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小功率调幅发射机仿真报告.doc

发布时间：2022-06-13 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：3.86M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    目录
    电子线路课程设计理论部分
    1 绪论
    1.1设计的作用和目的
    1.2设计内容及要求
    2 调幅发射机的主要性能指标
    2.1调幅发射机的工作原理
    3 小功率调幅发射机的设计
    3．1 方案的选择
    3．1．1 拟定调幅发射机的工作原理框图
    3．1．2 功率分配及电源电压确定
    3．1．3 各级晶体管的选择
    3．2 电路形式及工作原理
    3．2．1 高频振荡器电路和缓冲级
    3．2．2音频放大电路
    3．2．3 调制电路
    3．2．5功率放大电路
    4 调幅发射机各级电路的计算与调试
    4．1 各级电路的计算
    4.1.1载波级
    4.1.2缓冲级
    4.1.3音频放大级
    4.1.4调幅级
    4.1.5功率放大级
    4.1.6调制系数与功率
    4．2 电路的调试
    4．2．1 载波缓冲电路调试
    4．2．2 音频放大电路调试
    4．2．3调幅电路调试
    4．2．6功率放大调试及分析
    4．2．7整机调试及分析：
    4.4、总结设计电路的特点、存在不足及改进方法
    4.5 整体电路图
    4.5、系统元器件清单
    电子线路实验报告
    一、实验目的：
    二、实验器材（设备、元器件、软件工具、平台）：
    二、实验内容与原理：
    四、实验步骤及结果分析：
    五、调试中出现大的故障及原因及排除方法 
    五、实验结论：
    六、心得与体会
    七、参考文献
    八、致 谢
    九、附录
    硬件电路板
    硬件电路图
    电子线路课程设计 总 结 报 告 学生姓名： 王尚权 学 专 班 号： 152601 业： 电子信息工程 级： 电子 153 班 报告成绩： 评阅时间： 教师签字： 河北工业大学信息学院 第 1 页 共 35 页
    2018 年 3 月 目录 目录 .....................................................................................................................................................2 电子线路课程设计理论部分 ............................................................................................................ 3 1 绪论 .................................................................................................................................................4 1.1 设计的作用和目的 .............................................................................................................. 4 1.2 设计内容及要求 .................................................................................................................. 5 2 调幅发射机的主要性能指标 ........................................................................................................ 5 2.1 调幅发射机的工作原理 ...................................................................................................... 5 3 小功率调幅发射机的设计 ............................................................................................................ 6 3．1 方案的选择...................................................................................................................... 6 3．1．1 拟定调幅发射机的工作原理框图....................................................................6 3．1．2 功率分配及电源电压确定................................................................................6 3．1．3 各级晶体管的选择............................................................................................7 3．2 电路形式及工作原理...................................................................................................... 7 3．2．1 高频振荡器电路和缓冲级................................................................................7 3．2．2 音频放大电路..................................................................................................... 7 3．2．3 调制电路............................................................................................................ 8 3．2．5 功率放大电路................................................................................................... 10 4 调幅发射机各级电路的计算与调试 ........................................................................................11 4．1 各级电路的计算............................................................................................................ 11 4.1.1 载波级..................................................................................................................... 11 4.1.2 缓冲级..................................................................................................................... 11 4.1.3 音频放大级............................................................................................................. 12 4.1.4 调幅级..................................................................................................................... 12 4.1.5 功率放大级............................................................................................................. 13 4.1.6 调制系数与功率.....................................................................................................13 4．2 电路的调试.................................................................................................................... 14 4．2．1 载波缓冲电路调试..........................................................................................14 4．2．2 音频放大电路调试..........................................................................................15 4．2．3 调幅电路调试................................................................................................... 16 4．2．6 功率放大调试及分析.......................................................错误！未定义书签。 4．2．7 整机调试及分析：...........................................................错误！未定义书签。 4.4、总结设计电路的特点、存在不足及改进方法............................................................22 4.5 整体电路图...................................................................................................................... 22 第 2 页 共 35 页
    4.5、系统元器件清单 ............................................................................................................ 23 电子线路实验报告 .......................................................................................................................... 24 一、 实验目的：............................................................................................................................ 24 二、实验器材（设备、元器件、软件工具、平台）： ..............................................................24 二、 实验内容与原理： ................................................................................................................ 24 四、 实验步骤及结果分析： ................................................................................................ 27 五、调试中出现大的故障及原因及排除方法 .............................................................................30 五、 实验结论：............................................................................................................................ 30 六、心得与体会.............................................................................................................................. 31 七、参考文献 .................................................................................................................................. 32 八、致 谢...................................................................................................................................... 33 九、 附录 ........................................................................................................................................ 34 硬件电路板.............................................................................................................................. 34 硬件电路图.............................................................................................................................. 34 电子线路课程设计理论部分 摘要：随着科技的进步，调幅发射机的应用越来越明显。调幅发射机的主要任务是 完成有用的低频信号对高频载波的调制，将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通 过天线发射的电磁波。 通常，发射机包括三个部分：高频部分，低频部分和电源部分。 高频部分一般包括主振荡器、倍频器、缓冲隔离级、高频电压放大级、高频频功率放大级。 主振荡器的作用是产生频率稳定的载波。缓冲级主要是削弱后级对主振器的影响。低频部分 第 3 页 共 35 页
    包括话筒、低频电压放大级、低频功率放大级。调制是将要传送的信息装载到某一高频振荡 信号上去的过程。我们要实现将采集的音频信号放大调幅后播放出去。 关键字：调频发射机，组成，原理，功能 Abstract With the progress of science and technology, more and more obvious application of the am transmitter. The main task is to complete the low frequency modulation transmitter signal useful for high frequency carrier wave modulation, change it into at a center frequency with a certain bandwidth, suitable for electromagnetic waves emitted by the antenna. Usually, the transmitter consists of three parts: the high frequency, low frequency part and a power supply. The high frequency part usually includes a master oscillator, frequency multiplier, buffering isolation level, high frequency voltage amplifier, high-frequency power amplifier stage. The master oscillator is the role of carrier generation frequency stability. The buffer stage is the impact of the level of the vibrator weakened. The low frequency part including microphone, low frequency voltage amplifier stage, low frequency power amplifier stage. Modulation is to transfer the information loaded into the process of a high-frequency oscillation signal up. We want to achieve out play the audio signal acquisition amplification modulation. Keyword:FM transmitter, composition, principle, function 1 绪论 1.1 设计的作用和目的 通过本课题的设计、调试和仿真，加深对《高频电子线路》理论知识的进一步理解，进 一步巩固理论知识，能够建立起无线发射机的整机概念，学会分析电路、设计电路的步骤和 方法，了解发射机各单元之间的关系以及相互影响，从而能正确设计、计算调幅发射机的各 单元电路：主振级、被调级、推动级、功率放大级、输出匹配网络等。进一步掌握所学单元 电路以及在此基础上，培养自己分析、应用其他电路单元的能力。同时经过课程设计，要学 会查资料、充分利用互联网等一切可利用的学习资源，增强同学们分析问题解决问题的能力， 为将来的毕业设计做铺垫，也为将来走向就业岗位打下一定的基础。 第 4 页 共 35 页
    1.2 设计内容及要求 自行设计一个小功率调幅发射机，要求技术指标为： 载波频率 输出功率 负载电阻 输出信号带宽 残波辐射 ZMH10cf 500  P mW  50 LR ZkH9BW dB40 ，频率稳定度不低于 10-3 0  200 mW （双边带） ，系指除基波辐射以外的谐波辐射、寄生辐射和相互 调制产生的任何残波辐射功率的最大容许值。 单音调幅系数 发射效率 8.0am %50 ；平均调幅系数 m 0.3 2 调幅发射机的主要性能指标 2.1 调幅发射机的工作原理 一调幅发射机的组成框图如下图 2.1 所示，其工作原理是：第一本机振荡产生一个固定 频率的中频信号，经缓冲、高频小信号放大后输入调制器；话音放大电路放大来自话筒的信 号，其输出也送至调制器；调制器输出是已调幅了的中频信号，功放级将载频信号的功率放 大到所需发射功率。 图 2.1 调幅发射机组成框图 图中，各组成部分的作用如下： 本机振荡：产生平率为 10MHz 的载波信号。 第 5 页 共 35 页
    缓冲隔离级：将晶体振荡级与调制级隔离，减小调制级对晶体振荡级的影响；将 功率激励级与调制级隔离，减小功率激励级对调制级的影响。 话音放大级：将话筒信号电压放大到调制级所需的调制电压。 功率激励级：为末级功放提供激励功率。 末级功放：对前级送来的信号进行功率放大，在负载上获得满足要求的发射功率。 3 小功率调幅发射机的设计 3．1 方案的选择 3．1．1 拟定调幅发射机的工作原理框图 基于以上要求，可选用最基本的发射机结构。该结构由主振、放大和被调级构成，如下 图 3.1.1。所示 图 3.1.1 拟定调幅发射机组成框图 3．1．2 功率分配及电源电压确定 由调制级输出信号幅度几十毫伏，末级功率放大器管最大输出功率为 max ,所 以前置放大增益为 Ap=3dB（2 倍），取功率放大器管功率增益为 Ap＝13 dB(20 倍)，则末级 oP W 0.2 的最大激励功率才能符合要求，而振荡器输出功率较小，一般为几十毫瓦即可。 对于小型发射机，电源电压一般为 9～15 V，所以取标准电源 12 V。 第 6 页 共 35 页
    3．1．3 各级晶体管的选择 一般选取晶体管的原则是 BVceo、Pcm 、Icm 必须满足要求。 受调放大级：晶体管采用 2N221a，是电路的核心，起电流控制和放大作用。 3．2 电路形式及工作原理 3．2．1 高频振荡器电路和缓冲级 主振级是调幅发射机的核心部件，主要用来产生一个频率稳定、幅度较大、波形失真小 的高频正弦波信号作为载波信号。 本级用来产生 12MHz 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，这里采用西勒振荡电路，可以满足要求。 图 3.2.1 高频振荡和缓冲电路 如图 3-2-1 西勒振荡器电路所示 R5、R6、R8 提供偏置电压使三极管工作在放 大区，起到滤波作用。如果使 4C 固定，可以通过改变 7C 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。 3．2．2 音频放大电路 如下图 3.2.2 所示：音频放大器采用 UA741CD。电源由 7 脚接入，4 脚接地。信号由 3 脚输入，经放大后由 6 脚经数出电容 C15 送到受调放大级。2 脚到地之间接入 C14 和 R25 组 成的负反馈电路，决定放大倍数的大小。R2 越小，电路增益越高；反之，增益越小。 第 7 页 共 35 页
    图 3.2.2 音频放大电路 3．2．3 调制电路 通常采用低电平调制和高电平调制两种方式。采用集电极调幅电路实现调制的方式属于 高电平调制。由于集电极调幅工作在过压状态，所以能量转换效率比较高适用于较大功率的 调幅发射机。采用模拟乘法器实现调制的方法是属于低电平调制，输出功率小，但经过放大， 能满足设计要求。故采用模拟乘法器调制。 1．创建模拟乘法器 MC1496 电路模块 MC1496 是根据双差分对模拟相乘器基本原理制成的乘法器芯片，用来实现调幅电路具 有电路简单，创建 MC1496 内部结构如图 3.2.3（a）所示，子电路如图 3.2.3 （b）所示。 第 8 页 共 35 页
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