高频课程设计方案调幅发射机

说明书目录一．设计总体思路，基本原理和框图6

1. 调幅发射机系统设计6

<1）点频调幅发射机框图7

<2）各部分的作用7

二．单元电路设计分析8

1．本机振荡8

2倍频电路9

3缓冲电路9

4．调制电路11

5．高频功率放大14

<1）.集电极电源提供的直流功率14

<2）.集电极输出基波功率15

<3）.集电极效率ηc15

<4）、偏置电路18

6．匹配网络19

四．附录21

五．总结与体会22

六．参考文献24

七．整机原理图25

一．设计总体思路，基本原理和框图

1. 调幅发射机系统设计

通信系统中的发送设备是将信息发送者送来的非电量原始信息<信源）如语音、文字和图像等转变成电信号，再把信号处理成适合于信道

传输的信号形式送至信道。信源信号在通信系统中称为基带信号。基带信号是频谱在零频附近的宽带信号，这种信号一般具有从零频开始的较宽的频谱，而且在频谱的低端分布较大的能量，所以称为基带信号，这种信号不宜直接在信道中传输。如果将消息信号对频率较高的载波进行调制，就能使信号的频谱搬移到适合信道的频率范围内进行传输。例如声音基带信号的频率范围是20Hz～20kHz，这样的基带信号是不能在无线信道上传输的。即使在某些可以传输直流的有限信道上，为了提高信道的通信容量，基带信号的传输方式也很少采用。

一般是用基带信号去改变某个高频正弦电压<载波）的参数，使载波的振幅、频率或相位随基带信号而变化，这一过程称为调制。

在通信系统中，调制有三个主要作用：1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；2调制的另一个重要作用是实现信道复用，即把多个信号分别安排在不同的频段上同时进行传输，以提高信道容量；3调制可以提高通信系统抗干扰的能力，例如将信号频率搬移，从而离开某一特定干扰频率。

对不同的信道，根据经济技术等因素，可以采用不同的调制方式。以模拟信号为调制信号，对连续的正<余）弦载波进行调制，亦即载波的参数随着调制信号的作用而变化，这种调制方式称为模拟调制。

而所谓振幅调制就是由调制信号去控制载波的振幅，使之按调制信号的规律变化，严格地讲，是使高频振荡的振幅与调制信号呈线性关系，其他参数<频率和相位）不变。这是使高频振荡的振幅载有消息的调制方式。

通信系统中的发送设备若采用调幅方式则称为调幅发射机，一般调幅发射机的组成框图如图所示，工作原理是：本机振荡产生一个固定频

率的载波信号，载波信号经缓冲倍频送至振幅调制电路；话音放大电路将低频信号<例如语音信号）放大至足够的电压送到振幅调制电路；振幅调制电路的输出信号经高频功率放大器，高放级将载频信号的功率放大到所需的发射功率，然后经天线输出。由调幅发射机的工作原理和给定的参数，得

<1）点频调幅发射机框图

<2）各部分的作用

本机振荡：产生频率为的载波频率

缓冲级：将振荡级与调制级隔离，减小调制级对振荡级的影响；将功率放大级与调制级隔离，减少功率放大级对调制级的影响。

低频放大级：将低频信号放大到调制器所需的电压。

调制级：将低频信号调制到载波上产生调幅信号。

匹配网络：高效率输出所需功率。

二．单元电路设计分析

1．本机振荡

本机振荡电路的输出是发射机的载波信号，它要求的振荡频率应十分稳定，一般的振荡电路，其频率稳定度约为，晶体振荡电路的值可高达数万，其频率稳定度可达。因此，本机振荡电路采用晶体振荡器。

晶体振荡器的电路如图所示，电路采用负电源供电，、、

构成直流电源滤波器。、、为晶体管的偏置电路，用以确定静态工作点。、构成放大器的负载，为高频扼流圈。为基极旁路电容，、为输出电容分压器，以减小实际负载对谐振回路的影响，该电路又称为西勒电路。

谐振回路的总电容等于

由此，可求得该振荡器的振荡频率为

2倍频电路

倍频电路采用模拟乘法器电路，只需将两个信号输入端接入同一载波信号即可。由于调制电路也采用模拟乘法器电路，所以的具体应用将在调制级介绍。

3缓冲电路

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,工作状态的变化会影响振荡器的频率稳定度或波形失真或输出电压减小。为减小级间相互影响，通常在中间插入缓冲隔离级。缓冲隔离级经常采用射极跟随器电路，如图所示。

调节射极电阻，可以改变射极跟随器输入阻抗，如果忽略晶体管基极体电阻的影响，则射极输出器的输入电阻

输出电阻

式中，很小，所以可将射极输出器的输出电路等效为一个恒压源，电压放大倍数

一般情况下，，所以图示射极输出器具有输入阻抗高、输出阻抗低、电压放大倍数近似于1的特点。晶体管的静态工作点应位于交流负载的中点，一般取，，对于图示电路，若取，，则

取电阻，电位器

根据宽带功率放大器中已计算出功率激励级的输出阻抗为325，即射极跟随器的负载电阻，则射极跟随器的输入电阻为

输入电压

4．调制电路

设调制信号为，其平均值=0。f(t>叠加直流后对载波的幅度进行调制，就形成了常规调幅信号，也称为标准调幅信号或完全调幅信号，其时间波形表达式为

式中为载波信号的角频率，为载波信号的起始相位<通常取=0）。

设调制信号，则调幅信号为

由时间波形可知，当满足条件时，已调信号的包络与调制信号成正比，用包络检波的方法很容易恢复出原始的调制信号；当就会出现过调幅现象。时则为满调幅。在实际系统中，通常取在30%~60%之间。

当<即m）分别等于1，小于1，大于1时,调幅的波形如下所示。

由上述分析可知，振幅调制信号就是载波与调制信号相乘所产生的。由于两个信号都是模拟信号，所以需要使用模拟乘法器完成这一过程。

模拟乘法器是一种能完成两个模拟量的相乘的电子元件。高频电子线路中的振幅调制就是载波和调制信号相乘的过程构成的振幅调制电路如图所示。