电子线路课程设计小功率调幅发射机
调幅发射机
实验报告班级:姓名:学号:同组人:课程名称:电子线路课程设计实验室:实验时间:实验项目名称:小功率调幅发射机的安装与调试一、实验目的1.了解无线电通信原理2.熟悉调幅广播和超外差接收的方框图3.学会小功率发射机的安装与调试技术二、实验内容与原理:发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制,将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。
发射机包括六个部分:晶体振荡器、缓冲级、音频放大器、1496调制级、激励级、功率放大级。
晶体振荡器部分包括利用晶体振荡器产生6MHZ信号,再通过偏置电路改变载波幅度进而输入到相乘器的一端,缓冲级部分利用偏置电路来减小负载电路对前边输入电路的影响,使输入的已调波信号保持稳定,从而起到缓冲作用。
音频放大器部分:利用R13、C9和R12、C8构成正反馈,从而产生音频信号,再通过放大器实现音频信号的放大。
1496调制级部分:1496模拟乘法器是完成两个模拟量(电压或电流)相乘的电子器件。
高频电子线路中的振幅解调,同步检波,混频,倍频,鉴频,鉴相等调制和解调的过程,均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程。
激励级部分:通过工作在甲类状态的三极管来改变已调波的幅度进而满足功率放大级的要求,使功率放大级中的三极管工作在丙类状态,进而实现功率放大。
功率放大级部分:利用丙类工作状态实现功率放大。
调制是将要传送的信息装载到某一高频振荡(载频)信号上去的过程。
所以末级高频功率放大级则成为受调放大器。
实验原理图如下:(原理图改动:低频信号发生器中:①改为R11与2管脚相连,R13与R12的交点接3管脚;②R12和C8另一端接地;③4管脚改为接-8V电源)三、实验器材:设备:双踪示波器、万用表、信号发生器、可调直流电源元器件:电阻若干,电位器若干,瓷片电容、电解电容若干,双联电容一个、56uH 电感两个,6MHz 晶振一个,二极管IN4148两个,三极管5个,集成电路MC1496、LM358及IC 座,短路子、高频磁环等 软件工具:protel四、实验步骤:1.准备好电路原理图,电路板,电烙铁,清点电路所用元器件。
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。
(课程设计)小功率调幅发射机设计
毕业设计说明书系:电子信息工程系专业:电子信息工程题目:小功率调幅发射机设计小功率调幅发射机设计摘要:调幅发射机目前正广泛应用于无线电广播系统中,课题以电子线路课程设计实践教学为应用背景,通过查阅大量教学文献,并结合专业基础课程教学需要,以原教学内容为基础,完成了小功率调幅发射机从设计、仿真到安装、调试等一系列完整设计工作。
文中系统的设计了振荡器、音频放大器、振幅调制器和谐振功率放大器等系统单元电路,并通过具有射频仿真模块的软件Multisim,试验和仿真优化了系统电路。
文中还简明介绍了调幅技术与调频技术各自的特点,认识了两者在原理与应用上的不同。
关键词:调幅发射机功率放大器 MultisimTitle Design Of Low Power AM TransmitterAbstractAM transmitters are now widely used in radio broadcasting systems, this thesis as the background of electronic circuit,Through access to a large number of teaching literature, combined with teaching needs, based on the original teaching, completed the low-power AM transmitters from the design, simulation to the installation and commissioning of a full range of design work.Oscillator, audio amplifier, power amplifier and resonant amplitude modulator is designed by the system,using software Multisim circuit simulation and optimization of the system.The thesis also briefly describes each characteristics of AM and FM , know the different both in applications and principle.Keywords:Low-power AM transmitters Power Amplifier Crystal oscillator目次1 绪论 (1)1.1 小功率调幅发射机初步认识 (1)1.2 小功率调幅发射机国内外研究现状 (2)1.3 小功率相关技术及热点问题分析 (2)1.4 课题的研究任务和内容 (5)2 方案设计与单元电路形式选择 (6)2.1发射机的总体认识 (6)2.2单元电路的认识 (6)3 单元电路的设计与仿真 (8)3.1主振级与小信号放大级的设计 (8)3.2 缓冲隔离级的设计 (11)3.3 语音放大级的设计 (12)3.4 幅度调制电路的设计 (13)3.5 高频谐振功率放大器的设计 (16)3,6 谐振功率放大器的调整 (26)3.7天线的相关知识及设计 (27)4 单元电路调试与整机统调 (29)4.1 主振级调试 (29)4.2信号调制级调试 (29)4.3 功率放大级调试 (29)4.4整机统调 (30)4.5主要技术指标测试方法 (31)5 硬件电路调试过程及示波器影像图 (33)5.1 主振级硬件电路以及示波器图像 (33)5.2 音频信号输入级硬件电路以及示波器图像 (33)5.3 振幅调制级硬件电路以及示波器图像 (34)5.4 功率放大级硬件电路以及示波器图像 (35)6 另外一种调幅发射机设计方案 (38)6.1 主振级的选择与仿真波形 (38)6.2 语音放大级选择与仿真波形 (39)6.3 AM调至电路与仿真波形 (39)6.4 整机电路的连接与仿真 (40)河北工业大学城市学院2011届本科毕业设计说明书结论 (42)参考文献 (43)致谢 (45)附录 A 调幅技术与调频技术主要特点及区别 (46)附录 B 集成调幅与调频发射机设计 (47)附图 C 高频电路设计基本步骤 (54)附图 D 选择高频元器件的基本设想 (55)附图 1 整机所用元件列表 (56)附图 2 整机电路图 (57)附图3 整机电路PCB图 (58)附图 4 整机电路实体图 (59)1 绪论当今时代,信息技术发展十分迅猛,产品更新换代步幅更是明显加快,尤其是无线技术创新非常活跃,各类技术加快发展和融合,新技术新应用层出不穷,向社会各部门各领域的渗透日益广泛深入。
小功率调幅发射机
课程设计任务书之五兆芳芳创作学生姓名:专业班级:电子0903指导教师:任务单位:武汉理工大学题目: 小功率调幅发射机设计初始条件:具较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力;对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解;具备高频电子电路的根本设计能力及根本调试能力;能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测.要求完成的主要任务:1. 采取晶体管或集成电路完成一个小功率调幅发射机的设计.2. 电源电压+Vcc=+10V,-VEE=-10V;3. 任务频率f=16MHz,调幅度=50%;4. 负载电阻RL=75Ω时,发射功率P0≥100mW,整机效率η>40%5. 完成课程设计陈述(应包含电路图,清单、调试及设计总结).时间安插:1.2013年1月4日分班集中,安插课程设计任务、选题;讲授课设具体实施筹划与课程设计陈述格局的要求;课设答疑事项.2.2013年1月5日至2013年1月10日完成资料查阅、设计、制作与调试;完成课程设计陈述撰写.3. 2013年1月11日提交课程设计陈述,进行课程设计验收和答辩.指导教师签名:年月日目录摘要 (I)Abstract (II)1 调幅发射机的相关知识 (1)1.1根本知识及性能指标 (1)1.2调幅发射机的任务原理 (1)2 小功率调幅发射机的设计 (3)2.1 设计要求 (3)2.2确定电路设计筹划 (3)2.2.1拟定调幅发射机的任务原理框图 (3)2.2.2 单元电路设计筹划选择 (4)2.3单元电路设计 (5)2.3.1本机振荡电路和话音缩小电路 (5)2.3.2调制电路 (6)2.3.4功率缩小级电路 (8)2.3.5整体电路设计 (8)3 调试与仿真 (9)3.1晶体振荡器的调试 (9)3.2调制器的测试 (10)3.3整机联调及其罕有毛病阐发 (11)4心得与体会 (12)参考文献 (13)摘要小功率调幅发射机经常使用于通信系统和其它无线电系统中,特别是在中短波播送通信的领域里更是得到了普遍应用.原因是调幅发射机实现调幅简洁,调制所占的频带窄,并且与之对应的调幅接收设备复杂,所以调幅发射机普遍地应用于播送发射.本次课程设计的任务是完成小功率调幅发射机的设计,这在实际生活中有很普遍的应用.小功率调幅发射机由高频振荡器、低频缩小器、振幅调制电路以及高频功率缩小器组成,这些模块电路涵盖了高频电子线路课程的主要学习内容,对加深理论知识的理解有很大帮忙.本课题的设计目的是要求掌握最根本的小功率调幅发射系统的设计与装置对各级电路进行详细地探讨,并利用Multisim软件仿真设计了一个小功率调幅发射机.关头字:小功率调幅发射机、MULTISIM仿真、振荡电路、调制电路、功率缩小器.AbstractSmall power modulation transmitter is often used in communication system and other radio system, especially in medium short wave radio communication field is a wide range of applications. The reason is am transmitter realize amplitude modulation is simple, modulation of the band of narrow, and the corresponding modulation receiving equipment simple, so am transmitter widely used in radio emission.The curriculum design task is to achieve low power modulation transmitter design, this in real life have a wide range of application. Small power modulation transmitter by high frequency oscillator, low frequency amplifier, amplitude modulation circuit as well as the high frequency power amplifier composition, these module circuit covers the high frequency electronic circuit course mainly studies the content, to deepen the understanding of the theoretical knowledge is of great help.This topic design purpose is the most basic requires knowledge of small power modulation launch system design and installation of all circuit detailed study, and use Multisim softwaresimulation design a small power modulation transmitter.Keywords: low-power AM transmitters, MULTISIM simulation, oscillation circuit, modulation circuit, power amplifier.1 调幅发射机的相关知识由于调幅发射机实现调幅简洁,调制所占的频带窄,并且与之对应的调幅接收设备复杂,所以调幅发射机普遍地应用于播送发射.所谓调幅,就是指,使振幅随调制信号的变更而变更,严格的讲,就是指载波振幅与调制信号的大小成线性关系,而它的频率和相位不变.振幅调制分为4种方法:AM(普通调幅)、DSB(抑制载波双边带调幅)、SSB(单边带条幅)、VSB(残存边带调幅).本设计调幅发射机指的是AM调幅.在设计调幅发射机时,主要遵循如下性能指标:任务频率规模:调幅制一般适用于中、短波播送通信,其任务频率规模为300kHz~30MHz.发射功率:一般是指发射机送到天线上的功率.只有当天线的长度与发射频率的波长可比较时,天线才干有效地把载波发射出去.调幅系数:调幅系数ma是调制信号控制载波电压振幅变更的系数,ma的取值规模为0~1,通常以百分数的形式暗示,即0%~100%.非线性失真(包络失真):调制器的调制特性不克不及跟调制电压线性变更而引起已调波的包络失真为调幅发射机的非线性失真,一般要求小于10%.线性失真:保持调制电压振幅不变,改动调制频率引起的调幅度特性变更称为线性失真,噪声电平:噪声电平是指没有调制信号时,由噪声产生的调制度与信号最大时间的调幅度比,播送发射机的噪声电平要求小于0.1%,一般通信机的噪声电平要求小于1%.所谓调幅,就是依照调制信号的变更纪律去改动载波的幅度,使输出信号的频谱搬移到高频波段,而输出信号的振幅携带调制信号的相关信息.调幅发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的幅度调制,将其变成在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波.通常,调幅发射机包含三个部分:高频部分,低频部分,和调制部分.高频部分一般包含主振荡器、缓冲缩小、倍频器、中间缩小、功放推动级与末级功放.主振器的作用是产生频率稳定的载波.为了提高频率稳定性,主振级往往采取石英晶体振荡器或LC振荡电路,并在它前面加上缓冲级,以削弱后级对主振器的影响.低频部分包含发话器、低频电压缩小级、低频功率缩小级与末级低频功率缩小级.低频信号通过逐渐缩小,在末级功放处取得所需的功率电平,以便对高频末级功率缩小器进行调制.调制部分即振幅调制电路,它将要传送的信息装载到某一高频振荡(载频)信号上去的进程.一条调幅发射机的组成框图如下图图1所示,其任务原理是: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;话音缩小电路缩小来自发话器信号,其输出也送至调制器;调制器输出是已调幅了的中频信号,该信号经中频缩小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缩小到所需发射功率.图1 调幅发射机组成框图2小功率调幅发射机的设计2.1 设计要求按照以上的原理,要求设计一个小功率调幅发射机,主要参数:已知+Vcc=+10V、-VEE=-10V;负载电阻RL=75Ω.主要元器件:主要元件有MC1496、3DG100、3DG130、16MHz晶振、NXO-10磁环;主要技巧指标:任务频率 f=16MHz,发射功率P0>=100mW,调制度ma=50%,整波效率大于40%.实验仪器设备:函数信号产生器∕计数器EE164B 一台调制度丈量仪器HP8901A或BD5 一台高频信号产生器一台超高频毫伏表DA-36A一台双踪示波器(COS5020)或数字存储示波器数字万用表一台筹划按照调幅发射机的任务原理和给定的技巧指标要求画出组成框图,如下图2所示:图2 拟定调幅发射机组成框图图中,各组成部分的的作用如下:本机振荡:产生频率为16MHz的载波信号.缓冲隔离级:将晶体振荡级与调制级隔离,减小调制级对晶体振荡级的影响;将功率鼓励级与调制级隔离,减小功率鼓励级对调制级的影响.话音缩小级:将发话器信号电压缩小到调制级所需的调制电压.调制级:将话音信号调制到载波上,产生已调波.功率鼓励级:为末级功放提供鼓励功率.末级功放:对前级送来的信号进行功率缩小,在负载上取得满足要求的发射功率.2.2.2 单元电路设计筹划选择(1)本机振荡器本机振荡器就是高频振荡器,按照载波频率的凹凸和频率稳定度来确定电路形式.在频率稳定度要求不高的情况下,可以采取电容反应三点式振荡电路,如克拉泼、西勒电路等.而在频率稳定度要求高的情况下,可以采取晶体振荡器,也可以采取单片集成振荡电路.本机缩小电路的输出是发射机的载波信号源,要求它的振荡频率应十分稳定.一般的LC 振荡电路,其日频率稳定度约为10-2~10-3,晶体振荡电路的Q值可达数万,其日频率稳定度可达10-5~10-6.因此,在本设计中本机振荡电路采取晶体振荡器.(2)语音缩小器语音缩小器主要是对语音信号进行缩小和限频,经过缩小的音频信号送到调制器对高频载波进行调制.本机语音缩小器采取uA741.(3)调制电路低电平调幅电路输出功率小,适用于低功率系统.它的电路形式有多种,如斩波调幅器、平衡调幅器、模拟乘法器调幅等,比较经常使用的是采取模拟乘法器形式制成的集成调幅电路,即集成模拟乘法器调幅.这种集成电路的出现,使产生高质量调幅信号的进程变得极其复杂,并且成本很低.高电平调幅电路输出功率大,一般在系统末级直接产生满足发射要求的调幅波.它的电路形式主要有集电极调幅和基极调幅两种.集电极调幅电路的优点是效率高,晶体管取得充分的应用;缺点是需要大功率的调制信号源.基极调幅电路的优缺点正好与之相反,它的平均集电极效率不高,但所需的调制功率很小,有利于调幅发射系统整机的小型化.本设计中,采取模拟乘法器MC1496组成调幅电路.(4) 功率鼓励级由于在本电路中,经模拟乘法器调制电路输出的调制信号较小,不克不及满足末级功放的输入要求,因此,本电路中采取功率鼓励级来缩小调制信号功率.(5)功率缩小器功率缩小器主要有甲类、甲乙类或乙类(限于推挽电路)、丙类功放,按照功放的输出功率和效率来确定选择哪一种.采取低电平调幅电路的系统,由于调制器输出信号为调幅波,其后的功率缩小器必须是线性的(如甲类、甲乙类或乙类功放);而采取高电平调幅电路的系统,则在末级直接产生达到输出功率要求的调幅波,多以丙类缩小器作为此时的末级电路.晶体振荡器和话音缩小电路的电路图如图3所示.其中,晶体、C1、C2、C3与T1组成改良型电容三点式振荡电路(克拉泼电路),振荡频率由晶振的等效电容和电感决定,电路中T1组成静态任务点由R4、R5、R6决定.在设置静态任务点时,应首先设定晶体管的集电极电流ICQ,一般取0.5mA~4mA,ICQ太大会引起输出波形失真,产生高次谐波.设晶体管β=60,Icq=2mA,VEQ=(1∕2~1∕3)Vcc,则可算出R4,R5、R6.如图所示.图3 晶体振荡器和话音缩小电路按照题意及给定的主要元件,选定模拟乘法器MC1496组成的调幅电路如图4所示.图4 调幅电路图图5 MC1496模拟乘法器是完成两个模拟量(电压或电流)相乘的电子器件.高频电子线路中的振幅解调,同步检波,混频,倍频,鉴频,鉴相等调制息争调的进程,均可视为两个信号相乘或包含相乘的进程.采取集成模拟乘法器实现上述功效比采取分立器件要复杂得多,并且性能优越.课设运用Multisim软件对电路进行设计,因此MC1496需要自己搭建,其原理电路图如图5所示.通过前面的电路以后,进入功率缩小级的是已调信号.但由于信号的功率太小,发射出去存在很大衰减,影响信号的传送,所以要进行功率缩小.功率缩小电路如下图6所示:图6 功率缩小级电路将以上各级单元电路一次连接就组成了小功率调幅发射机整体电路原理图,如图7所示:图7 小功率调幅发射机整体电路3 调试与仿真调晶体振荡器时,应先断开晶振,使振荡器不振荡,再用万用表测三极管的各极电压.VEQ应满足VEQ∕(R5+R6)≈Icq=2mA,若不满足则可调整R5的值.将三极管的静态任务点调试正确以后,再接上晶振,丈量振荡器的振荡频率和输出电压幅度,如图8所示:图8 晶体振荡器的调试测调制器电路静态任务点时,应使本振信号V0=0.先测MC1496五角的电压Vs,调整R5的值,是V5∕R5=I0;然后丈量各点静态任务电压,其值应与设计值大致相同.加本振电压v0=100mV,使调制电压vΩ=0,调节RP3使mc1496输出信号为最小值,再使vΩ=100mV,这时测得的输出波形应为载波被抑制的双边带信号波形,在调节RP3使输出波形为ma=50%的调幅波,如图9所示:图9 调制器测试晶振级与缓冲级联调时缓冲级输出电压明显减小或波形失真的情况.产生的主要原因是缓冲级的输入阻抗不敷大,使晶振级负载减轻.这可通过增大缓冲级的射极电阻RP1来提高缓冲输入级输入阻抗,也可通过减小C4,即减小晶振级与缓冲级的耦合来实现.本机振荡级、缓冲级、话语缩小级以及调制级联调时,往往会出现过调幅现象.产生的原因可能是经射级跟从器输出的本振电压v0偏小或是话音缩小级输出的调制电压vΩ过大.可以调节RP2使v0=100~150mV,并丈量调制器输出的波形.调整话音缩小级增益,以满足调幅度ma=50%的技巧指标要求.功率鼓励级与功率缩小级联调时,往往会出现低频调试、高频自激、输出功率小、波形失真大等现象.产生的原因可能是级间通过电源产生串扰或是甲类功放与丙类功放的阻抗不匹配,级间相互影响.这可在每一级单元电路的电源上加低、高频去耦电路,以消除来自电源的串扰,也可以重新调整谐振回路,使回路谐振.4心得与体会经过近一周的高频电子线路课程设计,我越来越认识到了,在学习、任务中独立思考问题,解决问题的重要性,刚开始我拿到这个题目完全一头雾水,底子不知道从哪里下手,做的效率也很低,感到学到的知识不知道从哪里用,只有请教同学,在同学复杂的指点之下,我逐渐认清了标的目的,最终完成了这个课程设计.虽然完成了课程设计,也取得较好的效果,但也发明了自己的良多问题,不但仅是知识的掌握方面,还有自己思维办法、独立解决问题能力方面.由于自己对知识掌握的不是很全面,在计较元件的参数、设计电路图时,遇到了很大的困难;在思维方法方面,由于对自己的心里原因,并没有在很短的时间里对设计有个整体的框架,进而很快进入状态.当然,在发明自身一系列问题的同时,通过这次课程设计,我稳固了自己的课本知识,提高了自己独立发明问题、阐发问题、解决问题的能力,提高了自己的综合能力.在以后的学习任务中,我要抓住这样的机遇,进一步提高自己独立解决问题的能力.参考文献[1]《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[2]《高频电路设计与制作》何中庸译,科学出版社[3]《高频电子线路》第三版张肃文主编,高教出版社[4]《高频电子线路教导》曾兴雯,陈健,刘乃安主编,西安电子科大出版社[5]《高频电子线路实验与综合设计》杨霓清主编,机械产业出版社[6]《高频电路实验与仿真》于海勋,郑长明主编,科学出版社本科生高频电子线路课程设计成绩评定表指导教师签字:年月日。
电子线路课程设计报告
电子线路课程设计报告小功率调幅AM发射机设计(理论设计仿真报告)班级:姓名:学号:指导教师:日期:小功率调幅发射机的设计与仿真1.设计内容及要求1.1设计内容1.经过方案比较,确定小功率调幅发射机的设计方案,根据设计指标对既定方案进行理论设计及分析,并给出各单元电路的理论设计方法2.利用multisim仿真软件,对设计电路进行仿真和分析,依据设计指标对电路参数进行调整直至满足设计要求1.2设计要求载波频率MHz 10=cf输出功率mW 2000 ≥P负载电阻Ω =50AR输出信号带宽kHz 9=BW残波辐射dB 40≤单音调幅系数8 .0=am ;平均调幅系数 3 .0≥am发射效率% 50≥η2.设计方案及论证2.设计方案及论证2.1系统框图说明:调幅发射机主要包括四个组成部分:载波振荡器、音频放大器、振幅调制器和功率放大器四部分。
总体思路为:10MHz的载波信号与1KHz的音频信号经过缓冲器以及电压放大后输入到振幅调制器进行调幅得到调幅波,然后经过高频功率放大后输出。
2.2各单元电路设计方案论证2.2.1 主振器电路载波振荡电路是调幅发射机的核心部分,作用是产生高频载波信号用以调制信号。
载波的频率稳定度和波形的稳定度直接影响到已调信号的质量。
因此,载波振荡电路产生的载波信号必须有较高的频率稳定度和较小的波形失真度。
载波振荡电路可以有多种设计方案,方案一:LC三点式正弦波振荡电路方案二:克拉泼振荡器电路方案三:石英晶体振荡器克拉泼振荡器(Clapp oscillator)又称为电容反馈改进型振荡器,它是一种电容三点式振荡器的改进型线路。
电容三点式振荡器,当需要改变频率而调节振荡回路的电容参数时,也会影响电路的起振,为此,把一个电容C3串入振荡回路的电感支路中,这样改变电容C就可以调节振荡频率,而不影响电路的起振。
这种振荡器频率相比LC振荡器来说更加稳定2.2.2 音频放大器音频放大器是在产生声音的输出元件上重建输入的音频信号的设备,其重建的信号音量和功率级都要理想——如实、有效且失真低。
通信电子电路课程设计小调幅功率发射器1
通信电子电路课程设计小功率调幅发射机的设计班级:通信09—1班姓名:学号:310909020117日期:2012年9月11日摘要高频电子线路课程设计是继《通信电子电路》理论学习和实验教学之后又一重要的实践性教学环节。
它的任务是在学生掌握和具备电子技术基础知识与单元电路的设计能力之后,让学生综合运用高频电子电路知识,进行实际高频系统的设计、安装和调测,利用orcad、multisim等相关软件进行电路设计,提高综合应用知识的能力、分析解决问题的能力和电子技术实践技能,让学生了解高频电子通信技术在工业生产领域的应用现状和发展趋势。
为今后从事电子技术领域的工程设计打好基础。
此设计思路为将超外差式调频接收机分成摄入调谐贿赂、高频放大、混频、本机振荡、中频放大、鉴频、低频功放等几个个部分,分别讲天线接收到的高频信号进行选频、放大、混频,最后解调出低频调制信号等功能。
将设计参数要求分解到各模块的设计中以分别实现。
关键词振荡器;高频功率放大器;调幅目录1绪论 (3)1.1设计的作用和目的 (3)1.2设计要求 (3)2小信号调幅发射系统设计 (3)3 各部分电路的具体设计和分析 (5)3.1主振级 (5)3.2 缓冲级 (7)3.3 放大级 (8)3.4 音频放大 (10)3.5 AM调制电路 (11)4心得体会 (12)5参考文献: (13)(附)整体电路图 (14)1绪论1.1设计的作用和目的通过本课题的设计、调试和仿真,加深对《高频电子线路》理论知识的进一步理解,进一步巩固理论知识,能够建立起无线发射机的整机概念,学会分析电路、设计电路的步骤和方法,了解发射机各单元之间的关系以及相互影响,从而能正确设计、计算调幅发射机的各单元电路:主振级、被调级、推动级、功率放大级、输出匹配网络等。
进一步掌握所学单元电路以及在此基础上,培养自己分析、应用其他电路单元的能力。
同时经过课程设计,要学会查资料、充分利用互联网等一切可利用的学习资源,增强同学们分析问题解决问题的能力,为将来的毕业设计做铺垫,也为将来走向就业岗位打下一定的基础。
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。
电子线路课程设计报告-AM调幅发射机解析
实验报告班级:电子131 姓名:学号:同组人:课程名称:电子线路课程设计实验室:第二实验室实验时间:2016年3月实验项目名称:小功率调幅发射机的安装与调试一、实验目的:1、熟练掌握小功率调幅发射机的安装与调试。
2、熟悉小功率调幅发射机的工作原理,对所学高频电子线路知识加以巩固。
3、熟悉理解实验电路原理。
4、通过整机装配和调试提高独立分析问题和解决问题的能力。
5、实践与理论设计相结合,更深刻地理解学习相关知识。
6、通过一套完整的调幅发射系统设计、安装和调试,提高学生的综合素质和科学实验的能力。
二、实验内容与原理(一)、实验内容1、熟悉实验电路原理2、熟悉并测试电路元件参数3、熟悉印刷板与电路、元件的对应关系4、电路焊接、调试5、测试并记录参数(二)、实验原理1、调幅发射机组成框图如图所示:小功率调幅发射机设计的技术指标:载波频率06f MHz =, 输出功率0200P mW ≥, 负载阻抗75A R =Ω, 输出信号带宽9WB KHz =, 单音调幅系数0.8a m =, 平均调幅系数0.3a m ≥, 发射效率50%η≥, 调制信号的F=1KHz 。
2、实验电路图如图图1 小功率调幅发射机原理图图2 PCB图三、实验器材(设备、元器件、软件工具:、平台):1.双踪示波器,数字信号源,数字万用表等各一台。
2.电烙铁,镊子,钳子,螺丝刀等工具一套。
3.调幅发射机实验板,套件,焊锡,漆包线等。
5.元器件清单6.8K 1 0.005uF 2 导线\ \16K 2 0.022uF 2 放大器LM358(含2个放大器)10K 10 0.1uF 4 高频磁环\ 2150K 1 电解电容10uF 3可调电容5~30pF 150 1 电感56uH 2电位器1K 1 晶振6MHz 1四、调幅发射机各模块调试4.1 载波振荡器电路采用晶体接成并联型晶体振荡器,其稳定性比LC振荡器高一个数量级,振荡频率等于晶振的固有频率06f M。
电子线路课程设计报告-AM调幅发射机解析
实验报告班级:电子131 姓名:学号:同组人:课程名称:电子线路课程设计实验室:第二实验室实验时间:2016年3月实验项目名称:小功率调幅发射机的安装与调试一、实验目的:1、熟练掌握小功率调幅发射机的安装与调试。
2、熟悉小功率调幅发射机的工作原理,对所学高频电子线路知识加以巩固。
3、熟悉理解实验电路原理。
4、通过整机装配和调试提高独立分析问题和解决问题的能力。
5、实践与理论设计相结合,更深刻地理解学习相关知识。
6、通过一套完整的调幅发射系统设计、安装和调试,提高学生的综合素质和科学实验的能力。
二、实验内容与原理(一)、实验内容1、熟悉实验电路原理2、熟悉并测试电路元件参数3、熟悉印刷板与电路、元件的对应关系4、电路焊接、调试5、测试并记录参数(二)、实验原理1、调幅发射机组成框图如图所示:小功率调幅发射机设计的技术指标:载波频率06f MHz =, 输出功率0200P mW ≥, 负载阻抗75A R =Ω, 输出信号带宽9WB KHz =, 单音调幅系数0.8a m =, 平均调幅系数0.3a m ≥, 发射效率50%η≥, 调制信号的F=1KHz 。
2、实验电路图如图图1 小功率调幅发射机原理图图2 PCB图三、实验器材(设备、元器件、软件工具:、平台):1.双踪示波器,数字信号源,数字万用表等各一台。
2.电烙铁,镊子,钳子,螺丝刀等工具一套。
3.调幅发射机实验板,套件,焊锡,漆包线等。
5.元器件清单6.8K 1 0.005uF 2 导线\ \16K 2 0.022uF 2 放大器LM358(含2个放大器)10K 10 0.1uF 4 高频磁环\ 2150K 1 电解电容10uF 3可调电容5~30pF 150 1 电感56uH 2电位器1K 1 晶振6MHz 1四、调幅发射机各模块调试4.1 载波振荡器电路采用晶体接成并联型晶体振荡器,其稳定性比LC振荡器高一个数量级,振荡频率等于晶振的固有频率06f M。
小功率调幅发射机设计辅导
《电子线路课程设计》
4.振荡回路元件选择
从稳频出发,振荡回路电容C应尽可能大,但 C 过大,不利于波段工
作;电感L也应尽可能大,但L大后,体积大,分布电容大,L过小,回路
的品质因数过小,因此应合理地选择回路地C、L。在短波范围,C一般取
几十至几百皮法,L一般取0.1至几十微亨。
5.反馈回路元件选择
应该说明,为便于散热,3DA76集电极也是接地的,但它对于载波频率 来说,是共发射极电路;而对于调制频率来说,却又是共基极电路。
《河北省精品课程》
2019年11月21日星期四3时33分26秒
《电子线路课程设计》
调幅发射机系统 参考电路
《河北省精品课程》
2019年11月21日星期四3时33分26秒
《电子线路课程设计》
《河北省精品课程》
2019年11月21日星期四3时33分26秒
《电子线路课程设计》
2、晶体管选择
从稳频的角度出发,应选 fT (。3 ~同10时) f1m希ax 望电流 放大系数大些,这既容易振荡,也便于减小晶体管和外来之耦 合。虽然不要求振荡器中的晶体管输出多大功率,但考虑到稳 频等因素,晶体管的额定功率也应该有足够的余量。
《电子线路课程设计》
小功率调幅发射机
理论设计辅导
《河北省精品课程》
2019年11月21日星期四3时33分26秒
《电子线路课程设计》
一、单元电路
1.LC三点式晶体三极管振荡器 2.缓冲隔离级 3.晶体三极管调幅电路 4.小信号谐振放大器(略) 5.匹配网络(略)
二、调幅发射机系统电路
《河北省精品课程》
电路等效为一个恒压源。
《河北省精品课程》
2019年11月21日星期四3时33分26秒
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。
电子线路课程设计-实验指导书
高频课程设计实验指导书实验题目:小功率调幅发射机的安装与调试一、实验目的和意义1)熟悉实验调幅电路原理,掌握常用仪器使用;2)熟悉并测试电路元件参数,掌握测试方法;3)熟悉印刷版与电路、元件的对应关系;4)掌握电路焊接、调试技术;5)掌握电路测试方法、并记录参数。
6)与理论设计相结合,验证设计结果。
7)培养学生综合运用所学理论的能力和解决较复杂的实际问题的能力。
8)通过一套完整的调幅发射系统设计、安装和调试,提高学生的综合素质和科学试验能力。
二、实验仪器设备1)双踪示波器,数字频率计,数字信号源,数字万用表,双路稳压电源等仪器各一台。
2)电烙铁,镊子,钳子,螺丝刀等工具一套。
3)调幅发射机实验板,套件,天线,焊锡,漆包线等。
三、实验原理及实验步骤3.1 实验电路框图图 1 调幅发射机组成框图3.2 实验步骤1.焊接调试振荡电路(图2),使输出电压幅度和频率连续可调,尽量减小波形失真。
说明:载波振荡器采用并联型晶体振荡器,产生频率为6MHz的正弦信号作为载波。
本电路中,三极管的型号为9018,电阻R1和电位器RP0为三极管T1提供基极偏置,调整RP0可以改变三极管T1的基极电压,从而可以调整三极管的静态工作点,改变载波信号的振幅。
振荡电路的负载为射极跟随器的输入电阻,射极跟随器作为振荡器与下一级的隔离级,用于减少两级振荡产生的影响,具有输入电阻大、输出电阻小的特点,带负载能力很强。
RP2作为分压电阻将电压输出到调制端,通过改变RP2可以调节载波信号的幅度。
载波信号容易受到电源中杂波信号的影响,在电源和载波回路之间必须接入高频滤波电容滤除杂波。
测量时可以在B点接入示波器通过观察示波器的波形来检查是否起振。
调试步骤:测量前要先连接电路,检查无误后接通直流电源。
用万用表测量三极管电压,调节RP0,使基极电压为6V。
测量载波信号时将测试B点接入示波器,若没有出现波形可调节滑动变阻器RP0,直至出现频率为6MHz的正弦波信号,若仍没有波形,要再仔细检查每一个焊点。
小功率调幅发射机课程设计
电子线路课程设计总结报告学生姓名:学号:专业:班级:报告成绩:评阅时间:教师签字:目录理论部分 (3)一.设计内容及要求 (3)二.比较和选择系统方案,画出系统框图 (3)三.单元电路设计、参数计算和器件选择 (4)主振器 (4)音频放大级 (6)振幅调制部分和末级功放部分 (7)四.完整的电路图 (8)五.系统需要的元器件清单 (8)六.参考文献 (9)实验部分 (11)一.实验目的 (11)二.实验主要仪器与仪表 (11)三.实验原理 (11)四.实验内容与步骤 (11)五.实验结果与分析 (12)主振器 (12)音频放大级 (13)振幅调制级 (14)附录 (15)小功率调幅发射机理论部分内容摘要调幅发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制,将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。
通常,发射机包括三个部分:高频部分,低频部分和电源部分。
高频部分一般包括主振荡器、倍频器、缓冲隔离级、高频电压放大级、高频频功率放大级。
主振荡器的作用是产生频率稳定的载波。
缓冲级主要是削弱后级对主振器的影响。
低频部分包括话筒、低频电压放大级、低频功率放大级。
调制是将要传送的信息装载到某一高频振荡信号上去的过程。
一.设计内容及要求小功率调幅发射机技术指标:%503.08.0409502001000≥≥=≤=Ω=≥=η发射效率平均调幅系数;单音调幅系数残波辐射输出信号带宽负载阻抗输出功率载波频率a a Z A Z m m dB KH WB R mW P MH f二.比较和选择系统方案,画出系统框图调幅发射机由主振器,缓冲级,高频电压放大器,振幅调制器,高频功率放大器等电路组成。
主振器就是高频振荡器,根据载波频率的高低、频率稳定度来确定电路型式。
高频电子线路所讨论的工作频率是几百千赫到几百兆赫,而课程设计所设计的最高频率受到实验条件的限制,一般选在30兆赫以下。
电容三点式振荡器的输出波形比电感三点式振荡器的输出波形好。
电子线路课程设计-小功率调幅发射机
电子线路课程设计-小功率调幅发射机(总18页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--电子线路课程设计总结报告学生姓名:学号:专业:电子信息工程班级:电子111报告成绩:评阅时间:教师签字:河北工业大学信息学院 2014年2月24日~2014年3月7日课题名称:小功率调幅发射机的设计内容摘要:本次课程设计实现小功率发射机的理论设计,本文介绍了设计的理论和步骤。
根据设计指标、要求和可行性,选择适合设计方案,并对设计方案进行必要的论证。
设计具体包括以下几个步骤:一般性理论设计、具体电路的选择、根据指标选定合适器件并计算详细的器件参数、用multisim 进行设计的仿真、根据仿真结果检验设计指标并进行调整。
小功率调幅发射级主要包括四个单元电路:载波发生电路、低频调制信号发生器、调制电路、高频放大电路。
先完成各单元电路设计及仿真,然后将各单元连接进行调试仿真完成设计指标的要求。
最后对整个设计出现的问题,和心得体会进行总结。
关键字:调幅发射机、理论设计、multisim 仿真一、设计内容及要求1.确定小功率调幅发射机的设计方案,根据设计指标对既定方案进行理论设计分析,并给出各单元电路的理论设计方法和实用电路设计细节,其中包括元器件的具体选择、参数调整。
2.利用multisim 仿真软件,对设计电路进行仿真和分析,依据设计指标对电路参数进行调整直至满足设计要求。
3.小功率调幅发射机设计的技术指标:载波频率010f MHz =,输出功率0200P mW ≥,负载阻抗50A R =Ω,输出信号带宽9WB KHz =,单音调幅系数0.8a m =,平均调幅系数0.3a m ≥,发射效率50%η≥。
二、方案选择及系统框图1.设计方案概述和系统框图:发射机的主要作用是完成有用的低频信号对高频信号的调制,并通过天线向外辐射携带有有用信号、具有一定带宽和满足功率要求的已调信号。
武汉理工大学高频课程设计小功率调幅发射机
摘要高频电子线路课程设计是继《高频电子线路》理论学习和实验教学之后又一重要的实践性教学环节。
它的任务是在学生掌握和具备电子技术基础知识与单元电路的设计能力之后,让学生综合运用高频电子线路知识,进行实际高频系统的设计、安装和调测,利用multisim等相关软件进行电路设计,提高综合应用知识的能力、分析解决问题的能力和电子技术实践技能,让学生了解高频电子通信技术在工业生产领域的应用现状和发展趋势。
为今后从事电子技术领域的工程设计打好基础。
小功率调幅发射机常用于通信系统和其它无线电系统中,特别是在中短波广播通信的领域里更是得到了广泛应用。
原因是调幅发射机实现调幅简便,调制所占的频带窄,并且与之对应的调幅接收设备简单,所以调幅发射机广泛地应用于广播发射。
本课设结合Multisim软件来对小功率调幅发射机电路的设计与调试方法进行研究。
Multisim软件能实现从电学概念设计到输出物理生产数据,以及这之间的所有分析、验证和设计数据管理,使用起来效率较高并且极为方便。
关键字:小功率调幅发射机,振荡电路,调制电路,功率放大器Multisim仿真目录1 小功率调幅发射机整体概述 (1)1.1 小功率调幅发射机的初步认识 (1)1.2 小功率调幅发射机的主要技术指标 (1)2 小功率调幅发射机的系统设计 (3)2.1 系统原理框图 (3)2.2 单元电路设计方案 (4)2.2.1 高频振荡器 (4)2.2.2 振幅调制电路 (5)2.2.3高频功率放大器 (6)3单元电路设计 (7)3.1高频振荡器电路 (7)3.2 调制电路 (8)3.2.1 调制电原理图 (8)3.2.2 MC1496的搭建 (9)3.3功率放大级电路 (10)3.4 整体电路设计 (10)4 调试与仿真 (11)4.1克拉泼振荡器的调试 (11)4.2调制器的测试 (12)4.3整机联调及其常见故障分析 (12)5 心得与体会 (15)6 参考文献 (16)7 原件清单 (17)1 小功率调幅发射机整体概述1.1 小功率调幅发射机的初步认识发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制,将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。
高频课设小功率调幅发射机要点
课程设计任务书学生姓名:专业班级:指导教师:工作单位:题目六:小功率调幅发射机初始条件:具较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力;对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解;具备高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力;能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测。
要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1、采用晶体管或集成电路完成一个小功率调幅发射机的设计;2、电源电压+V CC=+10V,-V EE=-10V;3、工作频率f=8MHz,调幅度=50%;4、负载电阻RL=75Ω时,发射频率P0=300mV,整机效率>40%;5、完成课程设计报告(应包含电路图,清单,调试及设计总结)。
时间安排:二十周一周,其中4天硬件设计与制作,3天软、硬件调试及答辩。
指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录1、电路设计的基本目的 (2)1.1课程设计的目的 (2)1.2发射机电路的分析 (2)2、整体电路的基本原理 (3)3、单元电路设计 (4)3.1高频振荡器 (4)3.2 中间级 (5)3.3调制级 (5)4、软件仿真 (7)4.1高频振荡器的仿真输出 (7)4.2调幅发射机的仿真输出 (8)5、实物电路调试 (9)6、改进建议 (10)7、心得与体会 (11)8、参考文献 (12)摘要调制的过程就是一个频谱搬移的过程,将原来不适宜传输的基带信号频谱搬移到适宜传输的某一个频段上,然后传输至信道;同时实现信道复用,小功率调幅发射机具有实现调幅简便,调制所占的频带窄,并且与之对应的调幅接收设备简单的优点,常用于通信系统和其它无线电系统中,特别是在中短波广播通信的领域里得到了广泛应用。
所谓调幅,就是指,使振幅随调制信号的变化而变化,严格的讲,就是指载波振幅与调制信号的大小成线性关系,而它的频率和相位不变。
本课题的设计目的是要求掌握最基本的小功率调幅发射系统的设计与安装此设计思路为以下几个部分组成,高频振荡器,中间过渡级,高频功率放大器和发射部分,每个部分作为一个单独的单元电路。
小功率调幅发射机安装与调试分析方案
实验报告班级: XXXX 姓名: XX 学号: XXXXXX 同组人: XXXXXXXX 课程名称:电子线路课程设计 实验室: 第二实验室 实验时间: 2018年2月27—3月2日实验工程名称:小功率调幅发射机的安装与调试一、 实验目的:1. 通过查阅手册和文献资料,培养学生独立分析和解决实际问题的能力;2. 进一步熟悉常用电子器件的类型和特性;3. 学会电子线路的安装与调试技能4. 进一步熟悉电子仪器的正确使用方法;5. 学会撰写课程设计总结报告;6. 培养严格认真的工作作风和严谨的科学态度。
二、 实验内容与原理:㈠实验原理:调幅发射机组成框图如图所示:调幅发射机原理电路如图所示:报告成绩: 评阅时间:教师签字:电路各组成部分的作用:1.晶体振荡器—产生高频振荡,最大频偏、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。
3.功率激励级—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<ηA,而对波形失真要求较小时,可以采用甲类功率放大器。
㈡实验内容:1.焊接调试振荡电路,使输出电压幅度和频率连续可调,尽量减小波形失真。
2.焊接调试音频放大电路,是输出电压幅度满足调制电路要求。
3.焊接调试高频功放驱动电路,使输出电压幅度满足末级功放丙类工作状态需要,并通过统调使末级功放输出功率和效率达到最佳。
4.焊接调试乘法器<振幅调制)电路,在等幅低频信号源调制下,使输出能产生调幅度Ma≥80%的普通调幅波信号。
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电子线路课程设计总结报告学生姓名:学号:专业:电子信息工程班级:电子111报告成绩:评阅时间:教师签字:河北工业大学信息学院2014年2月24日~2014年3月7日课题名称:小功率调幅发射机的设计内容摘要:本次课程设计实现小功率发射机的理论设计,本文介绍了设计的理论和步骤。
根据设计指标、要求和可行性,选择适合设计方案,并对设计方案进行必要的论证。
设计具体包括以下几个步骤:一般性理论设计、具体电路的选择、根据指标选定合适器件并计算详细的器件参数、用multisim 进行设计的仿真、根据仿真结果检验设计指标并进行调整。
小功率调幅发射级主要包括四个单元电路:载波发生电路、低频调制信号发生器、调制电路、高频放大电路。
先完成各单元电路设计及仿真,然后将各单元连接进行调试仿真完成设计指标的要求。
最后对整个设计出现的问题,和心得体会进行总结。
关键字:调幅发射机、理论设计、multisim 仿真一、设计内容及要求1.确定小功率调幅发射机的设计方案,根据设计指标对既定方案进行理论设计分析,并给出各单元电路的理论设计方法和实用电路设计细节,其中包括元器件的具体选择、参数调整。
2.利用multisim 仿真软件,对设计电路进行仿真和分析,依据设计指标对电路参数进行调整直至满足设计要求。
3.小功率调幅发射机设计的技术指标:载波频率010f MHz =,输出功率0200P mW ≥,负载阻抗50A R =Ω,输出信号带宽9WB KHz =,单音调幅系数0.8a m =,平均调幅系数0.3a m ≥,发射效率50%η≥。
二、方案选择及系统框图1.设计方案概述和系统框图:发射机的主要作用是完成有用的低频信号对高频信号的调制,并通过天线向外辐射携带有有用信号、具有一定带宽和满足功率要求的已调信号。
调幅发射机主要包括三个部分:载波发生器(主振级)、音频部分和调制电路。
此外本系统依然用到了射随器(缓冲级)以满足隔离条件,用放大器以满足载波电压和末级发射功率的要求。
对于实现相同功能的单元电路,实现方法不唯一:载波发生器可以利用克拉泼电路、西勒电路、晶体振荡电路等;音频部分可以使用集成运放电路、三极管低频放大电路;AM 调制部分可以使用高电平调制(三极管集电极调幅电路等)、低电平调制(乘法器)两种不同方法。
无论各单元电路使用何种方法,小功率调幅发射机的系统框图大同小异,如下图所示:小功率调幅发射机主要有四部分组成:载波发生器(振荡器)、音频信号、调制电路(乘法器)和高频功放电路。
乘法器用MC1496以实现低电平调制,因为其输出功率较小,在发射之前需要功率放大,为防止放大级对之前的电路造成影响,乘法器输出的普通调幅波先经过缓冲级。
2.各单元电路具体方案选择:a) 振荡器:振荡器就是高频载波发生器,本次课程设计选用的载波频率为10MHz 。
电容三点式振荡器的输出波形比电感三点式振荡器的输出波形好。
这是因为电容三点式振荡器中,反馈是由电容产生的,高次谐波在电容上产生的反馈压降较小,输出中高频谐波小;改进型电容三点式(Clapp )电路具有更高的频稳性,这是因为电容三点式的不稳定性主要来自三极管极间电容影响,增大1C 和2C 同时减小3C 可同时满足振荡频率和频稳度的要求;使用晶体振荡器有更高的频率稳定性。
考虑到multisim 仿真的可行性,故振荡器选择Clapp 电路。
b) 射随器:其作用是避免高频放大电路对振荡电路的振荡频率和频稳性造成影响,采用射随器。
b) 高频放大:获得较高的载波电压以满足振幅调制的要求,采用甲类高频放大电路。
c) 振幅调制:该单元实现将音频信号加载到载波上以调幅波形式发送出去,有高电平调制和低电平调制两种方法。
高电平调制优点的是可以不必使用效率较低的线性功率放大器,可提高整机效率,另外其输出功率足够大有时可直接向外发送,缺点是调制线性度差;低电平调制的优点是调制线性好,缺点是输出功率小,必须使用高频功率放大器才能达到发射功率的要求。
此次涉及对调制线性度要求不高,为使电路简化,选择高电平调制——集电极调幅电路。
d) 功率放大电路:为获得较大的发射功率和效率,末级功放采用丙类谐振功放,又为使丙类功放获得较大的激励功率,在丙类功放之前加宽带放大器。
因此高频放大电路由宽带放大器和丙类谐振功放两级电路组成。
三、单元电路设计、参数计算和器件选择1.振荡器设计器设计:本单元采用改进型电容三点式——克拉泼电路,以产生Vcc=12V ,fo=6MHz 的高频载波,设计电路图,如下所示:VCC12VQ22SC2786R147kΩR630kΩR730kΩR830kΩKey=A100%C65pFXSC4ABExt Trig++__+_首先要设置静态工作点,依据2SC2786的参数设置各直流电阻的参数如图所示,设计要求满足振荡器的起振条件和平衡条件。
取C3=120pF ,C4=470pF ,相当于在基极和发射极之间并接大电容,其作用是减轻温度变化引起发射结电容'b C e 变化造成对振荡频率稳定性的影响。
电容电感参数计算:1C=5111345C C C C ≈++ , 02f LCπ=,取C5=23pF ,则L1=2721201112uH (2)(210)2310H f C ππ-==⨯⨯⨯取C1=C2=0.01uH ,为高频旁路电容,C13为高频耦合电容,具有隔直流同时将振荡器的输出电压作为输入信号加到下一级电路。
仿真输出电压幅值Vp-p=3V ,输出频率010.008f M =,满足设计要求。
仿真波形如图所示:图1.3 振荡器输出波形 1 图 振荡器输出信号频率2.射随器的设计:缓冲级接成射随器,以满足隔离条件。
高频交流通路为共集极组态,因为其交流输入阻抗i 11R =//(1)B B E R R R β++很大,输出阻抗o R =r e 很小,从而起到缓冲作用已达到隔离效果,避免后级放大电路对振荡器的振荡频率造成影响,影响振荡器频率和稳定性。
R22kΩR347kΩR46.8kΩR53kΩVCC12VC10.01µF C20.01µFC3120pFC4470pFC523pF L112µHXSC1A BExt Trig++__+_Q12SC2786XFC1123C135pFv-out图 射随器原理图首先设置静态工作点:取E1=3CC V V ,0.25CQ ImA =,解得0.7V=4.6V B E V V =+、16E R k =Ω, 为了便于调节本级的输出电压,采用30k Ω固定电阻并接30k Ω滑动变阻器。
考虑到β值,且B V 由1R 和6R 分压得到,取1647,30R k R k =Ω=Ω。
由仿真结果可得幅值Vp-p=2V ,010.09f M =,幅值比输入略有降低但满足要求。
图 射随器输出波形图 图 射随器输出载波的频率3.高频放大器的设计:次级为高频放大电路,以便获得较高的电压满足下一级集电极高电平调制的条件,三极管工作在放大状态,设置静态工作点与上一个单元电路类似,放大电路的放大电压在由集电极耦合输出。
下一级的输入电压作为本级电路的负载。
变压器采用1:1的高频变压器;C7为高频耦合电容为10pF ; C8为高频旁路电容,取0.01uF ;R12为发射级链接的51Ω小电阻,以避免发生寄生振荡;图 高频功率放大器通过调节前一级射级跟随器滑动变阻器的分压值,最终通过高频放大器输出的载波的幅值有所不同,下图中左为最大值Vp-p=10V ,右图为较小值为0.8V ,调节滑动变阻器得到输出电压在0.8V~10V 之间变化的电压,可以满足下一级集电极调幅电压的要求。
放大级输出电压:VCC12VQ32SC2786R910kΩR1010kΩT11 sq.m 1 mR11390ΩR1251ΩC710pFC80.01µFC90.01µFR1310Ω图幅值最大值Vp-p=10V 图幅值较小值Vp-p=0.8V 4.调幅电路的设计:C10150pFC1111pFR155kΩR165.0kΩR172kΩV27 Vrms4.5kHz0°V315 VC1220pFT21 sq.m 1 mQ42N2222AR1450ΩXSC2A BExt Trig++__+_XBP1IN OUT图集电极调幅电路采用集电极高电平调幅,三极管工作在丙类状态过压状态。
基极偏置采用自给偏压,由R16,R18和C10组成,各参数如图所示以保证其工作在丙类状态。
调制低频信号由信号源直接加入取7V 4.5kMV HzΩΩ==,F。
输出采用谐振回路,因集电极电流为余弦尖脉冲,为得到不失真的波形,集电极负载采用LC并联谐振回路,滤出所需频率得到不失真的波形,滤波网络的中心频率为调幅波载波频率10f M=。
谐振回路电感采用变压器,变压器的初级回路电感量和电容C11谐振,电容值和变压器的初级线圈的电感满足:02fLCπ=。
取C11=11pF,则变压器的初级线圈电感量L=23uH。
对调幅电路进行波特图的测试,以验证集电极谐振回路的频率特性,由波特图看到谐振回路的中心频率为10M,则该谐振滤波网络满足要求。
图集电极调幅电路的波特图负载上输出的调幅波的波形:图 集电极调幅波输出四、整体电路设计及工作原理R22kΩR347kΩR46.8kΩR53kΩVCC12VVCC12VVCC12VC10.01µF C20.01µFC3120pFC4470pFC523pF L112µHXSC1A BExt Trig++__+_Q12SC2786Q22SC2786R147kΩR630kΩR730kΩR830kΩKey=A100%C65pF Q32SC2786R910kΩR1010kΩT11 sq.m 1 mR11390ΩR1251ΩC710pFC80.01µFC90.01µFR1310ΩC10150pFC1111pFR155kΩR165.0kΩR172kΩV27 Vrms 4.5kHz 0° V315 VC1220pF XFC1123T21 sq.m 1 m Q42N2222AXSC2ABExt Trig++__+_XSC4ABExt Trig++__+_将各单元电路连接在一起,组成集电极调制电路,即小功率调幅发射机。
该电路由四个单元电路组成:振荡级采用克拉泼电路,只要该单元电路满足起振条件、稳定条件则可产生固定频率的正弦波,LC 谐振回路的谐振频率为10MHz ,则其产生一定幅值的载波电压;缓冲级采用射随器以满足隔离条件;高频放大放大载波幅值以满足调制的要求;调制电路为集电极调制以产生普通调幅波。
天线用50Ω电阻代替,在实际设计时可将50Ω电阻用相应阻抗的天线代替完成发射任务。