高頻期中論文

1、<p>　　小功率調(diào)幅發(fā)射機電路的設計 </p><p><b>　　一、設計目的</b></p><p>　　1．了解無線電通信原理</p><p>　　2．熟悉調(diào)幅廣播和超外差接收的方框圖</p><p>　　3．學會小功率發(fā)射機的安裝與調(diào)試技術</p><p><b>　

2、　二、儀器與器材</b></p><p>　　儀器設備：示波器一臺，直流穩(wěn)壓電源一臺，超外差收音機一部，錄音機一部，萬用表一塊。</p><p>　　元器件：瓷片電容：0.01µF×7、120P、300P、68P；電解電容：10µF×2、100µF；電阻：6.2KΩ×3、33KΩ×2、56Ω、1KΩ×

3、;2、8.2KΩ、10KΩ、2KΩ、150Ω、680KΩ、47KΩ、220Ω；電位器：1KΩ；三極管：3DG6B×2、3DG12B；變壓器：TTL-3型×3；耳機插孔；自制天線。</p><p>　　三、小功率調(diào)幅法設計設計方案  </p><p>　　調(diào)幅發(fā)射機的設計原則 </p><p>　?。ㄒ唬┓娇驁D 下圖為最基本的調(diào)幅發(fā)射機的

4、方框圖。</p><p>　?。ǘ┘夹g指標 調(diào)幅發(fā)射機的主要技術指標：載波頻率 ，載波頻 率的穩(wěn)定度，輸出負載電阻RL，發(fā)射功率PL，發(fā)射機效率，調(diào)幅系數(shù)ma，調(diào)制頻率F。 </p><p>　　1.發(fā)射功率 發(fā)射功率一般是指發(fā)射機輸送到天線上的功率。只有當天線的長度與發(fā)射機高頻振蕩的波長λ相比擬時，天線才能有效地把載波發(fā)射出去。波長與頻率的關系為：λ= c/f。式中， c為電磁波傳播速

5、度，c=3×108m/s。 若接收機的靈敏度Us=2μV，則通信距離s與發(fā)射功率PA的關系為 表1小功率發(fā)射系統(tǒng)的功率與通信距離的關系 </p><p>　　2. 工作頻率或波段發(fā)射機的工作頻率應根據(jù)調(diào)制方式，在國家或有關部門所規(guī)定的范圍內(nèi)選取。對調(diào)頻發(fā)射機，工作頻率一般在超短波（30-300MHZ）范圍內(nèi)；對調(diào)幅發(fā)射機一般在中頻（0.3-3MHZ）和高頻（3-30MHZ）范圍內(nèi)。</p>

6、<p>　　3. 總效率發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射的總功率PA與其消耗的總功率P’c之比稱為發(fā)射系統(tǒng)的總效率 </p><p>　?。ㄈ╇娐沸褪竭x擇調(diào)幅發(fā)射機是由主振器，緩沖級，高頻電壓放大器，振幅調(diào)制器，高頻功率放大器等電路組成。 </p><p>　　1. 主振器主振器就是高頻振蕩器，根據(jù)載波頻率的高低，頻率穩(wěn)定度來確定電路型式。高頻電子線路所討論的工作頻率是幾百千赫到幾百兆赫，而課程

7、設計所設計的最高頻率受到實驗條件的限制，一般選在30兆赫以下。 電容三點式振蕩器的輸出波形比電感三點式振蕩器的輸出波形好。這是因為電容三點式振蕩器中，反饋是由電容產(chǎn)生的，高次諧波在電容上產(chǎn)生的反饋壓降較小，輸出中高頻諧波小；而在電感三點式振蕩器中，反饋是由電感產(chǎn)生的，高次諧波在電感上產(chǎn)生的反饋壓降較大。另外，電容三點式振蕩器最高工作頻率一般比電感三點式振蕩器的高。 這是因為在電感三點式振蕩器中，晶體管的極間電容與回路電感相并聯(lián)，在頻率高

8、時可能改變電抗的性質(zhì)；在電容三點式振蕩器中，極間電容與電容并聯(lián)，頻率變化不改變電抗的性質(zhì)。因此振蕩器的電路型式一般采用電容三點式。在頻率穩(wěn)定度要求不高的情況下，可以采用克拉潑，西勒電路。頻率穩(wěn)定度要求高的情況下，可以采用晶體振蕩器，也可以采用單片集成振蕩電路。 頻率穩(wěn)定度是振蕩器的一項十分重要的技術指標，表示一定時間范圍內(nèi)或一定的溫度、濕度、電源電壓等變化范圍內(nèi)振蕩頻率的相對變化程度，振蕩頻率的相對變化量越小，則表明振蕩</p&g

9、t;<p>　　2. 高頻電壓放大器 高頻電壓放大器的任務是將振蕩電壓放大以后送到振幅調(diào)制器，可以選用高頻調(diào)諧放大器。需要使用幾級放大器要看振幅調(diào)制器選擇什么樣的電路型式。如果選用集成模擬乘法器作振幅調(diào)制器，輸入信號是小信號。當振蕩器輸出電壓能夠滿足要求時，可以不加高頻電壓放大器。如果采用集電極調(diào)幅電路，就要使用一至二級高頻電壓放大器，以滿足集電極調(diào)幅的大信號輸入。諧振放大器的調(diào)試方法與阻容耦合放大器相同，首先應調(diào)整每一級

10、所需的直流工作點，但要注意一點：在多級諧振放大器中，由于增益高，容易引起自激振蕩。因此，在測試其直流工作點時，應先用示波器觀察一下放大器的輸出端是否有自激振蕩波形。如果已經(jīng)有自激振蕩，應先設法排除它，然后再測試其直流工作點。否則，所測數(shù)據(jù)是不準確的。對于調(diào)諧放大器的頻率特性、增益及動態(tài)范圍的調(diào)整及測試，一般有兩種方法，一種是逐點法；一種是掃頻法。后者比較簡單、直觀。但由于其頻標較粗，對于窄帶調(diào)諧放大器難以精確測試。 </p>

11、<p>　　3. 振幅調(diào)制器 振幅調(diào)制器的任務是將所需傳送的信息“加載”到高頻振蕩中，以調(diào)幅波的調(diào)制形式傳送出去。通常采用低電平調(diào)制和高電平調(diào)制兩種方式。采用模擬乘法器實現(xiàn)調(diào)制的方法是屬于低電平調(diào)制，輸出功率小，必須使用高頻功率放大器才能達到發(fā)射功率的要求。采用集電極調(diào)幅電路實現(xiàn)調(diào)制的方式屬于高電平調(diào)制。如果集電極調(diào)幅電路的輸出功率能夠滿足發(fā)射功率的要求，就可以在調(diào)制級將信號直接發(fā)射出去。</p><p

12、>　　4．高頻功率放大器 高頻功率放大器是調(diào)幅發(fā)射機的末級，它的任務是要給出發(fā)射機所需要的輸出功率。本設計研究的是小功率調(diào)幅發(fā)射系統(tǒng)，通常采用丙類功率放大器，如果一級不能滿足指標要求，可以選用兩級。一般末級功率放大器工作在臨界狀態(tài)，中間級可以工作在弱過壓狀態(tài)。調(diào)幅發(fā)射機的各單元電路可以用分立元件組成的電路完成，也可以用集成電路來完成。 [U]二．設計任務 技術指標：載波頻率f0 =10MHZ，載波頻率穩(wěn)定度不低于10-3，輸出負載

13、RL=50Ω，總的輸出功率PA=200mW，調(diào)幅系數(shù)平均值ma=30%。 調(diào)制頻率F=20Hz~20kHz.。</p><p><b>　　四、設計電路</b></p><p>　　圖 是一個小功率調(diào)幅發(fā)射機的電路。其特點是電路簡單、取材方便、調(diào)試容易、實驗效果良好?？捎脕碜髡{(diào)幅廣播與接收、無線電話等多項實驗。該電路由低頻振蕩(低頻放大)、高頻振蕩及調(diào)制發(fā)射三部分電路

14、組成。</p><p>　　圖  小功率調(diào)幅發(fā)射機電路</p><p>　　其中晶體管VTl及其外圍元件構成RC移相振蕩器。F=1/（2πRC）=1KHz,輸出的信號作為低頻調(diào)制信號。當插頭插入插口CK后，RC振蕩器變?yōu)榈皖l放大器,可由外部輸入音頻信號經(jīng)放大后作為低頻調(diào)制信號。RW、C5構成交流負反饋網(wǎng)絡，調(diào)節(jié)RW可連續(xù)地改變交流負反饋的強度，從而改變了放大器的增益，因此改變了輸

15、出的低頻振蕩信號或音頻信號的幅度，所以RW可作為調(diào)幅度調(diào)節(jié)電位器。變壓器Trl可采用收音機中低放電路的輸入變壓器。晶體管VT2及其外圍元件構成電容三點式振蕩器，該電路輸出的高頻等幅正弦信號作為高頻載波fC。電感Ll采用TTL-3中周的初級線圈。晶體管VT3及其外圍元件構成調(diào)制發(fā)射電路。由于硅管發(fā)射結的門限電壓高，為提高調(diào)制靈敏度和減小調(diào)制失真，給VT3的發(fā)射結加上了適當?shù)恼蚱珘?0.4～0.5V)，使其工作狀態(tài)接近于乙類。</p

16、><p>　　當?shù)皖l調(diào)制信號F和高頻載波fC同時加到VT3的基極上時，由于發(fā)射結的非線性，使輸出電流中除了基波分量F和fC外，還產(chǎn)生了一系列諧波分量，包括差頻分量(fC－F)及和頻分量(fC+F)。將VT3的集電極負載LC回路調(diào)諧在載波頻率fC上，因LC回路的選頻作用，該回路便產(chǎn)了由fC、(fC－F)、(fC+F)所組成的調(diào)幅信號。調(diào)幅信號由天線發(fā)射出去。電感L2采用TTL-3中周的初級線圈。</p>

17、<p><b>　　五、設計制作步驟</b></p><p>　　1．按圖 自制電路板一塊;</p><p>　?。玻畽z查、處理元件。</p><p><b>　?。常娐返恼{(diào)整</b></p><p>　?。?）檢查電路的安裝有無錯誤；</p><p>　?。?）

18、接通電源,調(diào)整電阻R3,使IC1=2mA。將示波器接在測試點①（VT1的集電極）上,電路常時可顯示出F=1kHz的正弦波。若無正弦波出現(xiàn)，需調(diào)節(jié)RW提高放大器的增益，以使電路起振。調(diào)節(jié)RW觀察振蕩波形幅度的連續(xù)變化，其峰一峰值電壓最大可達1OV左右。</p><p>　?。?）斷開電容C6，調(diào)整調(diào)整電阻R6，使IC2=0.6～0.8mA。</p><p>　　（4）接上C6，將示波器接到測

19、試點②（VT2的集電極）上，電路正常時可顯示出fC=750KHz、VP-P=10V以上的正弦波。調(diào)節(jié)LI的磁芯可微調(diào)fC；若較大范圍地改變fC，需改變C8或C9。</p><p>　?。?）調(diào)整R13，使VB3=0.4～0.5V。</p><p>　　3． 以上調(diào)試完畢，電路工作正常后，就可以進行相關的實驗操作了。利用示波器測出F、fC的頻率，分別觀察測試點③、④、⑤上的波形。測試點③上為

20、F、fC線性疊加的波形；電路正常時，測試點④上可觀察到由fC、（fC－F）、（fC+F）所組成的調(diào)幅信號的波形，適當調(diào)節(jié)RW及L2的磁芯，可得到VP-P達20V左右且不失真的調(diào)幅波。調(diào)節(jié)RW可連續(xù)穩(wěn)定地改變調(diào)幅度。測試點⑤上是由發(fā)射結對測試點③上線性疊加倍號高頻整流后產(chǎn)生的脈沖電壓波形。將測試點①、②、③、④、⑤上的波形畫下來，根據(jù)測試結果，總結調(diào)幅電路的工作原理。</p><p>　　該電路由低頻振蕩(低頻放大

21、)、高頻振蕩及調(diào)制發(fā)射三部分電路組成。</p><p><b>　　低頻振蕩部分</b></p><p>　　頻率在10Hz以下的振蕩器采用RC振蕩器是很適合的。這里采用齊納二極管來穩(wěn)定輸出幅度，輸出的峰-峰電壓可在0～4V間調(diào)整，頻率為6.5Hz。如采用圖中括弧內(nèi)的數(shù)值，頻率可低至0.01Hz。振蕩器吸取的電流約為3mA。</p><p>&

22、lt;b>　　低頻振蕩電路</b></p><p>　?。?）高頻振蕩電路部分  電路如圖所示。高頻振蕩器的主振級由VT1、VT2組成。正反饋經(jīng)R1、SJT、C1～C4型選頻網(wǎng)絡加到VT1的基極，VT1為射極跟隨器，以提供高輸入阻抗，保證石英晶體SJT能穩(wěn)定的工作。VT2為具有一定放大能力的反相器，其輸出作為VT1的反饋源。主振級的輸出，加到由VT3、VT4構成的直流負反饋的放大整形

23、電路，輸出為矩形波。VT5為限幅跟隨器，它以低輸出阻抗向輸出Uo和告警電路提供高頻信號。由于最后采取了限幅措施，所以高頻幅度不需要調(diào)整就可以保證處于額定電平范圍之內(nèi)。</p><p>　　根據(jù)載波頻率的高低，頻率穩(wěn)定度來確定電路型式。高頻電子線路所討論的工作頻率是幾百千赫到幾百兆赫，而課程設計所設計的最高頻率受到實驗條件的限制，一般選在30兆赫以下。 </p><p>　　電容三點式振蕩器

24、的輸出波形比電感三點式振蕩器的輸出波形好。這是因為電容三點式振蕩器中，反饋是由電容產(chǎn)生的，高次諧波在電容上產(chǎn)生的反饋壓降較小，輸出中高頻諧波??；而在電感三點式振蕩器中，反饋是由電感產(chǎn)生的，高次諧波在電感上產(chǎn)生的反饋壓降較大。另外，電容三點式振蕩器最高工作頻率一般比電感三點式振蕩器的高。</p><p><b>　　高頻振蕩電路 </b></p><p>　?。?）調(diào)制

25、發(fā)射電路部分</p><p>　　振幅調(diào)制器的任務是將所需傳送的信息“加載”到高頻振蕩中，以調(diào)幅波的調(diào)制形式傳送出去。通常采用低電平調(diào)制和高電平調(diào)制兩種方式。采用模擬乘法器實現(xiàn)調(diào)制的方法是屬于低電平調(diào)制，輸出功率小，必須使用高頻功率放大器才能達到發(fā)射功率的要求。采用集電極調(diào)幅電路實現(xiàn)調(diào)制的方式屬于高電平調(diào)制。如果集電極調(diào)幅電路的輸出功率能夠滿足發(fā)射功率的要求，就可以在調(diào)制級將信號直接發(fā)射出去。</p>

26、<p><b>　　調(diào)制發(fā)射電路</b></p><p>　　五、 小功率發(fā)射機的應用</p><p>　　發(fā)射機就是可以將信號按一定頻率發(fā)射出去的裝置。是一個比較籠統(tǒng)的概念。廣泛應用與電視，廣播，雷達等各種民用，軍用設備。</p><p>　　下面的應用是地市級廣播電臺傳輸與覆蓋系統(tǒng)設計與實踐</p><p&

27、gt;　　小功率調(diào)頻多點同頻發(fā)射</p><p>　　1.方案的提出   </p><p>　　根據(jù)承德市所轄縣區(qū)地域廣闊、屬于山區(qū)和丘陵地帶、人口多集中于縣城，農(nóng)村人口分散，受地理環(huán)境、頻率資源、資金匱乏、技術維護等因素以及調(diào)頻大功率覆蓋的技術性制約，在縣城不適合建立大功率調(diào)頻發(fā)射臺。因此我們設計并實施了“小功率調(diào)頻多點同頻發(fā)射”系統(tǒng)。 2.設計方案 &

28、#160;（1）在雙橋區(qū)以外的十個縣區(qū)每個縣區(qū)分別建立承德電臺兩套節(jié)目、兩個頻率（93.8MHz、97.6MHz）的調(diào)頻發(fā)射臺； （2）采用調(diào)頻小功率（50-100W）多點（10個縣區(qū)）同頻發(fā)射的方式覆蓋，實現(xiàn)兩套廣播節(jié)目對縣區(qū)所在地縣城的無線覆蓋。</p><p><b>　　3、技術制作</b></p><p>　　調(diào)頻同頻覆蓋技術的本身并不復雜，其關鍵是如何盡

29、可能的避免或減少同頻干擾，因為在一般情況下，若采用調(diào)頻同頻發(fā)射的方式在各自所覆蓋的區(qū)域的交匯點將可能出現(xiàn)相互干擾，解決的方法是：在滿足有效覆蓋區(qū)域正常收聽的前提下，合理的選擇發(fā)射機的發(fā)射功率、發(fā)射天線高度和相鄰各發(fā)射點之間的距離，根據(jù)覆蓋區(qū)域的地理情況、人口分布情況進行設計來避開同頻干擾。 </p><p>　　根據(jù)上述技術要求，按平坦地由空間損耗時接收場強進行設計，設計發(fā)射天線h1高度為30米，增益為6dB（換

30、算成放大倍數(shù)為10㏒×6dB=4），饋線效率取0.8，發(fā)射機標稱輸出功率為100W，接收按用戶直接接收考慮，接收天線h2按0.5米計算，頻率按93.8MHZ計算。 經(jīng)以上理論計算可知在最大直視距離25.5Km處的場強（21dBμV/m），低于最低可用場強（行業(yè)標準農(nóng)村為54dBμV/m）及服務場強即最低可收聽場強（一般在35dBμV/m以上），在有效覆蓋區(qū)域的最低場強和最大視距區(qū)域場強均符合設計要求,另外在工程實踐中由于

31、發(fā)射機實際輸出功率要低于標稱功率再加之山區(qū)傳輸?shù)乃p問題，在上述點的實際場強值還將要低于理論設計值。因此在有效覆蓋區(qū)域內(nèi)，兩個發(fā)射臺的相鄰覆蓋點即在各自半徑為25.5km的范圍內(nèi)將不會形成同頻干擾情況的，而在有效覆蓋區(qū)域內(nèi)的場強（75dBμV/m）又遠高于行業(yè)標準最低可用場強（54dBμV/m）所以在有效覆蓋區(qū)域內(nèi)是可以滿足正常的收聽。因此技術方面是可行的。</p><p><b>　　六、結束語<

32、;/b></p><p>　　廣播電臺的無線、有線、衛(wèi)星和互聯(lián)網(wǎng)四種傳輸覆蓋形式，以傳統(tǒng)的方式、發(fā)展的技術、未來的趨勢從各自的特點充分發(fā)揮優(yōu)勢實現(xiàn)著傳輸和覆蓋，作為地市級廣播電臺，要實現(xiàn)信號的廣域傳輸和系統(tǒng)的覆蓋，必須是傳送與發(fā)射、有線與無線、多頻與同頻、調(diào)頻與調(diào)幅互補相依的共同行為，用中波、調(diào)頻進行無線發(fā)射覆蓋仍然是目前主要的受眾渠道,今后廣播無線發(fā)射覆蓋、有線傳輸覆蓋和網(wǎng)絡交互覆蓋取長補短、相互促進是廣

33、播電臺的發(fā)展方向,廣播與互聯(lián)網(wǎng)相結合、廣播的無線和有線相互補充是未來廣播技術發(fā)展的必然趨勢,廣播節(jié)目從采編播出到發(fā)射覆蓋的全系統(tǒng)數(shù)字化將是廣播電臺的主要技術形式和技術目標。</p><p><b>　　防災科技學院</b></p><p><b>　　高頻電子技術</b></p><p><b>　　期中論文&l