哈工大高频电路课设
哈工大高频课设
通信电子线路课程设计课程名称:咼频电子线路课程设计院系: 电子信息工程___________ 班级:XXXXXXX _________________姓名:XXXX ___________________学号:XXXXXXXXXXX ______________指导教师:XXXXXXXXX _______________时间:2014年11月_________________、中波电台发射系统设计1设计目的要求掌握最基本的小功率调幅发射系统的设计与安装调试, 了解高频振荡器电路、高频放大器电路、调制器电路、音频放大电路的工作原理,学会分析电路、 设计电路的方法和步骤。
2设计要求技术指标:载波频率 535-1605KHZ ,载波频率稳定度不低于 10-3,输出负载51 Q,总的输出功率50mW ,调幅指数 30% ~80%。
调制频率 500Hz~10kHz 。
本设计可提供的器件如下, 高频小功率晶体管 高频小功率晶体管 集成模拟乘法器 高频磁环 运算放大器 集成振荡电路 3设计原理发射机包括高频振荡、 个频率稳定的幅度较大的,采用LC 谐振回路作为选频网络的晶体管振荡器。
选用西勒振荡器来产生所需要的正弦波。
在振荡器后加一缓冲级,缓冲级将的作用是前后两部分隔离开, 减小后一级对前一级的影响而又不影响前级的输出。
音频处理器是提供音频调制信号,通常采用低频电压放大器和功率 放大电路把音频调制信号送到调幅电路级去完成调幅。
振幅调制使用乘法器将高频振荡信号 和低频语音信号相乘得到高频调制信号;再经高频功率放大器放大调制信号的功率,以达到发射机对功率的要求, 调制电路和功率放大器要保证信号上下对称且不是真, 否则影响发射效果。
发射机设计框图如下:参数请查询芯片数据手册。
3DG6 3DG12 XCC MC1496 NXO-100 卩 A74I E16483音频信号、调制电路和功率放大器四大部分。
正弦振荡器产生一 波形失真小的高频正弦波信号作为发射载频信号,该级电路通常■号,4具体电路设计1.正弦振荡器设计要求频率稳定度10-3,采用频率稳定度较高的西勒振荡器,载波信号振荡电路的输出需要十分稳定的振荡频率,因此采用较电感三点式振荡器振荡频率稳定的电容三点式振荡器。
高频电子线路课程设计
实验内容
用模拟乘法器MC1496实现普通调幅,观 察并记录输入和输出信号的频率、幅度和 波形,测出ma; 用模拟乘法器MC1496实现平衡调幅,观 察并记录输出波形; 实现混频和倍频,观察并记录输入和输出 信号的频率、幅度和波形。
高频电子线路课程设计 12
实验注意事项
模拟乘法器在通信中的应用b级课设题目一高频电子线路课程设计10模拟乘法器在通信中的应用b技术指标?要求在中心频率f05mhz负载电阻rl10k?的情况下使mc1496各管脚静态值满足设计要求并不失真的输出普通调幅波输出普通调幅波双边带调幅波倍频混频波形
高频电子线路课程设计
哈尔滨工程大学实验示范中心
高频电子线路课程设计 1
高频电子线路课程设计 6
六、成绩评定
基础单元实验占总成绩的40%(其 中实验和报告各占50%)。 课程设计占总成绩60%(其中设计 报告、实验报告占50%;操作 50% )。
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七、课设题目
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课程设计有3个题目供大家选择,题目 分为A、B、两个等级,A级题目优 秀起评,B级题目良好起评。 根据自己的实际情况在3个题目中任 选一个,按照所选题目的要求进行 设计并书写设计报告。
课设题目二
变容二极管调频振荡器设计(A)
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技术指标
1. 2. 3. 4. 中心频率 : 输出电压 : 频率稳定度: 最大频偏 : f0=6.5MHz Uom≥180mV(最大值) △f/f0≤10-4/半小时 △fm≥75kHz 并算出其调制灵敏度。
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采用变容二极管设计一个调频振荡器, 在中心频率处测试振荡器的频率稳定 度,输出电压幅度。在波形不失真的 情况下达到设计指标; 改变变容二极管两端电压使振荡器的 频率在f0左右变化,在保持输出电压 幅度不变的情况下,测出最大频偏; 绘出变容二极管特性曲线。
哈工大高频课程设计讲解
课程设计报告(结题) 题目:中波电台发射和接收系统设计专业电子信息工程学生XXX学号11305201XX授课教师赵雅琴日期2015-05-24哈尔滨工业大学教务处制目录一、仿真软件介绍 (1)二、中波电台发射系统设计2.1 设计要求 (1)2.2 系统框图 (1)2.3 各模块设计与仿真 (2)2.3.1 主振荡器设计与仿真 (2)2.3.2 缓冲级的设计与仿真 (3)2.3.3 高频小信号放大电路的设计与仿真 (5)2.3.4 振幅调制电路的设计与仿真 (6)2.3.5 高频功率放大器与仿真 (8)2.3.6 联合仿真 (9)三、中波电台接收系统设计3.1 设计要求 (10)3.2 系统框图 (11)3.3 各模块设计与仿真 (11)3.3.1 混频电路设计与仿真 (11)3.3.2 中频放大电路设计与仿真 (13)3.3.3 二极管包络检波的设计与仿真 (14)3.3.4 低频小信号电压放大器 (16)四、总结与心得体会 (17)五、参考资料 (17)一、仿真软件介绍Multisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。
它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。
工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图,并对电路进行仿真。
PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
二、中波电台发射系统设计2.1 设计要求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调试。
技术指标:载波频率535-1605KHz,载波频率稳定度不低于10-3,输出负载51Ω,总的输出功率50mW,调幅指数30%~80%。
调制频率500Hz~10kHz。
本设计可提供的器件如下(也可以选择其他元器件来替代),参数请查询芯片数据手册。
哈工大通信专业高频课程设计--高频发射机和超外差接收机
高频电子线路课程设计学院:电子与信息工程学院专业班级:姓名:学号:日期:目录高频电子线路课程设计 (1)一问题重述与分析 (3)1.1 调幅发射机分析 (3)1.2 超外差接收机分析 (3)二中波电台发射系统的设计 (4)2.1 模块电路设计与仿真 (4)2.1.1正弦波振荡器及缓冲电路及仿真 (4)2.1.2高频小信号放大电路及仿真 (8)2.1.3.振幅调制电路及仿真 (9)2.1.4功率放大电路及仿真 (11)2.2整体电路设计及仿真 (11)三中波电台接收系统设计 (12)3.1混频器电路及仿真 (12)3.2 检波电路及仿真 (14)3.3 低频功率放大器及仿真 (15)四心得与体会 (17)五参考文献 (18)一:问题重述与分析本次设计中的两个系统,第一个是中波电台发射系统,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调试。
本设计中试用是基本调幅发射机。
第二个是中波电台接收系统,设计目的是要求掌握最基本的超外差接收机的设计与调试。
1.1调幅发射机系统系统框图如下图图一:调幅发射机系统框图本设计将声电变换部分,及其之后的前置放大器,低频放大器都省略,用一个低频的正弦波交流电源表示,输出部分的天线模块也用规定的输出负载代替。
现在结合题目所给性能指标进行分析:载波频率535-1605KHz ,载波频率稳定度不低于10-3:正弦波振荡器产生的正弦波信号频率f 为535 KHz 到1605KHz ,当震荡波形不稳定时,最大波动频率范围f ∆与频率f 之比的数量级应该小于10-3 。
输出负载51Ω :输出部分,即电路最终端的输出负载为51Ω。
总的输出功率50mW :即输出负载上的交流功率,调幅指数30%~80% :设A 为调幅波形的峰峰值,B 为谷谷值,则由调幅指数计算公式有100%a A B m A B-=⨯+。
在振幅调制电路中可通过更改调制信号振幅和外加直流电源实现此指标。
调制频率500Hz~10kHz :调制信号频率,由输入信号的频率来决定。
高频课程设计资料PPT教学课件
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振幅调制
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功率放大器
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系统调试
检查、分析整个系统电路
调试步骤:
➢ 调试石英晶体振荡电路;
➢ 联调晶体振荡电路和缓冲器(注意:焊接R9,负载 电阻),缓冲器输出≤600mVpp;
➢ 调试振幅调制电路(注意:先调试静态,注意变压 器绕制,后面详述),输出无失真调幅信号;
设备的技术要求规定值时为止,此时被检设备输入端电平值即为被 检设备在该工作频率上的灵敏度值。
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调幅接收机系统框图
小信号调 谐放大器
包络 检波器
音频功放
喇叭
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小信号调谐放大器
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3. 实验完成后的第5个工作日交实验报告(包 括设计报告)。
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三、成绩评定
实验操作占60% 实验报告和设计报告占40%
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四、关于选课
在各班实验老师名下自由选课。
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➢ 调试功率放大器(建议甲类功放,测试效率);
➢ 系统联调。
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2、调幅接收机的设计与实现
调幅接收机技术要求:
载波频率:6MHz ; 接收机灵敏度: ≥ 30mVP-P ( ma=30%,音 频信号 输出UOP-P ≥0.5V) 解调输出无明显失真; 接收机输出音频信号无明显失真。
高频电路课程设计
高频电路课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握高频电路的基本概念、特点和应用,了解高频电路的分析和设计方法,提高学生对电磁波的理解和应用能力。
具体来说,知识目标包括:1.理解高频电路的定义和特点;2.掌握高频电路的分析和设计方法;3.了解高频电路在实际应用中的例子。
技能目标包括:1.能够运用高频电路的基本原理解决实际问题;2.能够阅读和理解有关高频电路的文献和资料;3.能够独立进行高频电路的设计和实验。
情感态度价值观目标包括:1.培养学生对科学探究的兴趣和热情;2.培养学生团队合作意识和沟通能力;3.培养学生对高频电路应用的认知和责任感。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括高频电路的基本概念、特点和应用,以及高频电路的分析和设计方法。
具体安排如下:1.第一部分:介绍高频电路的定义和特点,包括频率范围、信号传输特性等;2.第二部分:讲解高频电路的分析和设计方法,包括谐振电路、放大电路等;3.第三部分:介绍高频电路在实际应用中的例子,如无线电通信、雷达等。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本节课将采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
具体方法如下:1.讲授法:通过讲解高频电路的基本概念和原理,使学生掌握相关知识;2.讨论法:学生进行小组讨论,促进学生思考和交流;3.案例分析法:分析实际应用中的高频电路案例,帮助学生了解高频电路的实际应用;4.实验法:安排学生进行高频电路实验,培养学生动手能力和实际问题解决能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,将选择和准备以下教学资源:1.教材:选用权威的高频电路教材,为学生提供系统的高频电路知识;2.参考书:提供相关的高频电路参考书籍,供学生深入学习;3.多媒体资料:制作精美的教学PPT,辅助讲解和展示高频电路的原理和应用;4.实验设备:准备充足的高频电路实验设备,确保每个学生都能进行实验操作。
哈工大高频电子线路课件
二、解调
➢ 解调是调制的逆过程。即从已调波中恢复出原基带信号的 过程。
➢ 与模拟调制相对应,也分为三种: 检波——振幅调制(AM) 鉴频——频率调制(FM) 鉴相——相位调制(PM)
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三、直接检波式接收机
特点:
①电路简单 ②接收灵敏度太差,选择性也差,很少直接采用。
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第2节 无线电发送设备的组成与原理
一、无线发送的基本任务
➢ 无线电发送是以自由空间为传输信道,把需要传送的信息 (声音、文字或图象)变换成无线电波传送到远方的接收点
二、信息传输的基本要求
➢ 传送距离要远 ➢ 要能实现多路传输,且各路信号传输时,应互不干扰
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三、基带信号的特点:
➢ 不同的原始信息占有不同的频带宽度。 ➢ 基带信号占有的频带属于低频范围。
直接发送基带信号存在的问题
很难实现多路通信 要求有很长的天线,在工艺及使用上都是很困
难的。
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四、载波调制传送方式:
➢ 调制:载波调制是用需传送的信息(基带信号)(调制信 号)去控制高频载波的参数,使载波信号的某一个或几个 参数(振幅、 频率或相位)按照需传送的信息(调制信 号)的规律变化。
➢ 调制方式
但传播距离远。主要用于广播、船舶通信、和飞行通信。
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3、直线传播(空间波)
➢ 电波从发射天线发出,沿直线传播到接收天线 ➢ 适合频率f: 30MHz以上(波长λ为10m以下) 的超短波 ➢ 特点:这种传播的距离只限制在视距范围内(也叫视距传
播) 增高天线可以提高直线传播的距离。
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4、卫星中继等
特点: ①有固定频率的中频放大器,它不仅可以实现较高的放大倍数, 而且选择性也很容易得到满足——可以同时兼顾高灵敏度与高选择性
高频电子技术课程设计
高频电子技术课程设计1.背景高频电子技术是电子科学与技术的重要分支之一,它在通信、雷达、卫星导航、医学诊断、军事等领域有着广泛的应用。
经过多年的积累和发展,高频电子技术已经成为学科体系比较完备的学科之一,学生在掌握基础理论的基础上需要通过课程设计加强实践能力。
2.课程设计目标本次课程设计旨在培养学生运用高频电子技术进行电路设计、仿真及优化的能力,同时锻炼学生的团队合作能力和科技创新意识。
具体要求如下:1.利用软件对高频电子系统进行建模、仿真和分析,达到对系统性能进行评估、优化和设计的目的。
2.设计高频电路,包括但不限于微波功率放大器、微带滤波器、变频器、混频器等。
3.将高频电路实现在PCB板上,并进行测试和优化。
3.课程设计内容第一部分:仿真分析在第一部分的课程设计中,学生需要掌握使用仿真软件进行高频电路系统的建模、仿真和分析的方法。
具体要求如下:1.利用ADS等仿真软件对高频电路进行建模,并进行仿真分析。
2.分析电路的主要频率响应特性、噪声等级、带宽等参数。
3.通过仿真实验获取电路的主要性能参数,并进行分析和比较。
4.展示仿真实验结果,进行讨论并总结结论。
第二部分:电路设计在第二部分的课程设计中,学生需要掌握高频电路的设计方法和技巧,设计多种高频电路,并优化其性能。
具体要求如下:1.设计微波功率放大器、微带滤波器、变频器、混频器等高频电路。
2.选取适当的元器件、器件参数以及电路拓扑结构,以满足电路设计要求。
3.搭建电路原型,进行实验,并优化其性能。
4.讨论电路参数与性能的关系,并总结设计方法和技巧。
第三部分:电路实现和测试在第三部分的课程设计中,学生需要掌握PCB布局与设计的方法,以及测试和校准高频电路的方法。
具体要求如下:1.使用Altium Designer等软件完成PCB电路设计和布局。
2.进行PCB板加工、组装和调试。
3.掌握测试高频电路的方法和技巧,包括有源器件的测试、无源器件的测试以及系统的测试。
高频课设
一、课程设计目的1.掌握电子通信系统的基本组成及各部分的作用;2.进一步理解各种调制与解调的基本理论和实现方法;3.学会应用LabVIEW软件进行仿真设计;4.提高依据所学知识及查阅的课外资料来分析问题解决问题的能力。
二、设计内容及要求内容:1.调幅与检波(1)DSBFC产生与检波(2)DSBSC产生与检波2.FM波产生与解调3.PM波产生与解调要求:1.上述1必做,2和3选做其一。
载波频率100kHz,5kHz的正弦波作为调制信号;2. DSBFC和DSBSC检波不可用相同的方法;3. 明确设计任务,合理选择设计方案;4. 利用LabVIEW进行仿真设计;三、设计原理(一)调制与解调概述调制电路与解调电路是通信系统中的重要组成部分。
调制是在发射端将调制信号从低频段变换到高频段, 便于天线发送或实现不同信号源、不同系统的频分复用;解调是在接收端将已调波信号从高频段变换到低频段, 恢复原调制信号。
在模拟系统里, 按照载波波形的不同, 可分为脉冲调制和正弦波调制两种方式。
脉冲调制是以高频矩形脉冲为载波, 用低频调制信号分别去控制矩形脉冲的幅度、宽度或位置三个参量, 分别称为脉幅调制(PAM), 脉宽调制(PDM)和脉位调制(PPM)。
正弦波调制是以高频正弦波为载波, 用低频调制信号分别去控制正弦波的振幅、频率或相位三个参量, 分别称为调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)。
在此仅讨论正弦波调制。
具体论述如下:调幅,使载波的幅度随着调制信号的大小变化而变化的调制方式。
调频,使载波的瞬时频率随着调制信号的大小而变,而幅度保持不变的调制方式。
调相,利用原始信号控制载波信号的相位。
这三种调制方式的实质都是对原始信号进行频谱搬移,将信号的频谱搬移到所需要的较高频带上,从而满足信号传输的需要。
而解调则是相反的过程,即从已调制信号中恢复出原信号。
(二)振幅调制与解调1. 调幅:即幅值调制(AM)是将一个高频简谐信号(或称载波)与测试信号相乘,使高频信号幅值随测试信号的变化而变化。
哈工大高频电路课设概述
Course design of high frequency electronic circuitSchool: School of Electronic and Information Engineering.Class: Class 1105102Name: Su *inNo.: 1111900211Date: November 9, 2013I design requirements1.1 design content1.Design of transmitting system of medium wave radio stationThe purpose of the design is to master the design, installation and debugging of the most basic low-power AM transmitting system.Technical specifications: the carrier frequency is 535-1605KHz, the carrier frequency stability is not less than 10-3, the output load is 51Ω, the total output power is 50mW, an d the amplitude modulation inde* is 30%-80%. The modulation frequency is 500Hz~10kHz.2.Design of medium wave radio receiving systemThe purpose of this project is to master the design and debugging of the most basic superheterodyne receiver.Task: Main technical indicators of AM AM amplitude modulation receiving system design: carrier frequency 535-1605KHz, intermediate frequency 465KHz, output power 0.25W, load resistance 8 ω, sensitivity 1mV.1.2 design requirementsRequired tasks (for each system):1.Detailed functional block diagram of system design is given for each system.2.According to the technical indicators and requirements of the task and the functional block diagram ofthe system, the detailed calculation process of parameter calculation, scheme demonstration and device selection is given.3.The detailed circuit schematic diagram is given, the input and output of the circuit module are marked,and the detailed mathematical model and calculation process are given.Selected task (for each system): this part of the completion has e*tra points.4.The whole circuit is simulated by ADS and other computer software, and the input and outputsimulation waveforms and analysis of function nodes and system are given.Design and simulation of the transmitting system of the second medium wave radio station2.1 System design of low-power AM transmitterThe system schematic diagram is shown in Figure 2.1:Figure 2-1 System Design Block Diagram of Low Power AM Transmitter2.2 working principle and descriptionIn Figure 2-1, the functions of each component are as follows:Sinusoidal oscillator: generates a carrier signal with a frequency of MHz.Buffer stage: the sine oscillator is isolated from the modulation circuit to reduce the influence of the modulation stage on the sine oscillator.Low frequency amplification stage: amplify the microphone signal voltage to the modulation voltage required by the modulation stage.Amplitude modulation: modulating the voice signal onto the carrier wave to produce the modulated wave.And the power amplifier antenna: amplifying the power of the signal sent by the previous stage, and transmitting the modulated high -frequency carrier current into space in the form of electromagnetic waves through the antenna.Now, combine the performance indicators given in the title for analysis:The carrier frequency is 535-1605KHz, and the stability of the carrier frequency is not less than 10-3: the frequency of sine wave signal generated by sine wave oscillator is 535 KHz to 1605KHz. When the oscillation waveform is unstable, the magnitude of the ma*imum fluctuation frequency to frequency ratio is less than 10-3.f 为f ∆与频率f 之比的数量级小于Output 51Ω: The output load of the output part, that is, the high -frequency power amplifier, is 51.Ω。
AM发射接收系统设计与仿真---哈工大高频电子线路课程设计
通信电子线路课程设计中波发射及接收机设计专业:通信工程学生姓名:默迪学号:1110510404班级:通信四班1105104一、课程设计目的及要求 ................................................................... - 1 -1、中波电台发射系统 (1)2、中波电台接收系统设计 (1)二、日程安排 ....................................................................................... - 1 -三、元器件参数 ................................................................................... - 2 -1、2N2222 (2)2、1N4148 (3)3、ΜA741 (4)4、MC1496 (6)5、BAT85 (7)6、TDA2030 (8)7、1N4001 (9)四、相关理论 ....................................................................................... - 9 -五、工作原理及框图 ......................................................................... - 13 -六、各功能电路设计及参数计算 ..................................................... - 15 -1、AM调幅发射机 (15)(1)本地振荡器(即整体电路中的HB1) ................................................................. - 15 - (2)射极跟随器(即整体电路中的HB2、HB7)...................................................... - 17 - (3)高频小信号放大器(即整体电路中的HB3) ..................................................... - 18 - (4)单二极管开关状态调幅电路(即整体电路中的HB4)...................................... - 19 - (5)音频放大器(即整体电路中的HB5) ................................................................. - 20 - (6)高频功率放大器(即整体电路中的HB6) ......................................................... - 21 - 2、超外差式接收机.. (22)(1)本地振荡器(即整体电路中的HB2) ................................................................. - 22 - (2)缓冲器(即整体电路中的HB4) ......................................................................... - 23 - (3)混频器(即整体电路中的HB1) ......................................................................... - 23 - (4)带通滤波(即整体电路中的HB3) ..................................................................... - 25 - (5)低频射极跟随器(即整体电路中的HB6、8、11、12).................................... - 25 - (6)中频放大器(即整体电路的HB7、10) ............................................................. - 26 - (7)包络检波(即整体电路的HB5) ......................................................................... - 26 - (8)平滑滤波器(即整体电路的HB13) ...................................................................... - 28 - (9)音频功放(即整体电路的HB9) ......................................................................... - 29 -七、电路仿真及分析 ......................................................................... - 29 -1、系统整机各节点和最终输出的波形分析 (29)(1)AM发射机 .............................................................................................................. - 29 - (2)超外差接收机.......................................................................................................... - 31 - 2、频率特性分析 (37)(1)AM调幅发射机 ...................................................................................................... - 37 - (2)超外差式接收机...................................................................................................... - 40 - 3、主要功能电路输入输出电阻分析. (42)(1)射极跟随器的输入输出电阻.................................................................................. - 42 - (2)高频小信号放大器.................................................................................................. - 44 - (3)高频功率放大器...................................................................................................... - 44 - 4、指标要求.. (44)(1)AM发射机 .............................................................................................................. - 44 - (2)超外差式接收机...................................................................................................... - 45 -八、结语 ............................................................................................. - 45 -中波调幅发射及接收机设计一、课程设计目的及要求1、中波电台发射系统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调试。
哈工程高频课程设计报告
哈工程高频课程设计报告一、课程目标知识目标:1. 理解并掌握高频电子电路的基本原理,包括振荡器、放大器、滤波器等关键组件的工作原理和性能指标。
2. 学会分析高频电路的频谱特性,理解信号传输与接收过程中噪声的影响及抗干扰措施。
3. 掌握高频电路设计的基本流程和方法,能够阅读并理解相关电路图。
技能目标:1. 能够运用所学知识,设计简单的射频通信电路,并进行仿真测试。
2. 培养学生动手实践能力,能够搭建并调试高频电路,解决实际操作中遇到的问题。
3. 提高学生的团队协作能力,通过分组讨论和项目实施,培养学生的沟通表达和协作解决问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对高频电子技术的兴趣,激发学生的学习热情,形成积极向上的学习态度。
2. 培养学生的创新意识和探索精神,鼓励学生勇于尝试,面对挑战。
3. 强化学生的工程伦理观念,让学生认识到高频技术在实际应用中的重要作用,以及工程师应承担的社会责任。
本课程针对哈尔滨工程大学电子工程及相关专业的高年级学生,课程性质为专业核心课程。
结合学生特点,课程目标旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合,提高学生的实际工程能力。
在教学过程中,注重理论与实践相结合,强化学生的动手实践能力,培养符合我国高频技术领域发展需求的高素质人才。
通过本课程的学习,学生将能够具备高频电子电路设计与分析的基本能力,为后续深造和就业奠定坚实基础。
二、教学内容1. 高频电路基础理论:包括高频电路的基本概念、特点、应用领域;振荡器、放大器、滤波器等关键组件的工作原理及性能分析。
教材章节:第1章 高频电路概述,第2章 振荡器,第3章 放大器,第4章 滤波器2. 信号传输与接收:分析信号传输过程中的噪声与干扰,介绍抗干扰措施及信号接收技术。
教材章节:第5章 信号传输与接收,第6章 噪声与干扰3. 高频电路设计方法:讲解高频电路设计的基本流程、方法及注意事项,结合实例进行分析。
教材章节:第7章 高频电路设计方法,第8章 设计实例分析4. 动手实践与项目实施:分组进行高频电路设计与搭建,进行仿真测试,解决实际操作中遇到的问题。
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高频电子线路课程设计学院:电子与信息工程学院专业班级:1105102 班姓名:苏新学号: 1111900211日期:2013 年11 月9 日一设计要求1.1 设计内容1.中波电台发射系统设计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调试。
技术指标:载波频率535-1605KHz,载波频率稳定度不低于10-3,输出负载51Ω,总的输出功率50mW,调幅指数30%~80%。
调制频率500Hz~10kHz。
2.中波电台接收系统设计本课题的设计目的是要求掌握最基本的超外差接收机的设计与调试。
任务:AM调幅接收系统设计主要技术指标:载波频率535-1605KHz,中频频率465KHz,输出功率0.25W,负载电阻8Ω,灵敏度1mV。
1.2 设计要求必做任务(针对每个系统):1.针对每个系统给出系统设计的详细功能框图。
2.按照任务技术指标和要求及系统功能框图,给出详细的参数计算及方案论证、器件选择的计算过程。
3.给出详细的电路原理图,标出电路模块的输入输出,给出详细的数学模型和计算过程。
选作任务(针对每个系统):这部分完成有额外的加分4.对整个电路进行ADS等计算机软件仿真,给出功能节点及系统的输入输出仿真波形及分析。
二中波电台发射系统的设计与仿真2.1小功率调幅发射机的系统设计系统原理图如图2.1所示:图2-1 小功率调幅发射机的系统设计框图2.2工作原理及说明图2-1中,各组成部分的的作用如下:正弦震荡器:产生频率为MHz 的载波信号。
缓冲级:将正弦振荡器与调制电路隔离,减小调制级对正弦振荡器的影响。
低频放大级:将话筒信号电压放大到调制级所需的调制电压。
调幅级:将话音信号调制到载波上,产生已调波。
功放及天线:对前级送来的信号进行功率放大,通过天线将已调高频载波电流以电磁波的形式发射到空间。
现在结合题目所给性能指标进行分析:载波频率535-1605KHz ,载波频率稳定度不低于10-3:正弦波振荡器产生的正弦波信号频率f 为535 KHz 到1605KHz ,当震荡波形不稳定时,最大波动频率f ∆与频率f 之比的数量级小于10-3 。
输出负载51Ω :输出部分,即高频功率放大器的输出负载为51Ω。
总的输出功率50mW :即高频功率放大器的输出功率,结合计算公式1cm c m P U I =⨯可进行分析,实现指标。
调幅指数30%~80% :设A 为调幅波形的峰峰值,B 为谷谷值,则由调幅指数计算公式有100%a A B m A B-=⨯+。
在振幅调制电路中可通过更改调制信号振幅实现此指标。
调制频率500Hz~10kHz :调制信号频率,由输入信号的频率来决定。
2.3各部分的具体设计及分析2.3.1正弦波振荡器及缓冲电路正弦波振荡器是用来产0.535~1.605MHz 左右的高频振荡载波信号,由于整个发射机的频率稳定度由主振级决定,因此要求主振级有较高的频率稳定度,同时也要有一定的振荡功率,其输出波形失真较小。
为此,这里我采用西勒振荡电路,可以满足要求,为了减少后级对主振级振荡电路振荡频率的影响,采用缓冲级。
缓冲电路采用射极跟随器,特点为输入阻抗高,输出阻抗低,因而从信号源索取的电流小而且带负载能力强。
用它连接两电路,可以减少电路间直接相连所带来的影响,起到缓冲作用。
振荡器与缓冲级联调时会出现缓冲级输出电压明显减小或波形失真的情况,可通过增大缓冲级的射极电阻来提高缓冲输入级输入阻抗,也可通过减小,即减小主振级与缓冲级的耦合来实现,同时负载也会对缓冲的输出波形也有很大影响。
电路图如图2-2所示。
如图西勒振荡器电路三极管工作在放大区。
图2-2点击运行即可得到输出的波形和电压电流值。
结果如下:灵敏度为1mV ,频率为1.166MHz ,频率计数器不浮动,十分稳定,频率稳定度稳定。
满足技术指标。
参数计算:先选择合适的三极管,参数如图本次试验为仿真时调节方便快捷,采用理想晶体管2sc945,相关参数近似9013。
(因为没在仿真软件中找到9013,而百度元器件又只有9013,所以在仿真中找个差不多的)。
直流偏置电路参数:假设电源CC U 为12V ,为了防止电源直接接入电路,因为突变对电路安全及稳定性产生影响,并联100uF 的电解电容。
振荡器的工作状态与静态工作点的选择和正负反馈强弱相关,偏置电路采用分压式电流反馈偏置电路,使得静态工作点更稳定。
令CEQ U =7.5V ,CQ I =3mA 。
由公式(2.1)可计算得12C e e R R R ++=1.5K Ω。
12CC CEQCQ C e e U U I R R R -=++ (2.1)12()BQ CQ e e BEQ U I R R U =⨯++ (2.2)112b BQ CC b b R U U R R ≈∙+ (2.3) 为获得较大反馈,发射极电阻应尽量大,取C R =560Ω,1e R =47Ω,2e R =1 K Ω。
由(2.2)计算得BQ U =3.76V 。
由公式(2.3)可知112b b b R R R +=0.31。
为方便调节,用一个22 K Ω串联一个100 K Ω的可调电阻。
为了稳定度,用一些其他的电容电感,在这里不再赘述。
西勒电路振荡参数:令频率为 1.166MHz ,L=56H μ,则总电容 =300pF 。
不妨设1C =470pF ,2C =1000pF ,3C =270pF ,4C =150pF (为方便调节参数,将之拆为100pF 固定电容与100pF 可调电容并联)。
1234121323C C C C C C C C C C C ∑=+++ (2.4)0f = (2.5) 缓冲电路参数:取Uceq=8.7V ,取CQ I =3.1mA 。
不妨取2x R 为1 K Ω变阻器,Re 为560Ω电阻。
结合(2.2)与(2.3),令Rb22=11K Ω,Rb21 =4.7 K Ω。
2.3.2 高频小信号放大电路三极管选用理想晶体管,放大倍数β=100。
取CEQ U =9V ,CQ I =1.2mA 。
所以 R5=2.5k 。
则5BQ CQ BEQ U R I U =⨯+=3.7V 。
由(2.3)可知,令1R =5K Ω,R2为 100 K Ω可调电阻。
由中心频率0f =1.166MHz ,结合公式(2.5)可知,L=80H μ,C ∑=300pF ,两电容并联便于调节。
放大倍数:Yfe=0.046S (2.6) 0o e L g g g g ∑=++ (2.7 ) 其中oe g 为三极管输出电导,理想三极管条件下为零。
L g 为负载电导,等于115K Ω,即0.067mS ,0g 为电感电导,等于120K Ω,即0.05mS 。
故g ∑=0.117mS 。
0fe u y A g ∑=(2.8)由(2.12),放大增益0u A =51.89dB 。
整体电路如图所示可以看到本电路可以实现在1.166MHz 附近时最大放大,增益为53.454dB ,与计算结果相近。
2.3.3 振幅调制电路采用双平衡四象限式乘法器经过上述乘法器后得到的信号为:()(1cos )cos cm a c u t U m t t ω=+Ω。
cm U 为载波信号幅度,c ω为载波信号频率,Ω为调制信号频率,有题设可知,Ω在500Hz 到1KHz 之间。
a A B m A B-=+ (2.9) 其中A 为调幅信号的峰峰值,B 为调幅信号的谷谷值。
在本电路中Ma>30%2.4 联合仿真三中波电台接收系统的设计3.1超外差调幅接收系统系统框图如下现在结合题目所给性能指标进行分析:载波频率535-1605KHz :正弦波振荡器产生波形的频率f 为535-1605KHz ,通过有关知识设计电路即可。
中频频率465KHz :混频器输出信号频率为465KHz ,混频器实际上是将两个输入信号频率进行相减,所以本性能指标说明两频率相减后得到频率为465KHz 的信号。
输出功率0.25W :输出模块,即低频功率放大器输出功率为0.25W 。
负载电阻8Ω:输入模块的输出电阻,由电路相关知识进行计算可匹配该指标灵敏度1mV :灵敏度用来表征网络特性对元件参数变化的敏感程度,网络函数H 或网络响应R(统一用T 来表示) 对某元件相关参数p (p 可以是元件参数或影响元件参数的温度、湿度、压力等)变化率称为网络函数对该参数的绝对灵敏度,记作:T H p∂=∂。
在仿真软件中有灵敏度测试,可以直接使用对电路进行分析。
3.2.1本地振荡器本地振荡器同理可运用发射系统的西勒电路来产生振荡。
3.2.2混频器电路设计根据要求中心频率为465Khz,所以本地振荡器的频率为fL=fs+465Khz=1.631MHZ.在此不再调试,后续的电路中直接用频率为1.631MHZ 的正弦波代替。
混频器相关公式为:[cos()cos()]cos cos 2αβαβαβ++-= (3.1) 可以这样理解,α为调幅信号频率量,β为本振频率量,产生和差频。
混频原理图如下:示波器波形如下,左图为调幅信号波形,频率为465KHz。
右图为将时间轴拉开以后的波形,可以看到波形并无失真,并与前期理论分析所要求的波形一致。
3.3检波电路3.3.1 检波电路设计小信号检波是高频输入信号的振幅小于0.2v,利用二极管伏安特性弯曲部分进行频率变换,然后通过低通滤波器实现检波。
对于二极管包络检波的一个重要问题就是防止失真,产生失真的来源主要有三种:(1)二极管伏安特性非线性引起的失真;(2)检波负载时间常数过大引起的惰性失真;(3)检波负载交、直流值不同造成的平底切削失真。
对于二极管伏安特性非线性引起的失真,可以给二极管加一个微小的正向偏压,使它的静态工作点处于导通点附近,从而减少二极管导通电压不为零造成的失真。
任何瞬间都不产生惰性失真的条件为:Ω≤a 2am m -1RC(3.2)而0.33a m =, 调制频率3022 3.141000 6.2810f rad s πΩ==⨯⨯=⨯。
所以330.456100.33 6.2810RC -≤=⨯⨯⨯ (3.3)不妨取15R K =Ω,125C nF =。
任何瞬间都不产生削底失真的条件为:a m AC DCR R ≤,其中 12//AC R R R = (3.4)1DC R R = (3.5)又1R =5K Ω,因此取2R =10K Ω。
取隔直电容2C =10F μ。
得输出波形如下,白色为调制信号,红色为包络检波输出。
可以看到保真性良好。
3.4低频电压放大电路3.4.1 低频电压放大电路设计在输出端连接示波器观察波形是否失真,利用波特仪观察幅频特性等值,并测量频率,电压电流,电路图如下:四.心得体会过本次课程设计,我对通信电子电路以及Multisim仿真软件的相关知识有了较深的理解。