高频电子线路,小功率调幅发射机的设计

吉林建筑大学

电气与计算机学院

高频电子线路课程设计报告设计题目：小功率调幅发射机得设计

专业班级：信科1２１

学生姓名: 许守岩

学号: １４

指导教师:高晓红王超

设计时间:2０1５、9、2１-２015、１0、９

《高频电子线路》设计报告

一、设计目得

目得:课程设计就就是理论学习得延伸,就就是掌握所学知识得一种重要手段。本次课程设计在于通过实践环节来强化我们对高频电子线路理论知识得掌握,使我们加深对理论知识得理解,提高我们自学与独立工作得实际能力,将所学得知识系统、深入地贯穿到实践中，为今后课程得学习与从事相应工作打下坚实基础。

要求:高频电子线路主要研究通信设备,即广播、电视、无线电发送与接收设备得基本电路得线路组成、工作原理与分析方法。本次课程设计侧重考察学生进行微型计算机系统设计得基本方法,学生在设计期间需要完成题目分析,资料收集、整理，方案设计,系统硬件设计、系统仿真与实现、设计报告撰写等环节,并基于Multisim软件，对于所设计得系统进行原理图绘制,进行相应得系统仿真或系统实现。

二、设计题目及内容

设计题目:小功率调幅发射机得设计

设计内容:（1）掌握小功率调幅发射机原理；

(2)设计出实现调幅功能得电路图;

（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RA=50Ω。

三、系统分析

3、1小功率调幅发射机得工作原理

调幅发射机得主要任务就就是完成有用得低频信号对高频载波得调制，将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射得电磁波。本设计得发射机包括高频部分、低频部分、电源部分三个模块。低频信号采用音频放大器对调制信号进行放大,以便对高频末级功率放大器进行调制;高频部分包括主振荡器、缓冲放大、末级功放三部分,主振器采用频率稳定度高得石英晶体振荡器,并在它后面加上缓冲级，以削弱后级对主振器得影响,经过音频放大后得信号在高频部分得末级功放实现对载波信号得调幅。

原理:尤振荡产生一个固定频率得载波信号,载波信号经缓冲级送至振幅调制电路,缓冲级将振荡级与调制级隔离，减小调制级对晶体振荡级得影响,放大级将低频信号放大至足够得电压后送到振幅调制电路,振幅调制电路得输出信号经高频功率放大器,高频级将载频信号得功率放大到所需得发射功率。

3、2方案得选择

发射机得主要任务就就是完成有用得低频信号对高频载波得调制，将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射得电磁波。

通常,发射机包括三个部分:高频部分,低频部分，与电源部分。

高频部分一般包括主振荡器、缓冲放大、倍频器、中间放大、功放推动级与末级功放。主振器得作用就就是产生频率稳定得载波。为了提高频率稳定性,主振级往往采用石英晶体振荡器,并在它后面加上缓冲级,以削弱后级对主振器得影响。

低频部分包括话筒、低频电压放大级、低频功率放大级与末级低频功率放大级。低频信号通过逐渐放大,在末级功放处获得所需得功率电平,以便对高频末级功率放大器进行调制。因此,末级低频功率放大级也叫调制器。

调制就就是将要传送得信息装载到某一高频振荡（载频)信号上去得过程。所以末级高频功率放大级则成为受调放大器。

调幅发射机通常尤主振级、缓冲级、中间放大级、振幅调制、音频放大与输出网络组成，根据设计要求，载波频率f=1０MHZ,主振级采用克拉泼振荡电路,

、Ｐｃm 、Iｃm必须满足要求。

一般选取晶体管得原则就就是BV

ceo

末级功率放大器管:工作频率为7 MＨｚ ,最大输出功率为2、5W,且集电极瞬时电压为其最大值为:,＝4×Vcc ＝４×1２＝48 V,可选用３DA1B,其参数

,Aｐ＝１3ｄB。

为:BVceo≥50V,Pcm=7、5W,Icm=0、75A,ｆ=70MHz≥10f

四、单元电路得设计

4、１主振器得设计

主振器就就就是高频振荡器，根据载波频率得高低,频率稳定度来确定电路型式。高频电子线路所讨论得工作频率就就是几百千赫到几百兆赫，而课程设计所设计得最高频率受到实验条件得限制,一般选在30兆赫以下。

频率稳定度就就是振荡器得一项十分重要得技术指标,表示一定时间范围内

或一定得温度、湿度、电源电压等变化范围内振荡频率得相对变化程度,振荡频率得相对变化量越小,则表明振荡频率稳定度越高。

改善频率稳定度,从根本上来说就就就是力求减少振荡频率受温度等外界因素影响得程度,振荡回路就就是决定振荡频率得主要部件。因此,改善振荡频率稳定度得最重要措施就就是提高振荡回路在外界因素变化时保持谐振频率不变得能力。这就就就是通常所谓得提高振荡回路标准性。

提高振荡回路标准性,除了采用高Q值与高稳定得回路电容与电感外,还可以采用与正温度系数电感作相反变化得负温度系数电容，实现温度补偿得作用,或采用部分接入得方法以减小不稳定得晶体管极间电容与分布电容对振荡频率得影响。

图4、1、1主振器

电路仿真波形图如下所示：

图4、1、2仿真波形

4、2缓冲器得设计

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得影响,因为功放级输出信号较大工作状态得变化会影响振荡级稳定度或波形失真或电压减小,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,缓冲放大器需将振荡器输出电压,以提高电平调幅电路所需得载波输入信号,所以要有合适且可调得增益。如图4、２、１所示:

图４、２、１缓冲器电路图

图4、2、２缓冲器

通过调节R7得阻值可连续改变输出正弦波得波形。调节R７可以得到所需幅值得正弦波。

４、3高频放大器得设计

高频电压放大器得任务就就是将振荡电压放大以后送到振幅调制器,可以选用高频调谐放大器。需要使用几级放大器要瞧振幅调制器选择什么样得电路型式。如果选用集成模拟乘法器作振幅调制器,输入信号就就是小信号。当振荡器输出电压能够满足要求时，可以不加高频电压放大器。如果采用集电极调幅电路,就要使用一至二级高频电压放大器,以满足集电极调幅得大信号输入。谐振放大器得调试方法与阻容耦合放大器相同,首先应调整每一级所需得直流工作点,但要注意一点:在多级谐振放大器中，由于增益高,容易引起自激振荡。因此，在测试其直流工作点时,应先用示波器观察放大器得输出端就就是否有自激振荡波形。如果已经有自激振荡,应先设法排除它,然后再测试其直流工作点。否则,所测数据就就是不准确得。对于调谐放大器得频率特性、增益及动态范围得调整及测试,一般有两种方法,一种就就是逐点法;一种就就是扫频法。后者比较简单、直观。但由于其频标较粗,对于窄带调谐放大器难以精确测试。

高频功率放大器就就是调幅发射机得末级，它得任务就就是要给出发射机所需要得输出功率。本设计研究得就就是小功率调幅发射系统,通常采用丙类功率放大器，如果一级不能满足指标要求，可以选用两级。一般末级功率放大器工作在临界状态,中间级可以工作在弱过压状态。

图４、3、1高频放大器仿真电路图电路仿真波形图如下所示:

图4、3、2仿真波形4、4音频放大器得设计

音频放大器仿真电路如图4、4、1所示:

4、4、1音频电路仿真电路图

输入频率为1ＫHＺ幅值为1V得正弦波时，音频放大器仿真输出波形图如图４、4、2所示:

图4、４、2音频放大器输出波形

4、５振幅调制电路设计

振幅调制器得任务就就是将所需传送得信息“加载”到高频振荡中，以调幅波

得调制形式传送出去。通常采用低电平调制与高电平调制两种方式。采用模拟乘法器实现调制得方法就就是属于低电平调制,输出功率小,必须使用高频功率放大器才能达到发射功率得要求。采用集电极调幅电路实现调制得方式属于高电平调制。如果集电极调幅电路得输出功率能够满足发射功率得要求,就可以在调制级将信号直接发射出去。

仿真器仿真电路图如图所示:

图4、5振幅调制仿真电路图

4、６功率放大器设计

高频功率放大器就就是调幅发射机得末级,它得任务就就是要给出发射机所需要得输出功率。本设计研究得就就是小功率调幅发射系统,通常采用丙类功率放大器,如果一级不能满足指标要求,可以选用两级。一般末级功率放大器工作在临界状态,中间级可以工作在弱过压状态。

功率激励级为末级功放提供激励功率。

末级功放将前级送来得信号进行功率放大使负载(天线)上满足要求得发射功率,如果要求整机效率较高应采用丙类功率放大器,根据本题要求,顾选用丙类功率放大器较好。隔离得作用就就是为了防止发射得部分高频信号对载波信号产生干扰,放大得作用就就是为下一级提供足够得功率,采用自给负压丙类谐振功率放大器,通过改变电位器改变负偏压大小,回路谐振在工作频率，可以改变变压器得耦合输出。

仿真器仿真电路图如图所:

图4、６、1功率放大器仿真电路图功率放大器输出波形如下所示:

图4、6、2功率放大器输出波形五、系统总体电路图设计

5、1整体电路原理

整体电路共分为六个模块,分别为主振器,缓冲器,高频电压放大器,音频放大器,集电极振幅调制器,高频功率放大器,首先尤克拉波振荡器产生频率为10MHZ 得载波信号,再经过缓冲级,让振荡器与振幅调制器隔离开来，不影响载波频率得稳定,经过高频电压放大器,将输入电压进行放大，使输出电压满足高电平得集电极调制器，接着将调制信号经过音频放大器放大，最后将载波信号与调制信号输入到集电极调制电路进行普通调幅,然后进行丙类功率放大,经天线输出普通调幅波。

六、总结

该课程设计使我建立无线电发射机得整机概念,了解发射机整机各单元电路之间得关系及相互影响,能正确设计、计算发射机得各个单元电路：主振级、激励级、输出级、调制级、输出匹配网络及音频放大器。初步掌握小型调幅波发射机得调整及测试方法。

在设计电路时,要首先将总体电路分成若干个不子模块,使每个模块有各自得不同得任务;再对各相对简单得子模块进行单独设计;最后将各个子电路组合在一起完成整个电路。这样做法分工明确,层次清晰,使设计者能更宏观得把握设计得总体步骤。而且设计单独得子电路降低了工作难度，使设计工作更有条理性。在检查电路时,也可根据各种情况分析就就是哪个子系统出了问题,再单独检查该出问题系统,可以提高检查得效率。增强了用Ｍultisｉm绘制仿真原理图得能力，对画图得步骤与方法进行了复习巩固。

在设计过程中,深刻明白了只动脑与动手做之间得天壤之别。原本设想得很完美得东西一动手做起来就困难重重，各种想象不到得困难都出现在眼前。认识到只有动手做才能发现问题，遇到问题不能只空想要动手实践，从实际中发现问题。回顾整个漫长复杂得设计过程,耐心毅力与恒心就就是不可少得。而以后我必将面对更多更加复杂得设计工作,此次设计过程对我得各个方面都有了许多积极得影响，使我做事情更加细心有耐心。这次设计过程啊让我认识到了只有付出才能有收获,瞧着做完得电路图,让我感到以往得付出都就就是值得得。只要耕耘就会有收获。我收获得不仅仅就就是完成了一次任务，更重要得就就是让我更清楚得认识了自己得不足,锻炼了自己得能力。

回顾这一次得课程设计,真就就是收益匪浅。通过这次课程设计,加强了我们动手、思考与解决问题得能力。在整个设计过程中,我们通过这个方案包括设计了一套电路原理与用Mｕlｔｉsiｍ连接图,以前对知识得了解仅限于理论知识,而且就就是有得能够理会,有得却保持就就是懂非懂得状态。对于器件就不知道有什么用途,也就更加难以理解。但这一周之后,我对电子技术有了更深得理解,

知道了自己得不足,同时也明白了所学知识得重要性,培养了自己对课程学习得兴趣。

参考文献:

[１]《电子线路设计·实验·测试》第三版,谢自美主编,华中科技大学出版社

[2] 《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

[3] 《高频电路设计与制作》,何中庸译，科学出版社

[4]《模拟电子线路》Ⅱ,谢沅清主编,成都电子科大

［5] 《高频电子线路》第三版,张肃文主编,高教出版社

[６] 《高频电子线路辅导》,曾兴雯陈健刘乃安主编,西安电子科大出版社