高频电子线路课程方案报告

高频电子线路

课程设计报告

题、目无线电子门铃发射单元

院、系电子信息学院

专、业通信工程专业

班、级080409卓越计划班

组、员

2018年05月22日—2018年06月07日

目录

目录0

设计名称1

设计指标1

设计目的2

设计原理2

调试步骤7

电路仿真8

PCB板电路图11

技术指标12

心得体会12

参考文献：14

设计名称

无线电子门铃发射单元。

设计指标

1、产生基带振荡信号，频率：1kHz。通过振荡器产生稳定频率的正弦波作为调制信号。

2、发射载波频率：30MHz。

3、调制方式：调幅。采用双边带调制，将调制信号加载到载波信号上，

然后通过天线发射。

4、发射频率小于0.1W。

5、直流12V供电。

设计目的

1、了解无线门铃的发射原理

2、熟练掌握Multisim仿真软件的操作方法。

3、了解原件相关参数对发射性能的影响

4、熟练掌握Protel制作PCB板图的方法。

设计原理

采用调幅方式进行无线电子门铃发射单元设计，将调制信号加载到载波信号上进行发射控制门铃。

1、设计原理框图：

振荡器产生一定频率产生30MHz的正弦载波，然后和调制信号一起加到振幅调制器<相乘器）两端，为了节省电路板面积，乘法器直接选用AD834集成模拟乘法器，用来实现调幅功能，它将输入的载波信号和调制信号变换为所需的调幅波信号，然后加到发射天线上去。

设计原理框图

2、电路原理图及原理论述：

★振荡器原理图：

A、原理电路：

B、振荡器稳定时：

设计采用的是改进克拉波振荡器的振荡电路原理图。理论计算振荡

器的频率

=≈，传统克拉泼振荡电路主要依靠这两个

1/(230

f MHZ

电容调节振荡频率，而改进型克拉泼振荡电路增加了

C，而且3C的电容

3

值小于

C，7C，同时三极管结电容也并联与电路中,所以电路中可以近4

似认为

C就是振荡电路的总电容,而且3C值越小，估算值就越接近真实3

值，这样方便快速估算，但是要注意

C值不应过小，过小会引起电路不

3

满足振幅起振条件而停振.

★基带信号产生：

设计采用的是考毕兹振荡器的振荡电路原理图。理论计算振荡器的频率KHZ C C C C L f 1)

(2121212≈+≈

π,调解3C 4C 改变频率时，反馈系数改变。输

出电压错误，未找到引用源。调解3C 4C 改变频率时，反馈系数改变。采用电容三点式振荡电路优点：输出波形好。电路的频率稳定度较高。可达到几十MHz 到几百MHz 的甚高频波段范围。

★ 缓冲电路：

为了个部分不相互影响，加个缓冲器来平衡一下。缓冲器由一个射随器加一个由GA1310T

高阻抗集成运算放大器组成的反相比例放大器组

成的。射随器功能及作用是增大输入电阻减少输出电阻，尽量减少后面电路

对振荡器的影响，反相比例放大器比例系数为0.1，其对高频信号衰减十倍，使其幅度小于1V，这样才能加到乘法器的输入端，因为乘法器的最大输入为1V。

★调制：

为了节省PCB板的面积调幅电路采用集成AD834构成双边带调制电路<乘法器），采用缓冲电路以避免其他干扰。此电路能达到其他双边带调制的功能。AD834的逻辑符号如下：

AD834具有的800MHz的可用带宽是此前所有模拟乘法器所无法相比的。我们选择2X和1Y作为输入端，选择2X和1Y作为单端输入的引脚是因为这两个引脚离输。出端比较远，选择它们做输入可以减小输入信号到输出端的耦合分量。

AD834的结构框图如下所示。AD834的输入为差分电压输入；而输出

为集电极开路的差分电流输出。为了获得相对于地的单端电压输出，必须在其外部增加电流-电压变换电路。具体可以采用变压器、传输线变压器或者动态电路，如集成运算放大器等。在X 和Y 端口输入的电压，经过高速电压-电流变换器变换为差分电流信号。两个电流信号再分别通过X 失真校正和Y 失真校正，进入到乘法器的核单元，实现信号的相乘。该乘积信号通过电流放大器得到放大后，以集电极开路的差分电流形式输出，即1W 和2W 。当输入信号为V 时，输出电流为 mA 。即：输入端的电压为：

12X X X =-

12Y Y Y =-

输入端和输出端之间的传输函数为：

24(1)

XY W mA V = 如果输入信号单位为伏特，则该传输函数也可以简化为：

4W XY mA =⨯

芯片各引脚功能说明:

AD834芯片的引脚分布如其结构图所示。该芯片总共有8根引脚： ·引脚1、2为信号Y 的差分输入脚，满幅度输入为±1V ；

·引脚3、6为电源供电引脚，输入电压为±4～±9V ，典型值为±5V ；

·引脚4、5为信号W 的差分输出脚，满幅度输出为±4mA ；

·引脚7、8为信号X 的差分输入脚，满幅度输入为±1V 。

调试步骤

1、首先按照相关元器件的技术指标选定元器件。

2、按照原理框图分别设计基带振荡信号电路和双边带调制电路。

设计电路时应该注意元件参数的设定，应为很细微的变换会影响调制的效果。

3、分别运行各个电路并接通电源

①基带振荡信号电路部分，观察是否起振，如果没有测量反馈电

路是否存在反馈，同通过改变反馈电路使电路起振。通过调节电容和电感产生1KHz的基带振荡信号，通过示波器观察结果是否稳定，调节负载电阻使输出电压的幅值控制在260mV以内，以保证调幅振荡器的正常调幅。用示波器观察输出的波形，会发现最开始输出的是一条直线，逐渐变为振荡的宽带信号

②调制电路的调节：将载波信号加载到乘法器的Y1输入端，基带

信号加到乘法器的X2输入端，X1、Y2接地，W2接地，正电压为6v，负电压由于无法产生，故可以接地，不影响其调试功能。输出端接到发射天线，先假设天线阻抗为100欧姆，可以仿真看出，发射功率为微瓦级，满足要求。

③综合调试：将电路连接到一起进行调试，改变基带振荡信号电

路负载电阻使输出的电压保持正常，然后调试，输出的调制信号不是很稳定，通过稍微改变调制信号的幅值，产生较好的输出信号。

④观察波形并与理论进行对比，输出的波形会存在一定的失真，

可能是由于输入调制信号的不稳定。通过调节电路参数使输出波形稳定。

⑤记录最终观测到的波形。

注：由于仿真软件和实际的差距，在调节电路时应考虑，每次仿真需要通过调节输入电压的幅值调节输出信号的良好波形，可能的由于仿真软件计算的延迟造成的。

电路仿真

电路仿真采用Multisim软件进行。确定Multism中各个元件的连接与