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高频调幅发射机.doc

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一.设计总体思路,基本原理和框图
1. 调幅发射机系统设计
(1)点频调幅发射机框图
(2)各部分的作用
二.单元电路设计分析
1.本机振荡
2倍频电路
3缓冲电路
4.调制电路
5.高频功率放大
(1).集电极电源提供的直流功率
(2).集电极输出基波功率
(3).集电极效率ηc
(4)、偏置电路
6.匹配网络
四.附录
五.总结与体会
六.参考文献
七.整机原理图
设计内容与设计要求 一.设计内容 1、 设计一个点频调幅发射机。 2、 已知条件:电源+Vcc=+10V、VEE=—10V;主要器件有 MC1496、 3DG100、3DG130、4MHz 晶振、NXO-10 磁环;话音放大器输入电压 为 5mV,负载电阻 RL=75Ω。 3、主要技术指标要求:工作频率 f=8MHz,发射功率 P0=100mW,调 幅度 ma=50%,整机效率大于 40%。 4、实验仪器:函数信号发生器、高频信号源、高频实验箱等。 注意:晶体管、集成音频功放等器件可自由选择,或根据实验箱器件来 选用。 二.设计要求 1、设计思路清晰,画出整体设计框图; 2、给出具体设计思路,画出单元电路; 3、单元电路进行分析计算,确定器件参数; 4、(*调试步骤)编写设计说明书; 5、画出整机原理图、PCB 图。 6、由于涉及单元电路多,每个同学可以各自重点负责其中之一,然 后合作完成整个发射机设计。 主要设计条件 1、提供函数信号发生器、示波器; 2、提供直流电源一台; 3、必要的元器件和导线等; 4、高频电路实验箱。
说明书格式 1)课程设计封面; 2)设计任务书; 3)说明书目录; 4)设计总体思路,基本原理和框图; 5)单元电路设计分析; 6)实验调试; 7)总结与体会; 8)附录; 9)参考文献; 10)整机原理图。 进度安排 第 1 天:下达设计任务书,介绍课题内容与要求; 第 2、3 天:查找资料,确定总体设计方案,设计方案论证; 第 4~8 天:硬件电路设计,单元电路原理和计算分析; 第 9 天:书写论文,画整机原理图 第 10 天:整理资料,准备答辩。(共两周) 参考文献 1、高吉祥主编,高频电子线路,(第 2 版),高等教育出版社。 2、谢自美主编,电子线路设计.实验.测试,华中理工大学出版社。 3、谢嘉奎主编,电子线路(非线性部分),高等教育出版社。 4、彭介华主编,电子技术课程设计指导,高等教育出版社。
说明书目录 一.设计总体思路,基本原理和框图 .............................................................................. 4 1. 调幅发射机系统设计............................................................................................ 4 (1)点频调幅发射机框图 ................................................................................ 5 (2)各部分的作用............................................................................................ 5 二.单元电路设计分析 .......................................................................................................6 1.本机振荡 .................................................................................................................6 2 倍频电路 ....................................................................................................................7 3 缓冲电路 ....................................................................................................................7 4.调制电路 .................................................................................................................9 5.高频功率放大 .......................................................................................................12 (1).集电极电源 CCV 提供的直流功率 ......................................................... 12 (2).集电极输出基波功率............................................................................. 13 (3).集电极效率ηc.......................................................................................... 13 (4)、偏置电路................................................................................................ 16 6.匹配网络 ...............................................................................................................17 四.附录 .............................................................................................................................19 五.总结与体会.................................................................................................................20 六.参考文献 .....................................................................................................................22 七.整机原理图.................................................................................................................23
一.设计总体思路,基本原理和框图 1. 调幅发射机系统设计 通信系统中的发送设备是将信息发送者送来的非电量原始信息(信 源)如语音、文字和图像等转变成电信号,再把信号处理成适合于信道传 输的信号形式送至信道。信源信号在通信系统中称为基带信号。基带信号 是频谱在零频附近的宽带信号,这种信号一般具有从零频开始的较宽的频 谱,而且在频谱的低端分布较大的能量,所以称为基带信号,这种信号不 宜直接在信道中传输。如果将消息信号对频率较高的载波进行调制,就能 使信号的频谱搬移到适合信道的频率范围内进行传输。例如声音基带信号 的频率范围是 20Hz~20kHz,这样的基带信号是不能在无线信道上传输 的。即使在某些可以传输直流的有限信道上,为了提高信道的通信容量, 基带信号的传输方式也很少采用。 一般是用基带信号去改变某个高频正弦电压(载波)的参数,使载波 的振幅、频率或相位随基带信号而变化,这一过程称为调制。 在通信系统中,调制有三个主要作用:1 调制的过程就是一个频谱搬 移的过程,将原来不适宜传输的基带信号频谱搬移到适宜传输的某一个频 段上,然后传输至信道;2 调制的另一个重要作用是实现信道复用,即把 多个信号分别安排在不同的频段上同时进行传输,以提高信道容量;3 调 制可以提高通信系统抗干扰的能力,例如将信号频率搬移,从而离开某一 特定干扰频率。 对不同的信道,根据经济技术等因素,可以采用不同的调制方式。以 模拟信号为调制信号,对连续的正(余)弦载波进行调制,亦即载波的参 数随着调制信号的作用而变化,这种调制方式称为模拟调制。
而所谓振幅调制就是由调制信号去控制载波的振幅,使之按调制信号 的规律变化,严格地讲,是使高频振荡的振幅与调制信号呈线性关系,其 他参数(频率和相位)不变。这是使高频振荡的振幅载有消息的调制方式。 通信系统中的发送设备若采用调幅方式则称为调幅发射机,一般调幅 发射机的组成框图如图所示,工作原理是:本机振荡产生一个固定频率的 载波信号,载波信号经缓冲倍频送至振幅调制电路;话音放大电路将低频 信号(例如语音信号)放大至足够的电压送到振幅调制电路;振幅调制电 路的输出信号经高频功率放大器,高放级将载频信号的功率放大到所需的 发射功率,然后经天线输出。由调幅发射机的工作原理和给定的参数,得 (1)点频调幅发射机框图 (2)各部分的作用 本机振荡:产生频率为 MHz 4 的载波频率 缓冲级:将振荡级与调制级隔离,减小调制级对振荡级的影响;将功率放 大级与调制级隔离,减少功率放大级对调制级的影响。 低频放大级:将低频信号放大到调制器所需的电压 V1 。 调制级:将低频信号调制到载波上产生调幅信号。 匹配网络:高效率输出所需功率。
二.单元电路设计分析 1.本机振荡 本机振荡电路的输出是发射机的载波信号,它要求的振荡频率应十分 稳定,一般的 LC 振荡电路,其频率稳定度约为 10  2 10~  3 ,晶体振荡电 路的Q 值可高达数万,其频率稳定度可达 10  5 10~  6 。因此,本机振荡电 路采用晶体振荡器。 晶体振荡器的电路如图所示,电路采用负电源供电, 2C 、 1CL 、 3C 构 成直流电源滤波器。 1R 、 2R 、 4R 为晶体管的偏置电路,用以确定静态工 作点。 3R 、 2CL 构成放大器的负载, 2CL 为高频扼流圈。 1C 为基极旁路电 容, 8C 、 9C 为输出电容分压器,以减小实际负载对谐振回路的影响,该 电路又称为西勒电路。
谐振回路的总电容等于 C  1 1 C 5 1 C 4   1 C 6  C 7         1 1 20  1 2.2 1 2.8   5 1  1 C 9 1 C 8       1  1 10 1 10 pF  6.11 pF 由此,可求得该振荡器的振荡频率为 f 0  1 2  LC     1 6  2  137  10  6.11  10 12  Hz  4 MHz    2 倍频电路 倍频电路采用 1496 MC 模拟乘法器电路,只需将两个信号输入端接入 同一载波信号即可。由于调制电路也采用 1496 MC 的具体应用将在调制级介绍。 1496 MC 模拟乘法器电路,所以 3 缓冲电路 缓冲隔离级将振荡级与功放级隔离,以减小功放级对振荡级的影响, 因为功放级输出信号较大,工作状态的变化会影响振荡器的频率稳定度或 波形失真或输出电压减小。为减小级间相互影响,通常在中间插入缓冲隔 离级。缓冲隔离级经常采用射极跟随器电路,如图所示。
调节射极电阻 2ER ,可以改变射极跟随器输入阻抗,如果忽略晶体管 基极体电阻 bbr ' 的影响,则射极输出器的输入电阻 输出电阻 R i  R B ' // R  ' L   R 0 R E  1 R E 2  // r 0 式中, 0r 很小,所以可将射极输出器的输出电路等效为一个恒压源,电压 放大倍数 A V  Rg im Rg  im 1 一般情况下, 1imRg ,所以图示射极输出器具有输入阻抗高、输出阻 抗低、电压放大倍数近似于 1 的特点。晶体管的静态工作点应位于交流负 载的中点,一般取 V CEQ VCEQ 6 , V I CEQ 4 mA V 1 2 ,则 , I CQ CC  10~3 mA ,对于图示电路,若取
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