高頻電子線路課程設(shè)計---小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)的設(shè)計

1、<p><b>　　高</b></p><p><b>　　頻</b></p><p><b>　　電</b></p><p><b>　　子</b></p><p><b>　　線</b></p><p

2、><b>　　路</b></p><p><b>　　課</b></p><p><b>　　程</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　計</b></p><p>　

3、　設(shè)計題目：小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)的設(shè)計</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘要……………………………………………………………………… 3</p><p>　　1．調(diào)幅發(fā)射機(jī)的主要性能指標(biāo)……………………………………… 4</p><p>　　2．調(diào)幅發(fā)射機(jī)的原理和框圖………………………………

4、…………… 4</p><p>　　2.1調(diào)幅發(fā)射機(jī)方框圖………………………………………………　 4</p><p>　　2.2調(diào)幅發(fā)射機(jī)的電路形式及工作原理………………………………　5</p><p>　　2.2.1 高頻振蕩器電路……………………………………………… 5</p><p>　　2.2.2 隔離放大電路……………………………

5、…………………… 6</p><p>　　2.2.3 受調(diào)放大級電路……………………………………………… 6</p><p>　　2.2.4 話筒和音頻放大電路………………………………………… 7</p><p>　　2.2.5 傳輸線與天線………………………………………………… 8</p><p>　　2.2.6 功率放大級電路……

6、………………………………………… 8</p><p>　　2.2.7 傳輸線與天線………………………………………………… 9</p><p>　　3. 電路調(diào)試……………………………………………………………… 9</p><p>　　3.1 本振級調(diào)試………………………………………………………… 9</p><p>　　3.2 放大級調(diào)

7、試………………………………………………………… 9</p><p>　　3.3 末級調(diào)試…………………………………………………………… 9</p><p>　　3.4 通調(diào)………………………………………………………………… 9</p><p>　　4. 心得體會……………………………………………………………… 10</p><p>　　參考

8、文獻(xiàn)……………………………………………………………………12</p><p>　　附錄一………………………………………………………………………13</p><p>　　附錄二………………………………………………………………………14</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)常用于通信

9、系統(tǒng)和其他無線電系統(tǒng)中，特別是在中短波廣播通信的領(lǐng)域里更是得到了廣泛應(yīng)用。原因是調(diào)幅發(fā)射機(jī)實(shí)現(xiàn)條幅簡便，調(diào)制所占的頻帶寬，并且與之對應(yīng)的調(diào)幅接收設(shè)備簡單，所以調(diào)幅發(fā)射機(jī)廣泛用于廣播發(fā)射。</p><p>　　本課題的設(shè)計目的是要求掌握最基本的小功率調(diào)幅發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計、調(diào)試與安裝對各級電路進(jìn)行詳細(xì)的探討。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】：小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī) 設(shè)計 調(diào)試</p>

10、<p>　　調(diào)幅發(fā)射機(jī)的主要性能指標(biāo)</p><p>　　由于調(diào)幅發(fā)射機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)幅簡便，調(diào)制所占的頻帶窄，并且與之對應(yīng)的調(diào)幅接收設(shè)備簡單，所以調(diào)幅發(fā)射機(jī)廣泛地應(yīng)用于廣播發(fā)射。調(diào)幅發(fā)射機(jī)的主要性能指標(biāo)如下：</p><p>　　工作頻率范圍：調(diào)幅制一般適用于中、短波廣播通信，其工作頻率范圍為300kHz~30MHz。</p><p>　　發(fā)射功率：一般是指發(fā)

11、射機(jī)送到天線上的功率。只有當(dāng)天線的長度與發(fā)射頻率的波長可比擬時，天線才能有效地把載波發(fā)射出去。</p><p>　　調(diào)幅系數(shù)：調(diào)幅系數(shù)ma是調(diào)制信號控制載波電壓振幅變化的系數(shù)，ma的取值范圍為0~1，通常以百分?jǐn)?shù)的形式表示，即0%~100%。</p><p>　　非線性失真（包絡(luò)失真）：調(diào)制器的調(diào)制特性不能跟調(diào)制電壓線性變化而引起已調(diào)波的包絡(luò)失真為調(diào)幅發(fā)射機(jī)的非線性失真，一般要求小于10%

12、。</p><p>　　線性失真：保持調(diào)制電壓振幅不變，改變調(diào)制頻率引起的調(diào)幅度特性變化稱為線性失真。</p><p>　　噪聲電平：噪聲電平是指沒有調(diào)制信號時，由噪聲產(chǎn)生的調(diào)制度與信號最大時間的調(diào)幅度比，廣播發(fā)射機(jī)的噪聲電平要求小于0.1%，一般通信機(jī)的噪聲電平要求小于1%。</p><p>　　調(diào)幅發(fā)射機(jī)的原理和框圖</p><p>　　

13、2.1 調(diào)幅發(fā)射機(jī)方框圖</p><p>　　一條調(diào)幅發(fā)射機(jī)的組成框圖如下圖圖2-1所示，</p><p>　　圖2-1調(diào)幅發(fā)射機(jī)方框圖 </p><p>　　2.2調(diào)幅發(fā)射機(jī)的電路形式及工作原理</p><p>　　調(diào)幅發(fā)射機(jī)工作原理是：第一本機(jī)振蕩產(chǎn)生一個固定頻率的中頻信號，它的輸出送至調(diào)制

14、器；話音放大電路放大來自話筒的信號，其輸出也送至調(diào)制器；調(diào)制器輸出是已調(diào)幅了的中頻信號，該信號經(jīng)中頻放大后與第二本振信號混頻；第二本振是一頻率可變的信號源，一般選第二本振頻率fo2是第一本振f1與發(fā)射載頻foc之和，混頻器輸出經(jīng)帶通或低通濾波器濾波，是輸出載頻fc=fo2-fo1;功放級將載頻信號的功率放大到所需發(fā)射功率。</p><p>　　2.2.1高頻振蕩器電路</p><p>　　

15、電路如下圖圖2-2所示，振蕩器是無線電發(fā)射的心臟部分高頻振蕩器的主要作用是產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的載波,它的頻率叫做載頻。 </p><p>　　由于晶體穩(wěn)定性好，Q值高，故頻率穩(wěn)定度也高。因此，主振級(高頻振蕩器)采用晶體振蕩器，滿足所需的頻率穩(wěn)定度。此電路中其工作在較低的7MHZ頻率，一般晶體振蕩器都能實(shí)現(xiàn)，且具有一定的輸出電壓，而其頻率穩(wěn)定度高，無須進(jìn)行倍頻。</p><p>　　頻率輸出需要

16、通過C4微調(diào)。C1、C2為回路電容，改變C8可以改變耦合程度，R1、R2為偏置電阻，R3為集電極負(fù)載電阻，R4為發(fā)射極電阻，C3為旁路電阻，Z1為高頻扼流圈，C6、C7為電容去耦電容。</p><p>　　圖2-2高頻振蕩器電路</p><p>　　2.2.2 隔離放大電路</p><p>　　電路如下圖圖2-3所示。該電路采用自給負(fù)偏壓方式，通過R4可改變電位器改

17、變負(fù)偏壓大小?；芈分C振在工作頻率，通過改變變壓器B1耦合輸出。Z2、Z3為高頻扼流圈，C10為旁路電容，C11、C12為回路電容，C16、C17為耦合電容，C14、C15為電源去耦電容。</p><p>　　圖2-3 隔離放大電路</p><p>　　2.2.3 受調(diào)放大級電路</p><p>　　圖2-4 受調(diào)放大級電路</p><p>　

18、　電路如上圖圖2-4所示。末級采用串聯(lián)饋電的方式。為了有較高的效率，本級利用集電極電流的直流分量在基極偏置電阻上產(chǎn)生所需要的負(fù)偏壓，使其工作在丙類狀態(tài)。輸出回路采用變壓器耦合式諧振回路，利用電感抽頭實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，調(diào)整末級功放的工作狀態(tài)，從而達(dá)到有效的集電極調(diào)幅，有最佳的功率輸出。為加強(qiáng)耦合度，可在變壓器初次級之間接一個小耦合電容C22,C20和C21為回路電容。</p><p>　　受調(diào)放大電路的輸出波形如下圖圖

19、2-5所示：</p><p>　　圖2-5 受調(diào)放大級的輸出波形</p><p>　　2.2.4 話筒和音頻放大電路</p><p>　　如下圖圖2-6所示：音頻放大器采用LA4101。電源由14腳接入，3腳接地，10腳與地之間接去耦電容C20，12腳與地之間接有源濾波退耦電容C21。信號由9腳輸入，經(jīng)放大后由1腳經(jīng)數(shù)出電容C26送到受調(diào)放大級。6腳到地之間接入C

20、19和Rf組成的負(fù)反饋電路，決定放大倍數(shù)的大小。Rf越小，電路增益越高；反之，增益越小。13、14之間接入自舉電容C24 、C22和C23，以防止產(chǎn)生寄生振蕩。</p><p>　　圖2-6話筒和音頻放大電路</p><p>　　2.2.5 傳輸線與天線</p><p>　　這部分的作用是把已調(diào)高頻信號由傳輸線送至天線，變成電磁波，輻射到空間去，實(shí)現(xiàn)無限電波的發(fā)射。

21、</p><p>　　2.2.6 功率放大級電路</p><p>　　圖2-7 功率放大級電路</p><p>　　2.2.7 整體電路設(shè)計</p><p>　　小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)整體電路設(shè)計如下圖圖2-8</p><p>　　圖2-8 小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)整體電路設(shè)計圖</p><p><b&

22、gt;　　3、電路調(diào)試</b></p><p><b>　　3.1本振級調(diào)試</b></p><p>　　按設(shè)計電路安裝后，將后級斷開，調(diào)整晶體管的工作點(diǎn)，使振蕩管靜態(tài)電流為3mA左右；適當(dāng)調(diào)整C4，輸出頻率為7MHz，幅度為3V的正弦波。</p><p>　　3.2 放大級調(diào)試</p><p>　　將前級

23、的振蕩輸出通過耦合電容接入放大器的輸入端，斷開末端，接入約80的假負(fù)載；在B1的次級，改變回路電容CL1，使電表讀數(shù)指示最小，即回路對工作頻率發(fā)生諧振；然后改變變壓器抽頭，使放大器工作在臨界狀態(tài)，在假負(fù)載上輸出約200MW的功率。</p><p><b>　　3.3 末級調(diào)試</b></p><p>　　前兩級調(diào)試通過后，通過耦合電容接入末級輸入，并按天線的等效電阻

24、接入B2的次級，調(diào)整回路電容C20，使回路諧振，集電極電流指示最小，將調(diào)制信號短路，改變抽頭，使載波最大點(diǎn)工作于臨界狀態(tài)，輸出功率大于0.5W，且有較好的正弦波輸出。</p><p><b>　　3.4 統(tǒng)調(diào)</b></p><p>　　由于將最后一級接上后，其輸入阻抗不可能就等于假負(fù)載的阻值，因而接入電路后，會改變前級的反射阻抗，使其回路失諧，影響工作波形和輸出，

25、所以必須進(jìn)行統(tǒng)調(diào)。重新改變抽頭位置，逐次對Cl1、Cl2進(jìn)行調(diào)整，且改變級間耦合電容，反復(fù)調(diào)試，達(dá)到要求為止。</p><p>　　最后將末級電源斷開，接入另一級電源進(jìn)行模擬調(diào)制，調(diào)試時要注意觀察調(diào)制特性，即逐級改變末級直流電壓后，觀察末級集電極回路電表指示的變化。若在均勻改變電源電壓的過程中，電流表指示均勻變化沒有突變的現(xiàn)象，則在允許調(diào)幅度的情況下，有較好的調(diào)制特性，如果調(diào)制特性不好，則說明末級工作狀態(tài)不對，應(yīng)

26、改變B2的抽頭，重新使載波的最大點(diǎn)工作在臨界狀態(tài)。調(diào)好后，接入1KHz的調(diào)制信號，觀察調(diào)幅波形，改變音頻信號發(fā)生器輸出電壓，使音頻電壓幅值變化，觀察包絡(luò)的變化，則調(diào)試完畢。在調(diào)試過程中，會出現(xiàn)輸出功率不夠，輸出波形不純，有諧波分量等問題，需細(xì)心調(diào)試。</p><p><b>　　4、心得體會</b></p><p>　　通過認(rèn)真進(jìn)行該課程設(shè)計使我建立無線電發(fā)射機(jī)的整機(jī)

27、概念，了解發(fā)射機(jī)整機(jī)各單元電路之間的關(guān)系及相互影響，能正確設(shè)計、計算發(fā)射機(jī)的各個單元電路：主振級、激勵級、輸出級、調(diào)制級、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)及音頻放大器。初步掌握小型調(diào)幅波發(fā)射機(jī)的調(diào)整及測試方法。</p><p>　　在設(shè)計電路時，要首先將總體電路分成若干個不子模塊，使每個模塊有各自的不同的任務(wù)；再對各相對簡單的子模塊進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計；最后將各個子電路組合在一起完成整個電路。這樣做法分工明確，層次清晰，使設(shè)計者能更宏觀的把

28、握設(shè)計的總體步驟 。而且設(shè)計單獨(dú)的子電路降低了工作難度，使設(shè)計工作更有條理性。在檢查電路時，也可根據(jù)各種情況分析是哪個子系統(tǒng)出了問題，再單獨(dú)檢查該出問題系統(tǒng)，可以提高檢查的效率。增強(qiáng)了用protel繪制原理圖的能力，對畫圖的步驟和方法進(jìn)行了復(fù)習(xí)鞏固。</p><p>　　在設(shè)計過程中遇到問題，我先思考找出問題所在，然后在去圖書館或上網(wǎng)查資料，或者是請教同學(xué)，在這個過程中對以前學(xué)的知識有了更深刻的了解，也明白了所學(xué)

29、知識的應(yīng)用范圍，收獲不少。</p><p>　　通過這次課程設(shè)計，我學(xué)會了把書本在知識和實(shí)際的電路聯(lián)系起來，這就是理論結(jié)合實(shí)際，雖然這次設(shè)計電路時磕磕碰碰，但用到的知識反映了書中的核心知識點(diǎn)，我想這對我們以后的學(xué)習(xí)有很大的促進(jìn)作用。在整個設(shè)計過程中，我們通過這個方案包括設(shè)計了一套電路原理和用protel連接圖，以前對知識的了解僅限于理論知識，而且是有的能夠理會，有的卻保持是懂非懂的狀態(tài)。對于器件就不知道有什么用途

30、，也就更加難以理解。但這一周之后，我對電子技術(shù)有了更深的理解，知道了自己的不足，同時也明白了所學(xué)知識的重要性，培養(yǎng)了自己對課程學(xué)習(xí)的興趣。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 《電子線路設(shè)計·實(shí)驗(yàn)·測試》 ，謝自美主編，華中科技大學(xué)出版社</p><p>　　[2] 《高頻電子線路實(shí)驗(yàn)與

31、課程設(shè)計》，楊翠娥主編，哈爾濱工程大學(xué)出版社</p><p>　　[3] 《高頻電路設(shè)計與制作》，何中庸譯，科學(xué)出版社</p><p>　　[4] 《模擬電子線路》Ⅱ，謝沅清主編，成都電子科大</p><p>　　[5] 《高頻電子線路》第三版，張肅文主編，高教出版社</p><p>　　[6] 《高頻電子線路輔導(dǎo)》，曾興雯 陳健 劉乃安主編