高频电子线路课程设计-小功率调频发射机.doc

课 程 设 计课程名称高频电子线路课程设计课题名称 小功率调频发射机专 业电子信息工程班 级学 号姓 名指导老师浣喜明2016年06月17日 湖南工程学院课程设计任务书 课程名称 高频电子线路 题 目 小功率调频发射机 学生姓名 专业班级 电子信息工程 学号 指导老师 浣喜明 课题审批 下达日期 2016年06月07日 一、设计内容 设计一小功率调频发射机。主要技术指标：发射功率Pa=3W； 负载电阻（天线）RL=75；中心工作频率fo=88MHZ； 调制信号幅度Vm=10mV；最大频偏fm=75KHZ； 总效率70%。二、设计要求1、 给出具体设计思路和整体设计框图；2、 绘制各单元电路电路图，并计算和选择各器件参数；3、 绘制总电路原理图； 4、编写课程设计说明书；5、课程设计说明书和所有图纸要求用计算机打印(A4纸)。三、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，确定系统组成；第47天：单元电路分析、设计；第89天：课程设计说明书撰写；第10天：整理资料，答辩。（共两周）。四、参考文献1、高频电子线路，张肃文主编.，高等教育出版社.。2、电子技术基础实验陈大钦主编,高等教育出版社出版3、高频电子线路实验与课程设计,杨翠娥主编,哈尔滨工程大学出版社出版4、通信电路沈伟慈主编,西安电子科技大学出版社出版5、电子线路设计实验测试谢自美主编, 华中理工大学出版社五、说明书基本格式1）课程设计封面； 2）设计任务书； 3）目录；4）设计思路，系统基本原理和框图； 5）单元电路设计分析； 6）设计总结； 7）附录； 8）参考文献； 9）电路原理图； 10）评分表 目 录摘要2一、课题3二、设计原理3三、主要设计指标4四、电路设计4五、总结10六、参考文献11七、小功率发射机原理图1210 摘 要 随着科技的发展和人民生活水平的提高，无线电发射机在生活中得到广泛应用，最普遍的有电台、对讲机等。人们通过无线电发射机可以把需要传播出的信息发射出去，接收者可以通过特制的接收机接受信息，最普通的模式是：广播电台通过无线电发射机发射出广播，收听者通过收音机即可接收到电台广播。 本设计为一简单功能的无线电调频发射器，相当于一个迷你型的电台，通过该发射器可以把声音转换为无线电信号发射出去，该信号频率可调，通过普通收音机接收，只要在频率适合时即可收到发射器发送出的无线电信号，并通过扬声器转换出声音。 小功率调频发射机课程设计一、课题小功率调频发射机的设计和制作二、设计原理通常小功率发射机采用直接调频方式，它的组成框图如图3.1所示。其中高频振荡级主要是产生频率稳定、中心频率符合指标要求的正弦波信号，且其频率受到外加音频信号电压调变；缓冲级主要是对调频振荡信号进行放大，以提供末级所需的激励功率，同时还对前后级起有一定的隔离作用，为避免级功放的工作状态变化而直接影响振荡级的频率稳定度；，功放级的任务是确保高效率输出足够大的高频功率，并馈送到天线进行发射。输出功率级 缓冲级调频振荡级图3.1 系统框图上述框所示小功率发射机设计的主要任务是选择各级电路形式和各级元器件参数的计算。1、 频振荡级 由于是固定的中心频率，可考虑采用频率稳定度较高的皮尔斯振荡电路。关于该电路的设计参阅高频电子线路实验讲义中实验六内容。2、缓冲级由于对该级有一定增益要求，考虑到中心频率固定，因此可采用以LC并联回路作负载的小信号谐振放大器电路。对该级管子的要求是至于谐振回路的计算，一般先根据计算出LC的乘积值，然后选择合适的C再求出L。C根据本课题的频率可取100pF200pF。1、 功放输出级为了获得较大的功率增益和较高的集电极效率，该级可采用共发射极电路，且工作在丙类状态，输出回路用来实现阻抗匹配并进行滤波，从结构简单、调节方便起见，本课题可采用型网络，计算元件参数时通常取在10以内，计算公式请参阅教材第二章。功放管要满足以下条件：三、主要技术指标发射功率: 负载电阻（天线）:中心工作频率: 调制信号幅度: 最大频偏: 总效率:四、电路设计鉴于上述设计考虑采用图4-1所示电路。在条件许可时，亦可采用MC2833单片集成电路灭设计，该集成电路工作原理请参见其规格书，应结合本课题要求对电路外围元件参数作相应计算修改。考虑到变容二极管偏置电路简单起见，采用共基电路。因要求的频偏不大，故采用变容二极管部份接入振荡回路的直接调频方式。C3为斟极高频旁路电容，R1、R2、R3、R4、R5为T1管的偏置电阻。采用分压式偏置电路既有利于工作点稳定，且振荡建立后自给负偏置效应有篮球振荡幅度的稳定。一般选为3mA左右，太小不易起振，太大输出振荡波形将产生失真。调节C9、CP可使高频线性良好。R7、R9为变容二极管提供直流偏置。调制音频信号C4、加到变容二极管改变振荡频率实现调频。振荡电压经电容C10耦合加至T2缓冲放大级。T2缓冲放大级采用谐振放大，L2和C11应谐振在振荡载波频率上。如果发现通过频带太窄或出现自激可在L2两端并联上适当电阻以降低回路Q值。该级可工作于甲类以保证足够的电压放大。T3管工作在丙类状态，既有较高的效率，同时可以防止T3管产生高频自激而引起的二次击穿损坏。调节偏置电阻可改变T3管的导通角。L3、L4、C15和C16构成型输出回路用来实现阻抗匹配并进行滤波，即将天线阻抗变换为功放管所要求的负载值，并滤除不必要的高次谐波分量。常用的输出回路还有L型、T型以及双调谐回路等。 图41 小型调频发射机电路采用间接调频的方式，其组成系统框图如图4-2所示。其正弦波振荡器一般采用高频稳度的晶体振荡器，产生的载波通过调相器后引入一个可控的附加相移，从而达到间接调频的目的。考虑到电路的复杂度故采用直接调频的方案。 1振荡级在调频振荡级可选用晶体皮尔斯振荡器产生正弦波电压。具体电路如图4-3 图4-3 等效电路图电路原理分析：皮尔斯震荡器,是并联在石英晶体谐振器的外电路电容，说明书中有说明。谐振频率基本是由晶体管内部决定，外部因素影响极小，所以其稳定性较高。相对其他电容较大，在串联中影响较小，基本由决定。 石英晶振的阻抗频率特性：石英晶振的符号和等效电路如图1-3所示：图1-3 石英晶振及等效电路由图1-3（b）可求得石英晶振的接入系数：n=Cq(C0+Cq)很小，所以外接元器件参数对石英晶振的影响很小。英晶振的频率稳定度非常高。 对于石英晶振并联谐振频率fp、串联谐振频率fs，由于CqC0很小，其值很相近，并且在其间电抗呈感性，同时具有很陡峭的电抗频率特性，曲线斜率大，从而有利于稳频。电抗频率特性曲线如图1-4所示：图1-4 石英晶振的电抗频率特性并联谐振频率：2.缓冲电路的计算一般情况下，。所以图中所示设计输出器就有输出阻抗高，输出阻抗低，电压放大倍数近似等于1的特点。晶体管的静态工作点应位于交流负载线的中点，一般去,。 取，电位器 图4-53.功率放大及匹配网络电路功率放大分为宽带和窄带放大，为了提高高频功率的效率，放大器工作在丙类状态，晶体管发射结为负偏置，由Vbb来保证。流过晶体管的电流为失真的 脉冲波形；负载为谐振回路，除了确保从电流脉冲中取出基波分量，获得正弦波形外，还能实现放大器的阻抗匹配。电路原理图如图4-6所示：图4-64.性能分析电路采用准线性分析方法。准线性放大是指仅考虑集电极输出电流中基波分量在负载两端产生输出电压的放大作用。基级电压： 集电极电压： 由图可知和是一串余弦波脉冲：其中是的直流分量N次谐波系数五、总结 这个电子制作是关于小功率调频发射机工作原理分析及其安装调试，通过这次制作我可以更好地巩固和加深对小功率调频发射机工作原理和非线性电子线路的进一步理解。学会基本的电子制作技能，提高运用理论知识解决实际问题的能力。在制作过程中，通过选取元件、确定电路形式、以及计算等等，提高了动手能力，同时通过调试来发现自己的错误并分析及排除这些故障，使我对小功率放大器的知识得到了加深！在调试过程中应该注意以下几点：(1) 用电压表测一下三个三极管的管脚电压是否满足该设计的要求。(2) 用频率计测出T1、T2、T3的发射极所发射的频率是否在12M HZ，如果不是，试着调节L1、L2、L3。(3) 如果在天线处观察波形的峰峰值不在4V的话，则应该在T2和T3的发射极的电阻上各并联一个电容，以使其提高。现在来说说电路中一些元件的作用，其中C3为基极高频旁路电容，R1、R2、R3、R4、R5为T1管的偏置电阻，R7、R9为变容二极管提供直流偏置。T3管工作在丙类状态，妈有较高的效率，赐教可以防止T3管产生高频自激而引起的二次击穿损坏。调节偏轩电阻可改变T3管的导通角。L3、L4、C15和C16构成型输出回路用来实现阻抗匹配并进行滤波，并滤除不必要的高次谐波分量。六、参考文献1、高频电子线路，张肃文主编.，高等教育出版社.。2、电子技术基础实验陈大钦主编,高等教育出版社出版3、高频电子线路实验与课程设计,杨翠娥主编,哈尔滨工程大学出版社出版4、通信电路沈伟慈主编,西安电子科技大学出版社出版5、电子线路设计实验测试谢自美主编, 华中理工大学出版社七、小功率调频发射机原理图电气信息学院课程设计评分标准环节项目评价优良中及