高频电子课程设计

1、目录13111133311111213一、题目名称 二、内容摘要 三、设计任务及主要技术指标和要求 3.1 设计任务 3.2 主要技术指标 四、比较和选写设计的系统方案，画出系统框图4.1 系统方案 4.2 系统框图 五、画出完整的电路图，并说明电路的工作原理5.1 调幅发射与接收完整系统的联调的连接图。5.2 工作原理 六、组装调试的内容（包括分机与整机） 6.1 实验过程的连接图。 6.2 实验过程的部分波形图。 七、元器件清单 八、收获和体会 、题目名称调幅发射与接收系统的设计与联调二、内容摘要1. 选择总体方案 设计一个调调幅发射与接收系统，在课程学习中我们已经做过类似的实验，所 以本

2、次课程设计主要是参考本学期课程试验的第五第六次实验进行设计。2设计单元电路； 3选择元器件，列出元器件清单； 4计算参数；5画出总体电路图初稿； 6审图(全面审查： ；7. 安装调试三、设计任务及主要技术指标和要求3.1 设计任务设计一个调调幅发射与接收系统，并且实现该系统的联调。1)2)3)4)5)3.2 主要技术指标 调频(FM： 76-108MHZ 调幅中波(AM： 5251610 kHz调制信号频率范围10015000Hz最大偏频75kHz最大不失真输出功率：100mV接受机灵敏度：W 1mV镜像抑制性能优于 20dB能够正常收听FM AM中波广播四、比较和选写设计的系统方案，画出系统

3、框图4.1系统方案(1)如下图发射机的连接图。(2)如下图接收机机的连接图。F图13-5调幅接收连接图音频 输出该方案为无线接收收发系统，收，发各为一个试验箱，相距两米左右。该实验在上述 发射机与接收机调好的基础上进行，其连接与调整和上述基本相同。所不同的是，接收机 接收的信号是发射机发射的信号。在发射方：高频信号源作为载波，其频率设置为 6.3MHN音频信号源可以是语言，可 以是音乐，也可以是固定的但音频。高频信号与音频信号经过幅度调制后变成调幅波。然 后送往高频功放(注意高频功放模块在 11K05跳线器要插上去。)，经过高频功放放大后, 通过天线发射出去。在接收方：天线上接收到的发方发出的

4、信号，然后送往小信号调谐放大器(调谐回路 谐振放大器模块)，小信号调谐放大器的频率应与发方频率一致，接收到的信号经放大后 送往混频，混频器采用晶体三极管混频或集成乘法器混频模块，送往混频器的本振信号可6以用LC振荡器，也可以米用晶体振荡器，其频率设置为8.8MHZ经混频后输出约2.5MHZ的调幅波。中放即为中频放大器模块，其谐振频率为2.5MHZ图中检波、低放、AGC为同一模块，即二极管检波与 AGC模块。AGC可接可不接，需要时用连接线与中放（7P03）相 连。经检波后输出与发端音频信号源相一致的波形，低放输出的信号送往底板低频信号源 部分功放输入端（P104），通过该部分的扬声器发出声音。

5、其声音大小可通过“功放调节” 电位W103来调节。4.2系统框图音频信号源高频信号源幅高度频调功制放天天线线Y调谐放大 小信号音频输出五、画出完整的电路图，并说明电路的工作原理5.1调幅发射与接收完整系统的联调的连接图。音频信号源高频信号源幅高度频调>功制放天 线天 线77调谐放大 小信号LC振 荡中 放混 频低 放4音频输出5.2工作原理（1） MC1496组成的调幅器实验电路用1496组成的调幅器实验电路如图5-12所示。图中，与图 5-11相对应之处是：8氐对应于FT, 8R）9对应于 Rb, 8R）3、8Rio对应于 志此外,8W01用来调节（1 ）、（4）端之间的平衡，8W02

6、用来调节（8）、（ 10）端之间的平衡。8K01开关控制（1）端是否接入直流电压，当8K01置“on”时，1496的（1 ）端接入直流电压，其输出为正常调幅波 （AM,调整8W03电位器，可改变调幅波的调制度。当8K01置“off ”时,其输出为平衡调幅波（DSB。晶体管8Q01为随极跟随器，以提高调制器的带负载能力。Cl(2)高频功放的电原理图1/UbJucEbEc高频功率放大器是一种能量转换器件，它是将电源供给的直流能量转换为高频交流输 出。高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件，它也是一种以谐振电路作负载的 放大器。它和小信号调谐放大器的主要区别在于：小信号调谐放大器的输入信号很小

7、，在 微伏到毫伏数量级，晶体管工作于线性区域。小信号放大器一般工作在甲类状态，效率较 低。而功率放大器的输入信号要大得多，为几百毫伏到几伏，晶体管工作延伸到非线性区 域截止和饱和区，这种放大器的输出功率大，效率高，一般工作在丙类状态。它主要是由晶体管、LC谐振回路、直流电源Ec和Eb等组成，Ub为前级供给的高频输出电压，也称激励电压。愉出小信号调谐放大器是构成无线电通信设备的主要电路，其作用是放大信道中的高频小信号。 所谓小信号，通常指输入信号电压一般在微伏至毫伏数量级，放大这种信号的放大器工作 在线性范围内。所谓调谐，主要是指放大器的集电极负载为调谐回路（如LC谐振回路）0这种放大器对谐振频

8、率fo的信号具有最强的放大作用，而对其他远离 fo的频率信号，放大 作用很差。调谐放大器的频率特性如图 1-1所示。放大倍数（4 ）高频功放的电原理图采用混频器后，接收机的性能将得到提高，这是由于：（1）混频器将高频信号频率变换成中频，在中频上放大信号，放大器的增益可以做得很 高而不自激，电路工作稳；经中频放大后，输入到检波器的信号可以达到伏特数量级，有 助于提高接收机的灵敏度。（2）由于混频后所得的中频频率是固定的，这样可以使电路结构简化。（3）要求接收机在频率很宽的范围内选择性好，有一定困难，而对于某一固定频率选择 性可以做得很好。混频器的电路模型如图3-1所示。Ui图3-1混频器电路模型

9、混频器常用的非线性器件有二极管、三极管、场效应管和乘法器。本地振荡器用于产生一个等幅的高频信号，并与输入信号Us经混频后所产生的差频信号经带通滤波器滤出,这个差频通常叫做中频。输出的中频信号 Ui与输入信号Us载波振幅的包络形状完全相同,唯一的差别是信号载波频率fs变换成中频频率fi（5 ）中放的电原理图1. 进一步放大信号接收机的增益，主要是中频放大器的增益。由于中放工作频率较低，因而容易获得较高 而又稳定的增益。2. 进一步选择信号，抑制邻道干扰接收机的选择性主要由中放的选择性来保证，因为高放及输入回路工作频率较高，因而通 带较宽，中放工作频率较低，且为固定，因而可采用较复杂的谐振回路或带

10、通滤波器，将 通带做的较窄，使谐振曲线接近于理想矩形，所以中放的选择性好，对邻道干扰有较强的 抑制。71.017RO6I7L02I±70 用tr时711*017PWIj/7Q027D0Mh1 niirTTPOQTRO'：I7RO4 7R07TfiC GND1(6)检波原理6-1所示的简化电路为例进大信号检波电路与小信号检波电路基本相同。由于大信号检波输入信号电压幅值一般在 500mV以上，检波器的静态偏置就变得无关紧要了。下面以图 行分析。17大信号检波电路与小信号检波电路基本相同。由于大信号检波输入信号电压幅值一般在 500mV以上，检波器的静态偏置就变得无关紧要了。下面以

11、图6-1所示的简化电路为例进行分析。大信号检波和二极管整流的过程相同。图6-2表明了大信号检波的工作原理。输入信号ui(t) 为正并超过C和Rl上的uo(t)时，二极管导通，信号通过二极管向C充电，此时uo(t)随充电 电压上升而升高。当ui(t)下降且小于uo(t)时，二极管反向截止，此时停止向C充电，uo(t) 通过Rl放电，uo(t)随放电而下降。充电时，二极管的正向电阻rD较小，充电较快。uo(t)以接近ui(t)的上升速率升高。放电时, 因电阻Rl比rD大得多(通常Rl 510k )，放电慢，故uo(t)的波动小，并保证基本上接 近于ui(t)的幅值。如果Ui(t)是高频等幅波，则U

12、o(t)是大小为U。的直流电压(忽略了少量的高频成分)，这正 是带有滤波电容的整流电路。uo (t)也将随之近似成比例地升高或当输入信号ui(t)的幅度增大或减少时，检波器输出电压降低。当输入信号为调幅波时，检波器输出电压uo(t)就随着调幅波的包络线而变化，从而获得调制信号，完成检波作用。由于输出电压 把这种检波器称为峰值包络检波器。uo(t)的大小与输入电压的峰值接近相等，故2-1所示。(7) LC振荡器。以互感反馈振荡器为例，分析反馈型正弦波自激振荡器的基本原理，其原理电路如图kyt J-_(T2tV11L<+Ecme'当开关K接“1”时，信号源 唤加到晶体管输入端，这就是

13、一个调谐放大器电路，集电极回路得到了一个放大了的信号 厲。当开关K接“2”时，信号源 V不加入晶体管，输入晶体管是 V的一部分V&b。若适当选择互感 M和 V&F的极性，可以使V&b和4b大小相等，相位相同，那么电路一定能维持高频振荡，达到自激振荡的目的。实际上起振并不需要外加激励信号，靠电路内部扰动即可起振。产生自激振荡必须具备以下两个条件:1.反馈必须是正反馈，即反馈到输入端的反馈电压与输入电压同相,也就是2.反馈信号必须足够大，如果从输出端送回到输入端的信号太弱,就不会产生振荡了， 也就是说，反馈电压*b在数值上应大于或等于所需要的输入信号电压承.。(8)自动增益

14、控制接收机在接收来自不同电台的信号时，由于各电台的功率不同，与接收机的距离又远近不一，所以接收的信号强度变化范围很大， 如果接收机增益不能控制， 一方面不能保证接收机输出适当的声音强度,一方面，在接收强信号时易引起晶体管过载，即产生大信号阻塞，甚至损坏晶体管或终端设备，因此,接收机需要有增益控制设备。 常用的增益控制有人工和自动两种，本实验采用自动增益控制，自动增益控制简称AGC电路。为实现AGC首先要有一个随外来信号强度变化的电压，然后用这一电压去改变被控制级增益。这一控制电压可以从二极管检波器中获得，因为检波器输出中， 包含有直流成分，并且其大小与输入信号的载波大小成正比，而载波的大小代表

15、了信号的强弱，所以在检波器之后接一个RC低通滤波器，就可获得直流成分。AGC勺原理如图12-1所示，这种反馈式调整系统也称闭环调整系统。自动增益控制方式有很多种，一般常用以下三种:（1）改变被控级晶体管的工作状态；（2 ）改变晶体管的负载参数；（3）改变级间回路的衰减量。本实验采用第一种方式，其滤波和直流放大电路如图11-2所示:图中16R01、16C01和16R07、16C02为RC滤波电路。16BG01、16BG02为直流放大器。当采用 AGC时,16P02应与中频放大器中的7P03相连，这样就构成了一个闭合系统。F面我们分析一下自动增益控制的过程：当信号增大时，中放输出幅度增大，使得检波

16、器直流分量增大,7P01,自动增益控制（AGC电路输出端16P02的直流电压增大。该控制电压加到中放第一级的发射极 使得该级增益减小，这样就使输出基本保持平稳。六、组装调试的内容(包括分机与整机)6.1实验过程的连接图。(1)发射机连接。kb'» - - «” :a F :«叫st補(2)接收机连接。Jr Qy d -'rr叵區学宜菖囹二¥P -III6.2实验过程的部分波形图。(1 )发射机的波形。DOmST15舷、I , I41'in-邸- 一却二肝站-(M(2 )接收机的波形。I 1Uere OFFI*2： siA Sr松S

17、一七、元器件清单高频电子线路实验箱。八、收获和体会通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关高频电子线路方面的知识， 由于是首次多人小组搭档完成实训任务，让我深深体会到了团队合作的重要以及 与搭档们沟通的必要性。在这次课程设计中，我担任小组长，过程中和组员们一起参考实验指导书， 较快地完成了设计。当听到试验箱想起音乐的时候，我们都觉得很有成就感。这次实训任务还是蛮艰巨的，时间又刚好赶在期末考试前后。好在这次的实 训任务大部分模块都是了解并曾经完成过的。仅有少部分模块了解的不多，所以 在设计过程中，我们组虽然遇到了许多问题，但是通过在网络及图书馆的资源, 我们找到了 一些关于调幅发射与接收系统的资料，然后根据这些资料中电路模块 的拼 接，尝试着 组成 了现 在的 电路 。虽然 在首次电 路搭 建 过程中遇 到了 许多 问题 ， 甚至 由于 太急 切，输 入频 率都 没调 好等 缘 故。导 致实 验失 败。但经 过多次的 思考 尝试 ，并 查阅 了许 多资料 之后 ，队 友们 集体分 析调 试，尝试 着调整 参数 ，最 终勉 勉强 强解 决了 信号 的接收 问题。这 是由 于我们 在这 方面 知识 的 欠缺 和经 验的不足 造成 的 。实践 出真 知，通 过亲 自动 手设计 制作 ，使 我们 掌握 的知识 更加 牢固 。并且 通过 这次 设计 我们知 道了 自