諧振功率放大器電路設(shè)計</p><p><b>　　時間安排：</b></p><p>　　指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日</p><p>　　系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日</p>

4、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　1設(shè)計任務(wù)與要求1</p><p>　　1.1高頻小信號調(diào)諧放大器的電路設(shè)計1</p><p>　　1.2 LC三點反饋式振蕩器設(shè)計1</p><p>　　1.3 高頻諧振功率放大器電路設(shè)計與制作2</p><p>　　2

5、高頻小信號調(diào)諧放大器的電路設(shè)計3</p><p>　　2.1高頻小信號調(diào)諧放大器簡介3</p><p><b>　　2.2設(shè)計過程3</b></p><p>　　2.3單諧調(diào)小信號放大器仿真6</p><p>　　2.3仿真結(jié)果分析9</p><p>　　3LC三點式反饋振蕩器與晶體振蕩

6、器設(shè)計與制作10</p><p>　　3.1三點式反饋振蕩器與晶體振蕩器簡介10</p><p>　　3.2電容三點式振蕩器工作原理分析10</p><p>　　3.3電路結(jié)構(gòu)14</p><p>　　3.4靜態(tài)工作電流的測定14</p><p>　　3.5確定主振回路元器件15</p>&l

7、t;p>　　3.5振蕩器的仿真16</p><p>　　3.6 仿真結(jié)果分析17</p><p>　　4高頻諧振功率放大器電路設(shè)計與制作18</p><p>　　4.1 高頻諧振功率放大器簡介18</p><p>　　4.2高頻諧振功放電路的工作原理18</p><p>　　4.3高頻諧振功放的工作狀態(tài)

8、確定及參數(shù)設(shè)置19</p><p>　　4.4電路仿真測試21</p><p>　　4.5 仿真結(jié)果分析22</p><p>　　5收獲、體會和建議23</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：25</b></p><p><b>　　摘要</b></p>

9、<p>　　《通信電子線路》是一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，又稱為“高頻電子線路”，它涵蓋了通信和電子線路的主要基礎(chǔ)內(nèi)容，在電氣信息類專業(yè)中占有極其重要的地位，是通信工程、電子信息工程、生物醫(yī)學(xué)工程3個專業(yè)學(xué)生的必修課，同時也是一門理論與實際聯(lián)系非常緊密、工程實踐性很強的課程。本課程是以通信系統(tǒng)為主要研究對象，研究構(gòu)成發(fā)送、接收設(shè)備的各單元電路、典型線路。對通信方式的調(diào)制（調(diào)幅、調(diào)頻）、解調(diào)（檢波、鑒頻）、混頻、振蕩的原理作了詳細(xì)的理

10、論分析；在此基礎(chǔ)上對各種典型的實現(xiàn)電路作了詳細(xì)的工作原理分析；提出了各種電路的性能要求。它以理解概念、實現(xiàn)功能為主。在講述器件和電路特點的同時，重點介紹了各種電路的機理，強調(diào)了概念的應(yīng)用、功能的實現(xiàn)；同時理論與實踐相結(jié)合，電路緊密圍繞通信系統(tǒng)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論的同時建立起整機的概念。 </p><p>　　本論文主要針對高頻小信號調(diào)諧放大器的電路設(shè)計與仿真、LC三點式反饋振蕩器與晶體振蕩器設(shè)計與制作和高頻諧振功率

11、放大器電路設(shè)計與制作，對我們理論知識的應(yīng)用提高到一個新的層次，提高我們的動手能力，設(shè)計能力。</p><p>　　關(guān)鍵詞:　通信電子線路；小信號放大器；振蕩器；功率放大器</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Communication electronic circuits is a professiona

12、l foundation courses, also known as "high-frequency electronic circuits, it covers the basic content of the main lines of communication and electronic occupies an extremely important position in the electrical speci

13、alty in Communication Engineeringelectronic information engineering, biomedical engineering students required course, is also a theory with actual contact is very close, very practical engineering courses. This course is

14、 a communicatio</p><p>　　This thesis is focused on the design and simulation of high-frequency small-signal tuned amplifier circuit LC three-point feedback oscillator and crystal oscillator design and produc

15、tion, and high-frequency resonant power amplifier circuit design and production of our theoretical knowledge of applications increased to a new level, to improve our ability, design ability.</p><p>　　Keyword

16、s: electronic communication line; small-signal amplifier; oscillator; power amplifier</p><p><b>　　1設(shè)計任務(wù)與要求</b></p><p>　　1.1高頻小信號調(diào)諧放大器的電路設(shè)計</p><p>　　1.1.1主要技術(shù)指標(biāo)</p>

17、<p>　　諧振頻率：＝6.5MHz,</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><

18、p><b>　　1.1.2給定條件</b></p><p>　　回路電感L=4μH,，，，晶體管用9018，β=50。查手冊可知，9018在、時，，,，，，。</p><p>　　負(fù)載電阻。電源供電。</p><p><b>　　1.1.3要求</b></p><p>　　給出設(shè)計原理、設(shè)計過

19、程、電路原理圖、各元件件型號或參數(shù)、實際測試結(jié)果。</p><p>　　1.2 LC三點反饋式振蕩器設(shè)計</p><p>　　1.2.1主要技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　振蕩頻率 頻率穩(wěn)定度 </p><p><b>　　輸出幅度 </b></p><p>　　采用西勒振蕩電路，

20、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>　　1.2.2給定條件</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><b>　　1.2.3要求</b&g

21、t;</p><p>　　給出設(shè)計原理、設(shè)計過程、電路原理圖、各元件件型號或參數(shù)、實際測試結(jié)果。</p><p>　　1.3 高頻諧振功率放大器電路設(shè)計與制作</p><p>　　1.3.1主要技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　電路的主要技術(shù)指標(biāo)：輸出功率Po≥125mW（設(shè)計時按200mW計算），工作中心頻率fo=465KHz，>65%。

22、</p><p><b>　　1.3.2給定條件</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,VCES=1.5V,fT=70MHz,hfe≥10，功率增益Ap≥13dB（20倍）。</p><p><b>　　1.3.3要求</b>&

23、lt;/p><p>　　給出設(shè)計原理、設(shè)計過程、電路原理圖、各元件件型號或參數(shù)、實際測試結(jié)果。</p><p>　　2高頻小信號調(diào)諧放大器的電路設(shè)計</p><p>　　2.1高頻小信號調(diào)諧放大器簡介</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:</p><p>　　只允許

24、所需的信號通過,即應(yīng)具有較高的選擇性。放大器的增益要足夠大。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2-1 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圖2-1，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

25、極（交流）電阻，他決定了回路的Q值，帶寬。為了減輕負(fù)載對回路的的影響，輸出采用了部分接入的方式。</p><p><b>　　2.2設(shè)計過程</b></p><p>　　2.2.1選定電路形式</p><p>　　根據(jù)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,可采用共射晶體管單調(diào)諧回路諧振放大器，設(shè)計參考電路見圖1-1所示。 &

26、lt;/p><p>　　圖2-2 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主要由和、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，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)

27、定性越好，故要求，一般硅管?。骸?lt;/p><p>　　2.2.2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，</p><p>　　設(shè)計電路中取 ，設(shè)。</p><p>　　因為： 而 所以：</p><p>　　因為： (硅管的發(fā)

28、射結(jié)電壓為0.7V) </p><p><b>　　所以： </b></p><p>　　因為： 所以：</p><p><b>　　因為： 而 取</b></p><p>　　則： 取標(biāo)稱電阻8.2K?</p><p><b>　　因為：

29、 </b></p><p>　　則：，考慮調(diào)整靜態(tài)電流的方便，用22K?電位器與15K?電阻串聯(lián)。</p><p>　　2.2.3諧振回來參數(shù)設(shè)計</p><p>　　（1）回路中的總電容C∑</p><p>　　因為： </p><p><b>　　則:&l

30、t;/b></p><p><b>　?。?）回路電容C</b></p><p><b>　　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>　?。?

31、）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，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，</p><p>　　即： </p><p>　　式中：K-系數(shù)，它與線圈的尺寸及磁性材料有關(guān)；</p><p>&

32、lt;b>　　N-線圈的匝數(shù)</b></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><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>　

33、　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></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&l

34、t;/p><p>　　2.2.4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。</p><p>　　2.3單諧調(diào)小信號放大器仿真</p><p>　　根據(jù)所給的電路原

35、理圖，然后要求計算后，用multisim做出符合要求的仿真電路圖。其電路圖如圖2-3所示。</p><p>　　圖2-3 高頻小信號諧振放大器仿真電路圖</p><p>　　諧振頻率如圖2-4所示。</p><p>　　圖2-4諧振頻率測量結(jié)果圖</p><p>　　放大倍數(shù)測量如圖2-5所示。</p><p>　　圖

36、2-5放大倍數(shù)測量圖</p><p>　　其同頻帶分析可以通過圖2-6得到。</p><p><b>　?。╝）</b></p><p><b>　?。╞）</b></p><p><b>　　圖2-5電路波特圖</b></p><p><b>

37、;　　2.3仿真結(jié)果分析</b></p><p>　　通過上面的各種仿真，可以得出，選頻網(wǎng)絡(luò)符合要求，放大倍數(shù)大于100倍也就是大于20db，其同頻帶也大約在500khz左右。所以所設(shè)計的電路符號設(shè)計的要求。</p><p>　　3 LC三點式反饋振蕩器與晶體振蕩器設(shè)計與制作</p><p>　　3.1三點式反饋振蕩器與晶體振蕩器簡介</p>

38、<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。&l

39、t;/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><p>　　3.2電容三點式振蕩器工作原理分析</p><p>　　圖3-1 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

40、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</p><p>　　研究的主要是LC三點式振蕩器。所謂三點式振蕩器，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3-1所示：</p><p>　　根據(jù)相位平衡條件，圖3-1 (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

41、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3-1 (b)）；若X2和X1均為感抗，X3為容抗，則為電感三點式振蕩器（如圖3-1 (c)）。由此可見，為射同余異。</p><p>　　共基電容三點式振蕩器的基本電路如圖3-2所示</p><p>　　圖3-2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

42、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

43、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， </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

44、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&

45、gt;<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，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

46、兩種：</p><p>　　1） 串聯(lián)型改進(jìn)電容三端式振蕩器(克拉潑電路)</p><p>　　電路組成如圖3-3示：</p><p>　　圖2-3克拉潑振蕩電路</p><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>

47、<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><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)

48、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振蕩器 。</p><p>　　2） 并聯(lián)型改進(jìn)電容三端式振蕩器(西勒電路)</p><p>　　圖3-4西勒振蕩電路</p>&

49、lt;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，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，電視接收機中用的比較多。 </p>

50、<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

51、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

52、頻率穩(wěn)定度比LC振蕩器高很多。</p><p><b>　　3.3電路結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計要求和條件可采用如圖3-5所示的電路結(jié)構(gòu)。</p><p>　　圖3-5 LC與晶體振蕩器電原理圖</p><p>　　3.4靜態(tài)工作電流的測定</p><p>　　合理地選擇振蕩器的

53、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，故選：</p><p>　　ICQ=2mA 、 VCEQ=6V、β=100</p><p><b>　　則有</b></p><p>

54、　　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 則有： UEQ =2mA×1K=2V</p><p>　　因：IBQ=ICQ/β 則有： IBQ =2mA/100=0.02mA</p><p>　　一般取流過Rb2的電流為5-10IBQ , 若取10IBQ&l

55、t;/p><p>　　因： 則： 取標(biāo)稱電阻12K?。</p><p>　　因： ： </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>　　3.5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

56、感L兩部分。確定這些元件參量的方法，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

57、系數(shù)F=C1/C2，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＝10μH</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 </p><p&

58、gt;　　取C3 =120pf，C4=51pf（用33Pf與5-20Pf的可調(diào)電容并聯(lián)），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。</p><p>　　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

59、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><b>　　3.5振蕩器的仿真</b></p><p>　　按照設(shè)計要求，結(jié)合計算元件參數(shù)，最后確定電路如圖3-6所示。用multisim畫出電路圖進(jìn)行仿真。</p><p>　　圖3-6振蕩器仿真電路圖</p><p>　　振蕩頻率如圖

60、3-7所示。</p><p>　　圖3-7 振蕩頻率測量圖</p><p>　　輸出波形測量如圖3-8所示。</p><p>　　圖3-8 輸出波形測量圖</p><p>　　3.6 仿真結(jié)果分析</p><p>　　根據(jù)所給的條件，和測量的仿真結(jié)果來看，我所設(shè)計的電路是符條件的，仿真平率在6M左右，而且波動很少，輸出

61、波形遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于0.3Vp-p。所以以上設(shè)計滿足設(shè)計要求。</p><p>　　4高頻諧振功率放大器電路設(shè)計與制作</p><p>　　4.1 高頻諧振功率放大器簡介</p><p>　　諧振功率放大器是一種用諧振系統(tǒng)作為匹配網(wǎng)絡(luò)的功率放大器，一般丙類工作，主要應(yīng)用在無線電發(fā)射機中，用來對載波信號或高頻已調(diào)波信號進(jìn)行功率放大。 </p><p>

62、;　　顧名思義,高頻功率放大器用于放大器高頻信號并獲得足夠大的輸出功率,常又稱為射頻功率放大器(Radio Frequency Power Amplifier)。它廣泛用于發(fā)射機、高頻加熱裝置和微波功率源等電子設(shè)備中。</p><p>　　4.2高頻諧振功放電路的工作原理</p><p>　　放大器工作時，設(shè)輸入信號電壓：</p><p>　　則加到晶體管基極,發(fā)射

63、級的有效電壓為: 由晶體管的轉(zhuǎn)移特性曲線可知，如圖2-2所示：</p><p>　　圖4-1 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><p>　　式中：為折線的斜率： </p&

64、gt;<p><b>　　所以有： ，</b></p><p>　　尖頂余弦脈沖的數(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

65、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><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：&

66、lt;/p><p>　　ICO為集電極電流脈沖ic的直流分量。</p><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>　　4.3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

67、作狀態(tài)將發(fā)生變化。 </p><p>　　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>

68、<p>　　功率放大器集電極的等效電阻為：</p><p>　　集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>&l

69、t;p>　　集電極的效率為： (滿足設(shè)計要求)</p><p><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>&

70、lt;p>　　得基極輸入的電壓振幅為：</p><p>　　1）基極偏置電路計算</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>　　2）計算諧振回

71、路與耦合線圈的參數(shù)</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)驗取

72、50～100μH，濾波電感一般取0.01μF。</p><p><b>　　4.4電路仿真測試</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計的要求，和原理計算，元件的選取最后確定總電路圖如下圖所示，用multisim畫出電路圖，然后進(jìn)行仿真。</p><p>　　圖4-2高頻諧振功率放大器仿真電路圖</p><p>　　仿真結(jié)果

73、電壓電流測量圖如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3 仿真結(jié)果電壓電流測量圖</p><p>　　輸入輸出波形如圖4-4所示。</p><p>　　圖4-4輸入輸出波形圖</p><p>　　4.5 仿真結(jié)果分析</p><p>　　根據(jù)測量結(jié)果和設(shè)計的要求對照，結(jié)果表明我所設(shè)計的高頻諧振功率放大器滿足要求，輸

74、出功率大于125mW，但是有時候不太穩(wěn)定，可能是仿真軟件所致的。</p><p><b>　　5收獲、體會和建議</b></p><p>　　課程設(shè)計結(jié)束了，當(dāng)我快要完成老師下達(dá)給我們的任務(wù)的時候，我仿佛經(jīng)過了一次翻山越嶺，登上了高山之巔，頓感心曠神怡，眼前豁然開朗?；仡櫿麄€課程設(shè)計的歷程，發(fā)現(xiàn)自己解決問題的能力確實提高了不少，在這個課程設(shè)計中，我學(xué)到了很多有關(guān)高頻電

75、子線路理論和實際操作等方面的知識，而且發(fā)現(xiàn)了很多在高頻電子線路基礎(chǔ)課上的學(xué)習(xí)問題，通過實踐我懂得了理論和實踐結(jié)合的重要性。在設(shè)計過程中，只有將理論和實際結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正的提高自己的實際動手能力和獨立思考能力。 </p><p>　　由于第二次做課程設(shè)計，在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說還是很多的，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。在設(shè)計中遇

76、到了很多專業(yè)知識問題，但是由于這個原因，我在遇到不懂的地方的時候不停地去收集資料，或者詢問別人，最后我的收獲許多。</p><p>　　一件事情不管它有多么難，一張電路圖，不管它有多少元器件，既然它是一件事，肯定有解決的方案，既然它是一張圖，也肯定存在著它內(nèi)部的結(jié)構(gòu)原理，實際上做課程設(shè)計也是對課本知識的鞏固和加強，由于課本上的知識太多，平時課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運用各個元件的功能，而我們要做的不過是找到這些

77、方案，摸清它的原理，從而使得我們的思想變得更為開闊，更為活躍！</p><p>　　在該如何設(shè)計電路并使電路實現(xiàn)所需功能的過程中，培養(yǎng)了我的設(shè)計思維，增加了實際操作能力。而且，通過制作實物，我學(xué)會去了如何去購買元件，元件的選取，替代，如何去焊接電路，電路出問題的時候如何慢慢地排查，最后找出問題的根源，把問題解決。這次設(shè)計讓我體會到了設(shè)計電路的艱辛的同時,更讓我體會到成功的喜悅和快樂，這次實習(xí)使我受益匪淺。<

78、/p><p>　　當(dāng)我拿到課題就開始設(shè)計方案，在考慮了眾多的方案后最終總算定下來了，選了一個我認(rèn)為我自己能弄出來的自己有辦法能解決的，能夠通過自己的努力做出來的，通過自己的努力最終能夠有所收獲，能夠達(dá)到其設(shè)計的目的。在遇到問題后能夠努力解決問題，也學(xué)會了一些新的東西，以前沒有嘗試過的，我想目前我們做電子課程設(shè)計，最重要是在自己已接觸的知識的基礎(chǔ)上擴展，鞏固所學(xué)，從而創(chuàng)新！通過這次課設(shè)之后，要很認(rèn)真的把所學(xué)過的知識溫習(xí)

79、一遍，溫故知新！</p><p>　　通過課程設(shè)計，使我深深地體會到，干任何事都必須耐心、細(xì)致。課程設(shè)計過程中，許多計算有時不免令我感到有些心煩意亂，記得電路出錯了，到最后才知道不行，只好毫不猶豫的重來。但以想起老師平時對我們的耐心教導(dǎo)，想到以后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會責(zé)任，一定要養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)、一絲不茍的良好習(xí)慣。這次課程設(shè)計使我在工作風(fēng)度上得到了一次難得的磨練。</p><p><b

80、>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1]劉泉主編. 通信電子線路. 武漢理工大學(xué)出版社.2005.01 </p><p>　　[2]宋樹祥、周冬梅主編 . 高頻電子線路. 北京大學(xué)出版社.2010.01</p><p>　　[3]謝自美.《電子線路設(shè)計?實驗?測試（第三版）》.湖北：華中科技大學(xué)出版社</p><

81、p>　　[4]曾興雯主編. 高頻電子線路. 高等教育出版社. 2008.05</p><p>　　[5]黃亞平主編. 高頻電子線路. 機械工業(yè)出版社.2009.01[6]楊霓清主編. 高頻電子線路. 機械工業(yè)出版社.2007.02</p><p>　　本科生課程設(shè)計成績評定表</p><p>　　指導(dǎo)教師簽字： </