广播发射调幅系统

课程设计报告

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班级

指导教师李文翔

2012 年 3 月18 日

设计方案（具体的思路、硬件功能模块、计算过程、子电路图设计）

1主振级-高频振荡器

本级用来产生6MHz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（或电压），其输出波形失真较小。为此，这里我采用改进型的西勒振荡电路，可以满足要求。

为了解决频率稳定度和振荡幅度的矛盾，常采用部分接入方式。由前述可知，为了保证振荡器有一定的稳定振幅及容易起振，当静态工作点确定后，晶体管内部参数

Yf的值就一定，对于小功率晶体管可以近似认为

26

f m CQ

Y g I mV

==

，反馈系数大小

应在0.15～0.5范围内选择。

如图3.1西勒振荡器电路所示，一般小功率振荡器的集电极电流Icq大约在0.8到4mA之间选取，在本实验电路中，选择Icq=15mA,Vcq=0.5V,β=40，则有：

R E+R C==3kΩ………………………3.1

为提高电路稳定性Re值适当增大，取Re=1KΩ，Rc=2KΩ，则有：

V EQ=I CQ*R E=1.5mA*1k=1.5V ………………………3.2

I BQ=I CQ/β=2mA/40=0.05mA ………………………3.3

取R b2的电流为10 I BQ，则有：

R b2==4.4KΩ………………………3..4

可取Rb1=5kΩ，这样额定电流为2mA,接入系数C2和C3不能过大或者过小，否则不容易起振，一般为1/8到1/2。振荡器的总电容与振荡频率为：

CΣ=+C6C5+C6 ………………………3..5

F0=………………………3.6

在LC振荡中，F

=6MHZ，L=10uH，C5+C6=70pF,取C5为30Pf,C6为100pF的可调电容，并且C2、C4远远大于C5、C6，C2/C4在1/8到1/2之间，所以C2=120pF，C4=560Pf。

在如图3.1的西勒振荡电路中，R1、R2、R3、R5提供偏置电压使三极管工作在放大区，C1起到滤波作用。由于C6和L并联，所以C6变化不会影响回路的接入系数，如果使C5固定，可以通过改变C6来改变振荡频率，因此，西勒振荡器可用作波段振荡器，适用于较宽波段工作。

图3.1 西勒振荡器

2 缓冲级-射级跟随器

为了减少调制级对主振级振荡电路振荡频率的影响，采用缓冲级，设计如图3.5。主振级与缓冲级联调时会出现缓冲级输出电压明显减小或波形失真的情况，可通过增大缓冲级的射极电阻R5来提高缓冲输入级输入阻抗，也可通过减小C7，即减小晶振级与缓冲级的耦合来实现，同时负载R6也会对缓冲的输出波形也有很大影响。

无论是在低频电路还是高频电路的整机设计中，缓冲隔离级常采用射极跟随器电路。调节射极电阻R

E2

，可以改变射极跟随器输入阻抗。如果忽略晶体管基极体电阻

r b'b 的影响，则射极输出器的输入电阻R

i

以及输出电阻R

为

R i=R B总//βR L总…………………………3.7 R L总=(R E1+R E2)//R L …………………………3.8 R总=R B1//R B2 …………………………3.9 R0=（R E1+R E2）//r0…………………………3.10式中，r0很小，所以可将射极输出器的输出电路等效为一个恒压源。电压放大倍数Av

为：

Av=（g m +R L总）/（1+g m*R L总）…………………………3.11式中，g m为晶体管的跨导，一般情况下g m*R L总 1。所以，图3.5所示射极输出器具有输入阻抗高、输出阻抗低、电压放大倍数近似等于1的特点。晶体管的静态工作点

应位于交流负载线的中点，一般取V

CEQ =0.5V

CC

，I CQ=3～10mA. 对于图3.5所示电路，

取V

CEQ

=6V，I CQ=4mA,若晶体管的电流放大倍数β=40，则

R E1+R E2=V EQ/I CQ ……………………3.12

取R

E =1kΩ,R

E2

=1kΩ,有：

R B2=V BQ/10I BQ=β（V CC-V CEQ+V BE)/10I CQ ……………………3.13 RB1=(V CC-V BQ)R B2/V BQ ……………………3.14

可以估算出，，即射随器的负载电阻R

L ，并可计算出射随器的输入电阻R

i

，即：

R i=R B'//βR L' ……………………3.15

输入电压V

i

为

Vi=……………………3.16为

减小射随器对前级振荡器的影响，耦合电容C

7

不能太大，一般为数十微法。

图3.5 缓冲级电路

3 音频放大级

本课程设计中，音频信号用如图3.7所示的电压源代替，采用3354BM运算放大器进行功率放大。本运算放大器电路为同相放大电路中，电容C8和C11为去耦电容，用来消除自激，使放大器稳定工作；电阻R9可控制输入电压，R12为负载，供测电压使用；根据同相放大电路电路中的虚短和虚断有：Vp和Vn大约相等，ip=in=0，所以可以知道：

Vi=Vp Vn=Vf=*Vn …………………………3.17

从而得到电压增益为：

Av===1+…………………………3.18

由于本运放电路所需增益为20倍，故当R11为1kΩ时，R13为20kΩ。

图3.7音频放大电路

4 AM调制电路

常见的调幅方法主要有乘法器调幅、开关型调幅电路、晶体管调幅电路，其中晶体管调幅又分为基极调幅、集电极调幅。本课程设计采用二极管平衡电路进行调幅，二极管平衡电路也是最简单的调制电路。音频信号和载波信号分别通过变压器T1、T3输入到调制电路，然后经二极管进行调制，最后经LC谐振回路选频输出调制结果，电路如图3.9所示。

在单二极管开关调幅电路电路中，因为电压U1很小，可以忽略，加在二极管两为

端的电压U

D

U D UΩ+U C ……………………………3.19

二极管可等效为一个受控开关，控制电压就是U C问，即二极管的通断主要由U C控制。当Uc＜0时，I

=0；当Uc≥0时，有：

D

I D=g D*U D……………………………3.20

并且有调制系数为：

m a==……………………………3.21

载波频率为：

Pc=0.5*U2cm/R ……………………………3.22

调制最大功率为：

）2* U2cm/R ……………………………3.23 Pmax=0.5*（1+ m

a