電子線路課程設計--高頻發(fā)射機設計

1、<p>　　通信電子線路課程設計</p><p><b>　　——高頻發(fā)射機設計</b></p><p><b>　　姓名： </b></p><p><b>　　學號： </b></p><p>　　班級：信息技術類創(chuàng)新實驗2011級（1）班</p>

2、<p>　　2014年5月18日</p><p><b>　　一、實驗目的：</b></p><p>　　1、掌握電容三點式振蕩器的工作原理；</p><p>　　2、掌握掌握常用寬帶放大器的設計；</p><p>　　3、對電路進行改進，實現(xiàn)簡易數(shù)控調(diào)頻；</p><p>　　4、掌握

3、高頻放大器基本特性參數(shù)的測量方法。</p><p><b>　　二、實驗設備：</b></p><p>　　萬用表，高頻100MHz示波器。</p><p><b>　　三、電路原理</b></p><p><b>　　電路原理圖</b></p><p>

4、;<b>　　調(diào)頻電路</b></p><p>　　該實驗原理圖使用了電容三點式振蕩電路，在電路中，作為可變增益器件的三極管，必須由偏置電路設置合適的靜態(tài)工作點，以保證起振時工作在放大區(qū)，提供足夠的增益，以滿足了起振條件，起振后，振蕩振幅增長，直到三極管開始呈現(xiàn)非線性放大特性時，放大器的增益將隨振蕩振幅增大而減小，以滿足平衡條件。與射極相連的是兩個同性質的容性電抗，不與發(fā)射極相連的是性質相異

5、的感性電抗。</p><p>　　要分析電路的諧振頻率，就計算出諧振回路的總電容和總電感，根據(jù)公式有： ,就可以計算出諧振頻率了。</p><p>　　首先畫出交流通路出來，如圖3-1-2所示，</p><p>　　（符號//表示兩電容的串聯(lián)，因三極管的結電容較小，對總電容的影響較小，故忽略不計），電感只有L3，故可求出諧振頻率。</p><p&

6、gt;<b>　　濾波匹配網(wǎng)絡</b></p><p>　　該濾波匹配網(wǎng)絡是型的，C9、C10和L2是阻抗匹配電路。要求網(wǎng)路的傳輸效率盡可能的接近1，盡可能的做到無損耗，且諧波抑制度盡可能的小。</p><p><b>　　實驗任務</b></p><p>　　1、觀察電容三點式振蕩器的工作特性。</p>&

7、lt;p>　　SW1斷開，SW2斷開，SW3閉合的情況下，測量BG1的振蕩頻率和輸出信號的幅度。示波器探頭接在C7的左端得到f1，u1。示波器探頭接在C7的右端得到f2，u2。對比這兩組數(shù)據(jù)的差異，并分析原因。</p><p>　　解：由以上測量數(shù)據(jù)可知：f1>f2，u1略小于u2。</p><p>　　兩者測量的區(qū)別是一個在電容的左端一個在電容的右端，接在電容</p&g

8、t;<p>　　右端的相當于在振蕩回路多接入電容。</p><p>　　沒有接入時，，接入后，，總電容變大了，然后由公式 求出諧振頻率，由于<，可得接入后的諧振頻率變小了，即f1>f2。</p><p>　　實際上是一直都接在電路中的，而示波器也是有電容的（對地電容10p至30p，設電容），放在左端測時，相當于并聯(lián)，總電容為，放在右端測量時，串聯(lián)在與并聯(lián)，總電容為

9、，由于,故理論上有f1<f2，與實際不符。所以的作用不僅是調(diào)節(jié)電容值，還有其他原因?？赡茉蛴袨V波偶合的作用，隔直流通交流，隔高頻通低頻的作用。</p><p>　　對于高頻管2SC9018，高頻性能隨信號頻率的增大而變差。故頻率減小，性能較好，信號的幅度較大，即u2>u1。</p><p>　　SW1閉合，在SW2斷開，SW3閉合的情況下，即在電感并上一個10PF的電容，分析

10、電路是否能工作正常，分析原因。示波器探頭接在C的右端，測量信號的輸出頻率f3。說明為何頻率下降了。</p><p>　　解：電路是可以正常工作的，電路能不能工作正常取決于振蕩器滿不滿足起振條件和相位平衡條件和幅度平衡條件。在電路中，作為可變增益器件的三極管，必須由偏置電路設置合適的靜態(tài)工作點，以保證起振時工作在放大區(qū)，提供足夠的增益，以滿足了起振條件，起振后，振蕩振幅增長，直到三極管開始呈現(xiàn)非線性放大特性時，放大

11、器的增益將隨振蕩振幅增大而減小，以滿足平衡條件。顯然，對于電容三點式振蕩電路來說是條件都是滿足的。把SW1閉合只是并上一個電容，增加總電容的值，并不能改變它不是三點式振蕩電路?？傠娙菰龃?，有公式，可得諧振頻率降低了。</p><p>　　2、觀察頻偏對信號音質的影響。</p><p>　　如果要增大調(diào)頻信號的頻偏，應該怎么做？試對比增大頻偏后音質的變化情況。事實上增大頻偏主要有兩種方法，一

12、是增大輸入音頻信號的幅度，使得變?nèi)荻O管的偏置電壓增大，電容的變化也隨著增大。二是？？請查閱資料補充，并分析原理。</p><p>　　解：在線性范圍內(nèi)，調(diào)頻的頻偏與調(diào)制信號的幅度的增大而增大，與調(diào)制信號的頻率無關。變?nèi)荻O管的壓控電容如圖3-2-1所示，當其反向接通時，電壓增加，電容減??；電壓減小，電容增大。當輸入音頻信號幅度增大時，控制變?nèi)荻O管的電容值也就減小了，而變?nèi)荻O管D1與串聯(lián)后的電容值也減小，故振

13、蕩回路的總電容也減小，諧振頻率增大。</p><p>　　BB910變?nèi)荻O管的電容變化范圍為3-40PF左右，音頻信號的幅度對D1負極電壓的影響從而改變D1的電容值，進而改變與值串聯(lián)的C3所在支路的電容值，串聯(lián)支路電容的大小取決于電容校的電容，很小，即使輸入信號幅度發(fā)生變化，電容值還是絕大程度上取決于的電容值，所以增加頻偏的方法除了增大輸入音頻信號的幅度外，還可以通過增大 的電容值來增加頻偏。</p>

14、;<p>　　當不變時，即=20PF時，輸入音頻信號，與D1串聯(lián)的電容值變化范圍約為3—13PF，=10PF；當增大后，與D1串聯(lián)的電容值變化范圍約為3—40PF，=37PF；因而可以通過增大 的電容值來增加頻偏。</p><p>　　3、分析BG2的工作原理，并根據(jù)f2的大小，設計后級低通濾波器電路的參數(shù)（C9、C10、L2），設輸出阻抗為50歐姆。SW1斷開，在SW2閉合，SW3斷開的情況下，在

15、R4上測得f4，u4。分析f2和f4為什么有差異？</p><p>　　解： （1）設計低通濾波器</p><p>　　已知電感L=150nH，輸出阻抗R=50，測得頻率f2=82.95MHZ,</p><p>　　求得 品質因數(shù)Q=</p><p>　　取Re=25 利用書本上的公式，求得：</p><p>　

16、　XC1=-……（1）</p><p>　　因為 XC1=-……（2）</p><p>　　聯(lián)立（1）（2）式求得：C1=96 PF；</p><p>　　XC2=-Rl ……（3）</p><p>　　XC2=- ……（4）</p><p>　　聯(lián)立（3）（4）式得：C2=93 PF</p>

17、<p>　　故C1和C2都選100PF。</p><p>　?。?）由于后級三極管及外圍不僅僅起到放大的作用，還構成了電容三點式電路，相當于在C7上串聯(lián)一個三極管的結電容，從而使總電容減小，故頻率增大。</p><p>　　4、對電路進行改進，實現(xiàn)簡易數(shù)控調(diào)頻。鎖相環(huán)或者數(shù)控電壓（推薦）的方式。</p><p>　　答：TLV5616是DA轉換芯片，它將數(shù)

18、字量的變化轉換成了模擬量的變化，是一個12位電壓輸出數(shù)模轉換器，如圖4-1，是5616與51單片機的連接模式，5616接口方式為SPI模式，可與單片機兼容。</p><p>　　可將OUT引腳直接接到變?nèi)荻O管的負極，即可實現(xiàn)數(shù)控調(diào)頻。</p><p><b>　　電路板的制作</b></p><p><b>　　DXP布線</

19、b></p><p>　　根據(jù)提供的原理圖，在DXP軟件上布好原理圖的線，在導入PCB里布線，布地線一定要粗一些，我用的是線寬100mil，電源線也要粗一些，我用線寬80mil，信號線60mil.</p><p><b>　　打印電路板</b></p><p>　　將繪制好的電路板用轉印紙打印出來，注意滑的一面面向自己，一般打印兩張電路板

20、，即一張紙上打印兩張電路板。在其中選擇打印效果最好的制作線路板。</p><p><b>　　裁剪覆銅板</b></p><p>　　覆銅板，也就是兩面都覆有銅膜的線路板，將覆銅板裁成電路板的大小，不要過大，以節(jié)約材料。</p><p><b>　　預處理覆銅板</b></p><p>　　用細砂紙

21、把覆銅板表面的氧化層打磨掉，以保證在轉印電路板時，熱轉印紙上的碳粉能牢固的印在覆銅板上，打磨好的標準是板面光亮，沒有明顯污漬。</p><p><b>　　轉印電路板</b></p><p>　　將打印好的電路板裁剪成合適大小，把印有電路板的一面貼在覆銅板上，對齊好后把覆銅板放入熱轉印機，放入時一定要保證轉印紙沒有錯位。一般來說經(jīng)過2-3次轉印，電路板就能很牢固的轉印

22、在覆銅板上。熱轉印機事先就已經(jīng)預熱，溫度設定在160-200攝氏度，由于溫度很高，操作時注意安全！</p><p><b>　　腐蝕線路板</b></p><p>　　先檢查一下電路板是否轉印完整，若有少數(shù)沒有轉印好的地方可以用黑色油性筆修補。然后就可以腐蝕了，等線路板上暴露的銅膜完全被腐蝕掉時，將線路板從腐蝕液中取出清洗干凈，這樣一塊線路板就腐蝕好了。</p&

23、gt;<p><b>　　線路板鉆孔</b></p><p>　　線路板上是要插入電子元件的，所以就要對線路板鉆孔了。依據(jù)電子元件管腳的粗細選擇不同的鉆針，在使用鉆機鉆孔時，線路板一定要按穩(wěn)，鉆機速度不能開的過慢。</p><p><b>　　線路板預處理</b></p><p>　　鉆孔完后，用細砂紙把覆在

24、線路板上的墨粉打磨掉，用清水把線路板清洗干凈。水干后，用松香水涂在有線路的一面，為加快松香凝固，我們用熱風機加熱線路板，只需2-3分鐘松香就能凝固。</p><p><b>　　元器件的焊接</b></p><p>　　焊接直插式的電子元器件，首先先焊接變?nèi)荻O管，再到電阻，再到排針電容，最后到三極管，從低到高的焊接。一定要注意三極管的極性，變?nèi)荻O管的極性和電解電容

25、的極性。</p><p><b>　　PCB布線</b></p><p><b>　　學到的知識</b></p><p>　　掌握電容三點式振蕩器的工作原理</p><p>　　在電路中，作為可變增益器件的三極管，必須由偏置電路設置合適的靜態(tài)工作點，以保證起振時工作在放大區(qū)，提供足夠的增益，以滿足了

26、起振條件，起振后，振蕩振幅增長，直到三極管開始呈現(xiàn)非線性放大特性時，放大器的增益將隨振蕩振幅增大而減小，以滿足平衡條件。與射極相連的是兩個同性質的容性電抗，不與發(fā)射極相連的是性質相異的感性電抗。</p><p>　　掌握常用寬帶放大器和濾波匹配網(wǎng)絡的設計</p><p>　　三極管必須用特性頻率很高的高頻管。在濾波匹配網(wǎng)絡中，要求網(wǎng)路的傳輸效率盡可能的接近1，盡可能的做到無損耗，且諧波抑制

27、度盡可能的小。</p><p><b>　　掌握簡易數(shù)控調(diào)頻</b></p><p>　　采用TLV5616是DA轉換芯片，通過單片機控制，輸出模擬電壓，控制變?nèi)荻O管，繼而達到調(diào)頻。</p><p><b>　　總結</b></p><p>　　通過這次的高頻課程設計，我又從新回顧了上學期學到的電

28、子線路，加深了我對電子線路知識的認識。更加深入分析了高頻電路，更懂得了三點式振蕩電路的頻率響應，通過改變電容值就改變諧振頻率。通過單片機的編程，能夠控制DA轉換芯片輸出模擬電壓，達到數(shù)控調(diào)頻。</p><p>　　這次的課設不僅學會了新知識，還復習了以前的知識，加深了我們對基本技能的掌握。</p><p><b>　　附錄：</b></p><p&

29、gt;　　========================================第1頁========================================</p><p>　　#include<reg51.h> //</p><p><b>　　通用的頭文件定義</b></p><p>　　#

30、include<intrins.h> </p><p>　　#define uchar unsigned char </p><p>　　#define uint unsigned int </p><p>　　Uint Num=0;</p><p>　　sbit p3_3=P3^3;</p><p>　

31、　sbit key1=P3^5;</p><p>　　sbit key2=P3^4;</p><p>　　sbit key3=P3^3;</p><p>　　sbit key4=P3^2;</p><p>　　//*************************</p><p><b>　　函數(shù)聲明<

32、/b></p><p>　　******************************************** </p><p>　　void tlv5616_da(uint da); //DA</p><p><b>　　轉換函數(shù)</b></p><p>　

33、　//**************tlc5615</p><p><b>　　的信號線</b></p><p>　　************************************************ </p><p>　　sbit tlv5616_clk=P0^2; //TLC5

34、615</p><p><b>　　的時鐘線</b></p><p>　　sbit tlv5616_data=P0^1; //TLC5615</p><p><b>　　的輸入數(shù)據(jù)線</b></p><p>　　sbit tlv5616_cs=P0

35、^3; //TLC5615</p><p><b>　　的片選線</b></p><p>　　sbit tlv5616_fs=P0^4; </p><p>　　void delay(int a)</p><p><b>　　{</b></

36、p><p><b>　　int i,j;</b></p><p>　　for(i=a;i>0;i--)</p><p>　　for(j=110;j>0;j--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void key()</p>

37、<p><b>　　{</b></p><p>　　if(key1==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(15);</p><p>　　if(key1==0)</p><p><b>　　{</b>&l

38、t;/p><p><b>　　Num++;</b></p><p>　　while(!key1);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(key2==0)</p><p&

39、gt;<b>　　{</b></p><p>　　delay(15);</p><p>　　if(key2==0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　Num--;</b></p><p>　　while(!key2);&

40、lt;/p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(key3==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(15);</p><p>　　if

41、(key3==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　// a2=1;num1++;</p><p>　　while(!key3);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p

42、><p>　　if(key4==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(15);</p><p>　　if(key4==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　// a2=1;num1--

43、;</p><p>　　while(!key4);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//****************tlc5615</p

44、><p><b>　　的驅動程序</b></p><p>　　************************************ </p><p><b>　　//da:</b></p><p><b>　　要輸出的</b></p><p><b

45、>　　DA</b></p><p><b>　　值</b></p><p>　　void tlv5616_da(uint da) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　uchar i; </p><p>　　//da<&l

46、t;=4; </p><p>　　tlv5616_cs=0; </p><p>　　tlv5616_clk=1; </p><p>　　tlv5616_fs=0; </p><p>　　for(i=0;i<16;i++){ _nop_();_nop_(); </p><p>　　tlv5616_dat

47、a=(bit)(da&0x8000); </p><p>　　tlv5616_clk=0; </p><p>　　_nop_();_nop_(); </p><p><b>　　da<<=1; </b></p><p>　　tlv5616_clk=1; </p><p>　　

48、_nop_();_nop_(); </p><p><b>　　} </b></p><p>　　tlv5616_cs=1; </p><p>　　tlv5616_fs=1; </p><p>　　tlv5616_clk=0; </p><p>　　for(i=0;i<16;i++

49、); </p><p><b>　　} </b></p><p>　　void main(void) </p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　uint a; </b></p><p>　　//for(;;) </p&

50、gt;<p>　　// { key(); </p><p>　　tlv5616_da(Num); </p><p><b>　　_nop_(); </b></p><p>　　========================================第2頁================================