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。

高频小功率晶体管 3DG6

高频小功率晶体管 3DG12

集成模拟乘法器 XCC，MC1496

高频磁环 NXO-100

运算放大器μA74l

集成振荡电路 E16483

2.2 系统框图

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器、缓冲器、高频小信号放大器、振幅调制电路、高频功率放大器。主振器的作用是产生频率稳定的载波。主振器里比较稳定的是西勒振荡器，再在后面接一个射极跟随器来减小级间影响。

图1：发射机设计框图

2.3 各模块设计与仿真

2.3.1 主振荡器设计与仿真

主振级是调幅发射机的核心部件，主要用来产生一个频率稳定、幅度较大、波形失真小的高频正弦波信号作为载波信号。

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。该电路通常采用晶体管LC 正弦波振荡器。常用的正弦波振荡器包括电容三点式振荡器即克拉泼振荡器、西勒振荡器。

本级是用来产生1MHz 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。电路图如下：

各参数计算：

直流电路分析：设直流电源Vcc 为12V 。主振电路应具有合适的静态工作点，若静态工作点较低，正反馈较强则管子容易进入乙类，丙类放大状态。静态工作点较高，则容易在振荡部分周期内进入饱和区，产生失真。为此，我们将静态工作点设置在远离饱和区，靠近截止区的位置。

设R4=3k Ω，R3=6k Ω，由公式1

12

b BQ b b R U Vc

c R R ≈∙+ ，U BQ =4V 。因为=0.7

BE U V ，U EQ =3.3V 。设R2=2.5k Ω，EQ I =1.32mA 。由公式=B Q B E

e EQ

U U R I -，设U CEQ =0.7V ，则

R1=8V/1.32mA=6.06k Ω。

西勒电路中，L 、C Σ需要谐振于f 0，现设振荡频率为1.2MHZ ，设L=50μF

，则由

0f =pF C 254=∑。其中2345342324C C C C C C C C C C C ∑=+++。

我们将C5设成可调电容方便调节。由于稳定性的要求，C4要比C2和C3小许多，那么设C2=2000pF ，C3=1000pF ，

C4=300pF ，由公式可得C5=144.913pF 。

仿真结果如下：

高频载波波形图

插入探针后的数据如下，基本稳定在1.2MHZ，稳定度大于千分之一，满足频率稳定度要求。

2.3.2 缓冲级的设计与仿真

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。它的输入阻抗高，对前级电路影响小，可以作为多级放大器的第一级；输出阻抗低，带负载能力强，可以作为多级放大器的输出级；由于它的前面两个特点，可以在多级放大器里做缓冲级。

电路图如下：

缓冲级电路

参数计算过程如下：

这里的静态工作点的射极与本振器相同，电阻和电压的设置使工作在放大状态不失真即可。现选择R6=1kΩ，R7=8kΩ，R8=2kΩ。

与主振器相连后，仿真结果如下：

缓冲级波形图

由仿真结果可得，波形无明显失真，满足技术指标。Vrms变成了443mV，略减小了。