小功率调频发射机课程设计
课程设计报告--小功率调幅发射机的设计
课程设计报告--小功率调幅发射机的设计高频电子线路课程设计报告设计题目：小功率调幅发射机设计一、设计题目小功率调幅发射机的设计。
二、设计目的、内容及要求设计目的：《高频电子线路》是一门理论与实践密切结合的课程,课程设计是其实践性教学环节之一，同时也是对课堂所学理论知识的巩固和补充。
其主要目的是加深对理论知识的理解，掌握查阅有关资料的技能，提高实践技能，培养独立分析问题、解决问题及实际应用的能力。
(1)加深对高频电子线路理论知识的掌握，使所学的知识系统、深入地贯穿到实践中。
(2)提高同学们自学和独立工作的实际能力，为今后课程的学习和从事相应工作打下坚实基础。
任务及要求：小功率调幅发射机的设计(1)掌握小功率调幅发射机原理；(2)设计出实现调幅功能的电路图；(3)应用multisim软件对所设计电路进行仿真验证。
技术指标：载波频率f0=1MHz~ 10MHz；低频调制信号1KHz正弦信号；调制系数Ma=50％±5％；负载电阻R A=50Ω。
三、工作原理3.1 小功率调幅发射机的认识目前，虽然调频技术以及数字化技术突飞猛进，其应用范围覆盖了无线通信技术的80%以上，但是由于小功率调幅发射机具有调制解调电路简单、调试容易、信号带宽窄和技术成熟等优点，因此仍然使其能够在中短波通信中广泛得以应用。
课题以电子线路课程设计实践教学为应用背景，在仿真软件与实验室中完成一个完整的调幅发射机，并实现无线电报功能。
发射机的主要任务是利用低频音频信号对高频载波进行调制，将其变为在适合频率上具有一定的带宽，有利于天线发射的电磁波。
一般来说，简易发射机主要分为低频部分、高频部分、以及电源部分。
高频部分主要包括：主振荡器、缓冲放大级、中间放大级、功放推动级以及末级功放级。
低频部分主要包括：话筒、低频电压放大级、低频功率放大级以及末级低频功率放大级等。
3.2 小功率调幅发射机的工作原理一条调幅发射机的组成框图如下图图1所示，其工作原理是：第一本机振荡产生一个固定频率的中频信号，它的输出送至调制器；话音放大电路放大来自话筒的信号，其输出也送至调制器；调制器输出是已调幅了的中频信号，该信号经中频放大后与第二本振信号混频；第二本振是一频率可变的信号源，一般选第二本振频率fo2是第一本振f1与发射载频foc之和，混频器输出经带通或低通滤波器滤波，是输出载频fc=fo2-fo1;功放级将载频信号的功率放大到所需发射功率。
高频课程设计报告_调频发射机
调频发射机课程实验报告姓名：班别：学号：指导老师：组员：小功率调频发射机课程设计一、 主要技术指标：1. 中心频率：012f MHz =2. 频率稳定度 40/10f f -∆≤3. 最大频偏10m f kHz ∆>4. 输出功率 30o P mW ≥5. 天线形式 拉杆天线（75欧姆）6. 电源电压 9cc V V =二、 设计和制作任务：1. 确定电路形式，选择各级电路的静态工作点，并画出电路图。
2. 计算各级电路元件参数并选取元件。
3. 画出电路装配图4. 组装焊接电路5. 调试并测量电路性能6. 写出课程设计报告书 三、 设计提示：通常小功率发射机采用直接调频方式，并组成框图如下所示：其中，其中高频振荡级主要是产生频率稳定、中心频率符合指标要求的正弦波信号，且其频率受到外加音频信号电压调变；缓冲级主要是对调频振荡信号进行放大，以提供末级所需的激励功率，同时还对前后级起有一定的隔离作用，为避免级功放的工作状态变化而直接影响振荡级的频率稳定度；，功放级的任务是确保高效率输出足够大的高频功率，并馈送到天线进行发射。
上述框所示小功率发射机设计的主要任务是选择各级电路形式和各级元器件参数的计算。
1.频振荡级：由于是固定的中心频率，可考虑采用频率稳定度较高的克拉泼振荡电路。
关于该电路的设计参阅《高频电子线路实验讲义》中实验六内容。
克拉泼（clapp ）电路是电容三点式振荡器的改进型电路，下图为它的实际电路和相应的交流通路：实用电路 交流通路如图可知，克拉泼电路比电容三点式在回路中多一个与C1 C2相串接的电容C3，通常C3取值较小，满足C3《C1 ，C3《C2，回路总电容取决于C3，而三极管的极间电容直接并接在C1 C2上，不影响C3的值，结果减小了这些不稳定电容对振荡频率的影响，且C3较小，这种影响越小，回路的标准性越高，实际情况下，克拉泼电路比电容三点式的频稳度高一个量级，达451010--。
高频课设小功率调频发射机设计资料
课程设计课程名称高频电子线路课题名称小功率调频发射机专业电子信息工程班级学号姓名指导老师浣喜民2016年6月24日课程设计任务书课程名称高频电子线路题目小功率调频发射机设计学生姓名专业班级学号指导老师浣喜明课题审批下达日期 2016年06月07日一、设计内容设计一小功率调频发射机。
主要技术指标：发射功率Pa=3W；负载电阻（天线）RL=75Ω；中心工作频率fo=88MHZ；调制信号幅度VΩm=10mV；最大频偏Δfm=75KHZ；总效率η>70%。
二、设计要求1、给出具体设计思路和整体设计框图；2、绘制各单元电路电路图，并计算和选择各器件参数；3、绘制总电路原理图；4、编写课程设计说明书；5、课程设计说明书和所有图纸要求用计算机打印(A4纸)。
三、进度安排第1天：下达设计任务书，介绍课题内容与要求；第2、3天：查找资料，确定系统组成；第4～7天：单元电路分析、设计；第8～9天：课程设计说明书撰写；第10天：整理资料，答辩。
（共两周）。
四、参考文献1、《高频电子线路》，张肃文主编.，高等教育出版社.。
2、《电子技术基础实验》陈大钦主编,高等教育出版社出版3、《高频电子线路实验与课程设计》,杨翠娥主编,哈尔滨工程大学出版社出版4、《通信电路》沈伟慈主编,西安电子科技大学出版社出版6、《电子线路设计·实验·测试》谢自美主编, 华中理工大学出版社五、说明书基本格式1）课程设计封面； 2）设计任务书； 3）目录；4）设计思路，系统基本原理和框图； 5）单元电路设计分析；6）设计总结； 7）附录； 8）参考文献；9）电路原理图； 10）评分表目录一、调制发射机系统的设计原则 (1)二、单元电路设计与分析 (3)三、总结 (14)四、电路原理图 (15)参考文献 (16)一、调制发射机系统的设计原则1.1 调频发射系统的方框图图1-1为调频发射机系统的基本组成框图，表示的是直接调频发射机的组成。
小功率调频发射机课程设计
. . .. . .小功率调频发射器课程设计报告目录摘要 (2)一、课题 (3)二、设计原理 (3)三、主要设计指标 (4)四、电路设计 (4)五、制作调试 (8)六、故障及分析 (8)七、测试结果 (9)八、制作小结 (9)九、元器件 (10)十、参考文献 (11)摘要随着科技的发展和人民生活水平的提高，无线电发射机在生活中得到广泛应用，最普遍的有电台、对讲机等。
人们通过无线电发射机可以把需要传播出的信息发射出去，接收者可以通过特制的接收机接受信息，最普通的模式是：广播电台通过无线电发射机发射出广播，收听者通过收音机即可接收到电台广播。
本设计为一简单功能的无线电调频发射器，相当于一个迷你型的电台，通过该发射器可以把声音转换为无线电信号发射出去，该信号频率可调，通过普通收音机接收，只要在频率适合时即可收到发射器发送出的无线电信号，并通过扬声器转换出声音。
本设计为本校院级电子设计大赛作品。
在此写成课程设计的模式，算是总结经验，再次学习。
由于时间仓促，不尽完美之处，请谅解。
小功率调频发射机课程设计一、 课题小功率调频发射机的设计和制作二、设计原理通常小功率发射机采用直接调频方式，它的组成框图如图3.1所示。
其中高频振荡级主要是产生频率稳定、中心频率符合指标要求的正弦波信号，且其频率受到外加音频信号电压调变；缓冲级主要是对调频振荡信号进行放大，以提供末级所需的激励功率，同时还对前后级起有一定的隔离作用，为避免级功放的工作状态变化而直接影响振荡级的频率稳定度；，功放级的任务是确保高效率输出足够大的高频功率，并馈送到天线进行发射。
图3.1 系统框图 上述框所示小功率发射机设计的主要任务是选择各级电路形式和各级元器件参数的计算。
1、 频振荡级由于是固定的中心频率，可考虑采用频率稳定度较高的克拉泼振荡电路。
关于该电路的设计参阅《高频电子线路实验讲义》中实验六容。
2、缓冲级由于对该级有一定增益要求，考虑到中心频率固定，因此可采用以LC 并联回路作负载的小信号谐振放大器电路。
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课程设计课程名称通信电子线路课程设计课题名称小功率调频发射机设计专业电子信息工程班级学号姓名指导教师20XX年09 月08 日课程设计任务书课程名称通信电子线路课程设计题目小功率调频发射机设计专业班级电子信息工程班0881 学生姓名学号10指导老师审批任务书下达日期：20XX 年08 月29 日设计完成日期：20XX 年09 月08 日目录一．设计目的无线电发射与接收设备是高频电子线路的综合应用，是现代化通信系统、广播与电视系统、无线安全防范系统、无线遥控和遥测系统、雷达系统、电子对抗系统、无线电制导系统等，必不可少的设备。
本次设计要达到以下目的：1. 进一步认识射频发射系统；2. 掌握调频（或调幅）无线电发射机的设计；3. 学习无线电通信系统的设计与调试。
二．基本原理与方案比较2.1FM 调制原理载波()t w U t u c cm c cos )(=，调制信号()t u Ω；通过FM 调制，使得)(t u c 频率变化量与调制信号()t u Ω的大小成正比。
即已调信号的瞬时角频率()()t u k w t w f c Ω⋅+=已调信号的瞬时相位为()()t d t u k t w t d t w t tf c t ''+=''=⎰⎰Ω)(00ϕ 实现调频的方法分为直接调频和间接调频两大类。
2.1.1 直接调频直接调频的基本原理是利用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使其反映调制信号变化规律。
要用调制信号去控制载波振荡器的振荡频率，就是用调制信号去控制决定载波振荡器振荡频率的元件或电路的参数，从而使载波振荡器的瞬时频率按调制信号变化规律线性地改变，就能够实现直接调频。
直接调频可用如下方法实现：(1)改变振荡回路的元件参数实现调频在LC 振荡器中，决定振荡频率的主要元件是LC 振荡回路的电感L 和电容C 。
在RC 振荡器中，决定振荡频率的主要元件是电阻和电容。
因而，根据调频的特点，用调制信号去控制电感、电容或电阻的数值就能实现调频。
小功率调频发射机的设计课程设计
课程设计课程高频电子线路题目小功率调频发射机的设计院系电子科学学院专业班级电信XXXXXXX班学生姓名XX学生学号XXXXXXXXXXXX指导教师2013年3月1日课程设计任务书课程高频电子线路题目小功率调频发射机的设计专业电子信息工程姓名XX 学号XXXXXXXXX主要内容、基本要求、主要参考资料等1、主要内容利用所学的高频电路知识，设计一个小功率调频发射机。
通过在电路设计、安装和调试中发现问题、解决问题，加深对高频电子线路课程理论知识的理解，提高电路设计及电子实践能力。
2、基本要求设计一个小功率调频发射机，主要技术指标为：(1) 载波中心频率06.5MHzf=；(2) 发射功率100mWAP>；(3) 负载电阻75LR=Ω；(4) 调制灵敏度25kHz/VfS≥；3、主要参考资料[1] 阳昌汉. 高频电子线路. 哈尔滨：高等教育出版社，2006.[2] 张肃文，陆兆雄. 高频电子线路(第三版). 北京：高等教育出版社，1993.[3] 谢自美. 电子线路设计·实验·测试. 武汉：华中科技大学出版社，2000.[4] 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计. 北京：电子工业出版社，2002.完成期限2月25日-3月1 日指导教师专业负责人2013 年 2 月22 日一、电路基本原理1. 总设计方框图与调幅电路相比,调频系统由于高频振荡输出振幅不变, 因而具有较强的抗干扰能力与效率.所以在无线通信、广播电视、遥控测量等方面有广泛的应用。
如图1所示：图1 变容二极管直接调频电路组成方框图2.电路基本框图图2 电路的基本框图实际功率激励输入功率为1.56mW 拟定整机方框图的一般原则是，在满足技术指标要求的前提下，应力求电路简单、性能稳定可靠。
单元电路级数尽可能少，以减少级间的相互感应、干扰和自激。
由于本题要求的发射功率Po 不大，工作中心频率f0也不高，因此晶体管的参量影响及电路的分布参数的影响不会很大，整机电路可以设计得简单些，设组成框图如图2所示，各组成部分的作用是：(1)LC 调频振荡器：产生频率f0=6MHz 的高频振荡信号，变容二极管线性调频，最大频偏，整个发射机的频率稳定度由该级决定。
小功率调频发射机
《高频电子线路》课程设计说明书小功率调频发射机设计院、部：学生姓名：指导教师：专业：通信工程班级：学号：完成时间：2013年11月23日摘要调频发射机目前处于快速发展之中，在很多领域都有了很广泛的应用。
它可以用于演讲、教学、玩具、防盗监控等诸多领域。
这个实验是关于小功率调频发本课题的设计利用Multisim软件仿真设计了一个小功率调频发射机，力求使学生通过动脑动手解决一两个实际问题，巩固和运用在《高频电子线路原理与实践》中所学的理论知识和实验技能相结合，基本掌握常用模拟电路的一般设计方法，提高设计能力和动手能力，为以后从事电子电路设计、研制电子产品打下基础。
关键词：小功率、调频发射ABSTRACTFM transmitter is in rapid development, there were a wide range of applications in many fields.It can be used for speech, teaching, toys, anti-theft monitoring, and many other areas.This experiment is about low power the FM transmitter workingprinciple analysis and installation and debugging.This topic design using the Multisim software simulation design a small power FM transmitter, makes every effort to make students through the brain to solve one or two practical problems, to consolidate and use in the high frequency electronic circuit principle and the practice of theoretical knowledge and experimental skills learned in the combination of the basic methods of general design of analog circuits, improve the design ability and practice ability, for later is engaged in the electronic circuit design, the development of electronic products.Keywords: small power, FM launches目录目录 (4)第1章方案论证 (5)第2章设计和制作任务 (6)2.1 课程设计要求 (6)2.2 实验仪器设备 (6)2.3 主要技术指标 (6)第3章确定电路组成方案 (7)3.1 调频振荡级电路 (7)3.1.1 振荡电路的选择 (7)3.1.2 调频电路的设计 (8)3.1.3 LC振荡与调频电路参数计算 (8)3.2 缓冲隔离级电路 (10)3.2.1 缓冲隔离级电路器件选择 (10)3.2.2 缓冲隔离级电路参数计算 (10)3.3 功放输出级电路 (11)3.3.1末级功放电路选择 (11)3.3.2末级功放电路参数计算 (12)第4章Multisin调试和仿真 (14)4.1 电路的调试 (14)4.2 仿真结果 (15)4.2.1 LC振荡电路仿真波形 (15)4.2.2 缓冲级仿真波形 (16)4.2.3 功率放大级仿真波形 (17)第5章实验数据与误差分析 (18)5.1 实验数据 (18)5.2 误差分析 (18)结束语 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录 (22)第1章方案论证由于本设计要求的发射功率不是很大，工作中心频率也不是很高，因此晶体管的参量影响及电路的分布参数的影响不会很大，整机电路可以设计的简单一些。
小功率调频发射机的设计与制作.
小功率调频发射机的设计和制作小功率调频发射机的设计与制作一、设计任务与要求1、主要技术指标：1、中心频率：2、频率稳定度3、最大频偏4、输出功率5、电源电压二、原理及图1、小功率调频发射机原理：拟定整机方框图的一般原则是，在满足技术指标要求的前提下，应力求电路简单、性能稳定可靠。
单元电路级数尽可能少，以减小级间的相互感应、干扰和自激。
在实际应用中，很多都是采用调频方式，与调幅相比较，调频系统有很多的优点，调频比调幅抗干扰能力强，频带宽，功率利用率大等。
调频可以有两种实现方法，一是直接调频，就是用调制信号直接控制振荡器的频率，使其按调制信号的规律线性变化。
另一种就是间接调频，先对调制信号进行积分，再对载波进行相位调制。
两种调频电路性能上的一个重大差别是受到调频特性非线性限制的参数不同，间接调频电路提供的最大频偏较小，而直接调频可以得到比较大的频偏。
所以，通常小功率发射机采用直接调频方式，它的组成框图如图1所示。
小功率调频发射机的设计和制作图1 调频发射机组成其中高频振荡级主要是产生频率稳定、中心频率符合指标要求的正弦波信号，且其频率受到外加音频信号电压调变；缓冲级主要是对调频振荡信号进行放大，以提供末级所需的激励功率，同时还对前后级起有一定的隔离作用，为避免末级功放的工作状态变化而直接影响振荡级的频率稳定度；功放级的任务是确保高效率输出足够大的高频功率，并馈送到天线进行发射。
（1）振荡级振荡电路主要是产生频率稳定且中心频率符合指标要求的正弦波信号，目前应用较为广泛的是三点式振荡电路和差分对管振荡电路。
三点式振荡电路又可分为电感和电容三点式振荡电路，由于是固定的中心频率，因而采用频率稳定度较高的克拉拨振荡电路来作振荡级。
(2)缓冲级因为本次实验对该级有一定的增益要求，而中心频率是固定的，因此用LC并联回路作负载的小信号谐振放大器电路。
缓冲放大级采用谐振放大，L2和C10谐振在振荡载波频率上。
若通频带太窄或出现自激则可在L2两端并联上适当电阻以降低回路Q值。
通信电子电路课程设计小功率调频发射机
通信电子电路课程设计小功率调频发射机设计报告姓名：刘淑莺学号：241299317专业：12级通信（1）班指导教师：张洁2014年10月08日一、摘要随着科技的发展和人民生活水平的提高，调频发射机处于快速发展之中，广泛应用于很多领域。
人们通过无线电发射机可以把需要传播出的信息发射出去，接收者可以通过特制的接收机接受信息，最普通的模式是：广播电台通过无线电发射机发射出广播，收听者通过收音机即可接收到电台广播。
它还可以用于防盗监控、教学、玩具、等诸多领域。
这个实验是关于小功率调频发射机工作原理分析及其安装调试，通过该发射器可以把声音转换为无线电信号发射出去，该信号频率可调，通过普通收音机接收，只要在频率适合时即可收到发射器发送出的无线电信号，并通过扬声器转换出声音。
确定电感线圈所绕的圈数，调试电路使其满足技术指标所要求的设计是该设计要解决的主要问题。
二、设计和制作任务1．确定电路形式，选择各级电路的静态工作点，画出电路图。
2．计算各级电路元件参数并选取元件。
3．画出电路装配图。
4．组装焊接电路。
5．调试并测量电路性能。
6．写出课程设计报告书三、主要技f术指标1．中心频率f=12M Hz2．频率稳定度f∆/≤410-f∆>10kHz3．最大频偏m4．输出功率P≥30Mwo5．电源电压 Vcc=9V四、确定电路组成方案拟定整机方框图的一般原则是，在满足技术指标要求的前提下，应力求电路简单、性能稳定可靠。
单元电路级数尽可能少，以减小级间的相互感应、干扰和自激。
在实际应用中，很多都是采用调频方式，与调幅相比较，调频系统有很多的优点，调频比调幅抗干扰能力强，频带宽，功率利用率大等。
调频可以有两种实现方法，一是直接调频，就是用调制信号直接控制振荡器的频率，使其按调制信号的规律线性变化。
令一种就是间接调频，先对调制信号进行积分，再对载波进行相位调制。
两种调频电路性能上的一个重大差别是受到调频特性非线性限制的参数不同，间接调频电路提供的最大频偏较小，而直接调频可以得到比较大的频偏。
高频——小功率调频发射机
通信电子线路课程设计小功率调频发射机设计报告姓名：学号：专业：电子信息工程指导教师：2011年11月02日一、绪论通过电路设计、焊接、调试、整理资料等环节，学生可以形成独立思考问题的能力，培养学生对通信高频电路应用方面的综合实践技能，掌握综合运用理论知识以解决实际问题的能力。
以及培养他们课本知识以外的一些科技工作者必须具备的基本技能，并培养学生的创新能力。
具体目的如下：1.初步掌握高频电路分析和设计的基本方法，根据任务和指标，确定电路方案，选测元件，焊接电路，反复试验，改进方案，分析结果，写出设计总结报告。
2.培养学生独立分析问题、解决问题能力。
学会自己分析、找出解决问题的方法；对设计中遇到的问题和困难，独立思考，查阅资料，分析、观察、判断、试验、再判断以寻找答案。
3.掌握制作电子产品的基本技能：焊接、调试等基本技能及常用仪器的正确使用。
功能分析：高频振荡级主要是产生频率稳定、中心频率符合指标要求的正弦波信号。
其频率受到外加音频信号电压调变；缓冲级主要是对调频振荡信号进行放大，以提供末级所需的激励功率，同时还对前后级起有一定的隔离作用，为避免级功放的工作状态变化而直接影响振荡级的频率稳定度；功放级的任务是确保高效率输出足够大的高频功率，并馈送到天线进行发射。
二、主要技术指标：1．中心频率f=12．频率稳定度f∆≤0.1MHzf∆>10kHz3．最大频偏m4．输出功率P≥30mWo5．电源电压 Vcc=9V三、设计流程框图：通常小功率发射机采用直接调频方式，并组成框图如下所示：调频震荡级缓冲级功率输出级其中，其中高频振荡级主要是产生频率稳定、中心频率符合指标要求的正弦波信号，且其频率受到外加音频信号电压调变；缓冲级主要是对调频振荡信号进行放大，以提供末级所需的激励功率，同时还对前后级起有一定的隔离作用，为避免级功放的工作状态变化而直接影响振荡级的频率稳定度；，功放级的任务是确保高效率输出足够大的高频功率，并馈送到天线进行发射。
高频电子线路课程设计小功率调频发射机的设计与实现
小功率调频发射机的设计与实现目录一、摘要二、设计目的三、设计要求四、给定条件五、设计框图六、元器件值七、工作原理八、调试过程九、验证过程十、课设总结十一、附录摘要小功率调频发射机的原理组成框图：只有当发射机的天线长度与发射频率的波长可比拟时，天线才能有效地把载波发射出去。
波长与频率的关系为λ= c/f, 式中，c为电磁波传播速度，，c=3*108m/s 。
音频的范围一般为10Hz~10kHz,对应的波长为30,000Km~ 30Km。
调频振荡级信号还需放大到一定的功率，功放级一般输出较大，当其工作状态发生变化，会影响振荡频率的稳定性，会使波形产生失真，或减小振荡器的输出。
为减少级间影响，应插入缓冲隔离级。
功率激励的作用：（1）提高发射频率，（2）提高发射机的稳定性，（3）提高调制灵敏度。
为避免一级功放增益太大而产生自激。
加一级功率放大器为末级功放提供激励信号，也称推动级。
在功率激励后还应加一级倍频，使负载（天线）上获得满足要求的功率。
设计目的通过具体的电路设计和调试安装实践，进一步加深对基础电路，高频电路的了解，理解所学的专业知识，提高动手能力，提高解决实际问题的综合能力，培养创新能力。
设计要求1.理解并掌握本课程设计所涉及的知识；2.熟悉工程设计方法；3.设计并理解调频发射机的调频和发射过程；4.掌握高频电路的调试方法；5.连接本系统硬件电路；6.完成本系统的调试和测试。
给定条件1、发射功率为100mW，负载电阻51欧姆。
2、工作中心频率5MHz，最大频偏kHz∆f。
=10η。
3、总效率%50>4、在实现工作中心频率5MHz调频发射机的基础上，设计完成工作中心频率5MHz调频发射机。
系统框图元器件值三极管：3DG100 1个；3DG130 3个；电感：10μH色环电感1个47μH电感3个；电容（单位F）：20p 33p 100p 330p 510p 2000p 5100p0.01μ×6 0.022μ0.047μ 4.7μ电阻（单位欧姆）：8.2k ×3 28k 2k 1k ×2 150k 20k 10k ×2 3k 360 5 51 20工作原理f=5MHz的高频振荡信号。
小功率调频发射机_高频课程设计
高频电子线路课程设计摘要调频发射机目前处于快速发展之中，在很多领域都有了很广泛地应用.它可以用于演讲、教案、玩具、防盗监控等诸多领域.这个实验是关于小功率调频发射机工作原理分析及其安装调试，通过这次实验我们可以更好地巩固和加深对小功率调频发射机工作原理和非线性电子线路地进一步理解.学会基本地实验技能，提高运用理论知识解决实际问题地能力.本课设结合Proteus软件来对小功率调频发射机电路地设计与调试方法进行研究.Proteus软件能实现从电学概念设计到输出物理生产数据，以及这之间地所有分析、验证、和设计数据管理.今天地Proteus软件已不是单纯地设计工具，而是一个系统，它覆盖了以仿真为核心地全部物理设计.使用Proteus、等计算机软件对产品进行辅助设计在很早以前就已经成为了一种趋势，这类软件地问世也极大地提高了设计人员在机械、电子等行业地产品设计质量与效率.本课题地设计目地是要求掌握最基本地小功率调频发射系统地设计与安装对各级电路进行详细地探讨，并利用Proteus软件仿真设计了一个小功率调频发射机.目录一、设计任务........................................................................................................... - 2 -二、主要性能指标................................................................................................... - 2 -三、电路组成方案................................................................................................... - 2 -四、设计方法........................................................................................................... - 4 -4.1 振荡级......................................................................................................... - 4 -4.2缓冲级 ......................................................................................................... - 8 -4.3功率输出级 ................................................................................................. - 9 -4.4总地原理图设计 ....................................................................................... - 10 -五、测试结果......................................................................................................... - 24 -六、心得与体会..................................................................................................... - 25 -七、参考文献......................................................................................................... - 26 -实验元器件清单..................................................................................................... - 26 -一、设计任务1、确定电路形式，选择各级电路地静态工作点，画出电路图.2、计算各级电路元件参数并选取元件.3、测试结果.4、调试并测量电路性能.二、主要性能指标1．中心频率 012f MHz =2．频率稳定度 0/10f f +∆≤3. 最大频偏 10m f KHz ∆=±4．输出功率 30A p mW ≥5. 天线形式 拉杆天线（75欧姆）6. 电源电压 9cc V V =三、电路组成方案拟定整机方框图地一般原则是，在满足技术指标要求地前提下，应力求电路简单、性能稳定可靠.单元电路级数尽可能少，以减小级间地相互感应、干扰和自激.在实际应用中，很多都是采用调频方式，与调频相比较，调频系统有很多地优点，调频比调幅抗干扰能力强，频带宽，功率利用率大等.调频可以有两种实现方法，一是直接调频，就是用调制信号直接控制振荡器地频率，使其按调制信号地规律线性变化.令一种就是间接调频，先对调制信号进行积分，再对载波进行相位调制.两种调频电路性能上地一个重大差别是受到调频特性非线性限制地参数不同，间接调频电路提供地最大频偏较小，而直接调频可以得到比较大地频偏.实用发射电路方框图 ( 实际功率激励输入功率为 1.56mW) 由于本题要求地发射功率Po 不大，工作中心频率f0也不高，因此晶体管地参量影响及电路地分布参数地影响不会很大，整机电路可以设计得简单些，设组成框图如图所示，各组成部分地作用是：1倍 20倍 20倍(1)LC 调频振荡器：产生频率f0=5MHz 地高频振荡信号，变容二极管线性调频，最大频偏△f=75kHz ，整个发射机地频率稳定度由该级决定.(2)缓冲隔离级：将振荡级与功放级隔离，以减小功放级对振荡级地影响.因为功放级输出信号较大，当其工作状态发生变化时（如谐振阻抗变化），会影响振荡器地频率稳定度，使波形产生失真或减小振荡器地输出电压.整机设计时，为减小级间相互影响，通常在中间插入缓冲隔离级.缓冲隔离级电路常采用射极跟随器电路.(3)高频小信号放大器：为末级功放提供激励功率.如果发射功率不大，且振荡级地输出能够满足末级功放地输入要求，功率激励级可以省去.(4)末级功放 将前级送来地信号进行功率放大，使负载（天线）上获得满足要求地发射功率.如果要求整机效率较高，应采用丙类功率放大器，若整机效率要求不高如%50≥A η而对波形失真要求较小时，可以采用甲类功率放大器.但图1-2 实用调频发射机组成方框图是本题要求%50≥A η，故选用丙类功率放大器较好.所以，通常小功率发射机采用直接调频方式，它地组成框图如图3-1所示.其中高频振荡级主要是产生频率稳定、中心频率符合指标要求地正弦波信号，且其频率受到外加调制信号电压调变；缓冲级主要是对调频振荡信号进行放大，以提供末级所需地激励功率，同时还对前后级起有一定地隔离作用，为避免级功放地工作状态变化而直接影响振荡级地频率稳定度；功放级地任务是确保高效率输出足够大地高频功率，并馈送到天线进行发射.四、设计方法4.1 振荡级（1）振荡电路地选择振荡电路主要是产生频率稳定且中心频率符合指标要求地正弦波信号，目前应用较为广泛地是三点式振荡电路和差分对管振荡电路.三点式振荡电路又可分为电感和电容三点式振荡电路，由于是固定地中心频率，因而采用频率稳定度较高地克拉拨振荡电路来作振荡级.其电路原理图如图4.1-1所示.克拉拨振荡电路与电容三点式电路地差别，仅在回路中多加一个与C2、C3相串接地电容C6，回路地频率f c =，克拉拨振荡电路地频稳度.由于是调频发射机，其频率受到外加调制信号电压调变，因此，回路中地电抗要能够跟调制信号地改变而改变，应用一可变电抗器件，它地电容量或电感量受调制信 图4.1-1号控制，将它接入振荡回路中，就能实现调频.最简便、最常用地方法是利用变容二极管地特性直接产生调频波，因要求地频偏不大，故采用变容 二极管部分接入振荡回路地直接调频方式.其原理电路如图4.1-2所示，它具有工作频率高、固定损耗小和使用方便等优点.变容二极管Cj 通过耦合电容C1并接在LCN 回路地两端，形成振荡回路总容地一部分.因而，振荡回路地总电容C 为：j N C C C += （4-1）图4.1-2振荡频率为：)(2121j N C C L LC f +==ππ （4-2）加在变容二极管上地反向偏压为：()()()高频振荡，可忽略调制电压直流反偏O Q R V V υυ++=Ω (4-3) 变容二极管利用PN 结地结电容制成，在反偏电压作用下呈现一定地结电容（势垒电容），而且这个结电容能灵敏地随着反偏电压在一定范围内变化，其关系曲线称j C ～R υ曲线，如图4.1-3所示.由图可见：未加调制电压时，直流反偏Q V 所对应地结电容为Ωj C .当调制信号为正半周时，变容二极管负极电位升高，即反偏增加时，变容二极管地电容j C 减小；当调制信号为负半周时，变容二极管负极电位降低，即反偏减小时，j C 增大，其变化具有一定地非线性，当调制电压较小时，近似为工作在j C ～R υ曲线地线性段，j C 将随调制电压线性变化，当调制电压较大时，曲线地非线性不可忽略，它将给调频带来一定地非线性失真. 图4.1-3 我们再回到图4.1-2，并设调制电压很小，工作在Cj ～VR 曲线地线性段，暂不考虑高频电压对变容二极管作用.设图 4.1-3 用调制信号控制变容二极管结电容t V V Q Q R Ω+=cos υ （4-4）由图4.1-3可见：变容二极管地电容随υR 变化.即： t C C C m jQ j Ω-=cos （4-5）可得出此时振荡回路地总电容为t C C C C C C m jQ N j N Ω-+=+='cos （4-6）由此可得出振荡回路总电容地变化量为：()t C C C C C C m j jQ N Ω-=∆=+-'=∆cos （4-7）由式可见：它随调制信号地变化规律而变化，式中m C 地是变容二极管结电容变化地最大幅值.我们知道：当回路电容有微量变化C ∆时，振荡频率也会产生f ∆地变化，其关系如下：C C f f ∆∙≈∆210 （4-8）式中，是0f 未调制时地载波频率；0C 是调制信号为零时地回路总电容，显然jQ N o C C C += （4-9）由公式（4-2）可计算出中心频率0f ：)(210jQ N C C L f +=π （4-10）将（4-8）式代入（4-9）式，可得：t f t C C f t f m Ω∆=Ω=∆cos cos )/(21)(00 （4-11）频偏：m C C f f )/(2100=∆ （4-12）振荡频率： ()()t f f t f f t f o o Ω∆+=∆+=cos （4-13）由此可见：振荡频率随调制电压线性变化，从而实现了调频.其频偏f ∆与回路地中心频率f0成正比，与结电容变化地最大值Cm 成正比，与回路地总电容C0成反比. （2）、参数计算根据前面地介绍，可以设计出如图地振荡电路，其中R4用来提供直流交流负反馈.设计中D1为变容二极管，我们选用910AT 型变容二极管，其容量变化可以从几十PF 到100 ~ 200PF ．因此C7数值接近于Cj 地高端值，若假设C7足够大，接近短路，而C8也逐渐增大，从几个PF 增加到十几个PF ，此时C Σ增大，则振荡频率减小，同时静态调制特性会发生变化，所以综合以上因素，C7,C8地选择对静态调制特性影响比较显著，所以我们选择C7为220PF 地电容，C8选择47PF 地电容.由()7j 807j 8C C C C C C +C +C +=+∑ ，以及Cj 地性质，我们选择C2为100PF,C3为220PF,C6为220PF.利用R7,R8对D1变容管加反偏电压，工作电压为9V ，R7,R8可选用为27KΩ,则反偏电压为4.5V .R1,R2为三极管基极偏置电阻，均选用10KΩ．R4 ,R5为负反馈电阻，选择较小地电阻即可，我们选用R4为12Ω,R5为１KΩ.因为fosc=12MHz,由LC fosc π21= （4-14）设C0为C2，C3与C6串联值, 023652pf C C C C =≈，由于910变容二极管在偏置电压4.5地情况下Cj 较小，大概为十几pf ，先不考虑Cj 地值，所以并接在L1上地回路总电容为()7j 807j 8C C C C C 91pf C +C +C ∑+=+≈ （4-15）所以电感L1为()12osc 1L 1.93uH C 2f π∑=≈ （4-16）4.2缓冲级因为本次实验对该级有一定地增益要求，而中心频率是固定地，因此用LC并联回路作负载地小信号放大器电路.缓冲放大级采用谐振放大，L2和C10谐振在振荡载波频率上.若通频带太窄或出现自激则可在L2两端并联上适当电阻以降低回路Q 值.该极工作于甲类以保证足够地电压放大.对缓冲级管子地要求是()r osc f 35f ≥()CC BR CEO V 2V ≥所以可选用普通地小功率高频晶体管，如3804等.另外，bQ eQ BE V V +V =, I cQ I β=若取流过偏置电阻R9,R10地电流为I1=10IbQ则R10=VbQ/I1, R8=(Vcc-VbQ)/I1所以选R10,R8均为10KΩ.为了减小缓冲级对振荡级地影响，射随器与振荡级之间采用松耦合，耦合电容C9可选为180pf.对于谐振回路C10,L2,由MHz LC fosc 1221==π 图4.2-1故本次实验取C10为100PF ，()1022osc 1L 1.76H C 2f u π== 所以，缓冲级设计电路为图4.2-1所示.4.3功率输出级为了获得较大地功率增益和较高地集电极功率，设计中采用共发射极电路，同时使其工作在丙类状态，组成丙类谐振功率放大器．由设计电路图知L3、C12 和C13为匹配网络，与外接负载共同组成并谐回路．为了实现功率输出级在丙类工作，基极偏置电压VB3应设置在功率管地截止区．同时为了加强交流反馈，在T3地发射极串接有小电阻R14．在输出回路中，从结构简单和调节方 图4.3-1便考虑，设计采用л型滤波网络，如图4.3-1.L3，C12，C13构成π型输出，Q3管工作在丙类状态，调节偏置电阻可以改变Q3管地导通角.导通角越小，效率越高,同时防止T3管产生高频自激而引成回路用来实现阻抗匹配并进行滤波，即将天线阻抗变换为功放管所要求地负载值，并滤除不必要地高次谐波分量.在选择功率管时要求0cm P P ≥max cm c I i ≥()CC BR CEO V 2V ≥()r osc f 35f ≥综上可知，我们选择Q3804功率管．由于要使功放级工作在丙类，就要使1212130.7cc B BE V R V V v R R =<=+，解得13128.3R R >，为了使功放地效率较大，可以减小Q3管地导通角，这里取R13=11R12，第二级集电极地输出电流已经扩大了几十倍，为防止第三级地输入电流过大而烧坏三极管，需要相应地增大第三级地输入电阻.取R13=220K ，R12=20K ，改变R14可调整放大倍数，取较小地反馈电阻有利于提高增益，因为选定1212139*200.7520220cc B V R V v R R ===++，所以发射极电压VE为0.05V ，因此R14可选为100Ω.由于LR L Qe 3⨯=ω, osc f f ==且12131213t C C C C C ⨯=+ ,一般取 Qe = 8～10所以 ()32121312131L C C2f C +C π=⎛⎫⋅ ⎪⎝⎭解得：L3=1.06µH 图4.3-2 计算得，C13＝680PF ，C12＝220PF ，功放级地电路设计如图4.3-2所示. 丙类功率放大器(末级功放)设计发射机地输出应具有一定地功率才能将信号发射出去，但是功率增益又不可能集中在末级功放，否则电路性能不稳，容易产生自激.因此要根据发射机地各组成部分地作用，适当地合理地分配功率增益.如果调频振荡器地输出比较稳定，又具有一定地功率，则功率激励级和末级功放地功率增益可适当小些.功率激励级一般采用高频宽带放大器，末级功放可采用丙类谐振功率放大器.缓冲级可以不分配功率. 功率增益如图2-1所示. 仅从输出功率Po≥500mW 一项指标来看，可以采用宽带功放或乙类、丙类功放.由于还要求总效率大于50%，故采用一级宽带放大器加一级丙类功放实现，其电路形式如图2-1所示.图2-1 末级丙类功放电路1、基本关系式如图2-1所示，丙类功率放大器地基极偏置电压-VBE 是利用发射机电流地分量Ie0在射极电阻R14上产生地压降来提供地，故称为自给偏压电路.当放大器地输入信号Vi 为正弦波时，集电极地输出电流iC 为余弦脉冲波.利用谐振回路LC 地选频作用可输出基波谐振电压uc 、电流iC1.(1)集电极基波电压地振幅 Ucm= Icm1RP式中，Icm1为集电极基波电流地振幅；RP 为集电极负载阻抗.(2)输出功率Po Po= Ucm.Icm1= Ucm2/(2 RP) (3)直流功率Pv Pv= Vcc.Ic0 (4)集电极耗散功率PT PT= Pv- Po(5)集电极地效率ηη= Po/ Pv(6)集电极电流分解系数α(θ) αn(θ)= Icmn/icmmax (7)导通角θbm BBon U V U -=θcos （θ一般取o o 8060-）2、确定丙类放大器地工作状态为了获得较高地效率η和最大地输出功率Po ，选丙类放大器地工作状态为临界状态，θ=700，功放管为3DA1.3DA1地参数如表4-1所示.1W 750mA ≥1.5V ≥10 ≥70MHz 13dB(1) 最佳匹配负载Ω=25.110p RΩ=-=-=25.1105.0*2)5.112(2)(22Po V V R CES cc p(2)由Po=0.5 Ucm.Icm1= Ucm2/(2 RP)可得：设集电极输出电压Ucm=9V (3)集电极基波电流振幅：Icm1=Po/(0.5*Ucm)=111.1mA(4)集电极电流最大值Icm= Icm1/α1(700)=111.1/0.44=252.5mA (5)集电极电流直流分量Ic0= Icm*α0(700)=252.5*0.25=63.125mA (6)电源供给地直流功率Pv= Vcc* Ic0=757.5mW(7)集电极地耗散功率PT=Pv-Po=757.5-500=257.5mW(小于PCM =1W),顾管子达到最大功率是不会烧坏(8)总效率η=Po/Pv=500/757.5=66%(9)若设本级功率增益Ap=13dB(20倍)，则输入功率Pi=Po/Ap=25mW 输入功率Pi=25mW(10)基极余弦脉冲电流地最大值Ibm(设晶体管3DA1地β=20)Ibm= Icm/β=12.6mA(11)基极基波电流地振幅Ibm1= Ibmα1(700)=12.6*0.44=5.55mA (12)基极电流直流分量Ib0= Ibmα0(700)=21.45*0.25=3.15mA (13)基极输入电压地振幅Ubm=2Pi/ Ibm1=9.4V (14)丙类功放地输入阻抗Ω=-=-=8644.0*)70cos 1(25)()cos 1(01'θαθbb i r Z3、计算谐振回路及耦合回路地参数 (1) 最佳匹配负载RL=51输出变压器线圈匝数比N5/N3(解决最佳匹配负载问题)68.011051235====p L Lo R R UcmR P N N取N5=2，N3=3.(2) 令谐振回路电容C11=100pF 则谐振回路电感LuH C f L 1010*100*)10*5*14.3*2(1)2(112261120≈==-π(4)输出变压器初级线圈总匝数比N=N3+N4高频变压器及高频电感地磁芯应采用镍锌(NXO)铁氧体，而不能采用硅钢铁芯，因其在高频工作时铁损耗过大.NXO-100环形铁氧体作高频变压器磁芯时，工作频率可达十几兆赫兹.若采用外径*内径*高度=Φ10mm*Φ6mm*Φ5mm 地NXO-100环来绕制输出耦合变压器，由公式HN l A L cm cm m H μμπ322/210*}{}{}{4-=式中，μ=100H/m 为磁导率；N 为变压器初级线圈匝数；A=25mm2为磁芯截面积；l=25mm 为平均磁路长度.计算得N=8，则N4=5或 e R L W N N L O *=05则9225110528.650≈****=*O *=N e R L W N L ，e O 取值2~10，上述公式取2. 需要指出地是，变压器地匝数N3、N4、N5地计算值只能作为参考值，由于分布参数地影响，与设计值可能相差较大.为调整方便，通常采用磁芯位置可调节地高频变压器.4、基极偏置电路 (1)发射极电阻R14 由公式bm BBon U V U -=θcos可得，取标称值 (2)高频旁路电容C12=0.01uF.V U U V o bmon BB 5 . 2 70 cos . 9.4 7 . 0 cos - = * - = * - = θ V I I V ce BB 5 . 2 R R 14 0 14 0 - = ⋅ - ≈ ⋅ - = Ω = 84 . 39 R 14Ω= 40 R 15(3)高频扼流圈ZL2=47uH.(4)可变电容CT=(5~20)pF. 5、元件清单CT=(5~20)pF ZL2=47uH C12=0.01uF C11=100pF uH L 10≈ N3=5，N4=3, N5=2 、3DA1管子 2.2小信号功率放大器(功率激励级)设计 因为本次实验对该级有一定地增益要求，而中心频率是固定地，因此用LC 并联回路作负载地小信号放大器电路.缓冲放大级采用谐振放大，L2和C10谐振在振荡载波频率上.若通频带太窄或出现自激则可在L2两端并联上适当电阻以降低回路Q 值.2-2 小信号功率放大可选用普通地小功率高频晶体管，如9018等1、计算电路参数 (1) 对于谐振回路C10,L2,由MHz LCfosc 521==π 本次课题C10取100pF 则(2)有效输出功率PH 与输出电阻RH放大器地输出功率PH 应等于下级丙类功放地输入功率Pi=25mW ，其输出uHC f L 10 10 * 100 * ) 10 * 5 * 14 . 3 * 2 ( 1) 2 ( 1 12 2 6 102 0 ≈ = =- π Ω = 40R 14负载RH 等于丙类功放地输入地输入阻抗|Zi|=86Ω.即PH=25mW RH=86Ω(3)设集电极电压振幅Ucm 与等效负载电阻H R '若取功放地静态电流ICQ=ICm=8mA ，则Ucm= 2Po /ICQ=2Po /ICm=6.25V(4)高频变压器匝数比N1/N23'21==H HR R N N η取变压器次极线圈匝数N2=2，则初级线圈匝数N1=6. (5)发射极直流负反馈电阻R13取标称值650Ω (6)功放输入功率Pi本级功放采用3DG130晶体管，若取功率增益AP=13dB(20倍)，则输入功率(7)功放输入阻抗Ri (取Ω=25'bb r )若取交流负反馈电阻为20Ω，则(8)本级输入电压振幅Uim2、计算电路静态工作点(1)BQ V 、BQ I(2)R11、R12 (I1=5~10倍IBQ )若取基极偏置电路地电流I1=10BQ I =10*0.4mA=4mA ，则取标称值R12=1.5k Ω.mW A Po P P i 25 . 1/ = = V P R U ii im 0 . 1 10 * 25 . 1 * 425 * 2 2 3 ≈ = = - Ω ≈ Ω = = 780 2 . 781 2Po Ucm R' 2 H Ω = - - = - - = 75 . 643 8 6 . 0 25 . 6 12 13mA V I V Ucm Vcc R CQ CES 20= β 交负 交负 R R r R bb i * 20 25 '+ = + ≈ β Ω = 425i R V RI V CQ EQ 15 . 5 75 . 643 * 10 * 8 3 13 = = ⋅ = - V V V EQ BQ 87 . 5 7 . 0= + = mA I I CQ BQ 4 . 020 / 8 / = = = β Ω ≈ = =kmA V I V R BQBQ 46 . 1 0 . 4 87 . 5 10 12 Ω ≈ - = - =k mAV I V Vcc R BQ 53 . 1 0 . 4 87 . 5 12 1 11为了调节电路地静态工作点，R11可由标称值为1 kΩ地电阻与2kΩ地电位器成.(3)高频旁路电容C10=0.02uF. (4)输入耦合电容C9=0.02uF.此外,还可以在直流电源VCC 支路上加高频电源去耦滤波网络,通常采用LC 地Π型低通滤波器.电容可取0.01uF,电感可取47uH 地色码电感或环形磁芯绕制.还可在输出变压器次级与负载之间插入LC 滤波器，以改善负载输出波形.3、元件清单C9=0.02uF C10=0.02uFR12=1.5K N1=6， N2=2 R14=650Ω 3DG130管子2.3缓冲隔离级电路(射极输出器)设计从振荡器地什么地方取输出电压也是十分重要地.一般尽可能从低阻抗点取出信号，并加入隔离、缓冲级如射极输出器，以减弱外接负载对振荡器幅度、波形以及频率稳定度地影响.射极输出器地特点是输入阻抗高，输出阻抗低，放大倍数接近于1. 1、电路形式由于待传输信号是高频调频波，主要考虑地是输入抗高，传输系数大且工作稳定.选择电路地固定分压偏置与自给偏压相结合，具有稳定工作点特点地偏置电路.如图2-3所示.射极加RW2可改变输入阻抗. 电位器Ω + Ω = k k R 2 0 . 1 11 Ω = 20 13R图2-3 射极输出器电路2、估算偏置电路元件(1)已知条件：Vcc=+12V ，负载电阻RL=425Ω(宽带放大器输入电阻)，输出电压振幅等于高频宽带放大器输入电压振幅，即Uom=1V ，晶体管为3DG100（3DG6）.3DG100地参数如表3-2所示.，ICQ=(3~10)mA.根据已知条件选取ICQ=5mA,，VCEQ=0.6Vcc=7V ，则(2)R10、Rw2： 取R10=500Ω，Rw2为1kΩ地电位器.(3) R8、R9VEQ=7.0VVBQ= VEQ+0.7=7.7V IBQ=ICQ/β0 =83.3uAΩ = - = - = = + k mA V Vc V R R EQ cc w 0 . 1 5 7 12 I I V CQ CQ EQ 210取标称值R9=9kΩ.取标称值R8=5.1kΩ.(4)输入电阻Ri 若忽略晶体管基取体电阻地影响，有（RL=425Ω）(5)输入电压Uim.(6)耦合电容C8、C9为了减小射极跟随器对前一级电路地影响，C8地值不能过大，一般为数十pF ，这里取C8=20pF ，C9=0.02uF.3、元件清单C8=20pF C9=0.02uFR10=500Ω Rw2为1kΩ地电位器 晶体管为3DG1002.4调频振荡器设计调频振荡电路地作用是产生频率MHz f o 5=地高频振荡信号.变容二极管为线性调频，最大频偏.发射机地频率稳定度由该级决定.调频振荡器电路如图2 -4示.kHzf m 75 = ∆ V P R U ii im 6 . 2 10 * 25 . 1 * 2750 * 2 2 3 ≈ = = - Ω≈ =k I V R BQBQ 9 10 9 Ω = - = k I V V R BQBQ cc 1 . 5 10 8Ω ≈ + = k R R R R R R L w i 75 . 2 ] || ) [( || ) || ( 2 10 9 8 β Ω = kR 9 9 Ω = k R 1 . 5 8图2-4 调频振荡器电路LC 调频振荡器是直接调频电路，是利用调制信号直接线性地改变载波瞬时频率.如果为LC 振荡器，则振荡频率主要取决于谐振回路电感和电容.将受到调制信号控制地可变电抗与谐振回路连接，就可以使振荡频率按调制信号规律变化，实现直接调频. 1、LC 振荡器主要技术指标：工作中心频率：f0=5MHz ；最大频偏：f=75KHz ；频率稳定度：小时/10*5/400-≤∆f f(1)确定电路形式，设置静态工作点本题对频率稳定度o f f /∆要求不是很高，故选用图1-7所示地改进型电容三点式振荡器与变容二极管调频电路.(2)三点式振荡器设计：基极偏置电路元件R1、R2、R3、R4、C1地计算图中，晶体管V1与C2、C3、C4、C5、Cj 、L1组成改进型电容三点式振荡器，V1为共基组态，C1为基级耦合电容. 其静态工作点由R1、R2、R3、R4共同决定.晶体管V1选择3DG100，其参数见表2-2所示.调制信号小功率振荡器地集电极静态工作电流ICQ 一般为(1~4)mA.ICQ 偏大，振荡幅度增加，但波形失真严重，频率稳定性降低.ICQ 偏小对应放大倍数减小，起振困难.为了使电路工作稳定，振荡器地静态工作点取,V V CEQ 6=,测得三极管地60=β.由(1-3)可得R3+R4=2kΩ，为了提高电路地稳定性，R4地值可适当增大，取R4=1kΩ，则R3=1kΩ.为了提高电路地稳定性，取流过电阻R2上地电流取标称值R2=5.5kΩ.据公式得R1=12.1KΩ实际运用时R1取10kΩ电阻与20kΩ电位器串联，以便调整静态工作点.C1为基极旁路电容，可取C1=0.01uF.C8=0.01uF,输出耦合电容.2、调频电路设计变容二极管利用PN 结地结电容制成，在反偏电压作用下呈现一定地结电容（势垒电容），而且这个结电容能灵敏地随着反偏电压在一定范围内变化，其关系曲线称j C ～mA I CQ 3= mA R R R R V Vcc I CEQ cQ 3 6 12 43 4 3 = + - = + - = V k mA R I V V V cQ BE BQ EQ 3 1 * 3 4 = Ω = ≈ - = V V R R R Vcc R R R V EQ BQ 7 . 3 7 . 0 12 2 12 2 1 2 = + = + = + =uA mA I I cQ BQ 0 . 50 60 / 3 /= = = β mAI I BQ 5 . 0 10 2 = = Ω = = ≈kmAV I V R BQ 4 . 5 5 . 0 7 . 2 2 2 Ω = * - = * + = K R V V R V R R R V BQ CC CC BB1 . 12 ) 1 ( 2 1 21 2 则R υ曲线，如图所示. 图2-5 jC ～R υ曲线 由图可见：未加调制电压时，直流反偏QV 所对应地结电容为Ωj C .当调制信号为正半周时，变容二极管负极电位升高，即反偏增加时，变容二极管地电容jC 减小；当调制信号为负半周时，变容二极管负极电位降低，即反偏减小时，j C 增大，其变化具有一定地非线性，当调制电压较小时，近似为工作在j C ～R υ曲线地线性段，将随调制电压线j C 性变化，当调制电压较大时，曲线地非线性不可忽略，它将给调频带来一定地非线性失真.调频电路由变容二极管Cj 和耦合电容C5组成，R6和R7 为变容二极管提供静态时地反向偏置电压VQ ，VccR R R V Q 767+=.R5为隔离电阻，为了减小调制信号Ui 对VQ 地影响，一般要求R5远远大于R6和R7.C6和高频扼流圈ZL1对Ui 相当于短路，C7为滤波电容.变容二极管Cj 通过C5部分接入振荡回路，有利于提高主振频率0f 地稳定性，减小调制失真.变容二极管地接入系数j C C C p +=55，式中，Cj 为变容二极管地结电容，它与外加电压地关系为γ)1(0D j U u C Cj +=( Cj0 为变容管0偏时结电容,UD 为其PN 结内建电位差,γ 为变容指数)①变容二极管参数选择测变容二极管地V C j -特性曲线，设置合适地静态工作点Q V .本题给定变容二极管为2CC1C ，并取变容管静态反向偏压V V Q 4=，由特性曲线可得变容管地静态电容pF C jQ 75=.②计算主振回路元件值：C2、C3、C4、C5、L1C2、C3、C4、C5、Cj 、L1组成并联谐振回路，其中C3两端地电压构成振荡器地反馈电压，满足相位平衡条件.比值C2/ C3=F ，决定反馈系数地大小，F 一般取0.125~0.5之间地值.为了减小晶体管极间电容对振荡器振荡频率地影响，C2、C3地值要大.如果C4取几十皮法，则C2、C3在几百皮法以上.因接入系数j C C C p +=55，一般接入系数1<p ，为减小振荡回路输出地高频电压对变容晶体管地影响，p 值应取小，但p 值过小又会使频偏达不到指标要求，可以先取p=0.2.则pF p pC C j 75.182.0175*2.015=-=-=，取标称值pF C 205=.（VQ=-4V 时Cj =75pF ） 若取C4=20pF ， 电容C2、C3由反馈系数F 及电路条件C2>>C4、C3>>C4 决定，若取C2=330pF ，由F= C2/ C3= 0.125~0.5取C3=750pF.则静态时谐振回路地总电容为)(752075*2020****554554323243232pF C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C jQ jQ jQ jQ Q ++=+*+≈+++++=∑代入元件值可得pF C Q 78.35=∑由公式MHzC L f Q o 5211==∑π可得uHL 2878.35*25411=*=π③计算调频电路元件值变容管地静态反偏压Q V 由电阻6R 与7R 分压决定， 即VccR R R V Q 767+=已知V V Q 4=，若取Ω=k R 107，则Ω=k R 206.实际运用时Ω=k R 206可用10kΩ电阻与47kΩ电位器串联，以便调整静态偏压Q V .隔离电阻R5应远大于R6、R7，取R5=150kΩ.低频调制信号Ui 地耦合支路电容C6及电感ZL1应对Ui 提供通路，一般地频率为几十赫至几十千赫兹，故取uF C 7.46=，uH ZL 471=（固定电感）.高频旁路电容C7应对调制信号Ui 呈现高阻，取pF C 51007=.3、计算调制信号地幅度为达到最大频偏地要求，调制信号地幅度m U Ω，可由下列关系式求出.∑∑∆=∆Q om C C f f 21 因 式中，∑Q C ——静态时谐振回路地总电容，即kHz f m 75= ∆pFC C C C C C C C C C C C C C C jQjQ Q 78.35****554323243232=+++++=∑则回路总电容地变化量变容管地结电容地最大变化量pF pF p C C j 5.32.0/14.0/22==∆=∆∑ 由变容二极管2CC1C 地V C j -特性曲线可得，当 V V Q 4=时，特性曲线地斜率V pF V C kc j /5.12/=∆∆=，故调制信号地幅度V kc C U j m 28.05.12/5.3/==∆=Ω则调制灵敏F S 为V kHz U f S m m F /7.3528.0/10/==∆=Ω4、元件清单C1=0.01uF 、R1为10KΩ+20KΩ电位器、R2=5.5KΩ、R3=1KΩ、R4=1KΩ 3DG100管子、C2=330PF 、C3=750PF 、C4=20PF 、C5=20PF 、L1=28uH 、2CCIC 变容二极管、C8=0.01uF 、C6=4.7uF 、C7=5100pF 、ZL1=47uH 、R5=150KΩ、R6=2 KΩ、 R7=10ΩK.4.4总地原理图设计考虑到变容二极管偏置电路简单起见，采用共基电路.因要求地频偏不大，故采用变容二极管部份接入振荡回路地直接调频方式.R1、R2、R3、R4、R5为T1管地偏置电阻.采用分压式偏置电路既有利于工作点稳定，且振荡建立后自给负偏置效应有篮球振荡幅度地稳定.一般选C I 为3mA 左右，太小不易起振，太大输出振荡波形将产生失真.调节C9、CP 可使高频线性良好.R7、R9为变容二极管提供直流偏置.调制音频信号C L 加到变容二极管改变振荡频率实现调频.振荡电压经电容C10耦合加至T2缓冲放大级.T2缓冲放大级采用谐振放大，L2和C11应谐振在振荡载波频率上.如果发现通过频带太窄或出现自激可在L2两端并联上适当电阻以降低回路Q 值.该级pF f C f C o Q m . 1.04 5000 / 78 . 35 75 2 / 2 = * * = ∆ = ∆ ∑ ∑。
毕业设计73济南大学小功率调频发射机
小功率调频发射机模电课程设计报告学院 __理学院_专业 __应用电子技术_年级__2006____班级____0601_____姓名 ___张建华_ 学号20060905071老师 _任志远_2007年6月28日小功率调频发射机课程设计一、题目小功率调频发射机的设计和制作 二、主要技术指标1．中心频率 012f MHz = 2．频率稳定度 0/10f f +∆≤3. 最大频偏10m f KHz ∆=±4．输出功率 30A p mW ≥ 5. 天线形式 拉杆天线（75欧姆） 6. 电源电压 9cc V V = 三、参考电路图3—1 小型调频发射机参考电路四、制作调试自制前应先集齐所有元件，并对其质量及参数进行细心的检测，再根据所需的体积设计一款合适的线路板。
总而言之，良好的元件质量、合适的印板布局是有效提高自制成功率的保证，主要调试步骤如下：1.排版电路板，然后将所有元件连同天线一并按设计好的电路焊在万能板上，对安装焊接工艺要求是：尽量缩短高频部分元件引线；电阻、电容尽可能卧式安装，并无虚焊、脱焊现象。
2.给发射机通电，电压为9V。
天线接示波器与频率计，反复调节L1、L2、L3匝间距离以使场强计示数增至最大，必要时对各级的谐振电容进行调节，使输出频率达到要求，并出现不失真的正弦波。
3.不起振或振荡弱；若输出功率小，若能保证元件的质量，以下步骤可助你排除故障：1，在CC两端并联一个7pF电容(注意：该电容不可过大，否则你会发现调制失效)；2，调振荡级偏置电阻；3，改变C6容量一试，如果上述方法不能解决，也有可能是元件布局不合理引起，可重新对电路板进行布线。
4.连接频偏仪测出角频偏五、测试结果六、个人电路设计采用间接调频的方式，其组成如图2所示。
其正弦波振荡器一般采用高频稳度的晶体振荡器，产生的载波通过调相器后引入一个可控的附加相移，从而达到间接调频的目的。
考虑到电路的复杂度故采用直接调频的方案。
小功率调频发射机课程设计
小功率调频发射器课程设计报告目录摘要 (2)一、课题 (3)二、设计原理 (3)三、主要设计指标 (4)四、电路设计 (4)五、制作调试 (8)六、故障及分析 (8)七、测试结果 (9)八、制作小结 (9)九、元器件 (10)十、参考文献 (11)摘要随着科技的发展和人民生活水平的提高，无线电发射机在生活中得到广泛应用，最普遍的有电台、对讲机等。
人们通过无线电发射机可以把需要传播出的信息发射出去，接收者可以通过特制的接收机接受信息，最普通的模式是：广播电台通过无线电发射机发射出广播，收听者通过收音机即可接收到电台广播。
本设计为一简单功能的无线电调频发射器，相当于一个迷你型的电台，通过该发射器可以把声音转换为无线电信号发射出去，该信号频率可调，通过普通收音机接收，只要在频率适合时即可收到发射器发送出的无线电信号，并通过扬声器转换出声音。
本设计为本校院级电子设计大赛作品。
在此写成课程设计的模式，算是总结经验，再次学习。
由于时间仓促，不尽完美之处，请谅解。
小功率调频发射机课程设计一、 课题小功率调频发射机的设计和制作二、设计原理通常小功率发射机采用直接调频方式，它的组成框图如图3.1所示。
其中高频振荡级主要是产生频率稳定、中心频率符合指标要求的正弦波信号，且其频率受到外加音频信号电压调变；缓冲级主要是对调频振荡信号进行放大，以提供末级所需的激励功率，同时还对前后级起有一定的隔离作用，为避免级功放的工作状态变化而直接影响振荡级的频率稳定度；，功放级的任务是确保高效率输出足够大的高频功率，并馈送到天线进行发射。
图3.1 系统框图上述框所示小功率发射机设计的主要任务是选择各级电路形式和各级元器件参数的计算。
1、 频振荡级由于是固定的中心频率，可考虑采用频率稳定度较高的克拉泼振荡电路。
关于该电路的设计参阅《高频电子线路实验讲义》中实验六内容。
2、缓冲级由于对该级有一定增益要求，考虑到中心频率固定，因此可采用以LC 并联回路作负载的小信号谐振放大器电路。
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一、调频发射机工作原理通常小功率发射机采用直接调频方式，高频振荡级主要是产生频率稳定、中心频率符合指标要求的正弦波信号，且其频率受到外加音频信号电压调变；缓冲级主要是对调频振荡信号进行放大，以提供末级所需的激励功率，同时还对前后级起有一定的隔离作用，为避免级功放的工作状态变化而直接影响振荡级的频率稳定度，功放级的任务是确保高效率输出足够大的高频功率，并馈送到天线进行发射。
调制信号图1-1 调频发射原理框图1.1 电路的组成方案拟定整机方框图的一般原则是，在满足技术指标要求的前提下，应力求电路简单、性能稳定可靠。
单元电路级数尽可能少，以减小级间的相互感应、干扰和自激。
在实际应用中，很多都是采用调频方式，与调幅相比较，调频系统有很多的优点，调频比调幅抗干扰能力强，频带宽，功率利用率大等。
实用发射电路方框图( 实际功率激励输入功率为1.56mW) 由于本题要求的发射功率P o不大，工作中心频率f0也不高，因此晶体管的参量影响及电路的分布参数的影响不会很大，整机电路可以设计得简单些，设组成框图如图所示，各组成部分的作用是：1倍 20(1)LC 调频振荡器：产生频率f 0=5MHz 的高频振荡信号，变容二极管线性调频，最大频偏△f=75kHz ，整个发射机的频率稳定度由该级决定。
(2)缓冲隔离级：将振荡级与功放级隔离，以减小功放级对振荡级的影响。
因为功放级输出信号较大，当其工作状态发生变化时（如谐振阻抗变化），会影响振荡器的频率稳定度，使波形产生失真或减小振荡器的输出电压。
整机设计时，为减小级间相互影响，通常在中间插入缓冲隔离级。
缓冲隔离级电路常采用射极跟随器电路。
(3)高频小信号放大器：为末级功放提供激励功率。
如果发射功率不大，且振荡级的输出能够满足末级功放的输入要求，功率激励级可以省去。
(4)末级功放 将前级送来的信号进行功率放大，使负载（天线）上获得满足要求的发射功率。
如果要求整机效率较高，应采用丙类功率放大器，若整机效率要求不高如%50≥A η而对波形失真要求较小时，可以采用甲类功率放大器。
但是本题要求%50≥A η，故选用丙类功率放大器较好。
图1-2 实用调频发射机组成方框图0dB13dB13dB二、设计方法2.1 丙类功率放大器(末级功放)设计发射机的输出应具有一定的功率才能将信号发射出去，但是功率增益又不可能集中在末级功放，否则电路性能不稳，容易产生自激。
因此要根据发射机的各组成部分的作用，适当地合理地分配功率增益。
如果调频振荡器的输出比较稳定，又具有一定的功率，则功率激励级和末级功放的功率增益可适当小些。
功率激励级一般采用高频宽带放大器，末级功放可采用丙类谐振功率放大器。
缓冲级可以不分配功率。
功率增益如图2-1所示。
仅从输出功率Po≥500mW一项指标来看，可以采用宽带功放或乙类、丙类功放。
由于还要求总效率大于50%，故采用一级宽带放大器加一级丙类功放实现，其电路形式如图2-1所示。
图2-1 末级丙类功放电路1、基本关系式如图2-1所示，丙类功率放大器的基极偏置电压-V BE 是利用发射机电流的分量I e0在射极电阻R 14上产生的压降来提供的，故称为自给偏压电路。
当放大器的输入信号Vi 为正弦波时，集电极的输出电流i C 为余弦脉冲波。
利用谐振回路LC 的选频作用可输出基波谐振电压u c 、电流i C1。
(1)集电极基波电压的振幅 Ucm= I cm1R P式中，I cm1为集电极基波电流的振幅；R P 为集电极负载阻抗。
(2)输出功率PoPo= Ucm.I cm1= Ucm 2/(2 R P ) (3)直流功率PvPv= Vcc.Ic0(4)集电极耗散功率P TP T = Pv- Po(5)集电极的效率ηη= Po/ Pv (6)集电极电流分解系数α(θ) αn (θ)= I cmn /i cmmax (7)导通角θbm BBon U V U -=θcos （θ一般取o o 8060-）2、确定丙类放大器的工作状态为了获得较高的效率η和最大的输出功率Po ，选丙类放大器的工作状态为临界状态，θ=700，功放管为3DA1。
3DA1的参数如表4-1所示。
(1) 最佳匹配负载Ω=25.110p RΩ=-=-=25.1105.0*2)5.112(2)(22Po V V R CES cc p(2)由Po=0.5 Ucm.I cm1= Ucm 2/(2 R P )可得：设集电极输出电压Ucm=9V(3)集电极基波电流振幅：I cm1=Po/(0.5*Ucm)=111.1mA (4)集电极电流最大值I cm = I cm1/α1(700)=111.1/0.44=252.5mA (5)集电极电流直流分量I c0= I cm *α0(700)=252.5*0.25=63.125mA (6)电源供给的直流功率Pv= V cc * I c0=757.5mW(7)集电极的耗散功率P T =Pv-Po=757.5-500=257.5mW(小于P CM=1W),顾管子达到最大功率是不会烧坏 (8)总效率η=Po/Pv=500/757.5=66%(9)若设本级功率增益Ap=13dB(20倍)，则输入功率Pi=Po/Ap=25mW输入功率Pi=25mW(10)基极余弦脉冲电流的最大值I bm (设晶体管3DA1的β=20)I bm = I cm /β=12.6mA(11)基极基波电流的振幅I bm1= I bm α1(700)=12.6*0.44=5.55mA (12)基极电流直流分量I b0= I bm α0(700)=21.45*0.25=3.15mA (13)基极输入电压的振幅U bm =2Pi/ I bm1=9.4V (14)丙类功放的输入阻抗Ω=-=-=8644.0*)70cos 1(25)()cos 1(01'θαθbb i r Z3、计算谐振回路及耦合回路的参数(1) 最佳匹配负载RL=51输出变压器线圈匝数比N5/N3(解决最佳匹配负载问题)68.011051235====p L Lo R R UcmR P N N取N5=2，N3=3。
(2) 令谐振回路电容C11=100pF 则谐振回路电感LuHC f L 1010*100*)10*5*14.3*2(1)2(112261120≈==-π(4)输出变压器初级线圈总匝数比N=N3+N4高频变压器及高频电感的磁芯应采用镍锌(NXO)铁氧体，而不能采用硅钢铁芯，因其在高频工作时铁损耗过大。
NXO-100环形铁氧体作高频变压器磁芯时，工作频率可达十几兆赫兹。
若采用外径*内径*高度=Φ10mm*Φ6mm*Φ5mm 的NXO-100环来绕制输出耦合变压器，由公式HN l A L cm cm m H μμπ322/210*}{}{}{4-=式中，μ=100H/m 为磁导率；N 为变压器初级线圈匝数；A=25mm 2为磁芯截面积；l =25mm 为平均磁路长度。
计算得N=8，则N 4=5或 e R L W N N L O *=05则9225110528.650≈****=*O *=N e R L W N L ，e O 取值2~10，上述公式取2。
需要指出的是，变压器的匝数N3、N4、N5的计算值只能作为参考值，由于分布参数的影响，与设计值可能相差较大。
为调整方便，通常采用磁芯位置可调节的高频变压器。
4、基极偏置电路 (1)发射极电阻R 14 由公式bm BBon U V U -=θcos可得，取标称值 (2)高频旁路电容C12=0.01uF 。
(3)高频扼流圈ZL 2=47uH 。
(4)可变电容CT=(5~20)pF 。
5、元件清单CT=(5~20)pF ZL 2=47uH C12=0.01uF C11=100pF uH L 10≈ N3=5，N4=3, N5=2 、3DA1管子 2.2小信号功率放大器(功率激励级)设计因为本次实验对该级有一定的增益要求，而中心频率是固定的，因此用LC 并联回路作负载的小信号放大器电路。
缓冲放大级采用谐振放大，L 2和C 10谐振在振荡载波频率上。
若通频带太窄或出现自激则可在L 2两端并联上适当电阻以降低回路Q 值。
VU U V o bmonBB5 . 2 70 cos . 9.4 7 . 0 cos - = * - = * - = θ V I I V c e BB 5 . 2 RR 14 0 14 0 - = ⋅ - ≈ ⋅ - = Ω = 84 . 39 R 14Ω = 40 R 15Ω = 40R 142-2 小信号功率放大可选用普通的小功率高频晶体管，如9018等1、计算电路参数 (1) 对于谐振回路C 10,L 2,由MHz LCfosc 521==π 本次课题C10取100pF 则(2)有效输出功率P H 与输出电阻R H放大器的输出功率P H 应等于下级丙类功放的输入功率Pi=25mW ，其输出负载R H 等于丙类功放的输入的输入阻抗|Zi|=86Ω。
即P H =25mW R H =86Ω(3)设集电极电压振幅Ucm 与等效负载电阻H R ' 若取功放的静态电流I CQ =I Cm =8mA ，则Ucm= 2P o /I CQ =2P o /I Cm =6.25V(4)高频变压器匝数比N1/N2uHC f L 10 10* 100 * ) 10 * 5 * 14 . 3 * 2 ( 1) 2 ( 1 12 2 6 10 2 0 ≈ = =- π Ω ≈ Ω = =780 2 . 781 2Po Ucm R' 2H3'21==H HR R N N η取变压器次极线圈匝数N2=2，则初级线圈匝数N1=6。
(5)发射极直流负反馈电阻R 13取标称值650Ω(6)功放输入功率P i本级功放采用3DG130晶体管，若取功率增益A P =13dB(20倍)，则输入功率(7)功放输入阻抗R i(取Ω=25'bb r )若取交流负反馈电阻为20Ω，则(8)本级输入电压振幅U im2、计算电路静态工作点(1)BQ V 、BQ I(2)R 11、R 12 (I 1=5~10倍I BQ )若取基极偏置电路的电流I 1=10BQ I =10*0.4mA=4mA ，则取标称值R 12=1.5k Ω。
为了调节电路的静态工作点，R 11可由标称值为1 k Ω的电阻与2k Ω的电位器成。
(3)高频旁路电容C10=0.02uF 。
(4)输入耦合电容C9=0.02uF 。
此外,还可以在直流电源V CC 支路上加高频电源去耦滤波网络,通常采用LC 的Π型低通滤波器。
电容可取0.01uF,电感可取47uH 的色码电感或环形磁芯绕制。
还可在输出变压器次级与负载之间插入LCmW A Po P P i 25 . 1/ = = V P R U ii im 0 . 1 10 * 25 . 1 * 425 * 2 2 3 ≈ = = - Ω = - - = - - = 75 . 643 8 6 . 0 25 . 6 12 13mA V I V Ucm Vcc R CQCES 20 = β 交负 交负 R R r R bb i * 20 25 '+ = + ≈ β Ω= 425 i R V RI V CQ EQ 15 . 5 75 . 643 * 10 * 8 3 13 = = ⋅ = - V VV EQ BQ 87 . 5 7 . 0 = + = mA I I CQ BQ 4 . 020 / 8 / = = = β Ω≈ = =k mA V I V R BQBQ 46 . 1 0 . 4 87 . 5 10 12 Ω ≈ - = - =k mAVI V Vcc R BQ 53 . 1 0 . 4 87 . 5 12 1 11滤波器，以改善负载输出波形。