高频——小功率调频发射机

通信电子线路课程设计

小功率调频发射机

设计报告

姓名：

学号：

专业：电子信息工程

指导教师：

2011年11月02日

一、绪论

通过电路设计、焊接、调试、整理资料等环节，学生可以形成独立思考问题的能力，培养学生对通信高频电路应用方面的综合实践技能，掌握综合运用理论知识以解决实际问题的能力。以及培养他们课本知识以外的一些科技工作者必须具备的基本技能，并培养学生的创新能力。

具体目的如下：

1.初步掌握高频电路分析和设计的基本方法，根据任务和指标，确定电路方案，选测元件，焊接电路，反复试验，改进方案，分析结果，写出设计总结报告。

2.培养学生独立分析问题、解决问题能力。学会自己分析、找出解决问题的方法；对设计中遇到的问题和困难，独立思考，查阅资料，分析、观察、判断、试验、再判断以寻找答案。

3.掌握制作电子产品的基本技能：焊接、调试等基本技能及常用仪器的正确使用。

功能分析：

高频振荡级主要是产生频率稳定、中心频率符合指标要求的正弦波信号。其频率受到外加音频信号电压调变；缓冲级主要是对调频振荡信号进行放大，以提供末级所需的激励功率，同时还对前后级起有一定的隔离作用，为避免级功放的工作状态变化而直接影响振荡级的频率稳定度；功放级的任务是确保高效率输出足够大的高频功率，并馈送到天线进行发射。

二、主要技术指标：

1．中心频率

f=1

2．频率稳定度f∆≤0.1MHz

f∆>10kHz

3．最大频偏

m

4．输出功率

P≥30mW

o

5．电源电压 Vcc=9V

三、设计流程框图：

通常小功率发射机采用直接调频方式，并组成框图如下所示：

调频震荡级缓冲级功率输出级

其中，其中高频振荡级主要是产生频率稳定、中心频率符合指标要求的正弦波信号，且其频率受到外加音频信号电压调变；缓冲级主要是对调频振荡信号进行放大，以提供末级所需的激励功率，同时还对前后级起有一定的隔离作用，为避免级功放的工作状态变化而直接影响振荡级的频率稳定度；，功放级的任务是确保高效率输出足够大的高频功率，并馈送到天线进行发射。

上述框所示小功率发射机设计的主要任务是选择各级电路形式和各级元器件参数的计算。

1.频振荡级：

由于是固定的中心频率，可考虑采用频率稳定度较高的克拉泼振荡电路。关于该电路的设计参阅《高频电子线路实验讲义》中实验六内容。

克拉泼（clapp ）电路是电容三点式振荡器的改进型电路，下图为它的实际电路和相应的交流通路：

实用电路 交流通路

如图可知，克拉泼电路比电容三点式在回路中多一个与C1 C2相串接的电容C3，通常C3取值较小，满足C3《C1 ，C3《C2，回路总电容取决于C3，而三极管的极间电容直接并接在C1 C2上，不影响C3的值，结果减小了这些不稳定电容对振荡频率的影响，且C3较小，这种影响越小，回路的标准性越高，实际情况下，克拉泼电路比电容三点式的频稳度

高一个量级，达451010-- 。

可是，接入C3后，虽然反馈系数不变，但接在AB 两端的电阻RL ’=RL//Reo 折算到

振荡管集基间的数值（设为RL ’’）减小，其值变为

式中，C1，2是C1 C2 和 各极间电容的总电容。因而，放大器的增益亦即环路增益将相应减小，C3越小，环路增益越小。减小C3来提高回路标准是以牺牲环路增益为代价的，如果C3取值过小，振荡器就会因不满足振幅起振条件而停振。

震荡率：

2.缓冲级

因为本次实验对该级有一定的增益要求，而中心频率是固定的，因此用LC 并联回路作负载的小信号放大器电路。缓冲放大级采用谐振放大，L 2和C 10谐振在振荡载波频率上。若通频带太窄或出现自激则可在L 2两端并联上适当电阻以降低回路

Q 值。该极工作于甲类

)

(21

21j N C C L LC

f +=

=ππ''2'

22

3()31,2

L L

L L

C R n R R C C ≈=+

以保证足够的电压放大。

对缓冲级管子的要求是

()r osc f 35f ≥ ()CC BR CEO V 2V ≥

所以可选用普通的小功率高频晶体管，如9018等．另外，

bQ eQ BE

V V +V =,

若取流过偏置电阻R 9,R 10的电流为 I1=10I bQ

则

R 10=V bQ /I1, R 8=(Vcc-V bQ )/I1

所以选R 10,R 8均为10K Ω.为了减小缓冲级对振荡级的影响，射随器与振荡级之间采用松耦合，耦合电容C 9可选为180pf.

对于谐振回路C 10,L 2,由

故本次实验取C 10为100PF ，

所以，缓冲级设计电路如图：

3.功率输出级

为了获得较大的功率增益和较高的集电极功率，设计中采用共发射极电路，同时使其工作在丙类状态，组成丙类谐振功率放大器．由设计电路图知L 3、C 12 和C 13为匹配网络，与外接负载共同组成并谐回路．为了实现功率输出级在丙类工作，基极偏置电压V B3应设置在功率管的截止区．同时为了加强交流反馈，在T 3的发射极串接有小电阻R 14．在输出回路中，从结构简单和调节方

便考虑，设计采用л型滤波网络，如图4.3-1。L 3，C 12，C 13构成π型输出，Q3管工作在丙类状态，调节偏置如右图：

电阻可以改变Q3管的导通角。导通角越小，效率越高,同时防止T3管产生高频自激而引成回路用来实现阻抗匹配并进行滤波，即将天线阻抗变换为功放管所要求的负载值，并滤除不必要的高次谐波分量。

在选择功率管时要求

0cm P P ≥

max cm c I i ≥

()CC BR CEO V 2V ≥

I cQ

I β

=

MHz

LC

fosc 1221==π()

1022

osc 1L 1.76H

C 2f u π=

=