小功率调频发射机的设计

课程设计课程课程高频电子线路题目小功率调频发射机的设计专业班级通信102班姓名学号2023年3月3日目录设计和制作任务………3二、主要技术指标………………3三、确定电路组成方案…………3四、设计方法1、振荡级4〔1〕、振荡电路的选择………4〔2〕、参数计算………………62、缓冲级73、功率输出级74、总的原理图设计8五、制作、调试步骤和试验分析1、电路板制作……………………92、电路的调试…………………103、实验数据分析………………11六、电路的改良…………………11七、实验总结……………………12八、参考文献……………………12摘要随着科技的开展和人民生活水平的提高，无线电发射机在生活中得到广泛应用，最普遍的有电台、对讲机等。人们通过无线电发射机可以把需要传播出的信息发射出去，接收者可以通过特制的接收机接受信息，最普通的模式是：播送电台通过无线电发射机发射出播送，收听者通过收音机即可接收到电台播送。本设计为一简单功能的无线电调频发射器，通过该发射器可以把声音转换为无线电信号发射出去，该信号频率可调，通过普通收音机接收，只要在频率适合时即可收到发射器发送出的无线电信号，并通过扬声器转换出声音。关键词：无线电调频发射机一、电路原理1．电路原理及用途调频可以有两种实现方法，一是直接调频，就是用调制信号直接控制振荡器的频率，使其按调制信号的规律线性变化。令一种就是间接调频，先对调制信号进行积分，再对载波进行相位调制。两种调频电路性能上的一个重大差异是受到调频特性非线性限制的参数不同，间接调频电路提供的最大频偏较小，而直接调频可以得到比拟大的频偏。通常小功率发射机采用直接调频方式其中高频振荡级主要是产生频率稳定、中心频率符合指标要求的正弦波信号，且其频率受到外加音频信号电压调变；缓冲级主要是对调频振荡信号进行放大，以提供末级所需的鼓励功率，同时还对前后级起有一定的隔离作用，为防止级功放的工作状态变化而直接影响振荡级的频率稳定度；功放级的任务是确保高效率输出足够大的高频功率，并馈送到天线进行发射。与调幅电路相比,调频系统由于高频振荡输出振幅不变,因而具有较强的抗干扰能力与效率.所以在无线通信、播送电视、遥控测量等方面有广泛的应用。调频发射机的组成框图如下：2．主要技术指标设计一个小功率调频发射机，主要技术指标为：(1)载波中心频率：5MHz；(2)发射功率：PA≥500mW；(3)负载电阻〔天线〕RL=50Ω；(4)最大频偏：；(5)总效率：；二、设计方法1、振荡级〔1〕、振荡电路的选择振荡电路主要是产生频率稳定且中心频率符合指标要求的正弦波信号，目前应用较为广泛的是三点式振荡电路和差分对管振荡电路。三点式振荡电路又可分为电感和电容三点式振荡电路，—1所示。克拉泼电路时一种高稳定度的LC震荡电路，电路图如下：图1克拉波电路振荡器原理图克拉拨振荡电路与电容三点式电路的差异，仅在回路中多加一个与C2、C3相串接的电容C6，回路的频率，克拉拨振荡电路的频稳度大体上比电容三点式电路高一个量级。由于是调频发射机，其频率受到外加调制信号电压调变，因此，回路中的电抗要能够跟调制信号的改变而改变，应用一可变电抗器件，它的电容量或电感量受调制信号控制，将它接入振荡回路中，就能实现调频。最简便、最常用的方法是利用变容二极管的特性直接产生调频波，因要求的频偏不大，故采用变容二极管局部接入振荡回路的直接调频方式，它具有工作频率高、固定损耗小和使用方便等优点。下列图为调频电路：高频振荡器的振荡波形如图：振荡器所得的载波频率：调频波形：从振荡器的什么地方取输出电压也是十分重要的。一般尽可能从低阻抗点取出信号，并参加隔离、缓冲级如射极输出器，以减弱外接负载对振荡器幅度、波形以及频率稳定度的影响。射极输出器的特点是输入阻抗高，输出阻抗低，放大倍数接近于1。1、电路形式由于待传输信号是高频调频波，主要考虑的是输入抗高，传输系数大且工作稳定。选择电路的固定分压偏置与自给偏压相结合，具有稳定工作点特点的偏置电路。如图4-2所示。射极加R4可改变输入阻抗。所以，晶体管的静态工作点应位于交流负载线的中点，一般取VCEQ，ICQ=(3~10)mA。根据条件选取ICQ=4mA,，VCEQ=0.5Vcc=6V，那么R10+R4=VEQ/ICQ=〔VCC-VCEQ〕/ICQΩ(2)R5、R4：取R5=1kΩ，R4为1kΩ的电位器。 (3)R8、R9VEQVBQ=VEQIBQ=ICQ/β0取标称值R9=10kΩ。取标称值R1Ω。(3)耦合电容C1、C2为了减小射极跟随器对前一级电路的影响，C1的值不能过大，一般为数十pF，这里取C1=20pF，C2。3.增益分配与功率放大器的设计发射机的输出应具有一定的功率才能将信号发射出去，但是功率增益又不可能集中在末级功放，否那么电路性能不稳，容易产生自激。因此要根据发射机的各组成局部的作用，适当地合理地分配功率增益。如果调频振荡器的输出比拟稳定，又具有一定的功率，那么功率鼓励级和末级功放的功率增益可适当小些。功率鼓励级一般采用高频宽带放大器，末级功放可采用丙类谐振功率放大器。缓冲级可以不分配功率。功率增益如图3-2所示。仅从输出功率Po≥500mW一项指标来看，可以采用宽带功放或乙类、丙类功放。由于还要求总效率大于50%，故采用一级宽带放大器加一级丙类功放实现，其电路形式如图4-1所示。图4-1功率鼓励与末级功放电路(一)丙类功率放大器(末级功放)设计1、根本关系式如图4-1所示，丙类功率放大器的基极偏置电压-VBE是利用发射机电流的分量Ie0在射极电阻R14上产生的压降来提供的，故称为自给偏压电路。当放大器的输入信号Vi为正弦波时，集电极的输出电流iC为余弦脉冲波。利用谐振回路LC的选频作用可输出基波谐振电压uc、电流iC1。4、总的原理图设计。三、结论及心得体会设计我了解到了不少东西，小功率调频发射机的设计涉及到许多问题，包括电容三点式振荡器的设计，电容三点式振荡器的设计非常繁琐，需要计算好各电阻的值，再根据各电容的作用，确定电容的值。不过本次设计总体上表达了对高频电子线路的应用熟练与否。而且本次设计需要protel软件的应用，让我重新对这款软件有了新的认识。所以今后的目标是积累实际应用经验已到达快速高效完成实验。这个实验是关于小功率调频发射机工作原理分析及其安装调试，通过这次实验我们可以更好地稳固和加深对小功率调频发射机工作原理和非线性电子线路的进一步理解。学会根本的实验技能，提高运用理论知识解决实际问题的能力。在实验过程中，通过选取元件、确定电路形式、