调频发射系统整机电路设计与仿真

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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

2010年秋季学期

高频电子线路课程设计

题目：调频发射系统整机电路设计与仿真

专业班级：通信工程（3)班

姓名：

学号：

指导教师：

成绩：

摘要

高频电子线路系统地介绍了通信系统，特别是无线通信系统中的最基本电路及它们的功能，给出了定性及定量分析这些电路性能的方法。这些电路包括了发射机及接收机中的选频放大电路、混频电路、功放电路、振荡电路、调制及解调电路、锁相环电路、及频率合成电路。

本课程设计的基本目标是：通过理论和实践教学，要求掌握各个单元电路：输入回路、变频级、中放级、检波级、低放级、功率输出级和AGC电路的设计与参数计算组成，利用Aultisim开发软件完成整机电路设计及仿真，掌握高频单元电路的线路组成、基本工作原理、分析方法、技术要求及一些典型集成电路的实际应用，加深对高频电子线路这门课程的理论的理解，并且具备一定的理论水平和足够的实践技能，为进一步学习通讯技术的专业知识和职业技能打下基础。

[关键词] 通信系统、电路分析、Multisim仿真、调频发射

摘要 (Ⅱ)

1 电路介绍…………………………………………………………………………

2 电路设计…………………………………………………………………………

2.1 单元电路选择（框图）…………………………………………………

2.1.1调频振荡器…………………………………………………………

2.1.2缓冲隔离级……………………………………………………………

2.1.3高频功率放大器………………………………………………………

2.2具体电路选择………………………………………………………………

2.3电路说明……………………………………………………………………

2.3.1高频振荡调制电路……………………………………………………

2.3.2功率放大电路………………………………………………………

3 电路仿真……………………………………………………………………

3.1 Multisim 10……………………………………………………………………

3.2 调试……………………………………………………………………………参考文献……………………………………………………………………………致谢…………………………………………………………………………………附录…………………………………………………………………………………

1 电路介绍

1.1 电路技术指标

（1）单元电路设计：

1）设计高频载波信号发生器

2）设计直接调频、间接调频等电路组成的调频电路： 3）设计变频或倍频电路、丙类谐振功率放大电路。 4）整机联调

（2）频率调制：

1）直接调频

2）间接调频

t U u c m c ωcos =

FM u

⎰Ω

Ωu

调制信号进行积分处理，然后以此对高频振荡进行调相，输出的调频波为

)(cos(dt t u k t Um u p c Fm ⎰Ω+=ω

间接调频时，产生高频信号的振荡器与调相器分开，中心频率的稳定性比直接调频高。

3）发挥部分：

振荡器

调相器

积分器

1）要求调试并测量主振级电路的性能，包括中心频率及其频率稳定度等

2）设计过程中使用仿真软件进行电路仿真

2 电路设计

2.1单元电路选择（框图）

图1.1 高频无线话筒设计框图

2.1.1 调频振荡器

低频小信号部分只是将调制信号不失真的略作放大，直接调频发射系统中，调频振荡器的电路形式主要有晶体振荡器直接调频，电抗管调频、变容二极管调频。晶体振荡器直接调频电路的优点是提高了振荡器中心频率的稳定性；电抗管调频电路与变容二极管调频电路相比，要复杂一些。考虑到本设计任务要求中心

10 /分钟），用LC振荡器就可达到；另外，我们选择了电频率的稳定性不高（3

抗管调频电路。所谓电抗管，就是由一只晶体管或场效应管加上由电抗和电阻元件构成的移相网络组成。它与普通的电抗元件不同，其参量可以随调制信号而变化。电抗管的放大器件可以是电子管、晶体管或场效应晶体管；移相电路也有多种型式（如RC或RL移相网络）,其作用是使放大管T1的输出阻抗Ze=U0/IC具有一个电抗分量Xe，当Xe随而变化时,即可获得调频信号。采用不同的移相电路，等效电抗Xe可以是电容性的,也可是电感性的。电抗管调频器的缺点是:振荡频率稳定度不高；频移也不能太大,阻抗 Ze通常还具有电阻分量，这个分量也随而变化,使振荡器产生寄生调幅。电抗管调频部分是一个电容三点式振荡器，其中晶体管Q2、电阻R5、电容C4组成的移相网络即为电抗管，它等效为一个电感，这个等效电感会随着调制信号的变化而发生变化，从而总的电感值发生相应变化，根据公式 f = 1/ [2π*(LC)1/2]可知，频率也随之变化，最终实现低频调制信号对高频载波的频率调制。

这种调频器的优点是电路比较简单，能获得较大的频偏；便于做成集成电路。缺点是载频不能很高，频率稳定度较低。

2.1.2缓冲隔离级

缓冲级通常采用射极跟随器电路。在电路的最初设计阶段，我们小组并没有添加缓冲器，是经过讨论之后，觉得有必要在调频电路和高频放大电路中间加一个缓冲器以减少两级信号之间的相互干扰，增强电路的抗干扰能力。

2.1.3高频功率放大器

高频放大器属于线性放大器。根据电路所需要的电压增益和选择性，来确定电路形式。一般电路形式有单调谐放大器和双调谐放大器。在对放大器选择性要求不高的场合，可以选用单调谐放大器。为提高放大器的电压增益，可以选择多级放大器级联的电路形式。要使负载（天线）上获得令人满意的发射功率，而且整机效率较高，应选择丙类功率放大器。末级功放的功率增益不能太高，否则电路性能不稳定，容易产生自激。因此要根据发射机各部分的作用，适当地合理分配功率增益。要使负载（天线）上获得令人满意的发射功率，而且整机效率较高，应选择丙类高频功率放大器。

2.2具体电路选择

XFG1R1

10k¦¸

4.7k¦¸

1k¦¸

180¦¸

5.1kΩ

3.9k¦¸

510¦¸

R10

22k¦¸

R11

10k¦¸C1

10uF

100nF

1nF

30pF

C10

100uF

2N2369

103nH

2N5551

910

2N2369

XSC1

A B C D

V1 12 V

68k¦¸

14 3

图1.2 高频无线话筒原理图（1）