电子线路课程设计.doc-资料库

b35a5028-5c24-4c14-8706-2da1981e5a35.doc.pdf-第1页.png

第1页 / 共15页

b35a5028-5c24-4c14-8706-2da1981e5a35.doc.pdf-第2页.png

第2页 / 共15页

b35a5028-5c24-4c14-8706-2da1981e5a35.doc.pdf-第3页.png

第3页 / 共15页

b35a5028-5c24-4c14-8706-2da1981e5a35.doc.pdf-第4页.png

第4页 / 共15页

b35a5028-5c24-4c14-8706-2da1981e5a35.doc.pdf-第5页.png

第5页 / 共15页

b35a5028-5c24-4c14-8706-2da1981e5a35.doc.pdf-第6页.png

第6页 / 共15页

b35a5028-5c24-4c14-8706-2da1981e5a35.doc.pdf-第7页.png

第7页 / 共15页

b35a5028-5c24-4c14-8706-2da1981e5a35.doc.pdf-第8页.png

第8页 / 共15页

目录 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。 1.2 设计要求根据要求设计一个小功率调幅发射机。主要技术指标： ◆中心频率： 6  oP ◆调幅波功率： max aM  ◆调制系数： /  ◆频率稳定度： MHz 200  50% 10 f  mW  5  f f 2 调幅发射机的主要性能指标由于调幅发射机实现调幅简便，调制所占的频带窄，并且与之对应的调幅接收设备简单，所以调幅发射机广泛地应用于广播发射。调幅发射机的主要性能指 1

标如下：  工作频率范围：调幅制一般适用于中、短波广播通信，其工作频率范围为 300kHz~30MHz。  发射功率：一般是指发射机送到天线上的功率。只有当天线的长度与发射频率的波长可比拟时，天线才能有效地把载波发射出去。  调幅系数：调幅系数 am 是调制信号控制载波电压振幅变化的系数， am 的取值范围为 0~1，通常以百分数的形式表示，即 0%~100%。  非线性失真（包络失真）：调制器的调制特性不能跟调制电压线性变化而引起已调波的包络失真为调幅发射机的非线性失真，一般要求小于 10%。  线性失真：保持调制电压振幅不变，改变调制频率引起的调幅度特性变化称为线性失真，  噪声电平：噪声电平是指没有调制信号时，由噪声产生的调制度与信号最大时间的调幅度比，广播发射机的噪声电平要求小于 0.1%，一般通信机的噪声电平要求小于 1%。 2.1 调幅发射机的工作原理一条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，它的输出送至调制器；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，该信号经中频放大后与第二本振信号混频；第二本振是一频率可变的信号源，一般选第二本振频率 fo2 是第一本振 fo1 与发射载频 foc 之和，混频器输出经带通或低通滤波器滤波，是输出载频 foc=fo2-fo1，功放级将载频信号的功率放大到所需发射功率。本振一调制器中放混频带通功放天线话筒音频放大本振二图 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 6MHz 的载波信号。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。 2

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根据课程设计要求，其中心频率为 6MHz,输出载波最大功率为 0.2W。由于输出功率小，所以它具有结构简单，体积小和质量轻等特点。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 max 0.2 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 ,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 oP W Ap＝13 dB(20 倍)，则末级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。 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。 3

受调放大级：晶体管采用 BC107，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。该电路通常采用晶体管 LC 正弦波振荡器。常用的正弦波振荡器包括电容三点式振荡器即考毕兹振荡器、克拉泼振荡器、西勒振荡器。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 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。 4

图 3.2.2 音频放大电路 3．2．3 调制电路振幅调制器的任务是将所需传送的信息“加载”到高频振荡中，以调幅波的调制形式传送出去。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，调试方便的优点，但在 multisim10 的仿真元件库中没有这个元器件，因此必须创建 MC1496 的内部结构图，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。 5

（a）（b）图 3.2.3.1MC1496 电路模块（a）MC1496 的内部结构图（b）MC1496 子电路图 2．选定调幅电路图根据题意及给定的主要元件，选定模拟乘法器 MC1496 构成的调幅电路如图 3.2.3.2 所示。 6

图 3.2.3.2 调幅电路仿真中，我们主要关注的是载漏电阻 Rp，调节 Rp 可以实现 AM 调幅和 DSB 调幅，引脚 5 连接的对地电阻 R9 及 2、3 引脚间的电阻 Ry。R9 决定了模拟乘法器的静态工作电流 Io，为了保证 MC1496 工作于小信号放大状态，R9 必须选择合适的值。Ry 来调正调制信号的输入线性动态范围，同时控制乘法器的增益。 3．2．4 前置放大电路通过前面的电路以后，进入功率放大级的是已调信号。采用模拟乘法器实现调制的方法是属于低电平调制，由于信号的功率太小，发射出去存在很大衰减，影响信号的传送，所以要进行功率放大。图 3.2.4 前置放大电路电路图如上图所示，Q2 是射极跟随器，Q1 功率放大，通过 C4 调谐使得输出已调信号幅度最大，R9、R7、R8、R1、R2、R4 分别给 Q1、Q2 提供合适的静态工作点，C5、C3、C2 是耦合电容，C1 是旁路电容。 7

3．2．5 功率放大电路高频功率放大器是调幅发射机的末级，它的任务是要给出发射机所需要的输出功率。本设计研究的是小功率调幅发射系统，采集成运放 UA741CD，合理设置反馈电阻阻值，可以改变增益，如图 3.2.5 所示：图 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馈系数大小应在 0.15～0.5 范围内选择。，反 Y 26 mV  I Q  g m f 如图 3-1-1 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。输出电路的总电容： 8

资料库

电子线路课程设计.doc

相关推荐

课程资源

热门标签

最新资料