调幅、调频发射与接收设计原理介绍

1、 课程设计指导高频电路的一般设计方法电子电路种类很多，千差万别，设计方法和步骤也因不同情况而异。这里给出高频电路设计的一般步骤，以供参考，设计者应根据具体情况，灵活掌握。1.总体实现方案的选择由课题要求实现的电路功能及性能指标，决定最终实现电路的构成。2.单元电路形式的选择根据课题要求实现的电路性能指标，确定总体实现方案中，各单元电路的形式。3.电路参数的计算根据所选单元电路的形式，对组成电路的各元器件的值进行计算。4.元器件的选择元器件的选择，除了要考虑计算出的参数值外，还要遵从节约电路成本，元器件购买方便，以及尽量利用现有条件实现的原则。以上各步骤之间不是绝对独立的，往往需要交叉进行，尤其

2、是有时受到元器件选择的限制，常会推翻最初的设计方案，从头来做。所以，在进行电路设计之初，要先把可能限制电路实现的因素考虑好，再着手设计，往往可以达到事半功倍的效果。表1 评分办法课 题满分基本要求设计与总结报告：方案设计与论证理论分析与计算测试方法与测试数据对测试结果的分析40实际制作完成情况40发挥部分根据完成项的数目、难度、完成的质量20 高频电路设计举例课题一：基于MC1496的简易调幅发射机一、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、LM1595/1

3、596等。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。二、要求1基本要求：工作频率5MHz；载波频率稳定度优于10-3/分钟，发射功率（输出负载RL=75W上的功率）P010mW，调制度ma=30%80%可调，调制频率F=500Hz3kHz。2发挥部分：（1）全机使用单电源供电。（2）自行设计产生正弦波调制信号。（3）提高整机性能指标。电路要求：振荡器 缓冲级 调制电路 功率放大器 （话筒）课题二：基于MC1496的简易调幅接收机一、简要说明本课题目的是练习集成模拟乘法器的使用，掌握同步检波的原理。此题目与课题一结合，可制作出完整的调幅收发系统。二、要求1基本要求：直接放大式接

4、收机，工作频率5MHz，载波频率稳定度优于10-3/分钟，灵敏度1mV。2发挥部分：（1）全机使用单电源供电。（2）自行设计低频放大电路，输出功率（输出负载RL=8 W上的功率）P0 =100mW。（3）提高整机性能指标。电路要求：天线 调谐放大 检波 低放电路小功率调幅发射机任务：小功率调幅发射机设计技术指标：载波频率f0=2MHz，载波频率稳定度不低于10-3/分钟，输出负载RL=75，发射功率（输出负载RL上的功率）P010mW，调制度ma=30%80%可调，调制频率F=500Hz3kHz。图-1 调幅发射系统框图一、实现方案的选择1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

5、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

6、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本设计任务总体实现方案的确定根据以上对调幅发射系统构成电路选择方法的介绍，结合设计任务中给定的技术指标，确定总体实现方案如下：方案一：低电平调幅发射机图-2低电平调幅发射机系统框图由于设计任务要求实现的是小功率发射机，发

7、射功率（输出负载RL上的功率）P0 为10mW即可。所以，可以利用提供的集成模拟乘法器MC1496，组成低电平调幅电路。系统框图如图-2所示。方案二：高电平调幅发射机图-3 高电平调幅发射机系统框图因为设计任务中对发射功率并没有限制上限值，所以，也可以采用高电平调幅电路组成发射系统，如图-3所示。若缓冲级输出电压能满足高电平调幅电路的要求，并且最终负载上的输出功率也满足指标要求时，则应力求电路结构简单，去除高频放大电路。二、单元电路形式的选择1调幅发射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

8、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

9、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

10、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。2设计任务单元电路形式的确定根据以上对调幅发射系统单元电路形式的介绍，结合本设计任务的技术指标，确定各单元电路形式如下：由于技术指标中对主振器的频率和频率稳定度要求不高，所以，采用西勒振荡电路；缓冲级采用射极跟随器；低电平调幅电路采用集成模拟乘法器实现；高电平电路采用基极调幅电路。三、电路参

11、数计算根据以上确定的单元电路形式，下面给出具体的电路，以及组成电路的各元件值的计算方法。1主振器图-4为西勒振荡电路。它被接成共基组态，Cb为基极旁路电容。其静态工作点由偏置电阻Rb1、Rb2、Re、Rc决定。电容C1、C2、C3、C4与电感L1组成振荡回路。振荡器输出信号一般尽可能从低阻抗点取出，以减弱外接负载对振荡幅度、频率稳定度的影响。本电路从发射极取出信号送给下一级。（1）偏置电阻值的计算图-4 西勒振荡电路偏置电阻决定静态工作点，所以，要先确定振荡器的静态工作电流ICQ。一般小功率振荡器的静态工作电流ICQ为（14）mA，设计时可以在此范围内任取一值，如取ICQ=2mA。根据所选晶体

12、管型号确定电流放大系数b的值。则：由 ，确定Re，式中一般取由，确定Rc，式中取；或依据集电极直流电压，确定RC。由流过Rb2的电流 ，确定，式中。由，确定。根据以上计算出的各电阻值，选取最接近的标称电阻值。为便于调整静态工作点，实际电路中Rb1常用固定值的电阻与电位器串联。（2）振荡回路元件值的计算根据西勒振荡器的原理，C3<<C1，C3<<C2，回路的振荡频率f0主要由C3、C4和L1决定，即 （2-1）而一般谐振回路的电感L与电容值之间关系取为 （2-2）由式（2-1）、（2-2）确定L1、C3、C4的值。电容C1、C2由反馈系数F=C1/C2，以及电路条件C3&

13、lt;<C1，C3<<C2决定。一般F取1/81/2。以上估算各电容值时，应尽量选取标称电容值。为便于调整振荡频率，实际电路中C4可用固定值的电容与可变电容器并联。（3）旁路电容值的选取一般应使旁路电容Cb的容抗为与其并联的电阻值的1/201/10。但是，当与其并联的电阻值较大时，应当使Cb的容抗为几十欧姆甚至几欧姆。这里选取标称值。2缓冲级图-5为射极跟随器电路，即共集电极组态的放大器。其静态工作点由偏置电阻Rb1、Rb2、Re决定。C1、C2分别为输入、输出耦合电容。图-5 射级跟随器（1）偏置电阻值的计算射极跟随器的静态工作电流ICQ一般为（310）mA，设计时可以在此

14、范围内任取一值，如取ICQ=4mA。根据所选晶体管型号确定电流放大系数b的值。而Rb1、Rb2、Re值的计算方法，则与主振器中偏置电阻值的计算方法相同，请参照计算。为便于电路调整，实际电路中Re可用固定值的电阻与电位器串联。（2）级间耦合电容的选取图-6 低电平调幅电路级间耦合电容值的大小，主要由前后级之间的隔离度决定。为减小射随器对前级振荡电路的影响，耦合电容C1不能太大，一般为 pF级。而射随电路输出耦合电容C2可以取大些，如0.01mF。3低电平调幅电路集成模拟乘法器MC1496的内部结构及其工作原理，请参见“基础实验三 集成乘法器调幅实验”。采用集成模拟乘法器MC1496构成的调幅电路

15、，如图-6所示。电路采用双电源供电方式。载波信号从10脚（VX端）输入，C3为高频旁路电容，使8脚交流接地；调制信号从1脚（VY端）输入，C4为低频旁路电容，使4脚交流接地。调幅信号从12脚单端输出。电阻R6、R7、R8、R9、R10提供静态偏置电阻，保证乘法器内部的各个晶体管工作于放大状态，阻值的选取应使得下列静态偏置电压关系式成立： （2-3） （2-4）根据器件参数要求，5脚静态偏置电流I5应小于4 mA，一般取I5=1mA，则 （2-5）可见，在确定负电源电压VEE后，由式（2-5）可得电阻R5的值。图-7 基极调幅电路引脚2与3之间的外接负反馈电阻Re，可调节乘法器的信号增益，扩展调

16、制信号的线性动态范围。其值增大，线性范围增大，但乘法器的增益会减小。电阻R1、R2与电位器RP组成平衡调节电路，改变RP的值可以使乘法器输出有载波的普通调幅波或抑制载波的双边带调幅波。4基极调幅电路图-7为基极调幅电路，载波和调制信号同时加在晶体管的基极，调幅波从集电极的谐振回路取出。为使晶体管工作状态为甲乙类或乙类，需要预先确定基极偏置电阻的值。根据晶体管型号确定截止电压VBE的值。若选择乙类工作状态，则基极静态偏置电压VBQ=VBE。由，确定Rb1、Rb2的值，一般这两个电阻值应选为kW数量级。电阻Re一般取几百欧姆。谐振回路电感L和电容C的值，依据载波频率确定。电感L采用带磁芯的变压器，

17、以便调节磁芯改变电感量，达到调谐；同时，也可以实现阻抗匹配。集电极等效负载电阻，式中P0为设计任务中要求达到的发射功率；表示晶体管集电极、发射极间的饱和压降，一般为1V左右。设变压器初级线圈匝数N1，次级线圈匝数N2，集电极接入初级线圈的匝数N0，则匝数比由以下两式确定：，式中RL表示任务指标中给出的发射机输出负载。5线性功率放大器图-8为甲类线性功放电路，适用于中间级或输出功率较小的末级功率放大器。为获得最大不失真输出功率，静态工作点应选在交流负载线的中点，所以，集电极静态电流ICQ与集电极交流的振幅ICm近似相等。静态工作电流ICQ一般为（310）mA，设计时可以在此范围内任取一值，如取I

18、CQ=7mA。设变压器的效率hT=0.8，则功放集电极输出功率。 由，可得集电极电压振幅，从而得集电极等效负载电阻设变压器初级线圈匝数N1，次级线圈匝数N2，则匝数比射极电阻，为提高放大器的输入阻抗，稳定增益，实际电路中Re常要串联一个几欧姆或几十欧姆的交流负反馈电阻。图-8 甲类线性功率放大器基极偏置电阻Rb1、Rb2的计算方法，以及旁路电容Ce的选取，详见主振器中偏置电阻和旁路电容的计算。小功率调频发射机任务：小功率调频发射机设计主要技术指标：载波频率f0=2MHz，载波频率稳定度不低于10-3/分钟，输出负载RL=75，发射功率（输出负载RL上的功率）P0 ³50mW，调制频率

19、F=500Hz3kHz，最大频偏fm=20kHz，总效率A>50%。一、总体实现方案的选择1. 调频发射系统分析 图-9 直接调频发射系统组成框图 图-9为基本的直接调频发射系统框图。主要由调频振荡器、缓冲隔离器、倍频器、高频功率放大器、调制信号发生器等电路组成。由调相实现调频的间接调频发射系统，与直接调频发射系统相比，主要是调频波产生过程不同。图2.2.2-10给出了间接调频时调频波的产生过程图，调频波输出后，系统的组成电路也包括缓冲隔离器、倍频器、高频功率放大器等。考虑到直接调频系统应用的广泛性，以及电路的易实现性，本设计举例主要介绍直接调频发射系统的实现。图-10 间接调频发射系统

20、的调频波产生过程实际制作的直接调频发射系统组成电路的选择，主要根据设计指标要求来确定。调频振荡器在产生稳定的载波信号的同时，完成调频功能，是调频发射系统的核心电路，不可缺少。缓冲隔离级将调频振荡器与功放级隔离，以减小后级对振荡器频率稳定度及振荡波形的影响。是否选择该单元电路，主要根据电路对稳定性要求的高低。一般情况下，需要选择该电路。倍频器将调频振荡器产生的信号频率加倍，以达到发射机载波频率的要求，这样可以降低振荡器的工作频率，提高电路的频率稳定度。如果振荡器的振荡频率可以满足发射机载波频率的要求，就可省去此电路。高频功放电路使负载（天线）上获得设计要求的发射功率。如果要求达到的发射功率比较大

21、，那么在末级功放之前还要加功率推动级，以便为末级功放提供足够的激励功率。如果要求的发射功率不大，且振荡级的输出功率能够满足末级功放的输入要求，那么功放推动级也可省去。2. 本设计任务总体实现方案的确定根据以上对调频发射系统构成电路选择方法的介绍，结合设计任务中给定的技术指标，确定总体实现方案如下：方案一：集成调频发射系统随着集成芯片技术的发展，集成电路已成为无线电收发系统不可缺少的组成部分，如我们熟悉的收音机、电视机、手机等等。所以，在自行设计制作高频电路时，也可以尝试使用单片集成电路，学习集成电路的使用也是电路设计中重要的环节。在选择集成芯片时，可以优先选用那些在市场上容易买到、价格适宜的产

22、品。单片集成的调频低功率发射电路，可以包含调频振荡器级、缓冲隔离级、倍频级等多个单元电路。单片集成调频发射系统如图-11所示。由于单片集成调频发射系统的输出功率比较小，因此需要在集成电路后加功率放大器。方案二：分立调频发射系统 由于设计任务的技术指标要求不高，所以，采用由调频振荡器、缓冲隔离器、高频功率放大器、调制信号发生器等分立电路组成的调频发射机，也可以实现设计目标。集成调频发射系统高频功放调制信号 图-11 集成调频发射系统框图二、单元电路形式的选择1调频振荡器直接调频发射系统中，调频振荡器的电路形式主要有晶体振荡器直接调频，电抗管调频、变容二极管调频。晶体振荡器直接调频电路的优点是提高

23、了振荡器中心频率的稳定性；电抗管调频电路与变容二极管调频电路相比，要复杂一些。考虑到本设计任务要求中心频率的稳定性不高（10-3/分钟），用LC振荡器就可达到；再考虑到电路的简单易实现，所以，选择采用LC调频振荡器、变容二极管调频电路。2缓冲隔离级缓冲级通常采用射极跟随器电路。3高频功率放大器要使负载（天线）上获得令人满意的发射功率，而且整机效率较高，应选择丙类功率放大器。末级功放的功率增益不能太高，否则电路性能不稳定，容易产生自激。因此要根据发射机各部分的作用，适当地合理分配功率增益。功率推动级为末级功放提供激励功率。可以选择在弱过压工作状态下的丙类功放，或甲类功放。本设计任务中，发射功率要

24、求不高，省去功放推动级。三、电路参数计算根据以上确定的单元电路形式，下面给出具体的电路，以及组成电路的各元件值的计算方法。1调频振荡器基于LC振荡器的变容二极管直接调频电路原理，在本书第一篇基础实验四“频率调制与解调”中有详细介绍，图-12为基于西勒振荡器的变容二极管调频电路。此类电路的静态工作点的设置及其偏置电阻的计算方法，与普通LC振荡器的方法相同，详见2.2.1节小功率调幅发射机中主振器“偏置电阻值的计算”。图-12 变容二极管调频电路振荡回路元件值的计算，只要把变容二极管在固定直流反向偏压下的结电容Cj看作振荡回路总电容中的一部分处理即可，由振荡的中心频率确定变容二极管结电容Cj的值，

25、中心振荡频率（即载波频率）、反馈系数等参数的计算和取值方法，详见节小功率调幅发射机中主振器“振荡回路元件值的计算”。调制信号并联在变容二极管两端，在振荡回路中构成了部分接入，有利于提高中心频率的稳定度，减小调制失真。接入系数，为保证频偏达到技术指标要求，p不宜取得过小，可以先取p=0.3，需要的话，在实际电路调试中可以再做调整。确定接入系数p后，即可得到电容C4的值。变容二极管直流偏置电阻的计算，根据需要的反向偏压值决定。根据已知的变容二极管结电容Cj与反向偏压变化关系曲线（或关系式），得到相应结电容Cj的静态反向偏压VjQ的值。再由电路中的分压关系，可知，从而确定分压电阻R1、R2的值。为便

26、于调整静态偏压，实际电路中R1常用固定值的电阻与电位器串联组成。由于在调频振荡电路中高频信号和低频信号同时工作，所以，电路中辅助性元件的位置和值的选取，对于保证两种信号各自的通路、减小它们之间的相互影响，都非常重要。首先分析扼流圈的作用。对于低频调制信号来说，扼流圈呈现的阻抗应很小，相当于短路，保证低频信号的一端输入加至变容二极管的负端；而对高频信号，扼流圈则应呈现大阻抗，相当于开路，以减小高频振荡信号对低频信号的影响。其次分析隔直电容的作用。对于低频调制信号来说，电容呈现的阻抗应很大，相当于开路，保证低频信号加至变容二极管的两端；而对高频信号，电容则应呈现小阻抗，相当于短路，以进一步滤除高频

27、信号。所以，扼流圈和隔直电容的取值应满足以下关系式：，式中，w0表示高频载波信号的角频率，W表示低频调制信号的角频率。2缓冲隔离级这里仍采用图-5所示的射极跟随器电路作为缓冲级，即共集电极组态的放大器。偏置电阻及级间电容的取值方法，详见电路参数计算中缓冲级电路的计算。高频功率放大器采用甲类功放作功率推动级电路时，功放的电路与元件值计算，请参见线性功率放大器的电路计算方法。丙类功率放大器通常作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率，电路如图-13所示。电路元件值的计算，从选择临界状态为功放工作状态开始。然后，根据所图-13 高频功率放大器选导通角确定各分量电流以及直流功率等。这部分内容在一般

28、的高频电子线路教材中都有详细的介绍，读者可参见相关教材。另外，由于基于这种工程估算方法得到的各种参数值，与实际电路调试时，根据测试结果不断调整后得到的最终参数值之间，往往存在较大的误差。所以，丙类功放电路的设计与制作，需要一定的经验和技巧，只有亲手进行电路的设计与制作，才能真正掌握。调幅接收机本设计举例的目的是掌握点频超外差调幅接收机的设计。任务：普通调幅接收机设计技术指标：载波频率f0=2MHz，调制信号频率F=500Hz3kHz。输出功率P0=0.25W，RL=8，灵敏度1mV。一、总体实现方案的选择图-14 超外差式调幅接收系统框图1调幅接收系统分析图-14为超外差式调幅接收系统方框图。

29、主要由输入回路、高频小信号调谐放大器、混频器、本机振荡、中频放大器、检波器、低频放大等电路组成。在一些超外差接收机里，为保证输出信号电平恒定，还往往增加自动增益控制电路，控制高频放大级和中频放大级的增益。（1）输入回路输入回路是接收系统选择信号的第一关。它的作用是初步选取接收系统要接收的某一载波信号，以尽量少的损耗传送到下一级，并抑制接收频率以外的一切干扰信号。衡量输入回路性能的指标主要有通频带和选择性。为了保证信号不产生频率失真，通频带要有适当的宽度；为了对邻频道信号有足够的衰减，要有一定的选择性。 （2）高频小信号调谐放大器高频小信号放大器对天线接收下来的微弱信号进行电压放大，同时，进一步

30、对接收信号进行筛选。衡量此电路性能的指标主要有电压放大倍数（或电压增益）、通频带和选择性。（3）混频器混频器将输入信号的载频f0与本机振荡信号频率fL进行频率变换，使输入信号的载频变成固定的中频信号，并保持其调制规律不变。混频器有高中频和低中频之分，高中频取f0与fL之和，低中频取f0与fL之差。本设计以常用的低中频为例。（4）本机振荡本机振荡即正弦波振荡器，产生频率为fL的等幅振荡信号，并将信号送入混频器与输入信号的各个频率分量进行混频，（5）中频放大器中频放大器的任务是将混频器的输出信号进行电压放大，以满足检波器对输入信号幅度的要求。（6）检波器检波即调幅波的解调，从输入的调幅波中还原调制

31、信号。可见，检波器是调幅接收机的核心电路，衡量它性能的指标主要有检波效率、检波失真、等效输入电阻等。2本设计任务总体实现方案的确定根据设计任务要求，载波频率f0=2MHz比较低，可省去变频过程，直接将接收的调幅波放大后解调。因此，确定本设计任务总体实现方案有：方案一：同步检波接收机 利用同步检波的方法，对调幅波解调时，实现电路包括输入回路、高频放大、本地载波、检波器。方案二：包络检波接收机 利用包络检波的方法，对调幅波解调时，实现电路包括输入回路、高频放大、检波器。二、 单元电路形式的选择输入回路的电路形式主要有单调谐回路，双调谐耦合回路。其中耦合回路的选频特性要优于单调谐回路，一般在接收机性

32、能要求较高的场合使用。本设计选择单调谐回路。接收机中高频放大电路和中频放大电路，均属于小信号线性放大，电路工作于甲类状态。电路的形式有单调谐放大电路、双调谐放大电路等，对电路选择性要求较高的场合，一般选择双调谐放大电路。本设计选择单调谐放大电路。实现同步检波器的电路形式有乘法器、环形或桥形幅度调制器等。由于集成电路的发展，在广播接收机、电视接收机电路中，多采用模拟乘法器来完成同步解调。包络检波器是利用二极管的单向导电特性和检波负载C的充放电过程实现检波，适用于解调含有较大载波分量的大信号。三、电路参数计算1输入回路图-15为单调谐输入回路。根据接收信号的中心频率f0和接收信号的带宽B，确定表示

33、输入回路谐振特性的品质因数。图-15单调谐输入回路根据中心频率，确定回路电感L和电容C的值。其中，电容值不能太小，否则，分布电容会影响回路的稳定性，一般取C>>Cie(Cie表示下级高频放大电路中晶体管的输入电容)。为便于调整，实际电路中电容C常用固定电容和可变电容并联的形式。在设计输入回路时，还要考虑它与天线之间，以及它与下一级放大电路之间的阻抗匹配。所以，要事先确定天线的等效阻抗，以及放大电路的等效输入阻抗。输入回路可以采用部分接入的方法，改善下一级电路对输入回路选频性能的影响。2高频小信号调谐放大器图-16为小信号调谐放大器的电路。（1）直流偏置电阻值的计算 一般取发射极静态

34、电压。则基极电压，其中，VBE为晶体管基极、发射极间的电压，对于硅管VBE约为0.7V，对于锗管VBE约为0.2V。根据系统的功率增益分配，确定本电路交流输出功率P0。设发射极电压和集电极饱和压降共占去电源电压VCC的10%，则放大器直流功率。由于甲类放大器的集电极效率最大为，而，则。由，确定Re。由流过Rb2的电流 ，确定：。由，确定。图-16小信号调谐放大器下面介绍交流下元件参数的设定。电阻R0和电容C0组成低通滤波器，抑制高频信号对直流电源的干扰，防止通过电源线形成本级电路对其他级电路的反馈。对于小功率接收机，R0一般取100W，C0的阻抗值应小于等于R0阻值的1/10。旁路电容CE的阻

35、抗值也应小于等于RE的1/10；级间隔直耦合电容CC的阻抗值应小于等于放大器输入阻抗的1/10。集电极谐振回路元件值的设定方法。考虑晶体管Y参数等效电路的Y参数值，假设接入系数值后，根据已知的电路工作频率f0设定回路外接电感值L和总电容值CS，外接电容值C等于CS减去晶体管Y参数中的输入输出电容。再根据工作频率f0及回路带宽B，决定回路有载品质因数QL= f0/B；回路谐振电阻RS可由RS=2p f0LQL决定。3本地振荡电路本地振荡电路与发射机中的主振器原理相同，设计方法也相同，可参见发射机中主振器电路参数的计算。4同步检波器图-17 MC1496实现的同步检波电路采用MC1496实现的电路

36、谢自美，如图-17所示。5二极管包络检波器 检波器的电路如图-18所示。图-18 二极管包络检波器（1）二极管D的选择在选择检波二极管时，要考虑输入信号的频率，保证二极管的工作频率远小于其自身的截止频率。一般可选用点接触型检波二极管，如2AP9，其截止频率为100MHz，本例中就可选用此二极管。 （2）检波负载电阻的确定先估算检波器后的低频放大器等效输入电阻ri的值，一般为25kW。为满足检波输出波形不产生负峰切割失真的条件，即式中ma表示调幅度，通常，在接收机中ma最大约为0.8，平均为0.3，所以，一般选RL=510 kW。（3）负载电容C的确定根据检波输出波形不产生惰性失真的条件，得工程

37、上近似计算式：本例中已知调制信号频率F=500Hz3kHz，所以，Wmax=2pFmax=2p´3´103rad/s，从而求得C小于（4）隔直耦合电容CC的确定CC的存在主要影响检波的下限频率。为使调制信号频率为最小值时，CC上的电压降不大，不产生频率失真，必须满足下式：在通常的音频范围内，上式是容易满足的。一般取CC为几mF，如510mF。 高频电路的安装与调试由于频率的提高，高频电路特性比低频电路特性要复杂一些。因此，高频电路的调试需要考虑更多的问题。下面就从元器件的选择、识别，到电路常见故障的处理，做具体介绍。一、电子元件及其在高频电路中的应用（一）、导线与电缆1导线

38、类型与用途裸铜线低频电路中作地线镀银线频率为大于几MH z的电路中作地线或绕制电感线圈单股漆包线绕制电感线圈多股塑包线电源连接线或电路接线单股塑包线电路里点与点之间的短接线沙（丝）包线绕制接收机中波天线线圈、电感线圈或多层的蜂房式线圈导线组数十根导线彼此绝缘，压成扁平的带子，在计算机与外设的连接中使用2导线的高频电阻与电感图-1 导线趋肤效应示意图随着工作频率的升高，流过导线的交流电流会离开导线中心，向导线表面（皮肤）集中。这种现象称为趋肤效应。如图-1所示。直流或频率很低的电流将均匀分布在导线中；当电流频率很高时，导线中心部位几乎没有电流流通，这相当于把导线的横截面积减小为导线外圈的圆环面积

39、，导电的有效面积比直流时大为减小，而导线阻值的大小与其横截面积成反比，长度成正比。所以，导线的电阻增大。因而，在高频电路中，连接线要短而粗，以减小导线电阻对能量的损耗。也可以在铜导线外面镀银，即使用镀银线，提高导线的导电率来降低导线的交流电阻。（二）、电阻1电阻的高频等效电路电阻器在直流或低频电路中，等效为一个纯电阻。而在高频电路中，由于趋肤效应及各种损耗的影响，电阻等效为RLC电路。如图-2所示。图-2电阻的高频等效电路在高频电路中，电阻的频率特性不可忽视。在一定频率时，阻值低的电阻以分布电感影响为主，阻值高的电阻以分布电容影响为主。对于低阻值的电阻，应尽可能缩短电阻引线以减小引线电感。对于

40、高阻值的电阻，由于其分布电容的旁路作用，使电阻值大幅度降低，所以应尽可能使用小电阻值。另外，电阻的外形尺寸越小，高频特性越好。在允许的范围内，尽可能地使用功率小的电阻（功率小，外形尺寸也小）。考虑到电路的可靠性，电阻的损耗功率应为额定功率的1/2以下。在高频电路中，电阻引线也将变为电感，使电阻的频率特性变差。所以，电阻的引线必须尽可能地缩短。如贴片电阻，就是没有引线且外形小的电阻，在3GHz以内的频域都可以使用。2种类与用途合成型电阻碳质实芯合成电阻，其分布电容、分布电感较大。不宜用于高频电路。薄膜型电阻金属膜、碳膜电阻。金属膜电阻的精度一般高于碳膜电阻，但其不能制作高阻值（1MW 以上），与

41、碳膜电阻相比价格高。因而，一般在稳定性和电性能要求较高的场合，选用金属膜电阻。线绕型电阻即使采用无感绕法，其分布电感也比非线绕电阻器大得多。不宜用于高频电路。（三）、电容器1电容器的高频等效电路电容在高频应用时，除了它本身的损耗之外，还要考虑它的引线电感。各种损耗可用等效的串联电阻RC表示，电感LC体现了因引线和电极的形状而引起的电感成分。电容器的实际等效电路如图-3所示。由于LC和C串联，工作频率升高时容易引起串联共振，使理想电容的阻抗值下降。图-3 电容的高频等效电路2合理选用电容器。大多数电容是正温度系数，即电容量随温度升高而加大；有一些是负温度系数；还有一些是专门设计的，在一定的温度范

42、围内电容量不变。电容器的性能主要是由制造电容器所使用的介质材料的特性决定。这些介质有云母、玻璃、陶瓷、涤纶膜等材料，空气也可作为介质（一般为可变电容器）。其中瓷介电容（CC型），云母电容，塑料薄膜电容，主要用于高频电路，如作调谐、滤波器元件。 通常，当用电容来降低对地的阻抗时，如电源的去耦和晶体管的发射极旁路、IC偏置电路的旁路等，电路使用1100MHz频率时用0.01mF，再高的频率时用1000pF以下的电容。（四）、电感电感属非标称元件，很难找到电路所需值的电感元件，通常需要自己设计制作。因此，电感线圈的设计计算是比较重要的，尤其在高频电路中的选频、滤波电路的电感。1线圈的损耗（1）线圈的

43、分布电容线圈匝与匝之间，导线与导体之间能构成电容，绕组与底板以及屏蔽罩之间、多层绕组层与层之间等都存在电容，称为分布电容。电感线圈匝与匝之间的分布电容如图-4所示。这些分布电容在工作频率较高时就会影响电路性能。图-4电感线圈的分布电容（2）线圈是由导线绕制而成的，因此线圈也有交流电阻，此电阻会消耗一部分功率。用品质因数Q来衡量线圈损耗的大小。要提高电感线圈的Q值，应增加线圈感抗，减小损耗电阻。可采取以下措施：·选择最佳的线圈形状·选择尺寸较大的线圈线圈尺寸大，所用导线可粗一点，使损耗电阻减小。·用镀银线绕制线圈·用绞合线（又称李兹线）绕制线圈·

44、线圈中加入磁芯2电感线圈的制作电感线圈一般可分为空芯和带磁芯的两种。空芯电感的绕制，要根据电感值选择线圈的直径d（其半径用r表示）、长度l、匝数N。电感值近似计算式为（设r<<l）：式中m0=4p´107H/m表示真空的磁导率。带磁芯的电感，由于磁芯的导磁系数很大，使线圈中的磁通增加很多，因而比空芯电感的电感量增大了。高频电感及高频变压器所采用的磁芯材料为镍锌（NXO）铁氧体。以NXO-100环型铁氧体为例，设其尺寸为外直径´内直径´高度，绕在其上的线圈匝数为N，磁芯横截面积A（cm2），平均磁路长度l（cm），磁导率m=100H/m，则电感值可由下式

45、计算：为减小线圈漏感与分布电容的影响，线圈的匝数应尽可能少，匝间距离应尽可能大。（五）、中频变压器也叫中周变压器，简称中周中周是超外差接收设备中的重要元件，起选频和耦合作用，抑制上下频带，只允许中间频率的信号通过。它很大程度上决定了整机的灵敏度、选择性和通频带等指标。我国规定，无线电广播调幅收音机的中频为465kHz，调频收音机的中频为10.7MHz，黑白、彩色电视接收机的中频分为图像38MHz，伴音31.5MHz。（六）、高频扼流圈高频扼流圈是只允许直流和低频交流通过，而对高频交流呈现很大阻抗的元件。串馈扼流圈电感量不需很大，0.5MHz以下不超过(100010000)H，频率越高，电感量越小。并馈扼流圈电感量应远大于调谐回路的电感量，取其1020倍或更大一些。二、高频电路的安装高频电路的频率特性与实际安装技术有很大关系。1合理安排元件，尽量减小各种元件之间的寄生耦合。必要时，可以对关键元件进行屏蔽。2直流电源应有良好的去耦滤波装置。用于去耦的电容、电阻等元件应尽量安装在离电源最近的位置；如果去耦元件需要接地，应就近接地。3电路元件间的接线应尽量短而粗，避免平行走线。4高频电路的接地应采用多点、就近接地方法。若整个电路既有模拟信号又有数字信号，应使