《调频发射机》高频课程设计报告

高频课程设计

报告

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姓名：

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指导老师：

设计时间：

福建工程学院电子信息与电气工程系

通信教研室

2010.1

目录

1. 设计题目 (3)

2. 实践目的 (3)

3. 设计要求 (3)

4. 基本原理 (3)

5. 系统调试 (9)

6. 心得体会 (9)

7. 参考文献 (10)

附录 (10)

高频课程设计

一、设计题目

调频发射机

二、实践目的

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与接收系统； 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。

三、设计要求

1. 发射机采用FM 、AM 或者其它的调制方式；

2. 若采用FM 调制方式，要求发射频率覆盖范围在８８－１０８ＭＨｚ，传输距离>20m;

3. 若采用AM 调制方式，发射频率为中波波段或30MHz 左右，传输距离>20m ；

4. 为了加深对调制系统的认识，发射机建议采用分立元件设计；

四、基本原理

本设计图采用FM 调制。

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 t

f

c t

''+=''=⎰⎰Ω

)(0

ϕ

实现调频的方法分为直接调频和间接调频两大类，本设计图采用直接调频： 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。

调频电路中常用的可控电容元件有变容二极管和电抗管电路。常用的可控电感元件是具有铁氧体磁芯的电感线圈或电抗管电路，而可控电阻元件有二极管和场效应管。

2.控制振荡器的工作状态实现调频

在微波发射机中，常用速调管振荡器作为载波振荡器，其振荡频率受控于加在管子反射极上的反射极电压。因此，只需将调制信号加至反射极即可实现调频。

若载波是由多谐振荡器产生的方波，则可用调制信号控制积分电容的充放电电流，从而控制其振荡频率。

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。

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。

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<

可是，接入C3后，虽然反馈系数不变，但接在AB 两端的电阻RL ’=RL//Reo 折算到振荡管集基间的数值（设为RL ’’）减小，其值变为

''2'

22

3(

)31,2

L L L L C R n R R C C ≈=+

式中，C1，2是C1 C2 和 各极间电容的总电容。因而，放大器的增益亦即环路增益将相应减小，C3越小，环路增益越小。减小C3来提高回路标准是以牺牲环路增益为代价的，如果C3取值过小，振荡器就会因不满足振幅起振条件而停振。

（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。

并联谐振回路如图所示

如图，Rs RL 分别为输入信号源内阻和输出负载电阻，Rp 为L 中心损耗电阻，回路中总导纳为 Y （jw ）=1/Re+j(wc-1/wL) 式中，Re=Rp//Rs//RL.因而电流源Is （jw ）在回路上产生的电压为：

()Re

()()()1Re(1/)

Is jw V jw Is jw Y jw j wc wL =

=+-