基于MC1496的简易调幅发射机

1、高频电子线路课程设计报告书学院：专业： 姓名： 学号： 年 月 日一、课题名称：基于MC1496的简易调幅发射机二、简要说明集成模拟乘法器性能好，外围电路结构简单，可实现振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频等过程，目前在无线通信、广播电视等领域应用较多。常见的产品型号有MC1495/1496、LM1595/1596等，本课题选用常用的MC1496作为乘法器。本课题的目的是练习集成模拟乘法器的使用，掌握幅度调制的原理。三、基本原理 图1是调幅发射机系统的基本组成原理图：图11、调幅发射系统分析图1为最基本的调幅发射系统框图。主要由主振荡器、缓冲级、高频小信号放大器、调制器、高频功率放大器、低频电

2、压放大器等电路组成。在组成电路中，除了主振器、调制器、调制信号是最基本的组成单元，不能缺少外，其他单元电路的选择，主要根据设计指标要求来确定。缓冲级将主振器与其后一级隔离，以减小后级对振荡器频率稳定度及振荡波形的影响。所以，是否选择该单元电路，主要根据电路对稳定性的要求高低。一般情况下，需要选择该电路。高频放大器的任务是将振荡电压放大以后送到振幅调制，为驱动调制级提供足够的增益。是否选择该单元电路，主要根据所选择的振幅调制电路决定。即：如果选用低电平调幅电路（如用集成模拟乘法器做振幅调制器），由于这种调制器为小信号输入，振荡器输出电压一般能够满足要求，就不需要该放大电路；而如果采用高电平调幅电

3、路（如集电极调幅电路），由于它要求大信号输入，振荡器输出电压不能满足时，就要使用一至二级高频放大器。功率放大器是调幅发射系统的末级，它的任务是提供发射系统所需要的输出功率。是否选择该电路，主要根据系统对发射功率的要求。如果由调幅电路输出的功率能满足性能要求的话，就可以不再其后加功率放大电路，否则，就不能省略。2、调幅发射机系统各单元电路的分析（1）主振器主振器就是高频振荡器，根据载波频率的高低和频率稳定度来确定电路形式。在频率稳定度要求不高的情况下，可以采用电容反馈三点式振荡电路，如克拉泼、西勒电路。频率稳定度要求高的情况下，可以采用晶体振荡器，也可以采用单片集成振荡电路。（2）缓冲级缓冲级通

4、常采用射极跟随器，基本原理是利用它的输入电阻高和输出电阻低的特点，在电路中起着阻抗变换的作用。（3）高频放大器高频放大器属于线性放大器。根据电路所需要的电压增益和选择性，来确定电路形式。一般电路形式有单调谐放大器和双调谐放大器。在对放大器选择性要求不高的场合，可以选用单调谐放大器。为提高放大器的电压增益，可以选择多级放大器级联的电路形式。（4）振幅调制器振幅调制器的任务是将所需传送的信息“加载”到高频振荡中，以调幅波的形式传送出去。通常有低电平调幅和高电平调幅两种实现电路。低电平调幅电路输出功率小，适用于低功率系统。它的电路形式有多种，如斩波调幅器、平衡调幅器、模拟乘法器调幅等，比较常用的是采

5、用模拟乘法器形式制成的集成调幅电路，即集成模拟乘法器调幅。这种集成电路的出现，使产生高质量调幅信号的过程变得极为简单，而且成本很低。高电平调幅电路输出功率大，一般在系统末级直接产生满足发射要求的调幅波。它的电路形式主要有集电极调幅和基极调幅两种。集电极调幅电路的优点是效率高，晶体管获得充分的应用；缺点是需要大功率的调制信号源。基极调幅电路的优缺点正好与之相反，它的平均集电极效率不高，但所需的调制功率很小，有利于调幅发射系统整机的小型化。（5）功率放大器功率放大器主要有甲类、甲乙类或乙类（限于推挽电路）、丙类功放，根据功放的输出功率和效率来确定选择哪一种。采用低电平调幅电路的系统，由于调制器输出

6、信号为调幅波，其后的功率放大器必须是线性的（如甲类、甲乙类或乙类功放）；而采用高电平调幅电路的系统，则在末级直接产生达到输出功率要求的调幅波，多以丙类放大器作为此时的末级电路。四、基本要求工作频率5MHz；载波频率稳定度优于10-3/分钟，调制度ma=30%80%可调，调制信号（由低频信号发生器产生）频率F=500Hz3kHz。直流电源电压+12V，-8V。五、电路分析 图2是调制信号发生器：图2图3是高频载波发生器电路图：图3图4是乘法器电路：图4六、高频电路的调试由于工作频率的升高，分布参数及各种耦合与干扰对高频电路的影响，比低频电路更加明显。因此，理论估算的工作状态与实际电路测试到的状态

7、之间，往往会存在一定的差异。有时，在整机调试过程中元件参数甚至需要较大的修改，才能达到预期的效果。所以，高频电路的调试过程与其设计过程同样重要，有时比设计过程更复杂，除了需要经验以外，更需要细致耐心、弃而不舍的精神。不能急躁，更不能盲目地更改元件参数，否则事倍功半，达不到预期效果。另外，在实际的操作过程中，我们经常发现，许多问题并不是由于电路本身的故障引起的，而恰恰是由于我们未能正确使用测试仪器，导致测试结果错误。因此，在调试电路之前，花些时间学习测试设备的使用方法，掌握它对某类被测电路的测试功能和限制条件，对于快速诊断电路故障是非常重要的，往往可以达到事半功倍的效果。同时，不能忽略连接到电路

8、上的测试设备可能对电路性能带来的影响。电路的安装、调试顺序一般从前级单元电路开始，向后逐级进行。即先将各单元电路彼此断开，从第一级开始调整单元电路的静态工作点，以及交流状态下的性能指标；然后与下一级连接，进行逐级联调，直到整机调试；最后进行整机技术指标测试。单元电路的调试，以振荡器为例。常见的故障是，电路安装完毕，上电后，没有信号输出。在确认硬件电路连接没有问题后，检查电路是否起振。可以通过测量发射极直流电压进行判断：起振后的射极电压值应大于静态（未振荡时）射极电压值。若电路未起振，多是由于静态工作点设置不当引起的，可将基极偏置电阻之一安装电位器，以便调节工作点。在逐级联调时，往往会出现调试合

9、格的单元电路在联调时性能参数发生很大变化的现象，这时，切不可盲目更改元件参数。故障原因多是由于单级调试时没有接负载，而与下一级连接后，下一级的等效输入阻抗必然对本级性能产生一定的影响；或是所接负载与实际电路中的负载不等效；或是整机的联调又引入了新的分布参数。因此，整机调试时需仔细分析故障原因。例如，振荡器与下级缓冲级相连后，振荡器的输出电压幅度明显减小或波形失真严重。这是由于缓冲级的输入阻抗不够大，使振荡器等效负载值下降，引起输出信号的变化。可通过调节缓冲级射极电阻，提高缓冲级的输入阻抗加以解决。在逐级联调时，还会出现这样的现象：单独加测试信号调试合格的单元电路，在与前级或下级电路连接后，没有

10、输出或输出信号不正常。这时要考虑，各级相连的电路对其输入信号幅度及功率的要求是否达到，也就是说，单元电路仅仅有输入信号是不够的，还要保证其输入信号的参数满足本级电路的要求。例如调幅接收机中的二极管大信号包络检波器，就要求输入调幅波的幅度达到几百mV以上。在单独调试单元电路时，可借助测试仪器（如信号发生器、示波器等）确定电路达到最佳工作状态所需的输入信号幅值及频率参数等。在整机联调时，重点应关注整机性能是否达到指标要求。在整机各项指标均达到要求的前提下，中间各别单元电路输出波形的轻度失真是允许的。随着计算机仿真技术的发展，在电路设计中可利用合适的仿真软件来辅助设计，缩短设计时间。但同时也必须注意到，在电路的实际安