电子线路课程设计报告李

1、电子线路课程设计总 结 报 告学生姓名： 李影 学 号： 092302 专 业： 通信工程 班 级： 092 报告成绩： 评阅时间： 教师签字： 河北工业大学信息学院2009年2月课题名称：小功率调幅AM发射机设计姓名:李影专业:通信工程 班级:092 学号:092302内容摘要： 小功率调幅AM发射机常用于通信系统和其它无线电系统中，特别是在中短波广播通信的领域里更是得到了广泛应用。小功率调幅AM发射机主要是由振荡器、高频电压放大器、振幅调制器、高频功率放大器等四部分组成， 具体电路根据具体情况分析，本次课程设计主要是针对各个单元电路的设计，通过不同的方案选择与论证，设计出符合设计指标的合适

2、的单元电路，再将各个单元电路之间通过不同的耦合方式连接在一起，最终得到总体的电路图，此课程设计的设计原理图应用protel软件画出。一、 设计内容及要求(1)设计内容设计一个小功率调幅AM发射机(2)技术指标：载波频率 ，频率稳定度不低于10-3输出功率 负载电阻 输出信号带宽 (普通调幅)残波辐射 ，系指除基波辐射以外的谐波辐射、寄生辐射和相互调制产生的任何残波辐射功率的最大容许值。单音调幅系数 ；平均调幅系数0.3发射效率 二、 方案选择及系统框图主振器缓冲级振幅调制器话筒天线高频电压放大器音频放大器1. 主振器主振器就是高频振荡器，根据载波频率的高低、频率稳定度来确定电路型式。高频振荡器

3、有LC振荡器，晶体振荡器，RC正弦波振荡器。其中RC正弦波振荡器主要工作在几十KHZ以下的低频段，且频稳度较低，所以不选择RC正弦波振荡器；晶体振荡器的频稳度很高，通常在10-5数量级以上；LC振荡器分为电容三点式振荡器和电感三点式振荡器，电容三点式振荡器的输出波形比电感三点式振荡器的输出波形好，且电容三点式振荡器最高工作频率一般比电感三点式振荡器的高，但是一般的电容三点式振荡器的输出波形比电感三点式振荡器的输出波形好，且电容三点式振荡器最高工作频率一般比电感三点式振荡器的高，而其中改进型的电容三点式振荡器的频稳度为10-4到10-5，频稳度稍高些。通过以上的对比以及设计要求的频稳度为不低于1

4、0-3个数量级，本着电路简单易懂，便于分析的原则，我选择了克拉波振荡器，即改进型的电容三点式振荡器。2.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，以调幅波的调制形式传送出去。通常采用低电平调制和高电平调制两种方式。采用模拟乘法器实现调制的方法是属于低电平调制，输出功率小，必须使用高频功率放大器才能达到发射功率的要求。采用集电极调幅电路实现调制的方式属于高电平调制。如果集电极调幅电路的输出功率能够满足发射功率的要求，就可以在调制级将信号直接发射出去。目前,AM信号大都用于无线电广播,因此多采用高电平调制方式，高电平调制是在高频功率放大器中进行的，通常分为基极调幅、集电极调

5、幅以及集电极基极(或发射极)组合调幅。 综上所述，我选择高电平调制方式的集电极调幅，所以在振幅调制器的前面要连接高频电压放大器，而后面不再选择高频谐振功率放大器。3.缓冲级由于要减小级间相互影响，所以在主震级跟调制级中间插入缓冲隔离级。它为一射极跟随器电路高频放大级4.高频电压放大器高频电压放大器的任务是将振荡电压放大以后送到振幅调制器，可以选用高频调谐放大器。高频电压器是将载波信号进行放大,并且是具有谐振作用的放大器。5.音频放大器由于声音信号即调制信号比较弱，所以需要经过音频放大器对声音进行放大，选择比较熟悉的音频放大器UA741。三、 单元电路设计、参数计算和器件选择13dB13dB主振

6、器缓冲级振幅调制器0dB天线高频电压放大器1.主振器主振器选择克拉泼振荡器，其电路图如下Rb1 、 Rb2 、 Rc1 、 Re1 是三极管的直流偏置电阻，使三极管获得正常的工作点，工作于放大区， Cb1是基极旁路电容，目的是使三极管基极获得交流地电位，组成高频共基极放大器。电路的相位条件自然满足“射同它异”原则；幅度条件是需保证共基极放大器的闭环功率增益大于 OdB ，按照这样的依据去计算回路器件值就可以确保电路能够起振。 C1、C2 、C3 、L1 的器件值决定了振荡回路的工作频率。根据交流等效原则，可以知道这是一个电容反馈三点式振荡器。 C2 与C1 的容抗比值决定了电路的电压反馈系数，

7、调整它们的比例可以改变振荡幅度。在回路中多了一个与电感 L 相串联的电容器 C3 ，通过调整 C3 ，可以连续改变振荡频率。晶体管3DG12B，其参数为Icm300mA, fT200MHz, V(BR)CEO45V,Pcm=0.7W,已知条件：Vcc=12V，fc=10MHz，选择的晶体管型号是3DG12B，其放大倍数=50，ICQ=3mA，VCEQ=6V,VEQ=0.2VCC.依据电路计算：Rc1=(Vcc(VCEQVEQ)ICQ=(12(60.2×12)3=1.2KRe1=VEQ/ICQ=0.2×12V/3×mA=800IBQ=ICQ/=3mA/50=0.06

8、 mARb2=VBQ/10IBQ=(VEQ+0.7)V/10×0.06×mA=5.1KRb1=(VCC-VBQ)/10IBQ=(12-3.1)V/0.6×mA=15Kfo=1/(2(LC) ½) 1/(2(L1C3) ½)=10MHz，取L3=50H,则C3=5pF,反馈系数kf取0.3，kf=C1/C2=0.3,取C1=90pF,C2=300pF，【1】2.缓冲级 Rb3、Rb4、Re2、Re3是三极管的直流偏置电阻，调节R1可以改变载波信号的振幅大小。【1】3.高频电压放大器已知Vcc=12v，fc=10MHz，选择晶体管3DG100C，=

9、50，rbb=70,Cbe=3pF,当Ie=1mA,Cbe=25pF,L=4uH,N2=20匝，p1=0.25,p2=0.25。【4】IEQ=1mA,VEQ=1.5V,VCEQ=7.5V,则Re4=VEQ/IEQ=1.5K，Rb6=VBQ/6IBQ VBQ×/6IBQ=18.3K,取标称值18 K,(Vcc-VBQ) ×Rb6/VBQ=55.6 K,可用30 K的电阻Rb5和R3为100 K的电位器串联。gbe=IemA/26=0.77ms,gm=IemA/26=38ms,yie=(gbe+jwCbe)/(1+rbb(gbe+jwCbe) 0.96ms+j1.5msyie=

10、gie+jwCbe,所以gie=0.96ms,rie=1/gie 1K，Cie=1.5ms/w=23pFyoe=(jwCbe×rbb×gm)/ (1+rbb(gbe+jwCbe)+jwCbe 0.06ms+j0.5msyoe=goe+jwCbe,所以goe=0.06ms,Coe=0.5ms/w=7pFyfe=gm/(1+rbb(gbe+jwCbe)+jwCbe 37ms-j4.1ms,|yfe|=37ms回路总电容=1/(2fc)²L)=55.2pF,C9=55.2-p1²Coe-p2²Cie=53.3pF,取标称值51pF,N1=p1N2=5

11、匝，N3=p2N2=5匝。【5】4.振幅调制图中高频载波信号从基极加入，电容C11，C12，C13为高频旁路电容，作用是短路高频电流，调制信号由变压器T3加到集电极回路上，与加到放大器的直流电源Vcc相串联，LC回路谐振于载波频率Wc,通频带为2倍的调制信号最高角频率。一般选取晶体管的原则是BVceo、Pcm 、Icm必须满足要求。集电极调幅晶体管：工作频率为10MHz ,最大输出功率为1.875W，且集电极瞬时电压为Vc=Vcc-Vcmcoswct, 其最大值为：Vcmax=Vcc+Vcm当ma1时，Vcmax4×Vcc 4×1248 V，可选用3DA1B，其参数为：BV

12、ceo50V,Pcm=7.5W,Icm=0.75A,f=70MHz3f0,Ap=13dB。Vcc=12V，f0=10MHz，Ql=5，P0=0.5W， RL51，hfe=10，Q0=150，系数P1=0.15,P2=0.2，三级管型号3DA1B。【2】通过计算,可得：Icm1=0.156A，Icm=0.238A，Ico=0.06A，P=Ico×Vcc=0.72W，Po= Icm1×Icm1×RL/2=0.622，Pc=P= - Po =0.098W，= Po / P=86.8%，Ap=1010（Po/PD）=13dB(20倍)，所以，激励功率PiPo/20=31.

13、25mW，Ibm=Icm/hfe=0.0238A，Ibm1=0.01A，Vbm=2×Pi/Ibm1=6.24V，Vbb=1.86V，Ibo=6mAR2=|Vbb|/Ibo=310R3=(Vcc-Vbb)/Ibo=1.7KR1=800取电容C13=8pf,旁路电容C11=C12=C1433pF, 【3】5.音频放大器由于输出信号带宽为WB=9KHZ，所以可知调制信号频率为4.5KHZ，即话筒处输入调制信号，图中U1=10uF，U2=10uF，R4=R5=R6=R8=10K，R7=200K。四、 整体电路设计及工作原理1.整体电路原理首先由克拉波振荡器产生频率为10MHZ的载波信号，再经

14、过缓冲级，让振荡器与振幅调制器隔离开来，不影响载波频率的稳定，然后经过高频电压放大器，将输入电压进行放大，使输出电压满足高电平的集电极调制器，接着将调制信号经过音频放大器放大，最后将载波信号与调制信号输入到集电极调制电路进行普通调幅，经天线输出普通调幅波。2.整体电路图五、 系统元器件清单元件名称元件数目电阻16滑动变阻器4电容15极性电容2晶体三极管4电感2变压器3集成放大器（UA741）1天线1六、 电路设计总结整体电路共分为五个模块，分别为主振器，缓冲级，高频电压放大器，振幅调制器，音频放大器。首先由克拉波振荡器产生频率为10MHZ的载波信号，再经过缓冲级，让振荡器与振幅调制器隔离开来，

15、不影响载波频率的稳定，然后经过高频电压放大器，将输入电压进行放大，使输出电压满足高电平的集电极调制器，接着将调制信号经过音频放大器放大，最后将载波信号与调制信号输入到集电极调制电路进行普通调幅，经天线输出普通调幅波。七、 参考文献1.谢嘉奎电子线路（第四版）北京：高等教育出版社，20072.宋树祥，周冬梅.高频电子线路(第2版) .北京：北京大学出版社，20103.阳昌汉.高频电子线路学习与解题指导.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，20024.谢自美.电子线路设计·实验·测试(第二版).武汉：华中科技大学出版社，20015. 王尧.电子线路实验.南京：东南大学出版社， 200

16、0八、 收获、体会这次课程设计对于我来说是一次很大的挑战，做起来我感觉比较吃力，虽然刚刚学完了高频电子线路，但是一直有种云里雾里的感觉，刚开始这次课设让我无从下手，尤其是电路原理分析和参数计算，让我倍感难受，但是有困难不能够放弃，于是我查阅了一些资料，和同学们一起讨论计算，并且去请教学姐，慢慢的我有了一点眉目，至少了解设计的大体思路，设计分为大概4个模块，接着我便开始设计各个单元模块，对于各个模块的比较选择还是比较容易，就是参数设计比较困难，主要原因是因为对于电路的分析不清楚，我只有接着查找资料，结合老师所将知识，慢慢的一点点的明白计算，最终才算是有些明白。当然这次课程设计也教会了我许多，首先

17、它将我平时的所学结合在一起，有了一个系统的框架，然后再去补充这个框架的内容，使我有了一个课程设计的基本方向和目的，不至于太过盲目；其次也锻炼了我查阅资料的能力，以及对有用资料的筛选能力；再者通过跟同学们的讨论研究，我懂得了合作的重要性。课程设计是一项很能锻炼人的实践，虽然它看起来充满着困难，但是不管怎么样我们都得敢于去挑战，以后还有毕业设计，这将是一次更大的考验，不管是从设计原则，设计思路以及报告格式还有心理上来说都是一次很好的锻炼。实 验 报 告报告成绩： 评阅时间： 教师签字： 班级： 通信092 姓名： 李影 学号： 092302 同组人： 刘雪姣、马玉红 课程名称：电子线路课程设计 实

18、验室： 第二实验室 实验时间： 2012年2月273月2 实验项目名称：焊接一个小功率调幅发射机 一、实验内容与原理：晶体振荡器语音信号振幅调制器（乘法器）音频放大器缓冲级高频功率放大器缓冲级本次实验内容是焊接小功率调幅发射机，然后对各个单元电路包括晶体振荡电路、音频放大电路、振幅调制电路、两级功率放大电路的调试，以实现小功率调幅发射机的整体功能测试，并记录相应实验结果数据，分析得结论。小功率调幅发射机的框图如下1.晶体振荡器与缓冲级上图为晶体振荡器电路，它的振荡频率稳定，产生6MHz的载波。电位器RP0，电阻R1，R2，R3用来控制三极管的静态工作点和保证晶体振荡器起振。晶体三极管T2为射级

19、跟随器稳定信号。电容C4为两级间的耦合电容。B点用于测试晶体振荡器是否能起振。电位器RP0用来调整T1的静态工作点，对晶体的起振有重要的作用；电位器RP2用于调节载波信号的幅度。2音频放大器上图为音频放大器，LM358的第一个部分产生1KHz的音频信号，调节电位器R11和RP4可调节音频信号的幅值，LM358的第二个部分对音频信号幅值进行放大，也可以从话筒处直接输入1KHz的音频信号，为了保证后面对语音信号进行调制，在调节电位器RP4时要注意输出的信号的幅度。电容C8为耦合电容。3.振幅调制器上图为振幅调制电路，晶体振荡器产生的载波信号由MC1496的10端子加入，音频放大器的音频信号有MC1

20、496的1端子加入，调节电位器RP3可以使已调波上下对称，并且改变调幅度ma。在管脚2和3之间的电阻RE扩展了两个信号的动态范围。为了不出现过调失真并保证准确稳定实现对载波信号和调制信号的调制作用，它们的振幅必须小于260mv。已调波的从5端子输出。4.高频功率放大器高频功率放大器采用两级放大，即分别工作于甲类和丙类的放大器，实现对已调波功率的放大。晶体三极管T3组成的电路为射级跟随器，作为缓冲级，三极管T4工作于甲类状态，三极管T5工作于丙类状态。最后观察末级输出的时候可以相应的调节双联变容。5.整体电路图如下：二、实验器材（设备、元器件、软件工具、平台）：1双踪示波器，数字信号源，数字万用

21、表，双路稳压电源等仪器各一台。2电烙铁，镊子，钳子，螺丝刀等工具一套。3调幅发射机实验板，焊锡，元器件一套。 三、实验步骤：1.了解小功率调幅发射机总电路，分清各部分电路的功能，针对各部分电路的功能，理解整体电路。2.检查元器件的好坏，测量各元器件的大小，整理好备用，准备好所需要的工具，实验箱，实验器材；3.首先焊接晶体振荡电路，完毕后，加上12V直流电源，将测试B点接入示波器 ，通过调节滑动变阻器RP0，使输出信号频率保持在6MHz附近，然后将示波器接JP3，通过调节滑动变阻器RP2，调节信号幅度，使得该载波达到最大和最小不失真状态，记下幅值和频率；4.焊接音频放大电路部分，焊接完成之后，加

22、上12V直流电源，将测试点JP2接上示波器，通过调节滑动变阻器R11使得该部分的输出信号的频率大概为1KHz左右，调节滑动变阻器RP4，记录音频信号达到最大和最小不失真状态时的幅值和频率； 5.焊接振幅调制器（乘法器部分），焊接完成之后，测试JP3点接上示波器，调节RP3，得到上下对称的普通条幅信号，调RP3，记录当ma=0.3时，普通调幅波的峰峰值，调节RP3看ma能否为1；6. 将两个磁环线圈绕上铜线，焊接缓冲器和高频功率放大电路，将磁环部分焊接到电路板上，进行调节，观察末级输出，并适当调节两个磁环线圈的比例以及输出电压的幅值，使得末级无失真的输出，并通过调节使得末级功放输出功率和效率达到

23、最佳状态。四、实验数据及结果分析：由于实验时未保存示波器的图片，所以借用别人的来说明1.晶体震荡电路调节RP0使震荡器震荡,调节RP1,记录频率为fc=6.0002MHz，幅度峰峰值范围为6.8mV-400mV,T1管Vb=7.64V,Ve=6.65V,Vc=11.26VT2管Vb=5.51V,Ve=4.8V,Vc=11.3V结果分析：调节RP0使得振荡级输出信号为6MHz，一般情况下晶体振荡电路的频稳度很高，所以频率基本稳定在6MHz；调节RP2调节载波信号的幅度，测得振荡器产生的最大和最小不失真波形幅度范围6.8mV-400mV.2.音频放大器调节R11与RP4，测得音频信号的频率约为97

24、0Hz，音频信号的最小和最大不失真幅值范围为100mV-260mV.结果分析：LM358的第一个部分用于产生频率为1KHz的音频信号，LM358的后一个部分用于放大音频信号的幅度，调节R11与RP4可以调节音频信号的频率和幅度，这一级易被晶体振荡电路干扰，调解时要慢慢的改变R11。3.振幅调制电路调节RP3，使输出普通调幅波上下对称，当Ma=0.3时，测得普通调幅波峰峰值为35mV,继续调节RP3，可以得到Ma=1时的普通调幅波。当Ma=0.3，波形如下：当Ma=1时，波形如下：结果分析：调节RP3可以改变ma,并且使已调波的波形对称。输入的载波信号频率为6MHz,幅度为Vcm=50mV;音频

25、信号频率约为1KHz，幅度=125mV,当Ma=0.3时的已调波幅度为0.35mV, 所以可得Po0.33mW五、实验中的故障及解决方法1.实验中一开始晶体振荡器并不能输出频率为6MHz的载波，经过测量相应各点的电压，我们发现晶体三极管9018有问题，于是换了一个新的三极管，结果还是未出来波形，后来发现是电路板上三极管处焊盘有一个被损坏，于是用了根导线补救，最后终于出来了频率为6MHz的载波；2.音频放大器部分一直无法出来频率1KHz的音频信号，总是被6MHz的载波干扰，无奈我们将晶体振荡电路的晶体暂时去掉，最后终于调节出来了1KHz的音频信号,但是一直不太稳定;3.振幅调制器部分我们也是费了

26、好大的劲才调节出来，可是不太稳定，我们只有反复耐心的调节；4.由于我们的音频信号一直无法调节出，我们只有用信号发生器输入音频信号来完成振幅调制。六、实验收获为期两周的课程设计实验结束了，时间说长也不长，但是也不算短，我感触颇深。首先在技术上我有很大收获，一开始我们的单元电路总是不能一下就工作，在请教了老师后，我们找来了别的组能够正常工作的电路板，通过测量两个电路板上各个点的电压，再相互比较来找虚焊的点，最终找到了，原来是有一个焊盘被损坏，我们接了根导线解决了问题，这也使我掌握了一种检查错误的方法。在调节音频信号时，一直受6MHz的载波影响，我们只有反复耐心的调节，缓慢的调节电位器，还是未出现波形，无奈只有暂时先将6MHz的晶体去掉，最后出来音频信号，当然我知道这是一个不可取的办法，问题可能还是出在了焊接上，以后还是要认真焊接，防止虚焊，错焊。在振幅调制电路部分一开始也是不能出来波形