小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p>　　小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué)生姓名 ****</p><p>　　指導(dǎo)教師 ****</p><p>　　摘要 高頻信號(hào)的產(chǎn)生、發(fā)射、接收和傳輸過(guò)程處理的有關(guān)的電路，主要解決無(wú)線電波、電視和通信中發(fā)射和接受高頻信號(hào)的有關(guān)技術(shù)問(wèn)題。小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)常用于通信系統(tǒng)和其它無(wú)線電系統(tǒng)中，特別是在中短波廣播通信的領(lǐng)域里更是得到了

2、廣泛應(yīng)用。原因是調(diào)幅發(fā)射機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)幅簡(jiǎn)便，調(diào)制所占的頻帶窄，并且與之對(duì)應(yīng)的調(diào)幅接收設(shè)備簡(jiǎn)單，所以調(diào)幅發(fā)射機(jī)廣泛地應(yīng)用于廣播發(fā)射。本課題研究對(duì)象是最基本的小功率調(diào)幅發(fā)射系統(tǒng)的三個(gè)模塊：高頻部分，低頻部分和電源部分設(shè)計(jì)與安裝對(duì)各級(jí)電路進(jìn)行詳細(xì)地探討，并利用Multisim軟件仿真驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。</p><p>　　關(guān)鍵詞:　調(diào)幅;振蕩器;發(fā)射機(jī)</p><p><b>　　目

3、錄</b></p><p><b>　　引言1</b></p><p>　　一 調(diào)幅發(fā)射機(jī)基本知識(shí)1</p><p><b>　　1.1基礎(chǔ)知識(shí)1</b></p><p><b>　　1.2性能指標(biāo)2</b></p><p>　　1.

4、3 調(diào)幅信號(hào)源2</p><p><b>　　1.4振蕩電路3</b></p><p>　　1.5 放大器原理4</p><p>　　1.6 調(diào)制電路5</p><p>　　1.7 調(diào)幅調(diào)制原理6</p><p><b>　　二 設(shè)計(jì)方框圖7</b></p&

5、gt;<p>　　2.1 擬定調(diào)幅發(fā)射機(jī)的框圖7</p><p>　　2.2 調(diào)幅發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)方框圖9</p><p>　　三 調(diào)幅發(fā)射機(jī)電路設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.1 高頻振蕩器電路9</p><p>　　3.2 隔離放大電路10</p><p>　　3.3 受調(diào)放大級(jí)電路11<

6、/p><p>　　3.4 話筒和音頻放大電路12</p><p>　　3.5 傳輸線和天線13</p><p>　　四 系統(tǒng)測(cè)試與仿真14</p><p><b>　　致謝20</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)21</b></p><p&

7、gt;<b>　　引言</b></p><p>　　無(wú)線電技術(shù)誕生以來(lái)，信息傳輸和信息處理始終是其主要任務(wù)。要將無(wú)線電信號(hào)有效地發(fā)射出去，天線的尺寸必須和電信號(hào)的波長(zhǎng)為同一數(shù)量級(jí)，為了有效地進(jìn)行傳輸。必須將攜帶信息的低頻電信號(hào)調(diào)制到幾十MHz至幾百M(fèi)Hz以上的高頻振蕩信號(hào)上，再經(jīng)天線發(fā)送出去，調(diào)頻是信號(hào)發(fā)射必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。調(diào)頻發(fā)射機(jī)目前處于快速發(fā)展之中，在很多領(lǐng)域都有了很廣泛的應(yīng)用，可以

8、用于演講、教學(xué)、玩具、防盜監(jiān)控等諸多領(lǐng)域。</p><p>　　小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)常用于通信系統(tǒng)和其它無(wú)線電系統(tǒng)中，特別是在中短波廣播通信的領(lǐng)域里更是得到了廣泛應(yīng)用。原因是調(diào)幅發(fā)射機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)幅簡(jiǎn)便，調(diào)制所占的頻帶窄，并且與之對(duì)應(yīng)的調(diào)幅接收設(shè)備簡(jiǎn)單，所以調(diào)幅發(fā)射機(jī)廣泛地應(yīng)用于廣播發(fā)射。低頻小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)是將待傳送的音頻信號(hào)通過(guò)一定的方式調(diào)制到高頻載波信號(hào)上，放大到額定的功率，然后利用天線以電磁波的方式發(fā)射出去，覆蓋一

9、定的范圍。</p><p>　　一 調(diào)幅發(fā)射機(jī)基本知識(shí)</p><p><b>　　1.1基礎(chǔ)知識(shí)</b></p><p>　　用調(diào)制信號(hào)去控制載波的某個(gè)參數(shù)的過(guò)程，叫調(diào)制。用調(diào)制信號(hào)去控制高頻振蕩器的幅度，使其幅度的變化量隨調(diào)制信號(hào)成正比的變化，這一過(guò)程叫做振幅調(diào)制。經(jīng)過(guò)幅度調(diào)制后的高頻振蕩稱為幅度調(diào)制波（簡(jiǎn)稱調(diào)幅波）。</p>

10、<p>　　早期的VHF頻段的移動(dòng)通信電臺(tái)大都采用調(diào)幅方式，由于信道快衰落會(huì)使模擬調(diào)幅產(chǎn)生附加調(diào)幅而造成失真，目前已很少采用。調(diào)頻制在抗干擾和抗衰落性能方面優(yōu)于調(diào)幅制，對(duì)移動(dòng)信道有較好的適應(yīng)性，現(xiàn)在世界上幾乎所有模擬蜂窩系統(tǒng)都使用頻率調(diào)制。由于高頻信號(hào)的幅度很容易被周圍環(huán)境所影響。所以調(diào)幅信號(hào)的傳輸并不十分可靠。在傳輸?shù)倪^(guò)程中也很容易被竊聽(tīng)，不安全。所以現(xiàn)在這種技術(shù)已經(jīng)比較很少被采用，但在簡(jiǎn)單設(shè)備的通信中還有采用。</

11、p><p>　　振幅調(diào)制根據(jù)頻譜結(jié)構(gòu)的不同可分為普通調(diào)幅（AM)波，抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（DSB-SC AM）波和抑制載波的單邊帶調(diào)幅（SSB-SC AM)波。本設(shè)計(jì)的調(diào)幅發(fā)射機(jī)指的是AM調(diào)幅。</p><p>　　調(diào)幅發(fā)射機(jī)是由本機(jī)振級(jí)、緩沖級(jí)、調(diào)制級(jí)、功率激勵(lì)與放大電路及音頻放大器等組成。</p><p>　　1.2性能指標(biāo)和實(shí)驗(yàn)設(shè)備</p><

12、p>　　由于調(diào)幅發(fā)射機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)幅簡(jiǎn)便，調(diào)制所占的頻帶寬，并且使與之對(duì)應(yīng)的調(diào)幅接受設(shè)備簡(jiǎn)單，所以調(diào)幅發(fā)射機(jī)廣泛應(yīng)用于廣播發(fā)射。</p><p>　　調(diào)幅制一般適用于中、短波廣播通信，發(fā)射機(jī)的工作頻率應(yīng)根據(jù)調(diào)制方式，在國(guó)家或者有關(guān)部門所規(guī)定的范圍內(nèi)選取，對(duì)調(diào)幅發(fā)射機(jī)一般在中頻（0.3-3MHZ)和高頻(3-30MHZ)范圍內(nèi)。在功率選擇上只有當(dāng)天線的長(zhǎng)度與發(fā)射頻率的波長(zhǎng)可以比擬時(shí)，天線才能有效地把載波發(fā)射出去。調(diào)

13、制器的調(diào)幅特性不能跟調(diào)制電壓線性變化而引起已調(diào)波的包絡(luò)失真為調(diào)幅發(fā)射機(jī)的非線性失真，一般要求小于10%。指沒(méi)有調(diào)制信號(hào)時(shí)，由噪聲產(chǎn)生的調(diào)制度與信號(hào)最大時(shí)間的調(diào)幅度比，廣播發(fā)射機(jī)的噪聲電平要求小于0.1%，一般通信機(jī)的噪聲電平要求小于1%。在設(shè)計(jì)性能測(cè)試的過(guò)程中設(shè)計(jì)所需設(shè)備如下：</p><p>　　函數(shù)信號(hào)發(fā)生器∕計(jì)數(shù)器EE164B 一臺(tái)</p><p>　　調(diào)制度測(cè)量?jī)x器

14、HP8901A或BD5 一臺(tái)</p><p>　　頻信號(hào)發(fā)生器 一臺(tái)</p><p>　　超高頻毫伏表DA-36A 一臺(tái)</p><p>　　雙蹤示波器（COS5020）或數(shù)字存儲(chǔ)示波器一臺(tái)</p><p>　　數(shù)字萬(wàn)用表

15、 一臺(tái)</p><p>　　通過(guò)測(cè)試選擇的參數(shù)如下：</p><p>　　已知+Vcc=+10V、-VEE=-10V；話音放大級(jí)輸出電壓為5mV；負(fù)載電阻RL=75Ω。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)主要元器件</b></p><p>　　MC1496、3DG100、3DG130、4M

16、Hz晶振、NXO-10磁環(huán)；</p><p><b>　　設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)</b></p><p>　　工作頻率 f=10MHz，發(fā)射功率P0=100mW，調(diào)制度ma=50%，整波效率大于40%。</p><p><b>　　1.3調(diào)幅信號(hào)源</b></p><p>　　為了使振蕩器輸出盡可能的穩(wěn)定

17、、準(zhǔn)確的頻率。以達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)所需求的目標(biāo)，下面淺談一下關(guān)于頻率穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度方面的原理。</p><p><b>　　頻率準(zhǔn)確度定義</b></p><p>　　頻率準(zhǔn)確度分為絕對(duì)準(zhǔn)確度，又稱頻偏。用振蕩器的實(shí)際工作頻率f與標(biāo)準(zhǔn)頻率fc之間的偏差，即=f-fc來(lái)表示。相對(duì)頻率準(zhǔn)確度用/fc來(lái)表示。</p><p><b>　　頻率穩(wěn)

18、定度定義</b></p><p>　　頻率穩(wěn)定度通常定義為在一定時(shí)間間隔內(nèi)，振蕩器頻率的相對(duì)偏差的最大值，用max/fc時(shí)間間隔表示。這個(gè)數(shù)值最小，頻率穩(wěn)定度越高。按照時(shí)間間隔長(zhǎng)短不同，通常分為下面三種頻率穩(wěn)定度。</p><p>　　長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度：一般指一天以上以致幾個(gè)月的時(shí)間間隔內(nèi)的頻率相對(duì)變化。這種變化通常是由振蕩器中元器件老化而引起的。</p><

19、p>　　短期頻率穩(wěn)定度：一般指一天以內(nèi)，以小時(shí)、份、秒計(jì)算的時(shí)間間隔內(nèi)的頻率相對(duì)變化。產(chǎn)生這種頻率不穩(wěn)定的因素有溫度、電源電壓等。</p><p>　　瞬時(shí)頻率穩(wěn)定度：一般指秒或者毫秒時(shí)間間隔內(nèi)的頻率相對(duì)變化，這種頻率變化一般都具有隨機(jī)性并伴隨著有相位變化的隨機(jī)變化。引起這種頻率不穩(wěn)定的主要因素是振蕩器內(nèi)部噪聲。</p><p><b>　　1.4振蕩電路</b>

20、;</p><p>　　主振級(jí)是調(diào)幅發(fā)射機(jī)的核心部件，主要用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)頻率穩(wěn)定、幅度較大、波形失真小的高頻正弦波信號(hào)作為載波信號(hào)。</p><p>　　晶體振蕩器：晶體諧振器是晶體振蕩器最重要的穩(wěn)頻元件，其性能直接決定了振蕩器系統(tǒng)的性能好壞。晶體振蕩器可以等效為一個(gè)諧振電路來(lái)表示。雖然晶振的產(chǎn)生的頻率穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度都可以做的很高，但是一般找不到15MHZ的晶振。</p>&l

21、t;p>　　西勒LC振蕩電路產(chǎn)生一接近15MHZ的正弦波。西勒電路是依克拉潑電路改進(jìn)的電容反饋振蕩器，它與克拉潑電路的主要不同點(diǎn)在于它回路電感L兩端并聯(lián)了一個(gè)可變電容C4，用C4改變振蕩頻率，但是功率不能保證準(zhǔn)確和穩(wěn)定。</p><p><b>　　1.5放大器原理</b></p><p><b>　　1.5.1工作原理</b></p

22、><p>　　第一級(jí)甲類放大器：先將輸入信號(hào)放大，然后通過(guò)一個(gè)LC選頻網(wǎng)絡(luò)選擇有用的頻率信號(hào)抑制無(wú)用的諧波，通過(guò)一個(gè)耦合電容輸出其下一。其中，靜態(tài)工作點(diǎn)是由滑變和電阻分壓，通過(guò)滑變來(lái)調(diào)節(jié)，發(fā)射極和地之間接直流反饋電阻和交流反饋電阻，以保證靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定。</p><p>　　第二級(jí)丙類放大器，是典型的基極為無(wú)直流偏置電壓的丙類放大器，只有載波的正半周且幅度足夠大時(shí)才能使功率管導(dǎo)通，其集電極為

23、LC選頻諧振回路，諧振回路以選出有用的基波信號(hào)，因此可獲得較大的功率輸出。通過(guò)發(fā)射極所接滑變可調(diào)節(jié)丙類放大器的功率</p><p>　　輸入 輸出</p><p>　　功率放大器的原理框圖</p><p>　　1.5.2電路的主要器件選擇與參數(shù)計(jì)算</p><p>　　直流

24、供電電壓Vcc選擇12V，由于輸入信號(hào)的頻率較高，考慮到穩(wěn)定性和頻率特性，以及上、下限截止頻率，第一級(jí)放大器的三極管選擇2SC2655，而第二級(jí)放大器的三極管選擇2N2222A.</p><p>　　調(diào)整第一級(jí)放大器靜態(tài)工作點(diǎn)由滑變R1完成，因此基極偏壓采用固定偏壓形式，靜態(tài)工作點(diǎn)ICQ=7mA，而LC選頻網(wǎng)絡(luò)應(yīng)滿足頻率為6MHZ，由式,并考慮到選頻的效果和放大的倍數(shù)，電感L就選14mH，而電容C選擇6pH。&l

25、t;/p><p>　　其增益由R3的調(diào)節(jié)來(lái)控制。C3為旁路電容，而C4為耦合電容。因此，選擇C3=0.01uF，C4=1nF。</p><p>　　其中增益公式得出Au=5。RL后級(jí)等效負(fù)載阻抗，因此，計(jì)算出的放大倍數(shù)為估算值。UO=2.5V,Ui=5V。式中UO輸出電壓，而Ui為輸入電壓。</p><p>　　丙類放大器為第二級(jí)放大，目的是為了提供大功率，因此LC選頻

26、回路是必不可少的，其諧振頻率同樣為6MHZ左右，這樣才能選出有用的基波分量，抑制無(wú)用的諧波。但考慮到由于是第二級(jí)放大，無(wú)用的干擾比較大，所以采用部分接入法，來(lái)增加電路的Q值，提高選頻回路的選擇性，由于丙類只有載波的正半周且幅度足夠才能使功率管導(dǎo)通，因此應(yīng)選大電容來(lái)使波形的恢復(fù)失真最小。</p><p><b>　　1.6 調(diào)制電路</b></p><p>　　低電平調(diào)

27、制電路輸出功率小，適用于低電平系統(tǒng)。它的電路形式有多種，如斬波調(diào)幅器、平衡調(diào)幅器、模擬乘法器調(diào)幅等，比較常用的事采用模擬乘法器形似制成的集成調(diào)幅電路，即集成模擬乘法器調(diào)幅。這種集成電路的出現(xiàn)，使產(chǎn)生高質(zhì)量調(diào)幅信號(hào)的過(guò)程變得極為簡(jiǎn)單，而且成本很低。</p><p>　　高電平調(diào)幅電路輸出功率大，一般在系統(tǒng)末級(jí)直接產(chǎn)生滿足發(fā)射要求的調(diào)幅波。它的電路形式主要有集電極調(diào)幅和基極調(diào)幅兩種。集電極調(diào)幅電路的優(yōu)點(diǎn)是效率高，晶體

28、管得到充分的應(yīng)用；缺點(diǎn)是需要大功率的調(diào)制信號(hào)源?；鶚O調(diào)幅電路的優(yōu)缺點(diǎn)正好與之相反，它的平均集電極效率不高，但所需的調(diào)制功率很小，有利于調(diào)幅發(fā)射系統(tǒng)整機(jī)的小型化。</p><p>　　集成模擬乘法器性能好，外圍電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)振幅調(diào)制、同步檢波、混頻、倍頻、鑒頻等過(guò)程，目前在無(wú)限無(wú)限通信、廣播電視等領(lǐng)域應(yīng)用的較多。</p><p>　　1.6.1集電極調(diào)幅</p><

29、p>　　由于高頻振蕩電路的輸出信號(hào)通常比較小，因此在隔離級(jí)之后需要加入高頻放大電路，它的任務(wù)是將載波信號(hào)放大后送給調(diào)制級(jí)。由于集電極調(diào)幅電路，屬于高電平調(diào)幅，所以必須采用高頻功率放大器，是振蕩器的輸出電壓滿足要求。高頻功率放大器，工作的相對(duì)帶寬較宰，負(fù)載網(wǎng)絡(luò)采用的是諧振回路，諧振頻率和載波的中心頻率f=13.634MHZ相同。高電平功率放大器的原理是利用輸入到基極的信號(hào)，來(lái)控制集電極的直流電流所供給的直流功率，使之轉(zhuǎn)換為交流信號(hào)功

30、率輸出。高頻功率放大器的重要指標(biāo)是功率和效率。如果要得到較高的功率和效率，關(guān)鍵在于減少集電極損耗。使集電極電流ic在Vc最小的時(shí)候通過(guò)，那么，集電極損耗功率自然就會(huì)降低。為了獲得高的集電極效率，放大器的集電極電路應(yīng)該是脈沖狀。高頻功率放大器，同時(shí)提高功率和效率時(shí)，存在矛盾，為了兼顧功率和效率，最佳導(dǎo)通角為</p><p>　　1.6.2丙類放大器</p><p>　　高頻功率放大器是調(diào)幅發(fā)

31、射機(jī)的末級(jí)，它的任務(wù)是要給出發(fā)射機(jī)所要的輸出功率。功率放大器主要有甲類、甲乙類或乙類（限于推挽電路）、丙類功放，根據(jù)功放的輸出功率和效率來(lái)確定選擇哪一種。采用低電平調(diào)幅電路的系統(tǒng)，由于調(diào)制器輸出信號(hào)為調(diào)幅波，其后的功率放大器必須是線性的（如甲類、甲乙類或乙類功放）；而采用高電平調(diào)幅電路的系統(tǒng)，則在末級(jí)直接產(chǎn)生達(dá)到輸出功率要求的調(diào)幅波，多以丙類放大器作為此時(shí)的末級(jí)電路。</p><p><b>　　1.7

32、調(diào)幅調(diào)制原理</b></p><p>　　從發(fā)射頻率的效率上看，單邊帶SSB波只需發(fā)射一個(gè)邊帶，因此單邊帶SSB最省功率，而AM波的發(fā)射效率最低，從帶寬上來(lái)看，單邊帶SSB波德傳輸只需AM波或DSB波傳輸帶寬的一半，節(jié)省了50%的寬度。但AM波的解調(diào)電路簡(jiǎn)單、成本低，而單邊帶SSB波的解調(diào)則需要一個(gè)載波恢復(fù)電路和一個(gè)同步電路。被設(shè)計(jì)采用的是普通調(diào)幅波。</p><p><

33、b>　　圖（a)調(diào)制信號(hào)</b></p><p><b>　　圖（b)載波</b></p><p><b>　　圖（c)已調(diào)信號(hào)</b></p><p>　　二 調(diào)幅發(fā)射機(jī)方框圖</p><p>　　2.1 擬定調(diào)幅發(fā)射機(jī)的框圖</p><p>　　根據(jù)調(diào)幅

34、發(fā)射機(jī)的工作原理和給定的技術(shù)指標(biāo)要求畫(huà)出組成框圖，如下圖A所示：</p><p>　　圖A中，各組成部分的的作用如下：</p><p>　　1.本機(jī)振蕩：本機(jī)振蕩就是高頻振蕩器，根據(jù)載波頻率的高低，頻率穩(wěn)定度來(lái)確定電路形式。高頻電子線路所討論的工作頻率是幾百千赫到幾百兆赫，而課題設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的最高頻率受到實(shí)驗(yàn)條件限制，一般在30兆赫一下，所以此課題設(shè)計(jì)本機(jī)振蕩產(chǎn)生頻率為4MHz的載波信號(hào)。&

35、lt;/p><p>　　2.緩沖級(jí)：通常采用射級(jí)跟隨器，基本原理是利用它的輸入電阻高和輸出電阻低的特點(diǎn)的特點(diǎn)，在電路中起著阻抗變化的作用：</p><p>　　晶體振蕩級(jí)與調(diào)制級(jí)隔離，減小調(diào)制級(jí)對(duì)晶體振蕩級(jí)的影響；</p><p>　　將功率激勵(lì)級(jí)與調(diào)制級(jí)隔離，減小功率激勵(lì)級(jí)對(duì)調(diào)制級(jí)的影響。</p><p>　　3.話音放大級(jí)：將話筒信號(hào)電壓放大

36、到調(diào)制級(jí)所需的調(diào)制電壓。</p><p>　　4.調(diào)制級(jí)：將所需傳送的信息“加載”到高頻振蕩中，以調(diào)幅波的調(diào)制形式傳送出去。通常采用低電平調(diào)制和高電平調(diào)制兩種方式。</p><p>　　低電平調(diào)幅（low-level am）調(diào)制過(guò)程是在低電平級(jí)進(jìn)行的，因而需要的調(diào)制頻率小。屬于這種類型的調(diào)制方法有：</p><p>　　平方律調(diào)幅（square law AM）利用電

37、子器件的伏安特性曲線的平安律部分的非線性作用進(jìn)行調(diào)幅。</p><p>　　斬波調(diào)幅（on-off AM)將所要傳送的音頻信號(hào)按照載波頻率來(lái)斬波，然后通過(guò)中心頻率等于載波頻率的帶通濾波器濾波，取出調(diào)幅部分。</p><p>　　高電頻調(diào)幅（high level am）調(diào)制過(guò)程在高電平級(jí)進(jìn)行，通常是在丙類放大器中進(jìn)行調(diào)制，屬于這一類的調(diào)制方法：</p><p><

38、;b>　　集電極（阻級(jí)）調(diào)幅</b></p><p><b>　　基極調(diào)幅</b></p><p>　　圖A 擬定調(diào)幅發(fā)射機(jī)組成框圖</p><p>　　5.功率激勵(lì)級(jí)：為末級(jí)功放提供激勵(lì)功率。</p><p>　　6.末級(jí)功放：對(duì)前級(jí)送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行功率放大，在負(fù)載上獲得滿足要求的發(fā)射功率。</p

39、><p>　　7.增益分配：發(fā)射機(jī)級(jí)需要有一定的功率才能將信號(hào)發(fā)射出去，而每一級(jí)的功率又不能太大，否則會(huì)引起電路工作不穩(wěn)定，容易自激。因此，應(yīng)根據(jù)發(fā)射機(jī)各組成部分的作用，合理地分配各級(jí)增益指標(biāo)。根據(jù)調(diào)制器的輸入特性確定本振信號(hào)和調(diào)制信號(hào)的振幅；由調(diào)制信號(hào)的輸出功率和發(fā)射機(jī)的輸出功率確定功率激勵(lì)和功放級(jí)的增益。</p><p>　　2.2調(diào)幅發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)方框圖</p><p&g

40、t;　　圖B調(diào)幅發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)方框圖</p><p>　　用最基本的發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)框圖如圖B所示，由主振、放大和被調(diào)級(jí)構(gòu)成。由石英晶體構(gòu)成的振蕩電路產(chǎn)生載頻，通過(guò)隔離放大網(wǎng)絡(luò)加載到受調(diào)放大電路上，同時(shí)將調(diào)制信號(hào)也加載到受調(diào)放大電路中，利用三極管集電極調(diào)幅進(jìn)行調(diào)制，然后進(jìn)行功率放大并通過(guò)天線輻射出去。</p><p><b>　　三 電路設(shè)計(jì)</b></p>

41、<p>　　3.1 高頻振蕩器電路</p><p>　　3.1.1設(shè)計(jì)方案確定</p><p>　　本機(jī)振蕩器就是高頻振蕩器，根據(jù)載波頻率的高低和頻率穩(wěn)定度來(lái)確定電路形式。在頻率穩(wěn)定度要求不高的情況下，可以采用電容反饋三點(diǎn)式振蕩電路，如下圖所示的克拉潑、西勒電路等。而在頻率穩(wěn)定度要求高的情況下，可以采用晶體振蕩器，也可以采用單片機(jī)集成振蕩電路。</p><p

42、>　　頻率穩(wěn)定度是振蕩器的一項(xiàng)十分重要技術(shù)指標(biāo)，它表示在一定的時(shí)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(duì)變化程度，振蕩頻率的相對(duì)變化量較小，則表明振蕩器的頻率穩(wěn)定度較高。</p><p>　　改善振蕩頻率穩(wěn)定度，從根本上來(lái)說(shuō)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合租要部件。因此改善振蕩頻率穩(wěn)定度的重要措施是提高振蕩回路在外界因素變化時(shí)保持

43、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>　　因此，在本設(shè)計(jì)振蕩電路采用晶體振蕩器</p><p><b>　　3.1.2電路設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　圖C高頻振蕩器電路</b></p><p>　　電路如上圖C所示，振蕩器是無(wú)線電發(fā)射的心臟部分高頻振蕩器的

44、主要作用是產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的載波,它的頻率叫做載頻。 </p><p>　　由于晶體穩(wěn)定性好，Q值高，故頻率穩(wěn)定度也高。因此，主振級(jí)(高頻振蕩器)采用晶體振蕩器，滿足所需的頻率穩(wěn)定度。此電路中其工作在較低的7MHZ頻率，一般晶體振蕩器都能實(shí)現(xiàn)，且具有一定的輸出電壓，而其頻率穩(wěn)定度高，無(wú)須進(jìn)行倍頻。</p><p>　　頻率輸出需要通過(guò)C4微調(diào)。C1、C2為回路電容，改變C8可以改變耦合程度，R

45、1、R2為偏置電阻，R3為集電極負(fù)載電阻，R4為發(fā)射極電阻，C3為旁路電阻，Z1為高頻扼流圈，C6、C7為電容退耦電容。</p><p>　　高頻振蕩器所輸出的波形如下圖D所示：</p><p>　　圖D高頻振蕩器輸出波形</p><p><b>　　3.2隔離放大電路</b></p><p><b>　　圖E

46、隔離放大電路</b></p><p>　　電路如上圖E所示。該電路采用自給負(fù)偏壓方式，通過(guò)R4可改變電位器改變負(fù)偏壓大小?；芈分C振在工作頻率，通過(guò)改變變壓器B1耦合輸出。Z2、Z3為高頻扼流圈，C10為旁路電容，C11、C12為回路電容，C16、C17為耦合電容，C14、C15為電源退耦電容 。</p><p>　　隔離放大級(jí)的輸出波形如下圖F所示：</p>&l

47、t;p>　　圖F隔離放大器輸出波形</p><p>　　圖F與圖E的區(qū)別是輸出波形幅度變大，而頻率不變。</p><p>　　3.3受調(diào)放大級(jí)電路</p><p><b>　　圖G受調(diào)放大級(jí)電路</b></p><p>　　電路如上圖G所示。末級(jí)采用串聯(lián)饋電的方式。為了有較高的效率，本級(jí)利用集電極電流的直流分量在基

48、極偏置電阻上產(chǎn)生所需要的負(fù)偏壓，使其工作在丙類狀態(tài)。輸出回路采用變壓器耦合式諧振回路，利用電感抽頭實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，調(diào)整末級(jí)功放的工作狀態(tài)，從而達(dá)到有效的集電極調(diào)幅，有最佳的功率輸出。為加強(qiáng)耦合度，可在變壓器初次級(jí)之間接一個(gè)小耦合電容C22,C20和C21為回路電容。</p><p>　　受調(diào)放大電路的輸出波形如下圖H所示：</p><p>　　圖H受調(diào)放大級(jí)的輸出波形</p>

49、<p>　　3.4 話筒和音頻放大電路</p><p>　　如下圖I：音頻放大器采用LA4101。電源由14腳接入，3腳接地，10腳與地之間接退耦電容C20，12腳與地之間接有源濾波退耦電容C21。信號(hào)由9腳輸入，經(jīng)放大后由1腳經(jīng)數(shù)出電容C26送到受調(diào)放大級(jí)。6腳到地之間接入C19和Rf組成的負(fù)反饋電路，決定放大倍數(shù)的大小。Rf越小，電路增益越高；反之，增益越小。13、14之間接入自舉電容C24 、C2

50、2和C23，以防止產(chǎn)生寄生振蕩。</p><p>　　圖I話筒和音頻放大電路</p><p>　　信號(hào)經(jīng)過(guò)話筒、音頻放大電路和調(diào)制器后的波形如下圖J所示：</p><p><b>　　圖J波形</b></p><p>　　3.5 傳輸線與天線</p><p>　　該部分最重要的為傳輸線變壓器的應(yīng)用

51、，這種變壓器是用傳輸線路繞在高磁導(dǎo)串的鐵芯磁環(huán)上構(gòu)成，特點(diǎn)是具有很寬的通頻帶。</p><p>　　傳輸線變壓器的工作原理是傳輸線原理與變壓器原理的結(jié)合，那么它的工作也可分為兩種方式：一種按照傳輸線方式來(lái)工作，即在它兩個(gè)線圈中通過(guò)大小相等、方向相反的電流，磁芯中的磁場(chǎng)正好互相抵消。因此，磁芯沒(méi)有功率損耗，磁芯對(duì)傳輸線的工作沒(méi)有什么影響，這種工作方式為傳輸線模式。另一種是按照變壓器方式工作。此時(shí)線圈中有激磁電流，并

52、在磁芯中產(chǎn)生公共磁場(chǎng)，有鐵芯功率損耗，這種工作方式稱為變壓器模式。傳輸線變壓器通常同時(shí)存在這這兩種模式或者說(shuō)傳輸線變壓器正是利用這兩種模式來(lái)適應(yīng)不同的功用的。</p><p>　　此部分的作用：把已調(diào)高頻信號(hào)由傳輸線送至天線，變成電磁波，輻射到空間去，實(shí)現(xiàn)無(wú)限電波的發(fā)射。</p><p><b>　　四 系統(tǒng)測(cè)試與仿真</b></p><p>

53、<b>　　4.1軟硬件系統(tǒng)</b></p><p>　　簡(jiǎn)易發(fā)射機(jī)的測(cè)試分兩步進(jìn)行。</p><p>　　是觀察，它是定性測(cè)試：觀察輸出波形的時(shí)針和相對(duì)性。所用的儀器是40MHZ以上的示波器。正確的觀察是測(cè)量的前提，因所有其他的測(cè)試都是在輸出波形對(duì)稱，且不失真條件下進(jìn)行的。正確調(diào)整使用示波器也很重要。</p><p>　　是測(cè)量，它是定量測(cè)量

54、:</p><p>　　測(cè)量頻率及頻率準(zhǔn)確度。用頻率計(jì)或示波器測(cè)量，記錄測(cè)量到的信號(hào)頻率f，求。</p><p>　　測(cè)量頻率穩(wěn)定度。測(cè)量一次信號(hào)頻率f1后，觀察一分鐘，得到變化最大的一次f2,求。</p><p>　　測(cè)量調(diào)幅系數(shù)。用有CRT讀數(shù)的40MHZ的示波器穩(wěn)定地顯示一個(gè)完整的調(diào)幅波形，測(cè)量A和B的值，求。</p><p>　　測(cè)量

55、調(diào)幅信號(hào)源輸出已調(diào)波幅度,如圖</p><p><b>　　圖Y輸出的已調(diào)波</b></p><p>　　測(cè)量功率放大器的功率和效率。測(cè)量條件是輸入頻率為15MHZ ，輸出無(wú)明顯失真。用示波器測(cè)量50負(fù)載上的，根據(jù)得到輸出頻率：測(cè)量功放管的及電源電壓，根據(jù)求得。</p><p>　　測(cè)量系統(tǒng)放大通道的-3db帶寬。用掃描儀來(lái)測(cè)量從調(diào)制輸出后的放

56、大器輸入到功率輸出負(fù)載端系統(tǒng)的頻率特性，測(cè)量增益和，如圖</p><p><b>　　圖W測(cè)量帶寬示意圖</b></p><p>　　4.2晶體振蕩器調(diào)試</p><p>　　調(diào)整晶體振蕩器時(shí)，應(yīng)先短開(kāi)晶振，使振蕩器不振蕩，再用完用表測(cè)三極管的各級(jí)電壓。VEQ/（R2+R3）≈ICQ=2mA ，若不滿足則可以調(diào)整R1的值。將三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)

57、試正確后，再接上晶體振蕩器，測(cè)量晶體振蕩器的振蕩頻率和輸出電壓的幅度。測(cè)量時(shí)要正確選擇測(cè)試點(diǎn)，使儀器的輸入阻抗遠(yuǎn)大于電路測(cè)試點(diǎn)的輸入阻抗。在輸出端還應(yīng)接負(fù)載電阻RL，RL應(yīng)與下一級(jí)電路的等效輸入阻抗相等。若儀器的輸入阻抗較高則可選擇測(cè)試點(diǎn)A來(lái)測(cè)量；若儀器的輸入阻抗較低，則應(yīng)選擇測(cè)試點(diǎn)B來(lái)測(cè)量，這時(shí)耦合電容C17的取值約為82uF。</p><p>　　晶體振蕩器和話音放大電路的電路圖如圖3所示。其中，晶體、C1、

58、C2、C3與T1構(gòu)成改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路（克拉伯電路），振蕩頻率由晶振的等效電容和電感決定，電路中T1構(gòu)成靜態(tài)工作點(diǎn)由R1、R2、R3決定。在設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)，應(yīng)首先設(shè)定晶體管的集電極電流ICQ，一般取0.5mA~4mA，ICQ太大會(huì)引起輸出波形失真，產(chǎn)生高次諧波。設(shè)晶體管β=60，Icq=2mA，VEQ=（1∕2~1∕3）Vcc，則可算出R1，R2、R3。如圖K1所示。仿真圖如圖K2</p><p>　　圖

59、K1 晶體振蕩器和話音放大電路</p><p>　　圖K2 晶體振蕩器仿真圖</p><p><b>　　4.3調(diào)制器</b></p><p>　　測(cè)量調(diào)制器電路靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)，應(yīng)使本振信號(hào)VO=0，調(diào)制信號(hào)VT=0。調(diào)整R5的值，然后測(cè)量各點(diǎn)靜態(tài)工作電壓，其值應(yīng)與設(shè)計(jì)值大致相同。加本振電壓VO =100mV，使調(diào)治電壓VT=0V，調(diào)節(jié)R6使輸出

60、信號(hào)為最小值，再使VT=100mV，這時(shí)測(cè)得的輸出波形應(yīng)為載波被抑制的雙邊帶信號(hào)波形，再調(diào)節(jié)R6使輸出波形為ma=100%的調(diào)幅波。</p><p>　　根據(jù)題意及給定的主要元件，選定模擬乘法器MC1496構(gòu)成的調(diào)幅電路如圖L1所示。仿真圖如圖L2所示。</p><p><b>　　圖L1調(diào)制電路圖</b></p><p>　　圖L1調(diào)制電路仿

61、真圖</p><p>　　4.4 整機(jī)實(shí)物調(diào)試</p><p>　　由于工作頻率的升高，分布參數(shù)及各種耦合與干擾對(duì)高頻電路的影響，比低頻電路更加明顯。因此，理論估算的工作狀態(tài)與實(shí)際電路測(cè)試到的狀態(tài)之間，往往會(huì)存在一定的差異。有時(shí)，在整機(jī)調(diào)試過(guò)程中元件參數(shù)甚至需要較大的修改，才能達(dá)到預(yù)期的效果。所以，高頻電路的調(diào)試過(guò)程與其設(shè)計(jì)過(guò)程同樣重要，有時(shí)比設(shè)計(jì)過(guò)程更復(fù)雜，除了需要經(jīng)驗(yàn)之外，更需要細(xì)致耐

62、心，鍥而不舍的精神。不能急躁，更不能盲目地更改元件參數(shù)，否則事半功倍，達(dá)不到預(yù)期效果。</p><p>　　另外，在實(shí)際的操作中，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，許多問(wèn)題并不是由于電路本身的故障引起的，而恰恰是由于我們未能正確使用測(cè)試儀器，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果錯(cuò)誤。因此，在調(diào)試電路之前，花些時(shí)間學(xué)習(xí)測(cè)試設(shè)備的使用方法，掌握它對(duì)某些被測(cè)電路的測(cè)試功能和限制條件，對(duì)于快速診斷電路故障時(shí)非常重要的，往往可以達(dá)到事半功倍的效果。同時(shí)，不能忽略連接

63、到電路上的測(cè)試設(shè)備可能對(duì)電路性能帶來(lái)的影響。</p><p>　　電路的安裝、調(diào)試順序一般從前級(jí)單元電路開(kāi)始，向后逐級(jí)進(jìn)行。即先將哥單元電路彼此斷開(kāi)，從第一級(jí)開(kāi)始調(diào)整單元電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，以及交流狀態(tài)下的性能指標(biāo)；然后與下一級(jí)連接，進(jìn)行逐級(jí)聯(lián)調(diào)，直到整機(jī)調(diào)試；最后進(jìn)行整機(jī)技術(shù)指標(biāo)測(cè)試。</p><p>　　單元電路的調(diào)試，以振蕩器為例。常見(jiàn)的故障是，電路安裝完畢，上電后，沒(méi)有信號(hào)輸出。在確

64、認(rèn)硬件電路連接沒(méi)有問(wèn)題后，檢查電路是否起振。可以通過(guò)測(cè)量發(fā)射極直流電壓進(jìn)行判斷：起振后的射級(jí)電壓值應(yīng)大于靜態(tài)（末振蕩時(shí)）射級(jí)電壓值。若電路未起振，多是由于靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置不當(dāng)引起的，可將基極偏置電阻之一安裝電位器，以便調(diào)節(jié)工作點(diǎn)。</p><p>　　在逐級(jí)聯(lián)調(diào)時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)調(diào)試合格的單元電路在聯(lián)調(diào)時(shí)性能參數(shù)發(fā)生很大變化的現(xiàn)象，這時(shí)，切不可盲目更改元件參數(shù)。故障原因多是由于單級(jí)調(diào)試時(shí)沒(méi)有接負(fù)載，而與下一級(jí)連接后，下

65、一級(jí)的等效輸入阻抗必然對(duì)本級(jí)性能產(chǎn)生一定的影響；或是所接負(fù)載與實(shí)際電路中的負(fù)載不等效；或者是整機(jī)的聯(lián)調(diào)又引入了新的分布參數(shù)。因此，聯(lián)機(jī)調(diào)試時(shí)需要仔細(xì)分析故障原因。</p><p>　　在逐級(jí)聯(lián)調(diào)時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象：?jiǎn)为?dú)加測(cè)試信號(hào)調(diào)試合格的單元電路，在與前級(jí)或下級(jí)電路連接后，沒(méi)有輸出或信號(hào)不正常。這時(shí)需要考兩次，各級(jí)相連的電路對(duì)其輸入電路幅度及功率的而要求是否達(dá)到，也就是說(shuō)，單元電路僅僅有輸入信號(hào)是不夠的，還要

66、保證其輸入信號(hào)的參數(shù)滿足本級(jí)電路的要求，例如調(diào)幅接受機(jī)中的二極管大信號(hào)包絡(luò)檢波器，就要求輸入調(diào)幅波的幅度達(dá)到幾百mV以上。在單獨(dú)的測(cè)試單元電路時(shí)，可借助測(cè)試儀器（如信號(hào)發(fā)生器、示波器等）確定電路達(dá)到最佳的工作狀態(tài)所需的輸入信號(hào)幅值及頻率參數(shù)等。</p><p>　　在整機(jī)聯(lián)調(diào)時(shí)，重點(diǎn)應(yīng)關(guān)注整機(jī)性能是否達(dá)到指標(biāo)要求。在整機(jī)各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到要求的前提下，中間各別單元電路輸出波形的輕度失真是允許的。</p>

67、<p>　　圖M小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)整體電路</p><p><b>　　致謝 </b></p><p>　　通過(guò)這次課題的設(shè)計(jì)，使我掌握了課題設(shè)計(jì)的基本思路和方法；掌握了課題設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的基本撰寫(xiě)要求和方法，同時(shí)此次課題的設(shè)計(jì)使我對(duì)《高頻電子線路》這門課程的基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論有了更加深刻的理解和掌握，并鍛煉了綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通

68、過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己在正確設(shè)計(jì)電路的方法和步驟、計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面得到了鍛煉和提高，并培養(yǎng)了而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。同時(shí)，這次課題設(shè)計(jì)采用的是分組的形式，給予了我們鍛煉分工合作能力的機(jī)會(huì)，同時(shí)增強(qiáng)了我們的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。</p><p>　　在這段高頻電子線路設(shè)計(jì)的時(shí)間里，我認(rèn)為收獲還是很多的，不但進(jìn)一步掌握了高頻電子線路的基礎(chǔ)知識(shí)及仿真軟件的基本操作，還培養(yǎng)了自己分析、應(yīng)用單元電

69、路的能力。同時(shí)這次課題的設(shè)計(jì)，使我更加的看清了自己，明白了凡事要認(rèn)真，要耐心，實(shí)踐與理論要相輔相成的道理，設(shè)計(jì)的過(guò)程中我發(fā)現(xiàn)自己的理論知識(shí)明顯的不足，致使拖延了設(shè)計(jì)的進(jìn)程。這將有助于我以后的學(xué)習(xí)，端正自己的學(xué)習(xí)態(tài)度，從而更加努力的學(xué)習(xí)。</p><p>　　總之，通過(guò)此次課題的設(shè)計(jì)，鞏固并增加了已學(xué)的理論知識(shí)，而且提高了個(gè)人的綜合能力，及團(tuán)結(jié)合作能力，使我在多方面有了一定的鍛煉和提高，非常感謝我的同組同學(xué)，也非常

70、感謝悉心知道的賀老師，使我們這次的課題設(shè)計(jì)圓滿結(jié)束。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]樊昌信.通信原理（第五版）[M]．北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2001.</p><p>　　[2]美R.F.格拉夫W.希茨．電子電路百科全書(shū)[M].北京:科學(xué)出版社,1997.</p><p>　　[

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