小功率调频发射机电科11级课程设计综述

1、湖南工程学院课 程 设计课程名称 咼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科学与技术班级1102班学号姓名指导教师 浣喜明2014年 03月 06日湖南工程学院课程设计任务书课程名称通信电子线路课程设计题 目小功率调频发射机设计专业班级学生姓名学 号扌旨导老师浣喜明审 批任务书下达日期：2014年2月24日设计完成日期：2014年3月05日设计内容与设计要求一、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=75Q;中心工作频率fo=88MIH;调制信号幅度 Vm=10mV最大频偏 f m=75KH;总效率n 70%二、设计要求：1、给出

2、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、写出设计报告；主要设计条件提供计算机和必要的实验仪器说明书格式1. 课程设计报告书封面；2. 任务书；3. 说明书目录；-6 -4. 设计总体思路及方案比较；5. 单元电路设计；6. 总电路设计；7. 设计体会与总结；8参考文献。进度安排第一周：星期一：安排任务、讲课;星期二 星期三：查资料； 星期四：方案设计； 星期五：电路设计第二周：星期一星期二：电路设计星期三星期四：写总结报告; 星期五：答辩。参考文献1、电子技术基础实验陈大钦主编，高等教育出版社出版2、高频电子线路实验与课程设计，杨翠娥主编，哈尔

3、滨工程大 学出版社出版3、通信电路沈伟慈主编，西安电子科技大学出版社出版4、高频电子线路胡宴如主编，高等教育出版社出版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6、高频电子线路曾兴雯主编，高等教育出版社出版目录一 资料整理-2 -1发射机的主要技术指标 -2 -2变容二极管主要特性 -3 -3宽带功率放大器 -4-4丙类功率放大器 -5 -二 总体方案设计 -6 -1系统框图-6 -2 单元电路设计 -6 -1) 功放级电路设计和分析 -6 -2) 功放电路参数计算 -8 -3) 甲类功率放大器 -10 -4) 缓冲隔离级-12 -5) 调频震荡级-13 -三整机电路图 -17

4、-四总结与体会 -18 -附录-19 -参考文献-20 -6 -资料整理1发射机的主要技术指标发射功率一般是指发射机输送到天线上的功率。工作频率或波段发射机的工作频率应根据调制方式，在国家或有关 部门所规定的范围内选取。总效率 发射机发射的总功率Pa与其消耗的总功率 P C之比，称为发射机的总效率a 。非线性失真要求调频发射机的非线性失真系数应小于1 %。杂音电平 杂音电平应小于 -65 dB。输出功率高频功放的输出功率是指放大器的负载 RL上得到的最大不失真功率。也就是集电极的输出功率，即1P。二Vciml2ClmClmRo 二VC1mRo效率 常将集电极的效率视为高频功放的效率，用n表示，

5、当集电极回 路谐振时，n的值由下式计算：上 V2 RlPd1 CoVCC功率增益功放的输出功率Po与输入功率Pi之比称为功率增益, 用AR单位：dB）表示AP=fd/ Pi2变容二极管主要特性主振频率LC振荡器的输出频率fo称为主振频率或载波频率。用数 字频率计测量回路的谐振频率 fo，咼频电压表测量谐振电 压Vo,示波器监测振荡波形。频率稳定度主振频率fo的相对稳定性用频率稳定度表示。fo f fmax fmin/小时fo最大频偏指在一定的调制电压作用下所能达到的最大频率偏移值。将“ fmfo称为相对频偏。变容二极管特性曲线特性曲线q- v如图1-1示。性能参数VQqo、及Q点处的斜率kc等

6、可以通过C- v特性曲线估图1-1变容二极管的C- v特性曲线变容二极管的Cj-v特性曲线如图1-1所示。设电路工作在线性调制 状态，在静态工作点Q处，曲线的斜率为kc 二 AC/ AV图1-1是变容二极管2CC1C勺Cj-v曲线。由图可得VQ =时CQ = 75pF,调制灵敏度单位调制电压所引起的最大频偏称为调制灵敏度，以Sf表示单位为kHz/V，即QmSfVQm为调制信号的幅度;：Cj为变容管的结电容变化时引起的最大频偏。I回路总电容的变化量为C 厂 p2 Cj在频偏较小时，fm与 CZ的关系可米用下面近似公式，即fo调制灵敏度1 C2石Sf p1- f t，f0 C2Cq VQm式中 C

7、t为回路总电容的变化量；调制灵敏度 Sf可以由变容二极管Cj-v特性曲线上VQ处的斜率kc及上 式计算。Sf越大，说明调制信号的控制作用越强，产生的频偏越大。3宽带功率放大器宽带功放要为下一级丙类功放提供一定的激励功率，将前级输入 的信号进行功率放大，它不需要调谐回路，可在很宽的频率范围 内获得线性放大。为获得最大不失真输出功率，静态工作点 Q应选在交流负载线AB 的中点。（如图1-2 ）图1-2甲类功放的负载特性4丙类功率放大器为达到效率大于50%勺要求，本级需要使用丙类功放图1-3 （左）输入电压Vbe与集电极电流脉冲ic的波形关系（右）丙类功放负载特性总体方案设计1系统框图根据任务要求，

8、本发射机功率 FA不大，工作中心频率fo也不高，为了 调试和设计方便，可将系统设计得简单一些。这样的系统在实验室环境 下还是非常稳定的。以下给出系统框图（2-1）：图（2-1 ）发射机系统框图2单元电路设计1）功放级电路设计和分析根据高频小功率发射机的特点，和参数要求，整机设计应该从末级开始往前设计，所以首先设计的是功放级：将前级送来的信号进行功率放大，使负载（天线）上获得满足要求的发射功率。如果要求整机效率较高，应采用丙类功率放大器，若整机 效率要求不高如A 70%，而对波形失真要求较小时，可以采用甲类功率放大器。但是设计要求总效率 a 70%，故选用丙类功率放大器较好。丙类功放的电流导通角

9、9 1.5Vhfe 10 fT=70MHz , Ap 13dB确定放大器的工作状态为获得较高的效率n及最大输出功率P0。放大器的工作状态选为临界状态，取 =80o，得谐振回路的最佳负载电阻 Re为M-Vc/ .756。1。为减小晶体管的极间电容对回 路振荡频率的影响，C2、C3的取值要大。如果选C1C2，C1C3,则回 路的谐振频率fo主要由C1决定。调频电路由变容二极管Cj及耦合电容Cc组成，R1与R2为变容二极 管提供静态时的反向直流偏置电压 Vq，即Vq=R2/(R1+R2)Vcc。电阻R3 称为隔离电阻，常取R3R2, R3Ri,以减小调制信号V对Vq的影响 C5与高频扼流圈L2给V提

10、供通路，C6起高频滤波作用。变容二极管Cj通过Cc部分接入振荡回路，有利于提高主振频率 fo 的稳定性，减小调制失真。参数计算：为减少波形失真，我们取I cQ=1mA Vceq=6V,已知晶体管3 =60。厂VCC VCEQ因Re+Rc=iceq =6 k Q为提高电路的稳定性，Re的值可适当增大，取RE=2kQ，则Rc=4kQ因Veq=Icq*Re=2V若取流过 Rb2 的电流 Ib2=10Ibq=10Icq/ 3 =0.17mA则Rb2=Vbq/Ib2 15.9 k QRb2VbqRB1+RB2 =VCCRB1 = RB2 ( CQ 1)=54.8 k QRb1最好用20kQ电阻与47kQ

11、电位器的串联组合，以便调整静态工作点工作中心频率f0=10MHz取 3=100p得L1=2.5uh，电容C2、C3 由反馈系数F及电路条件C1C2, C1C3决定，若取C2=800pF，由 F=C2/C3=1/21/8,则取 C3=4000pF，取耦合电容 Cb=0.01uF。R1, R2, R3为变容二极管提供静态偏压 Vq ，其中R3做隔离用， 取200& R1,R2可以与一个可调电阻组合，使调节方便。因接入系数n= CC+CCj，一般接入系数-I，为减小振荡回路输出的高频电压对变容晶体管的影响，n值应取小，但n值过小又会使频偏 达不到指标要求。可以先取 n=0.3,然后再调试。由变容二极

12、管 Cj-V特性曲线得到 V=-4V时，对应C=75pF,贝U Cc= nCjQ 32.1pF ，取标称值 32pF。耦合电容C5取4.7uf，扼流圈L2取47uh,旁路电容C6取8000pf调制信号：频偏与输入电压的关系=f = 一 foG = .：Cl / no Ci hCQV再由变容二极管cj-v曲线得到斜率kC = bSC；厶/所以 Vm -G/Kc =1.3V三整机电路图四总结与体会为期两个星期的高频课程设计已经快要结束，虽然平时成绩不好，但作 为组长这两个星期的设计调试让我对高频电路有了心得认识。刚开始我们连发射机的基本构成都不懂，但是通过上网查询了大量的资 料自己也下功夫去阅读课

13、本抄写相关公式，参考了许多成功的设计，最 后终于把发射机的基本模块学会了，接下来确定单元电路，为了减少难 度，我们直接使用发射机最长用的基本模块。但是最难的就是参数的确 定，高频电路的参数很多而且很难计算，我阅读课本上的章节，从头看 到尾还是毫无头绪，后来还是通过看以往的报告来一点点积累对发射机 的了解，才理清了头绪。就这样我们一边参考别人的设计一边设计自己 的电路。其中虽然很辛苦，但最终看到自己设计出来的电路，还是感到 很高兴。对于高频这门课程我虽然学的不好，但是我已经认识到它对我们专业的 重要性。学习电子专业的目的基本就是让不带电的东西带上电，从而更 加的自动化、人性化、高效化。而高频这门

14、课就是教会我们如何利用电 路来控制电流信号从而产生相关的作用，是我们专业的核心课程。因为 课程学得不好，所以课程设计一路来困难重重，但是后来对发射机的基 本原理了解后，就越来越顺利了。设计过程是辛苦的，特别在毫无思路的时候，也会感到有点绝望。但是 通过这一次的课程设计让我更加了解这门课程的重要性，也增加了自己 对本专业和本课程的兴趣，既然选择了这一条撸，今后我就一定加倍努 力要成为一个又肯干又有能力的电子工程师，去创造高效、实用、节能 的产品。附录元器件清单元件序号型号或参数数量元件序号型号或参数数量RB154.8K1C4100pF1RB215.9K1C533pF1RC14K1C632pF1R

15、C22K1C74.7uF1R1180K1C88000pF1R224K1C90.047uF1R312K1C100.01uF1RB310.6K1C11330pF1RB413.4K1C120.022uF1RE30.8K1C0.01uF4RE48.2K1T13DG61R123K1T23DG61R1311T33DA11R143601T43DG121R15301L12.5uH1RP11.2K1L247uH1RL751L47uH2C10.01uF1Cj2CC1C1C2800pF1TR14T: 2T1C34000pF1TR22T(3T) : 1T1进度安排第一周：星期一：安排任务、讲课；星期二 星期五：查资料、设计;第二周：星期一星期二：实验系统调试；星期三星期四：写总结报告星期五：答辩参考文献1 现代电子线路和技术实验简明教程孙肖子 高等教育出版社2 电子电路实验及仿真 路勇清华大学出版社3 电子线路实验指导周鸣籁 苏州大学出版社4 精选实用电子线路260例孙余凯 电子工业出版社 电子线路 谢自美电子工业出版社6高频电子线路 高吉祥 电子工业出版社电气与信息工程系课程设计评分表项目评价优良中及格差设计