调幅发射系统整机电路设计

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实践教学

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兰州理工大学

计算机与通信学院

2016年秋季学期

《通信电子线路》课程设计报告

设计题目：调幅发射系统整机电路设计

同组成员：

14级通信（2）班学号姓名：

设计质量：（30分）

说明书质量：（10分）

指导教师：

摘要

调幅发射机常用于通信系统和其它无线电系统中，特别是在中短波广播通信的领域里更是得到了广泛应用。

本次课程设计主要设计了调幅发射系统，设计中我们结合了Multisim软件来对调幅发射机电路的设计与调试方法进行了验证，其中Multisim软件能实现从电学概念设计到输出物理生产数据，以及这之间的所有分析、验证和设计数据管理。

调幅发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制，将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。通常，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荡器、缓冲放大、倍频器、中间放大、混频与末级功放。主振器的作用是产生频率稳定的载波，主振器采用采用频率稳定度高的含变容二极管的西勒振荡器，并在它后面加上缓冲级，以削弱后级对主振器的影响，经过音频放大后的信号在高频部分的末级功放实现对载波信号的调幅。低频部分包括低频电压放大级、低频功率放大级与末级低频功率放大级。

关键词：调幅；高频；倍频；放大

目录

一、前言 (1)

二、整机系统总述 (2)

2.1整体原理框图 (2)

2.2工作原理 (2)

三、设计任务及指标要求 (5)

3.1西勒（含变容二极管）振荡电路 (5)

3.2三倍频器电路 (5)

3.3单差分对构成的乘法器调制电路 (5)

3.4上混频电路 (5)

3.5集电极调谐型变压器反馈式振荡器 (5)

3.6丙类谐振功率放大电路 (5)

四、单元电路设计与仿真 (6)

4.1西勒（含变容二极管）振荡电路 (6)

4.2三倍频器电路 (7)

4.3单差分对构成的乘法器调制电路 (8)

4.4二极管双平衡混频电路 (9)

4.5集电极调谐型振荡电路图 (10)

4.6丙类高频功率放大电路 (10)

五、整机电路设计图 (12)

六、设计总结 (13)

6.1xxx个人总结 (13)

6.2xxx个人总结 (14)

6.3xxx个人总结 (15)

6.4xxx个人总结 (16)

七、参考文献 (17)

一、前言

通信电子线路课程设计的任务是在学生掌握和具备电子技术基础知识与单元电路的设计能力之后，通过课程设计，使学生加强对通信电子线路的理解，掌握文献资料检索﹑设计方案论证比较，以及设计参数计算等能力环节，利用Multisim等相关软件进行电路设计，进一步提高分析解决实际问题的能力，提高解决通信电子电路问题的实际本领，真正实现由课本知识向实际能力的转化，让学生了解通信电子通信技术在工业生产领域的应用现状和发展趋势。为今后从事电子技术领域的工程设计打好基础。

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。

二、整机系统总述

2.1整体原理框图

图2.1为基本的调幅发射系统框图。主要由振荡器，缓冲器，高频小信号放大器，调制器，高频功率放大器，低频电压放大器等电路组成。在组成电路中，除了主振器，调制器，调制信号是基本的组成单元，不能缺少外，其他单元电路的选择，主要根据设计指标来确定。 图2.1 调幅发射整体原理框图

缓冲级将主振器与其后一级隔离，以减小后级对振荡器频率稳定度及振荡波形的影响。所以，是否选择该单元电路，主要根据电路对稳定性的要求高低。一般情况下，需要选择该电路。

高频放大器的任务是将振荡电压放大后送到振幅调制，为驱动调制级提供足够的增益。是否选择该单元电路主要根据所选择的振幅调制电路决定。即：如果选择低电平调幅电路，由于这种调幅器为小信号输入，振荡器输出电压一般能够满足要求，就不需要放大电路；而如果采用高电平调幅电路，由于它要求大信号输入，振荡器输出电压不能满足时，就要使用一至二级高频放大器。

功率放大器是调幅发射系统的末级，它的任务是提供发射系统所需要的输出功率。是否选择该电路，主要根据系统对发射功率的要求。如果由调幅电路输出的功率能满足性能要求的话，就可以不加其后的功率放大电路，否则，就不能省略，一般为了使发射出的信号覆盖范围更广，通常在发射前需要进行功率放大。

2.2工作原理

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。 发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制，将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。通常，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。主振器的作用是产生频率稳定的载波。低频部分包括调制信号、低频电压放大级、低频