调幅发射机课程设计要点

摘要

用调制信号去控制载波的某个参数的过程，叫调制。用调制信号去控制高频振荡器的幅度，使其幅度的变化量随调制信号成正比的变化，这一过程叫做振幅调制。经过幅度调制后的高频振荡称为幅度调制波（简称调幅波）。

早期的VHF频段的移动通信电台大都采用调幅方式，由于信道快衰落会使模拟调幅产生附加调幅而造成失真，目前已很少采用。调频制在抗干扰和抗衰落性能方面优于调幅制，对移动信道有较好的适应性，现在世界上几乎所有模拟蜂窝系统都使用频率调制。由于高频信号的幅度很容易被周围环境所影响。所以调幅信号的传输并不十分可靠。在传输的过程中也很容易被窃听，不安全。所以现在这种技术已经比较很少被采用，但在简单设备的通信中还有采用。

振幅调制根据频谱结构的不同可分为普通调幅（AM)波，抑制载波的双边带调幅（DSB-SC AM）波和抑制载波的单边带调幅（SSB-SC AM)波。本设计的调幅发射机指的是AM调幅。

调幅发射机是由本机振级、缓冲级、调制级、功率激励与放大电路及音频放大器等组成。关键字：振荡、倍频、调幅、混频、放大

目录

一、前言 (1)

二、设计指标 (2)

三、系统总述 (3)

3.1 设计总体思路 (3)

3.2原理框图 (3)

3.3各部分的作用 (4)

四、单元电路设计及仿真 (5)

4.1 本地振荡器模块 (5)

4.2倍频模块 (7)

4.3调幅模块 (8)

4.4上混频模块 (11)

4.5 功率放大模块 (13)

五、整机电路设计图 (14)

六、设计总结 (15)

七、参考文献： (16)

一、前言

无线电技术诞生以来，信息传输和信息处理始终是其主要任务。要将无线电信号有效地发射出去，天线的尺寸必须和电信号的波长为同一数量级，为了有效地进行传输。必须将携带信息的低频电信号调制到几十MHz至几百MHz以上的高频振荡信号上，再经天线发送出去，调频是信号发射必不可少的一个环节。调频发射机目前处于快速发展之中，在很多领域都有了很广泛的应用，可以用于演讲、教学、玩具、防盗监控等诸多领域。

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。调幅发射机目前正广泛应用于无线电广播系统中，本次课程设计完成了小信号调幅发射机从设计到仿真调试的完整设计工作。

二、设计指标

完成调幅发射系统各单元电路的设计及仿真，并利用multisim开发软件完成整机电路的调试。设计任务及主要技术指标和要求如下：

2.1单元电路设计及仿真

1）设计LC电容三点式振荡器产生高频信号

2）设计三极管倍频电路，完成信号的三倍频

3）设计双差分对构成的乘法调制器

4）设计混频电路

5）设计丙类谐振功率放大电路

2.2调幅发射系统整机电路设计

2.3高频实验平台整机联调

三、系统总述

3.1 设计总体思路

无线电通信的主要特点是利用电磁波的空间的传播来传递消息，例如将一个地方的语言消息传送到另一个地方。这个任务是由无线电发射设备、无线电接收设备和发射天线和接收天线等来完成的。这些设备和传播的空间，就构成了通常所说的无线电通信系统。

发射设备是无线电通信系统的重要组成部分，它是将电信号变换为适应与空间传播特性的信号的一种传输装置。它首先要产生频率较高的并且具有一定功率的振荡。因为只有频率较高的振荡才能被天线有效的辐射，还需要有一定的功率才可能在空间建立一定强度的电磁场，并传播到较远的地方。高频功率的产生通常是利用电子管或晶体管，把直流能量转化为高频能量，这是由高频振荡器和高频功率放大器完成的。

通常是经过转换设备如话筒就是最简单的转换设备，把消息转变为电信号，这种电信号的频率都比较低，不适于直接从天线上辐射。因此，为了传输消息，就要使高频振荡的某一个参数随着上述电信号而变化，这个过程叫做调制。在无线电发送设备中，消息是“记载”在载波上而传送出去的。

通信系统中的发送设备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。 3.2原理框图

图3.1 振幅发射系统的原理框图

3.3各部分的作用

本地振荡器：用来产生最初的高频振荡，通常振荡功率是很小的，由于整个发射机的频率稳定度有它决定，因此要求它具有准确而稳定的频率。

倍频器：将频率较低的信号通过倍频变换成频率较高的信号。

调幅：用来产生调幅波，即将调制信号调制到高频振荡频率上。

混频器：是实现将放大的信号和本振电路模块产生的信号一起输入经过混频电路进行变频，并能选出中频信号（fi=fo+fs）；

功率放大器：主要作用是在激励信号的频率上，产生足够大的功率送到天线上去，同时滤除不需要的频率（高次谐波），以免造成对其他电台的干扰。