通信電子電路課程設計小調幅功率發(fā)射器

1、<p>　　通信電子電路課程設計</p><p>　　小功率調幅發(fā)射機的設計</p><p>　　班級：通信09—1班</p><p><b>　　姓名：</b></p><p><b>　　學號： </b></p><p><b>　　日期： </

2、b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　高頻電子線路課程設計是繼《通信電子電路》理論學習和實驗教學之后又一重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。它的任務是在學生掌握和具備電子技術基礎知識與單元電路的設計能力之后，讓學生綜合運用高頻電子電路知識，進行實際高頻系統(tǒng)的設計、安裝和調測，利用orcad、multisim等相關軟件進行電路設計，提高綜合應用知識

3、的能力、分析解決問題的能力和電子技術實踐技能，讓學生了解高頻電子通信技術在工業(yè)生產領域的應用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。為今后從事電子技術領域的工程設計打好基礎。</p><p>　　此設計思路為將超外差式調頻接收機分成攝入調諧賄賂、高頻放大、混頻、本機振蕩、中頻放大、鑒頻、低頻功放等幾個個部分，分別講天線接收到的高頻信號進行選頻、放大、混頻，最后解調出低頻調制信號等功能。將設計參數(shù)要求分解到各模塊的設計中以分別實現(xiàn)。<

4、;/p><p>　　關鍵詞 振蕩器；高頻功率放大器；調幅</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1緒論3</b></p><p>　　1.1設計的作用和目的3</p><p><b>　　1.2設計要求3</b>&

5、lt;/p><p>　　2小信號調幅發(fā)射系統(tǒng)設計3</p><p>　　3 各部分電路的具體設計和分析5</p><p><b>　　3.1主振級5</b></p><p><b>　　3.2 緩沖級7</b></p><p><b>　　3.3 放大級8&

6、lt;/b></p><p>　　3.4 音頻放大10</p><p>　　3.5 AM調制電路11</p><p><b>　　4心得體會12</b></p><p><b>　　5參考文獻：13</b></p><p>　?。ǜ剑┱w電路圖14</p

7、><p><b>　　1緒論</b></p><p>　　1.1設計的作用和目的</p><p>　　通過本課題的設計、調試和仿真，加深對《高頻電子線路》理論知識的進一步理解，進一步鞏固理論知識，能夠建立起無線發(fā)射機的整機概念，學會分析電路、設計電路的步驟和方法，了解發(fā)射機各單元之間的關系以及相互影響，從而能正確設計、計算調幅發(fā)射機的各單元電路：主

8、振級、被調級、推動級、功率放大級、輸出匹配網(wǎng)絡等。進一步掌握所學單元電路以及在此基礎上，培養(yǎng)自己分析、應用其他電路單元的能力。同時經(jīng)過課程設計，要學會查資料、充分利用互聯(lián)網(wǎng)等一切可利用的學習資源，增強同學們分析問題解決問題的能力，為將來的畢業(yè)設計做鋪墊，也為將來走向就業(yè)崗位打下一定的基礎。</p><p><b>　　1.2設計要求</b></p><p>　　根據(jù)要

9、求設計一個小功率調幅發(fā)射機。</p><p><b>　　工作頻率8MHz</b></p><p>　　調制信號為1kHz的正弦波</p><p>　　發(fā)射功率為150mW</p><p><b>　　調幅度</b></p><p><b>　　整機效率大于35%&

10、lt;/b></p><p>　　2小信號調幅發(fā)射系統(tǒng)設計</p><p>　　發(fā)射機的主要任務是完成有用的低頻信號對高頻載波的調制,將其變?yōu)樵谀骋恢行念l率上具有一定帶寬、適合通過天線發(fā)射的電磁波。</p><p>　　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。</p><p>　　高頻部分一般包括主振蕩器、緩沖放大、倍

11、頻器、中間放大、功放推動級與末級功放。主振器的作用是產生頻率穩(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。</p><p>　　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制。因此，末級低頻功率放大級也叫調制器。</p><

12、;p>　　調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放大器。</p><p>　　調幅發(fā)射機主要包括三個組成部分:高頻部分、音頻部分和電源部分。此圖省去了電源這一部分。</p><p>　　發(fā)射機的主要作用是完成有用的低頻信號對高頻信號的調制，將其變?yōu)樵谀骋粋€中心頻率上具有一定帶寬、適合通過天線發(fā)射出去的電磁波。</p>

13、<p>　　調幅發(fā)射機通常由主振級、緩沖級、倍頻級、中間放大級、振幅調制、音頻放大和輸出網(wǎng)絡組成。根據(jù)設計要求，載波頻率f=8MHz ，主振級采用西勒振蕩電路，輸出的載波的頻率可以直接滿足要求，不需要倍頻器。</p><p><b>　　系統(tǒng)原理圖如圖：</b></p><p>　　圖中，各組成部分的的作用如下：</p><p>

14、　　振蕩級：產生頻率為8MHz的載波</p><p>　　緩沖級：將晶體振蕩級與調制級隔離，減小調制級對晶體振蕩級的影響。</p><p>　　音頻放大級：將話筒信號電壓放大到調制級所需的調制電壓。</p><p>　　功放以及調幅級：增大載波輸出功率，將話音信號調制到載波上，產生已調波。</p><p>　　輸出網(wǎng)絡級：對前級送來的信號進行

15、功率放大，通過天線將已調高頻載波電流以電磁波的形式發(fā)射到空間。</p><p>　　3 各部分電路的具體設計和分析</p><p><b>　　3.1主振級</b></p><p>　　主振級是調幅發(fā)射機的核心部件，主要用來產生一個頻率穩(wěn)定、幅度較大、波形失真小的高頻正弦波信號作為載波信號。該電路通常采用晶體管LC正弦波振蕩器。常用的正弦波振

16、蕩器包括電容三點式振蕩器即考畢茲振蕩器、克拉潑振蕩器、西勒振蕩器。</p><p>　　本級用來產生4MHz左右的高頻振蕩載波信號，由于整個發(fā)射機的頻率穩(wěn)定度由主振級決定，因此要求主振級有較高的頻率穩(wěn)定度，同時也要有一定的振蕩功率（或電壓），其輸出波形失真較小。為此，這里我采用西勒振蕩電路，可以滿足要求。</p><p>　　為了解決頻率穩(wěn)定度和振蕩幅度的矛盾，常采用部分接入方式。由前述可

17、知，為了保證振蕩器有一定的穩(wěn)定振幅及容易起振，當靜態(tài)工作點確定后，晶體管內部參數(shù)的值就一定，對于小功率晶體管可以近似認為，反饋系數(shù)大小應在0.15～0.5范圍內選擇。</p><p>　　如圖3-1-1西勒振蕩器電路所示、、提供偏置電壓使三極管工作在放大區(qū)，起到濾波作用。</p><p><b>　　輸出電路的總電容：</b></p><p>

18、　　………………………… 3-1-1</p><p><b>　　振蕩頻率為：</b></p><p>　　…………………………… 3-1-2</p><p>　　在此西勒振蕩器電路中，由于和L并聯(lián)，所以變化不會影響回路的接入系數(shù)，如果使固定，可以通過改變來改變振蕩頻率，因此，西勒振蕩器可用作波段振蕩器，適用于較寬波段工作。</p&g

19、t;<p><b>　　3.2 緩沖級</b></p><p>　　為了減少后級對主振級振蕩電路振蕩頻率的影響，采用緩沖級。主振級與緩沖級聯(lián)調時會出現(xiàn)緩沖級輸出電壓明顯減小或波形失真的情況，可通過增大緩沖級的射極電阻R4來提高緩沖輸入級輸入阻抗，也可通過減小C2，即減小晶振級與緩沖級的耦合來實現(xiàn)，同時負載R5也會對緩沖的輸出波形也有很大影響。</p><p&

20、gt;<b>　　3.3 放大級</b></p><p>　　這里選用高頻小信號放大器最典型的單元電路如下圖3-3-1所示，這里由、構成LC單調諧回路，由LC單調諧回路作為負載構成晶體管調諧放大器。晶體管基極為正偏，工作在甲類狀態(tài)，負載回路調諧在輸入信號頻率上，能夠對輸入的高頻小信號進行反相放大。由LC調諧回路的作用主要有兩個：一是選頻濾波，選擇放大=工作信號頻率，抑制其他頻率的信號；二是提

21、供晶體管集電極所需的負載電阻，同時進行匹配交換。</p><p>　　設計的推動級采用高頻小信號諧振放大器電路。由于推動級還起到隔離緩沖的作用，故它的電路一般用諧振放大器加一級射隨器組成。</p><p>　　高頻小信號諧振放大器的主要性能指標有：</p><p>　?。?）中心頻率 指放大器的工作頻率。它是設計放大電路時，選擇有源器件、計算諧振回路元器件參數(shù)的依

22、據(jù)。</p><p>　　（2）增益 指放大器對有用信號的放大能力。通常表示為在中心頻率上的電壓增益和功率增益。</p><p>　　電壓增益 ……………………………… 3-3-1</p><p>　　功率增益 ……………………………… 3-3-2</p><p>　　式中，、分別為放大

23、器中心頻率上的輸出、輸入電壓；、分別為放大器中心頻率上的輸出、輸入功率。</p><p>　?。?） 通頻帶 指放大電路增益由最大值下降3dB時所對應的頻帶寬度，用表示。它相當于輸入不變時，輸出電壓由最大值下降到0.707倍或功率下降到一半時對應的頻帶寬度</p><p>　?。?）選擇性 指放大器對通頻帶之外干擾信號的衰減能力。通常有兩種表征方法：</p><p&

24、gt;　　1）用矩形系數(shù)說明鄰近波道選擇性的好壞。</p><p><b>　　矩形系數(shù)定義為</b></p><p>　　……………………………… 3-3-3</p><p>　　理想矩形系數(shù)應為1，實際矩形系數(shù)均大于1。</p><p>　　2）用抑制比來說明對帶外某一特定干擾頻率信號抑制能力的大小，其定義為中心頻

25、率上功率增益與特定干擾頻率上的功率增益之比。</p><p>　　……………………………… 3-3-4</p><p><b>　　用分貝表示，則為：</b></p><p>　　……………………………… 3-3-5</p><p><b>　　3.4 音頻放大</b></p>&l

26、t;p>　　本課程設計中，音頻信號用如圖所示的電壓源代替，采用3354BM運算放大器進行功率放大。</p><p>　　3.5 AM調制電路</p><p>　　調幅是使高頻載波信號的振幅隨調制信號的瞬時變化而變化。也就是說，通過用調制信號來改變高頻信號的幅度大小，使得調制信號的信息包含入高頻信號之中，通過天線把高頻信號發(fā)射出去。調幅器可分為高電平調幅和低電平調幅：大功率廣播和通信多

27、采用高電平調平，這種調幅機輸出功率大、效率高；載波電話機和各種電子儀器多采用低電平調幅，它們對輸出功率和效率要求不高，可以選用調幅特性較好的電路中。</p><p>　　常見的調幅方法主要有乘法器調幅、開關型調幅電路、晶體管調幅電路，其中晶體管調幅又分為基極調幅、集電極調幅。本課程設計采用二極管平衡電路進行調幅，二極管平衡電路也是最簡單的調制電路。音頻信號和載波信號分別通過變壓器T1、T3輸入到調制電路，然后經(jīng)二

28、極管進行調制，最后經(jīng)LC諧振回路輸出調制結果。</p><p><b>　　4心得體會</b></p><p>　　經(jīng)過這些天的連續(xù)奮斗，終于完成了此次課程設計，實現(xiàn)了課程設計的基本要求，在此，也特別要感謝老師的無私幫助。</p><p>　　通過對課本高頻知識的掌握，初次利用Multisim軟件設計了一個小功率調幅發(fā)射機。由于對軟件的不熟悉，

29、其中遇到了很多困難，在周圍同學的幫助下，終于完成了任務，從中也學到了很多。我根據(jù)先局部后整體的設計方案，先將小信號調幅發(fā)射機的各部分電路設計出來，并且單獨進行仿真和調試，然后再進行調試并且仿真。在設計各個環(huán)節(jié)中都遇到了很多問題：首先，參數(shù)的選定很難，課堂上基本上是分析電路的原理功能和計算電路的性能指標，很少親自選定器件的參數(shù)，從資料或網(wǎng)上得到的數(shù)據(jù)很多都有問題；必須經(jīng)過修正和調試才能確定出器件的參數(shù)，只有正確的參數(shù)，才能夠設計出我們所想

30、要的輸出結果，參數(shù)的正確性可以說決定著設計成功的50%；其次，有些時候理論上符合要求的電路，仿真后卻得不到相應的結果，尤其是整機聯(lián)接的時候出現(xiàn)了更多問題，也花費了很多時間，比如主振級與緩沖級聯(lián)調時緩沖級輸出電壓明顯減小并且波形失真嚴重，開始的時候，主振級甚至起振不起來，還有就是調幅失真，問題更加復雜。當然也正是由于問題的出現(xiàn)，我才學到了更多的知識，以及設計的技巧，對Multisim軟件的應用也更加熟練了。出現(xiàn)問題的時候，首先思考出現(xiàn)問題

31、的環(huán)節(jié)，然后借助于</p><p>　　通過這次課程設計，我再次感受到理論應用于實際中的難度，認識到理論聯(lián)系實際的重要性。我做的小功率調幅發(fā)射機所應用到的理論知識都是書中經(jīng)典的知識點，因此對課本知識也有了進一步的理解，也意識到自己對課本知識理解不夠到位，知識面不夠廣，分析電路也有點吃力，我想這對我以后的學習有很大的促進作用。感謝祿老師。最后祝老師身體健康、工作順利。今后，我們會更加地努力學好專業(yè)知識，請老師放心。

32、</p><p><b>　　5參考文獻：</b></p><p>　　1、《通信電子電路》 于洪珍主編， 清華大學出版社</p><p>　　2、《模擬電子技術基礎》 艾永樂等主編，中國電力出版社</p><p>　　3、《高頻電子線路實驗與綜合設計》 楊霓清主編，機械工業(yè)出版社</p><