高频电子线路模块毕业设计论文

电子与信息工程学院本科毕业设计论文题目教学用高频电子线路模块开发学生姓名张运波学号063621056专业电子信息科学与技术班级063621指导教师赵东2010年5月摘要摘要本文利用《高频电子线路》课程上学到的基础知识，采用各类分立元件设计了五个高频常规模块，包括：正弦波振荡器，高频小信号放大器，高频功率放大器（甲乙类功率放大器和丙类功率放大器），1496MC调幅和三极管放大包络检波器等。

这些模块在设计中大量采用了谐振回路，解决了诸如滤波选频，放大失真，功放效率，阻抗匹配等基本问题，这些模块在教学方面有很强的实际意义，能理论联系实际教学，同时在无线电系统和通信系统中也得到了广泛的应用。

关键词：振荡；放大；滤波；调幅；阻抗匹配咸宁学院学士学位论文ABSTRACTIn this thesis, it have designed five high-frequency regular modules by using various types of discrete components basing on the "High Frequency Electronic Circuits" course which we have learned in the class, such as: sine wave oscillator, high-frequency small-signal amplifier, high-frequency power amplifiers (Class-AB power Class C amplifier and power amplifier), MC AM and transistor amplification envelope detector and so on. Lots of resonant 1496circuit are widely utilized in these modules to solve many problems, such as frequency-selective filtering, amplification distortion, power amplifier efficiency, impedance matching and other basic issues, these modules have a profound practical significance in teaching, which can integrate theory with actual perfectly, while radio systems and communications systems have also widely used these modules.KEY WORDS：oscillate，amplify，filtering，amplitude modulation，impedance matching目录目录1 绪论 (1)2 各模块的原理 (3)2.1 正弦波振荡器 (3)2.1.1 正弦波振荡器的介绍及构成 (3)2.1.2 正弦波振荡器的工作原理 (3)2.1.3 三点式振荡器 (4)2.2 高频小信号放大器 (5)2.2.1 高频小信号放大器的简述 (5)2.2.2 高频小信号放大器的主要性能指标 (5)2.2.3 高频小信号选频放大器的稳定性能 (6)2.3 高频功率放大器 (7)2.3.1 功率放大器与电压放大器的区别 (7)2.3.2 功率放大器的分类 (7)2.3.3 丙类谐振功率放大器的特点 (8)2.3.4 丙类谐振功率放大器的主要性能指标 (8)2.3.5 丙类谐振功率放大器的电路原理图 (8)2.4 振幅调制 (9)2.4.1 调制的概念 (9)2.4.2 振幅调制的定义和分类 (9)2.4.3 普通调幅波（AM）的性质 (9)2.4.4 普通调幅波的特点 (10)2.5 普通调幅波解调 (10)2.5.1 检波的概念及分类 (10)2.5.2 包络检波 (10)2.5.3 三极管包络检波器中的主要性能指标 (11)2.5.4 三极管包络检波器中的几种失真 (11)3 各模块的设计 (13)3.1.1 正弦波振荡器实际设计 (13)3.1.2 高频小信号放大器的实际设计 (14)3.1.3 丙类功率放大器实际设计电路 (15)3.1.4 低电平调制电路----模拟乘法器调幅电路 (17)咸宁学院学士学位论文3.1.5 调幅波解调的实际设计电路 (19)4 总结 (21)致谢 (23)参考文献 (25)附录 (27)绪论1 绪论通信是人类社会发展的重要组成部分，又是社会进步的重要因素，凡是在发信者和收信者之间，以任何方式进行消息的传递都可以称为通信，能够实现消息传递所需的设备的总和叫做通信系统。

它包括输入换能器，发送设备，信道，接收设备以及输出换能器五个部分，每一部分都有相应的任务。

输入换能器主要负责将外界的非电信号转换成电信号，发送设备的任务是调制和放大，信道主要负责连接发送设备和接收设备，接收设备的任务是把接收的信号进行处理，输出换能器将接收设备的信号还原成原来的形式。

通信系统每部分涉及到的基本电路包括[1]：小信号放大器，功率放大器，信号的调制和解调电路，混频电路，倍频电路等。

本课题就是根据这些基本功能设计的5个模块，旨在理论教学和实践相结合，通过实践能够更加深入的理解理论知识。

咸宁学院学士学位论文各模块的原理2 各模块的原理2.1正弦波振荡器2.1.1正弦波振荡器的介绍及构成正弦波振荡器就是能量转换的装置但是它无需外加激励信号，它是直接将直流电源提供的能量转换成按特定频率变化的交流信号能量的电路。

要保证正弦波振荡器正常工作，必须要包括以下四个部分：（1）、放大器：至少有一个有放大作用的有源器件。

（2）、正反馈通路和负阻：必须选用一个能够补充元器件能量损耗的正反馈通路和负阻器件，以保证有稳定的振荡。

（3）、频率决定元件或回路：振荡器必须有频率决定元件或回路，如电阻、电容、电感和晶体管，以及他们构成的选频回路、相移网络或者延时网络。

（4）、电源：为振荡器提供能量。

2.1.2正弦波振荡器的工作原理正弦波振荡器要产生稳定的正弦波振荡，电路必须满足一下三个条件：（1）、振荡器的起振条件：首先，是让正弦波振荡器自己起振又叫做自激振荡。

正弦波起振条件是：图2-1正弦波振荡器基本电路()()()f ffi iV VVT jw A jw k jwV V V===（2-1）式中，()T jw表示环路增益，振幅起振条件f iU U>或()1T jw>，相位起振条件2,T n nφπ==0,1,2,3……（2-2）（2）、振荡器的平衡条件：其次，是保证振荡器回路中的能量的补充刚好抵消能量的消耗，达到回路平衡。

咸宁学院学士学位论文振荡器起振后，振荡幅度不会无限增长下去，而是在某一点处于平衡状态。

因此，反馈振荡器既要满足起振条件，又要满足平衡条件。

在接通电源后，依据放大器大振幅的非线性抑制作用，回路增益()T jw必具有随振荡器电压振幅iU增大而下降的特性。

振幅平衡条件f iU U=或()1T jw=相位平衡条件2,T n nφπ==0,1,2,3…………。

（3）、振荡器的稳定条件：最后，还要保证振荡器是稳定的，如果外加干扰使得振荡器偏离了环路平衡状态，振荡器系统应能自动恢复到原来的平衡状态。

在平衡点附近回路增益()T jw应具有随iU增大而减小的特性，即振幅稳定条件为()i tU UT jwU=∂<∂（2-3）外界因素的变化同样会破坏相位平衡条件，使环路相移偏离2nπ相位稳定条件是指相位条件一旦被破坏时环路能自动恢复2T nφπ=所应具有的条件即00w wwϕ=∂<∂。

2.1.3三点式振荡器（1）三点式振荡器的基本组成三点式振荡器是指ＬＣ回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而组成的一种振荡器[2]。

如下图：图2-2三点式振荡器等效电路设回路谐振时有电流I在流动，则有123jX jX jX++=即：123X X X++=（2-4）根据2201100fU jX XU jX X-=<⇒>（2-5）得三点式的一般组成原则：1X与2X电抗性质相同，3X与1X（或2X）电抗性质相反。

（2）三点式振荡器的分类：A、串联改进型电容三点式振荡器——克拉泼电路克拉泼电路的功能主要是以增加回路总电容和减小管子与回路间的耦合来提高振荡回路的标准性，使振荡频率的稳定度得以提高。

克拉泼电路的优点：振荡频率和反各模块的原理馈系数互不影响。

缺点：调节3C 改变频率时影响振幅[5]。

A 、并联改进型电容三点式振荡器——西勒电路图2-4西勒振荡器西勒电路是在串联型电容三点式振荡电路的电感L 旁并接了一个电容C 而构成的。

而3C 为远小于12C C 的固定电容。

如果使3C 固定, 通过变化4C 来改变振荡频率, 则R L ''在振荡频率变化时基本保持不变, 从而使输出振幅稳定。

2.2 高频小信号放大器2.2.1 高频小信号放大器的简述高频小信号放大器的特点：放大高频小信号(中心频率在几百KHz 到几百MHz ，频谱宽度在几KHz 到几十MHz 的范围内)的放大器。

高频小信号放大器的基本组成是：由“放大部分+选频滤波部分”按“级联”方式构成。

放大部分的核心元器件是增益元器件，如三极管、场效应管、集成运放或专用集成放大器等。

选频部分的必要元器件是电感、电容等动态元件。

高频小信号放大电路分为窄频带放大电路和宽频带放大电路两大类[6]。

前者对中心频率在几百千赫到几百兆赫,频谱宽度在几千赫到几十兆赫内的微弱信号进行不失真的放大,故不但需要有一定的电压增益,而且需要有选频能力。

后者对几兆赫至几百兆赫较宽频带内的微弱信号进行不失真的放大,故要求放大电路的下限截止频率很低(有些要求到零频即直流),上限截止频率很高。

2.2.2 高频小信号放大器的主要性能指标A 、增益增益定义为放大器的输出信号电量与输入信号电量的比值，用A 加下标来表示。

咸宁学院学士学位论文电压放大倍数：0uiVAV=或者：020loguiVAV=(2-9)（2）功率放大倍数：0piPAP=或者：010logpiPAP=(2-10)B、通频带通频带定义为放大器的增益比最大增益下降3dB时的上限截止频率Hf与下限截止频率Lf之差，用0.7H LBW f f=-表示。

通频带决定于回路负载Q值，且随级数的增加带宽越来越窄。

如下图：图2-5放大器的通频带C、选择性选择性表示放大器对通频带以外的各种干扰信号及其噪声的滤除能力，或者从各种干扰中选出有用信号的能力。