调幅发射机设计报告

电工电子课程设计课题名称： 调幅发射机设计报告 所在院系： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导老师： 时 间： 2009年11月 目录第一章 对调幅发射机的认识和了解.3第二章 条幅发射机的设计选择及其原理框图.4第一节 方案的选择.4一 设计选择的原因.4二 功率分配及电源电压的确定.4三 各级晶体管的选择.4四 放大级管子的选择.4第二节 条幅发射机方框图.5第三章 条幅发射机的电路形式及工作原理.6第一节 高频振荡器电路.6第二节 隔离放大电路.7第三节 受调放大级电路.7第四节 话筒和音频放大电路.8第五节 传输线与天线.9第四章 条幅发射机各级电路的计算及调试.10第一节 各级电路的计算.10一 被调级参数的计算.10二 放大级的计算.10三 震荡级的计算.10第二节 电路的调试.10一 本振级调试.10二 放大级调整.11三 末级调试.11四 统调.11第五章 心得体会.12第六章 参考文献.13第七章 总电路图14第一章 对调幅发射机的认识和了解发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制，将其变为在某一衷心频率上具有一定宽度，适合通过天线发射的电磁波。通常，发射机包括三个部分：高频部分，低频部分，和电源部分。高频部分一般包括主振荡器，缓冲放大，倍率器，中间放大，功放推动级与末级功放。主振荡器的作用是产生频率稳定的载波。为了提高频率稳定性，主振级往往采用石英晶体振荡器，并在它后面加上缓冲级，以消弱后级对主振器的影响。低频部分包括话筒，低频电压放大级，低频功率放大级与末级低频功率放大级。低频信号通过逐渐放大，在末级功放处活得所需的功率电平，以便对高频末级功率放大器进行调制。因此，末级低频功率放大级也叫调制器。调制是将要传送的信息装载到某一高频（载频）信号上去的过程。所以末级高频功率放大级则成为受调放大器。第二章 条幅发射机的设计选择及其原理框图第一节 方案的选择一 设计选择的原因根据课程设计要求，其工作频率为7MHz,输出频率为0.5W，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，课选用最近本的发射机结构。该结构由主振，放大和调级构成。由于晶体稳定性好，Q值很高，故频率稳定度也很高。因此，主振级采用晶体振荡器，满足所需的频率稳定度。末级采用串联馈电的方式。由于电源靠近的一端，杂散电容小，从而对回路的影响也小，使电路稳定工作。有了较高的效率，本级采用基级电流的直流分量在基级偏置电阻上产生所需要的负偏压，使其工作在丙类状态。输出回路采用变压器耦合式谐振回路，利用电感抽头实现阻抗匹配，调整末级功放管的工作状态，从而达到有效的集电极条幅，有最佳的功率输出。由于本机输出载波功率为0.5W，所以，只需一级功率放大器就能达到要求；而其工作在较低的7MHz频率，一般晶体振荡器都能实现，且具有一定的输出电压，而且频率稳定度高，无需进行倍频。为了提高工作效率，采用丙类集电极调幅方式。因而，本机由最基本的发射机所应有的三级构成。二 功率分配及电源电压的确定本机输出的最大功率Po,max=(1+ma)2*Po=4*Po=4*0.5W=2W.设输出变压器的效率=0.8，则末级功率放大器最大输出功率为Po,max=2W/0.8=2.5W,取功率放大器管功率增益为Ap=13dB(20倍）。则末级的最大激励功率应为125mW，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9-15V，所以取标准电源为12V。三 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。末级功率放大器管：工作频率为7MHz，最大输出功率为2.5W，且集电极瞬时电压为Vc=Vcm cos ct+Vcc,其最大值为：Vc,max=Vcm+Vm+Vcc=(Vm+Vc)*Vm+Vc=Vc(1+ma)*(+1)当ma=1时，Vcmax=4*Vcc=4*12=48V,可选用3DAIB,其参数为：BVceo50V,Pcm=7.5W,Icm=0.75A,f=70MHz10f0，Ap=13dB四 放大级管子的选择：集电极瞬时电压为Vc=Vcmcos ct+Vcc，其最大值为Vcmax=Vcm+Vc=Vc（+1）当=1时，Vcmax=24V。集电极输出功率为156.25mW（末级激励功率125mW）若取Ap=10dB(10倍），则末级激励功率为156.25mW/10=15.6mW,可选用3DG12B,其参数为Icm=300mA,fT200MHz，BVceo45V,Pcm=0.7W,振荡管的选择，要求50，fT10f0，仍选用3DG12B。第二节 调幅发射机方框图第三章 高频振荡器电路第一节 调幅发射机的电路形式及工作原理图一电路如图所示，振荡器是无线电发射心脏部分高频振荡器的主要作用是产生频率稳定的载波，它的频率叫做载频。由于晶体稳定性好，Q值高，故频率稳定度也高，因此，主振级（高频振荡器）采用晶体振荡器，满足所需的频率稳定度。此电路中其工作在较低的7MHZ频率，一般晶体振荡器都能实现，且具有一定的输出电压，而其频率稳定度高，无须进行倍率。频率输出需要通过C4微调。C1、C2为回路电容，改变C8可以改变耦合程度，R1、R2为偏置电阻，R3为集电极负载电阻，R4为发射极电阻，C3为旁路电阻，Z1为高频扼流圈，C6、C7为电容退耦电容。高频振荡器所输出的波形如下图所示：高频振荡器输出波形第二节 隔离放大电路图二电路如上图所示。该电路采用自给负偏压方式，通过R4可改变电位器改变负偏压大小。回路谐振在工作频率，通过改变变压器B1耦合输出。Z2、Z3为高频扼流圈，C10为旁路电容，C11、C12为回路电容，C16、C17为耦合电容，C14、C15为电源退耦电容。隔离放大级的输出波形如下图所示：隔离放大器输出波形此图与图一区别是输出波形幅度变大，而频率不变。第三节 受调放大级电路图三电路如上图所示，末级采用串联馈电的方式，为了有较高的效率，本级利用集电极电流分量在基极偏置电阻上产生所需要的负偏压，使其工作在丙类状态。输出回路采用变压器耦合式谐振回路，利用电感抽头实现阻抗匹配，调整末级功放的工作状态，从而达到有效的集电极条幅，有最佳的功率输出。为加强耦合度，可在变压器初次级之间接一个小耦合电容C22、C20和C21为回路电容。受调放大电路的输出波形如下所示：受调放大级的输出波形第四节 话筒和音频放大电路如下图：音频放大器采用LA4101.电源由14脚介入，3脚接地，10脚与地之间接退藕电容C20，12脚与地之间接有源滤波退藕电容C21。新号由9脚输入，经放大后由1脚经输出电容C26送到受调放大级。6脚刀地之间介入C19和Rf组成的负反馈电路，决定放大倍数的大小。Rf越小，电路增益越高；反之，增益越小。13、14之间接入自举电容C24、C22、和C23，以防止产生寄生震荡。图四信号经过话筒、音频放大电路和调制器后的波形如下所示：第五节 传输线与天线这部分的作用事把已调高频信号由传输线至天线，变成电磁波，辐射到空间去，实现无限颠簸的发射。第四章 调幅发射机各级电路的计算及调试第一节 各级电路的计算一 被调级参数的计算已知条件：取耦合电容C22=8pf，旁路电容C18=C19=0.033 F,高频扼流圈Z4=Z5=100H，从而得到各项功率的计算。二 放大级的计算已知条件：Vcc=12V,f0=7mHZ,末级激励功P1=31.25mW系数P1=0.2,P2=0.4,管子选3DG12B,其Ap=10，Cbc=15pF。同理，取C12=85.5PF,则L2=6H,用Q表测的其圈数N=12匝，N1=P1*N=2匝，N2=P2*N=5匝。C0=2*Cbc=30pF,折合到回路上从而算出回路所需电容为80.8pF。若取C12=68PF,C11=0.25PF,RR=1K C14=0.047PF ,C15=100PF,Z3=Z2=100H,C10=0.033PF.三 震荡级的计算第二节 电路的调试一 本振级调试按设计电路安装后，将后级断开，调整晶体管的工作点，使振荡管静态电流为3mA左右；适当调整C4,输出频率为7MHZ，幅度为3V的正弦波。二 放大级调整将前级的振荡输出通过耦合电容接入放大器的输入端，断开末端，接入约80的假负载；在B1的次级，改变回路电容CL1，使电表读数指示最小，即回路对工作频率发生谐振；然后改变变压器抽头，使放大器工作在临界状态，在假负载上输出约200MW的功率。三 末级调试前两级调试通过后，通过耦合电容接入末级输入，并按天线的等效电阻接入B2的次级，调整回路电容C20，使回路谐振，集电极电流指示最小，将调制信号短路，改变抽头，使载波最大点工作于临界状态，输出功率大于0.5W，且有较好的正弦波输出。四 统调由于将最后一级接上后，其输入阻抗不可能就等于假负载的阻值，因而接入电路后，会改变前级的反射阻抗，使其回路失谐，影响工作波形和输出，所以必须进行统调。重新改变抽头位置，逐次对C11、C12进行调整，且改变级间耦合电容，反复调试，达到要求为止。最后将末级电源端开，接入另一级电源进行模拟调制，调试时要注意观察调制特性，即逐渐改变末级直流电压后，观察末级集电极回路电表指示的变化。若在均匀改变电源电压的过程中，电流表指示均匀变化没有突变的现象，则在允许调幅度的情况下，有较好的调制特性，如果调制特性不好，则说明末级工作状态不对，应改变B2的抽头，重新使载波的最大点工作在临界状态。调好后，接入1KHZ的调制信号，观察调幅波形，改变音频信号发生器输出电压，使音频电压幅值变化，观察包络的变化，则调试完毕。在调试过程中，会出现输出功率不够，输出波形不纯，有谐波分量等问题，需细心调试。第五章 心得体会在这次的高频电子线路设计的过程中，自己感到虽然课本上的理论知识掌握的还可以，但是一到实际应用上，具体的课程设计的时候时候，自己不能够很好的应用自己所学的知识去解决一系列的问题。在其他同学的帮助下，以及自己不断的翻阅有关资料，才能够顺利的