點(diǎn)頻調(diào)幅發(fā)射機(jī)的研究與制作畢業(yè)設(shè)計(jì)_第1頁
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文檔簡介

1、 天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)課題名稱 點(diǎn)頻調(diào)幅發(fā)射機(jī)的研究與制作 姓 名 蔣海莉 學(xué) 號(hào) 49 班 級(jí) 通信s10-23班 專 業(yè) 通信技術(shù) 所 在 系 電子技術(shù)系 指導(dǎo)教師 齊連運(yùn) 完成日期 2013年1月15日 天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書課題名稱:點(diǎn)頻調(diào)幅發(fā)射機(jī)的研究與制作完成期限:2012年 11月25日至2013年1月15日姓 名 蔣海莉 指導(dǎo)教師 齊連運(yùn) 專 業(yè) 通信技術(shù) 職 稱 高級(jí)實(shí)驗(yàn)師 所 在 系 電子技術(shù)系 系 主 任 劉 松 接受任務(wù)日期2012-11-25 批準(zhǔn)日期 2012-11-26 一、原始依據(jù)(資料):1彭介華主編,電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)

2、指導(dǎo),高等教育出版社。2高吉祥主編,高頻電子線路,(第2版),高等教育出版社。3.張澄主編,高頻電子電路,(第2版),人民郵電出版社。4. 袁貴民移動(dòng)通信北京:北京師范大學(xué)出版社,2007二、設(shè)計(jì)(論文)內(nèi)容和要求:設(shè)計(jì)內(nèi)容: 1. 初步對(duì)點(diǎn)頻調(diào)幅發(fā)射機(jī)的了解與認(rèn)識(shí)。 2. 制定初步方案,查找相關(guān)資料。 3. 設(shè)計(jì)一個(gè)點(diǎn)頻調(diào)幅發(fā)射機(jī)。 4. 技術(shù)指標(biāo)與要求: 5.工具及儀器、儀表使用 6.了解點(diǎn)頻調(diào)幅發(fā)射機(jī)的基本原理與組成。 7. 撰寫畢業(yè)論文,準(zhǔn)備答辯。設(shè)計(jì)要求:1.收集資料、消化資料;2.選擇原理電路,分析并計(jì)算電路參數(shù);3.繪制電路原理圖;4.繪制元件明細(xì)表;5.設(shè)計(jì)印制電路板圖;6.搭

3、接電路實(shí)現(xiàn)功能,記錄調(diào)測(cè)過程及參數(shù);7.撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告,要求字?jǐn)?shù)在8000字以上 8學(xué)會(huì)獨(dú)自查閱和收集資料。9熟練掌握點(diǎn)頻調(diào)幅發(fā)射機(jī)的基本知識(shí)。10.虛心學(xué)習(xí),團(tuán)結(jié)協(xié)作。三、建議查閱的技術(shù)資料:袁貴民移動(dòng)通信北京:北京師范大學(xué)出版社,2007周祥瑜通信終端設(shè)備原理與維修北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006張澄高頻電子電路 北京 人民郵電出版社 ,2011熊偉林.現(xiàn)在電子技術(shù)基礎(chǔ).北京.清華大學(xué)出版社,2004天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 頁號(hào)(1)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)度計(jì)劃表序號(hào)起止日期計(jì)劃完成內(nèi)容實(shí)際完成內(nèi)容檢查日期檢查人簽字12012.11.252012.11.28消化理解課題,依據(jù)課題設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求,

4、查閱資料,理順設(shè)計(jì)思路。能理解課題,查閱資料 22012.11.292012.12.2根據(jù)設(shè)計(jì)思路,選擇確定設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)方案選定,完成開題報(bào)告 32012.12.32012.12.10原理電路選擇,分析計(jì)算電路,繪制電路圖。選定原理電路 42012.12.112012.12.16發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)試然后進(jìn)行仿真。發(fā)射機(jī)調(diào)試仿真完成 52012.121720131.5設(shè)計(jì)方案完成,撰寫論文。撰寫論文 620131. 620131.10修改論文 修改好論文 72013.1.112013.1.15論文裝訂,準(zhǔn)備答辯。 裝訂完成 系畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)領(lǐng)導(dǎo)小組審閱意見: 系主任簽字: 年 月 日 天

5、津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 頁號(hào)(2)注:1.本任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫。 2.簽字部分用筆填寫,其余各項(xiàng)均要求打印。(宋體、小4號(hào)字)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目點(diǎn)頻調(diào)幅發(fā)射機(jī)的研究與制作學(xué)生姓名蔣海莉系別電子系專業(yè)、班級(jí)通信技術(shù)s10-2,3指導(dǎo)教師齊連運(yùn)職稱高級(jí)實(shí)驗(yàn)師工作單位天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)踐地點(diǎn)電子系實(shí)訓(xùn)室交表日期2012.11.26畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告內(nèi)容要求:課題的目的、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。課題的研究內(nèi)容、研究方法、研究手段、研究步驟。課題所需的參考書目等。注:開題報(bào)告占畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)總成績的10% 。課題的目的、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)通過本課題的畢業(yè)設(shè)計(jì),鞏固已學(xué)的

6、理論知識(shí),建立無線電發(fā)射機(jī)的整機(jī)概念,了解發(fā)射機(jī)整機(jī)各單元電路之間的關(guān)系及相互影響,從而能正確設(shè)計(jì)、計(jì)算發(fā)射機(jī)的各個(gè)單元電路:主振級(jí)、激勵(lì)級(jí)、輸出級(jí)、調(diào)制級(jí)、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)及音頻放大器。初步掌握小型調(diào)幅波發(fā)射機(jī)的調(diào)整及測(cè)試方法。通過裝、調(diào)、測(cè)掌握無線電發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)試全過程。從而了解電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的全過程。當(dāng)今時(shí)代,信息技術(shù)發(fā)展十分迅猛,產(chǎn)品更新?lián)Q代步幅更是明顯加快,尤其是無線技術(shù)創(chuàng)新非常活躍,各類技術(shù)加快發(fā)展和融合,新技術(shù)新應(yīng)用層出不窮,向社會(huì)各部門各領(lǐng)域的滲透日益廣泛深入。目前,移動(dòng)通信,衛(wèi)星通信,雷達(dá)導(dǎo)航,遙控遙測(cè),射電天文等40多種無線電業(yè)務(wù)已在我國的通信廣播、電視、國防、安

7、全、鐵路、交通、航空、航天、氣象、漁業(yè)、科研等多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。調(diào)幅技術(shù)目前正廣泛應(yīng)用于通信與廣播技術(shù)中,遠(yuǎn)距離世界性的信息傳播使得調(diào)幅技術(shù)展現(xiàn)了更大的應(yīng)用空間,如何更高效率的傳播有用信息,而且使信號(hào)的失真度達(dá)到最小是下一代調(diào)幅技術(shù)需要研究的主要方向。調(diào)幅技術(shù)也是其他通信技術(shù)研究的基礎(chǔ),通過研究調(diào)幅相關(guān)技術(shù),能夠?qū)ξ磥硗ㄐ偶夹g(shù)的發(fā)展產(chǎn)生更深遠(yuǎn)的認(rèn)識(shí)。目前,雖然調(diào)頻技術(shù)以及數(shù)字技術(shù)突飛猛進(jìn),其應(yīng)用范圍覆蓋了無線通信技術(shù)的80%以上,但是由于點(diǎn)頻調(diào)幅發(fā)射機(jī)具有調(diào)制解調(diào)電路簡單、調(diào)試容易,信號(hào)帶寬窄和技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn),因此仍然使其能夠在中短波通信中廣泛得以應(yīng)用。天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 頁號(hào)(1

8、)研究內(nèi)容:點(diǎn)頻調(diào)幅發(fā)射機(jī)的基本原理和電路組成,點(diǎn)頻調(diào)幅發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)包括載波振蕩電路、低頻單音振蕩電路、音頻放大電路、振幅調(diào)制電路、緩沖放大電路和丙類功率放大電路的設(shè)計(jì)。除振幅調(diào)制電路采用乘法器外,其余電路均采用分立元件設(shè)計(jì),要求應(yīng)用仿真軟件設(shè)計(jì),并通過仿真調(diào)試優(yōu)化電路。 課題研究方法和手段理論聯(lián)系實(shí)際,首先對(duì)研究課題的取向確定目標(biāo),然后對(duì)其發(fā)展、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)等多方面進(jìn)行了解,最后把了解的知識(shí)深入到實(shí)際問題研究,比如點(diǎn)頻調(diào)幅發(fā)射機(jī)的調(diào)測(cè)。研究步驟:確定初步方案,查找相關(guān)資料;撰寫開題報(bào)告;點(diǎn)頻調(diào)幅發(fā)射機(jī)的基本原理和電路組成;點(diǎn)頻調(diào)幅發(fā)射機(jī)的調(diào)測(cè)及故障排除分析。所需參考書目:袁貴民,移動(dòng)通信,北京:

9、北京師范大學(xué)出版社,2007李培芳 ,電路分析基礎(chǔ),北京:清華大學(xué)出版社,2004謝自美主編,電子線路設(shè)計(jì).實(shí)驗(yàn).測(cè)試,華中理工大學(xué)出版社。彭介華主編,電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo),高等教育出版社。指導(dǎo)教師審核意見: 簽字: 年 月 日系畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)領(lǐng)導(dǎo)小組審閱意見: 系主任簽字: 年 月 日天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 頁號(hào)(2)注:本報(bào)告由學(xué)生本人填寫(打印、宋體、小4號(hào)字)。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文)系別電子技術(shù)系專業(yè)班級(jí)通信s1023班姓名蔣海莉班級(jí)學(xué)號(hào)49畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目:點(diǎn)頻調(diào)幅發(fā)射機(jī)的研究與制作畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)評(píng)語:該生在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,能夠按照指導(dǎo)教師的要求去做,態(tài)度認(rèn)真。在整個(gè)設(shè)

10、計(jì)過程中,查閱資料較認(rèn)真,虛心向教師請(qǐng)教,能獨(dú)立完成課題的設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文。論文論點(diǎn)較正確、內(nèi)容較充實(shí)、重點(diǎn)較突出。希望今后在實(shí)際工作中,能更好地將理論與實(shí)際相結(jié)合,不斷學(xué)習(xí),拓展自己的知識(shí)面,爭(zhēng)取更大的成績。指導(dǎo)教師簽字: 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)總評(píng)成績:系主任簽字:年 月 日天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院教務(wù)處10 摘 要調(diào)幅發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)是運(yùn)用比較早的一種無線電發(fā)送設(shè)備。現(xiàn)在,基本上不用調(diào)幅發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)了 ,調(diào)幅發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)是有高頻和低頻兩部分組成的。高頻部分由高頻振蕩器、高頻放大器和調(diào)制器組成。高頻振蕩器是用來產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的高頻載波信號(hào)。高頻放大器是將高頻振蕩載波信號(hào)放大到足夠大得強(qiáng)度。高頻功率放

11、大器及調(diào)制器是將低頻放大器輸出的信號(hào)調(diào)制到載波上,同時(shí)完成末級(jí)功放。 關(guān)鍵詞:高頻振蕩 調(diào)制 調(diào)幅 載波 高功放 目 錄第一章點(diǎn)頻調(diào)幅發(fā)射機(jī)的概述11.1課題的來源及意義1第二章設(shè)計(jì)原理及方案論證12.1設(shè)計(jì)要求與分析12.2 電路設(shè)計(jì)原理1第三章設(shè)計(jì)總體電路,基本原理和框圖.23.1 調(diào)幅發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)23.1.1 點(diǎn)頻調(diào)幅發(fā)射機(jī)的框圖33.1.2各部分作用3第四章單元電路設(shè)計(jì)分析44.1本機(jī)振蕩44.2倍頻電路54.3緩沖電路54.4調(diào)制電路74.5高頻功率放大84.5.1.集電極電源提供的直流功率94.5.2.集電極輸出基波功率94.5.3.集電極效率c104.5.4偏置電路114.5

12、.5匹配網(wǎng)絡(luò)12第六章附錄15第七章 總結(jié)與體會(huì)15謝詞17參考文獻(xiàn)18第一章 點(diǎn)頻調(diào)幅發(fā)射機(jī)的概述1.1 概述1、高頻電子線路課程設(shè)計(jì)是繼通信電子線路理論學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)之后又一重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。它的任務(wù)是在學(xué)生掌握和具備電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)與單元電路的設(shè)計(jì)能力之后,讓學(xué)生綜合運(yùn)用高頻電子線路知識(shí),進(jìn)行實(shí)際高頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)測(cè),利用orcad、multisim等相關(guān)軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì),提高綜合應(yīng)用知識(shí)的能力、分析解決問題的能力和電子技術(shù)實(shí)踐技能,讓我們了解高頻電子通信技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。為今后從事電子技術(shù)與無線電通信領(lǐng)域的工程設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。 2、本課題的準(zhǔn)備工作 (1)

13、復(fù)習(xí)電容三點(diǎn)式振蕩器、基極調(diào)幅電路、模擬乘法器調(diào)幅調(diào)制電路、共集電路、共射電路、高頻功率放大電路的工作原理;(2) 復(fù)習(xí)高頻實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的使用方法。 第二章 設(shè)計(jì)原理及方案論證 2.1 設(shè)計(jì)要求與分析本調(diào)幅發(fā)射機(jī)要求工作頻率為10mhz,如果采用lc振蕩器,它的頻率穩(wěn)定度大約為10-3數(shù)量級(jí),而改進(jìn)型的克拉潑振蕩電路和西勒振蕩電路也只有10-4數(shù)量級(jí)。因此,宜采用石英晶體振蕩器,它的頻率穩(wěn)定度大約在10-6數(shù)量級(jí)。調(diào)幅系數(shù)大于0.3,表示載波振幅受調(diào)制信號(hào)控制的強(qiáng)弱程度大于0.3。當(dāng)調(diào)幅系數(shù)小于0.3時(shí)am信號(hào)的包絡(luò)變化與調(diào)制信號(hào)不再相同,產(chǎn)生失真,從而出現(xiàn)弱調(diào)制。因此宜采用mc1496或mc

14、1596集成模擬乘法器進(jìn)行調(diào)幅,調(diào)制信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)幅放大。使大信號(hào)和小信號(hào)時(shí),放大器的輸出保持一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的幅度 ,以防止出現(xiàn)弱調(diào)制和過調(diào)制。對(duì)于發(fā)射機(jī)功率po200mv,宜采用丙類功率放大器并帶有帶通濾波器。 2.2 電路設(shè)計(jì)原理 一般調(diào)幅發(fā)射機(jī)的組成框圖:主振級(jí)受調(diào)級(jí)功放末級(jí)推動(dòng)級(jí)音頻外處理級(jí)圖1 一臺(tái)小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)通常有主振級(jí)、受調(diào)級(jí)、推動(dòng)級(jí)、音頻處理級(jí)、功放級(jí)組成。由功放經(jīng)輸出的高頻已調(diào)信號(hào)經(jīng)天線以電磁波的形式向空間發(fā)射出去。主振級(jí)是發(fā)射機(jī)的核心部件,主要產(chǎn)生一個(gè)頻率穩(wěn)定的幅度較大的,波形失真小的高頻正弦波信號(hào)作為發(fā)射載頻信號(hào)。該級(jí)電路通常才用lc諧振回路作為選頻網(wǎng)絡(luò)的晶體管振蕩器。受調(diào)

15、級(jí)主要是產(chǎn)生調(diào)制信號(hào),可以是單獨(dú)一級(jí)也可以與功放級(jí)或推動(dòng)級(jí)共同完成,一般在功放級(jí)實(shí)現(xiàn)調(diào)制轉(zhuǎn)移。音頻處理級(jí)是提供音頻調(diào)制信號(hào)。通常才用低頻電壓放大器和功率放大電路把音頻調(diào)制信號(hào)送到受理級(jí)去完成調(diào)幅功能。推動(dòng)級(jí)通常在振蕩級(jí)后面,一方面起隔離緩沖作用,另一方面把高頻信號(hào)加以放大推動(dòng)功放末級(jí)工作,因此該級(jí)還需要有一定的功率輸出。一般采用諧振放大器加一級(jí)跟隨器組成。功放末級(jí)是發(fā)射機(jī)的重要組成部分,它以較高的 頻率輸出最大的功率來滿足發(fā)射機(jī)輸出功率的要求,同時(shí)該級(jí)輸出波形不能失真,否則影響發(fā)射效。第三章 設(shè)計(jì)總體電路,基本原理和框圖.3.1 調(diào)幅發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)中的發(fā)送設(shè)備是將信息發(fā)送者送來的非電

16、量原始信息(信源)如語音、文字和圖像等轉(zhuǎn)變成電信號(hào),再把信號(hào)處理成適合于信道傳輸?shù)男盘?hào)形式送至信道。信源信號(hào)在通信系統(tǒng)中稱為基帶信號(hào)?;鶐盘?hào)是頻譜在零頻附近的寬帶信號(hào),這種信號(hào)一般具有從零頻開始的較寬的頻譜,而且在頻譜的低端分布較大的能量,所以稱為基帶信號(hào),這種信號(hào)不宜直接在信道中傳輸。如果將消息信號(hào)對(duì)頻率較高的載波進(jìn)行調(diào)制,就能使信號(hào)的頻譜搬移到適合信道的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行傳輸。例如聲音基帶信號(hào)的頻率范圍是20hz20khz,這樣的基帶信號(hào)是不能在無線信道上傳輸?shù)摹<词乖谀承┛梢詡鬏斨绷鞯挠邢扌诺郎?,為了提高信道的通信容量,基帶信?hào)的傳輸方式也很少采用。一般是用基帶信號(hào)去改變某個(gè)高頻正弦電壓(

17、載波)的參數(shù),使載波的振幅、頻率或相位隨基帶信號(hào)而變化,這一過程稱為調(diào)制。在通信系統(tǒng)中,調(diào)制有三個(gè)主要作用:1、調(diào)制的過程就是一個(gè)頻譜搬移的過程,將原來不適宜傳輸?shù)幕鶐盘?hào)頻譜搬移到適宜傳輸?shù)哪骋粋€(gè)頻段上,然后傳輸至信道;2、調(diào)制的另一個(gè)重要作用是實(shí)現(xiàn)信道復(fù)用,即把多個(gè)信號(hào)分別安排在不同的頻段上同時(shí)進(jìn)行傳輸,以提高信道容量;3、調(diào)制可以提高通信系統(tǒng)抗干擾的能力,例如將信號(hào)頻率搬移,從而離開某一特定干擾頻率。對(duì)不同的信道,根據(jù)經(jīng)濟(jì)技術(shù)等因素,可以采用不同的調(diào)制方式。以模擬信號(hào)為調(diào)制信號(hào),對(duì)連續(xù)的正(余)弦載波進(jìn)行調(diào)制,亦即載波的參數(shù)隨著調(diào)制信號(hào)的作用而變化,這種調(diào)制方式稱為模擬調(diào)制。而所謂振幅調(diào)

18、制就是由調(diào)制信號(hào)去控制載波的振幅,使之按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化,嚴(yán)格地講,是使高頻振蕩的振幅與調(diào)制信號(hào)呈線性關(guān)系,其他參數(shù)(頻率和相位)不變。這是使高頻振蕩的振幅載有消息的調(diào)制方式。通信系統(tǒng)中的發(fā)送設(shè)備若采用調(diào)幅方式則稱為調(diào)幅發(fā)射機(jī),一般調(diào)幅發(fā)射機(jī)的組成框圖如下圖所示,工作原理是:本機(jī)振蕩產(chǎn)生一個(gè)固定頻率的載波信號(hào),載波信號(hào)經(jīng)緩沖倍頻送至振幅調(diào)制電路;話音放大電路將低頻信號(hào)(例如語音信號(hào))放大至足夠的電壓送到振幅調(diào)制電路;振幅調(diào)制電路的輸出信號(hào)經(jīng)高頻功率放大器,高放級(jí)將載頻信號(hào)的功率放大到所需的發(fā)射功率,然后經(jīng)天線輸出。由調(diào)幅發(fā)射機(jī)的工作原理和給定的得參數(shù),3.1.1 點(diǎn)頻調(diào)幅發(fā)射機(jī)的框圖 3.1

19、.2各部分作用本機(jī)振蕩:產(chǎn)生頻率為4mhz的載波頻率緩沖級(jí):將振蕩級(jí)與調(diào)制級(jí)隔離,減小調(diào)制級(jí)對(duì)振蕩級(jí)的影響;將功率放大級(jí)與調(diào)制級(jí)隔離,減少功率放大級(jí)對(duì)調(diào)制級(jí)的影響。低頻放大級(jí):將低頻信號(hào)放大到調(diào)制器所需的電壓。調(diào)制級(jí):將低頻信號(hào)調(diào)制到載波上產(chǎn)生調(diào)幅信號(hào)。匹配網(wǎng)絡(luò):高效率輸出所需功率。 第四章 單元電路設(shè)計(jì)分析4.1本機(jī)振蕩本機(jī)振蕩電路的輸出是發(fā)射機(jī)的載波信號(hào),它要求的振蕩頻率應(yīng)十分穩(wěn)定,一般的振蕩電路,其頻率穩(wěn)定度約為,晶體振蕩電路的值可高達(dá)數(shù)萬,其頻率穩(wěn)定度可達(dá)。因此,本機(jī)振蕩電路采用晶體振蕩器。晶體振蕩器的電路如圖所示,電路采用負(fù)電源供電,、構(gòu)成直流電源濾波器。、為晶體管的偏置電路,用以確

20、定靜態(tài)工作點(diǎn)。、構(gòu)成放大器的負(fù)載,為高頻扼流圈。為基極旁路電容,、為輸出電容分壓器,以減小實(shí)際負(fù)載對(duì)諧振回路的影響,該電路又稱為西勒電路。諧振回路的總電容等于 由此,可求得該振蕩器的振蕩頻率為4.2倍頻電路 倍頻電路采用模擬乘法器電路,只需將兩個(gè)信號(hào)輸入端接入同一載波信號(hào)即可。由于調(diào)制電路也采用模擬乘法器電路,所以的具體應(yīng)用將在調(diào)制級(jí)介紹。4.3緩沖電路緩沖隔離級(jí)將振蕩級(jí)與功放級(jí)隔離,以減小功放級(jí)對(duì)振蕩級(jí)的影響,因?yàn)楣Ψ偶?jí)輸出信號(hào)較大,工作狀態(tài)的變化會(huì)影響振蕩器的頻率穩(wěn)定度或波形失真或輸出電壓減小。為減小級(jí)間相互影響,通常在中間插入緩沖隔離級(jí)。緩沖隔離級(jí)經(jīng)常采用射極跟隨器電路,如下圖所示。調(diào)節(jié)

21、射極電阻,可以改變射極跟隨器輸入阻抗,如果忽略晶體管基極體電阻的影響,則射極輸出器的輸入電阻輸出電阻式中,很小,所以可將射極輸出器的輸出電路等效為一個(gè)恒壓源,電壓放大倍數(shù)一般情況下,所以圖示射極輸出器具有輸入阻抗高、輸出阻抗低、電壓放大倍數(shù)近似于1的特點(diǎn)。晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)位于交流負(fù)載的中點(diǎn),一般取,對(duì)于圖示電路,若取,則取電阻,電位器 根據(jù)寬帶功率放大器中已計(jì)算出功率激勵(lì)級(jí)的輸出阻抗為325,即射極跟隨器的負(fù)載電阻,則射極跟隨器的輸入電阻為輸入電壓4.4調(diào)制電路設(shè)調(diào)制信號(hào)為,其平均值=0。f(t)疊加直流后對(duì)載波的幅度進(jìn)行調(diào)制,就形成了常規(guī)調(diào)幅信號(hào),也稱為標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號(hào)或完全調(diào)幅信號(hào),其時(shí)間

22、波形表達(dá)式為式中為載波信號(hào)的角頻率,qc為載波信號(hào)的起始相位(通常取=0)。設(shè)調(diào)制信號(hào),則調(diào)幅信號(hào)為由時(shí)間波形可知,當(dāng)滿足條件時(shí),已調(diào)信號(hào)的包絡(luò)與調(diào)制信號(hào)成正比,用包絡(luò)檢波的方法很容易恢復(fù)出原始的調(diào)制信號(hào);當(dāng)就會(huì)出現(xiàn)過調(diào)幅現(xiàn)象。時(shí)則為滿調(diào)幅。在實(shí)際系統(tǒng)中,通常取在30%60%之間。當(dāng)(即m)分別等于1,小于1,大于1時(shí),調(diào)幅的波形如下所示。由上述分析可知,振幅調(diào)制信號(hào)就是載波與調(diào)制信號(hào)相乘所產(chǎn)生的。由于兩個(gè)信號(hào)都是模擬信號(hào),所以需要使用模擬乘法器完成這一過程。模擬乘法器是一種能完成兩個(gè)模擬量的相乘的電子元件。高頻電子線路中的振幅調(diào)制就是載波和調(diào)制信號(hào)相乘的過程構(gòu)成的振幅調(diào)制電路如圖所示。 其中

23、,載波信號(hào)經(jīng)高頻耦合電容從腳端輸入,為高頻旁路電容,使腳交流接地;調(diào)制信號(hào)經(jīng)低頻耦合電容從腳端輸入,為低頻旁路電容,使腳接地。調(diào)制信號(hào)從腳單端輸出。采用雙電源供電,所以腳的偏置電阻接地,靜態(tài)偏置電流或?yàn)槟_與間接入負(fù)反饋電阻,以擴(kuò)展調(diào)制信號(hào)的線性動(dòng)態(tài)范圍,增大,線性范圍增大,但乘法器的增益隨之減小。電阻、及、提供靜態(tài)偏置電壓。保證乘法器內(nèi)部各個(gè)晶體管工作在放大狀態(tài),所以阻值的選取應(yīng)滿足,、與電位器組成平衡調(diào)節(jié)電路,改變的值可以改變調(diào)幅系數(shù)。4.5高頻功率放大 高頻功率放大電路由寬帶功放和丙類功放兩級(jí)組成。丙類諧振功率放大器是利用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路的功率放大器。如圖所。下面所介紹的是丙類功率放大

24、器的工作原理及基本特性。功率放大器是依靠激勵(lì)信號(hào)對(duì)放大管電流的控制,起到把集電極電源的直流功率變換成負(fù)載回路的交流功率的作用。在同樣的直流功率的條件下,轉(zhuǎn)換效率越高,輸出的交流功率越大。4.5.1.集電極電源提供的直流功率式中ic0為余弦脈沖的直流分量。式中為余弦脈沖的最大值;為余弦脈沖的直流分解系數(shù)。式中為晶體管的導(dǎo)通電壓;為晶體管的基極偏置;為功率放大器的激勵(lì)電壓振幅。4.5.2.集電極輸出基波功率式中:為集電極輸出電壓振幅;為余弦電流脈沖的基波分量;為諧振電阻。4.5.3.集電極效率c=式中:=為集電極電壓利用系數(shù);為余弦脈沖的基波分解系數(shù)。 功率放大器的設(shè)計(jì)原則是在高效率下取得較大的輸

25、出功率。在實(shí)際運(yùn)用中,為兼顧高的輸出功率和高效率,通常取=。丙類諧振功率放大器的負(fù)載特性若、和三個(gè)參數(shù)固定, r發(fā)生變化, 動(dòng)態(tài)線、以及po、等性能指標(biāo)的變化就是諧振功放的負(fù)載特性。 由下圖可知, 和固定意味著q點(diǎn)固定, 固定進(jìn)一步意味著也固定。根據(jù)公式, 放大區(qū)動(dòng)態(tài)線斜率將僅隨r而變化。圖中給出了三種不同斜率情況下的動(dòng)態(tài)線。動(dòng)態(tài)線a1b1的斜率最大, 即對(duì)應(yīng)的負(fù)載最小, 相應(yīng)的輸出電壓振幅也最小, 晶體管工作在放大區(qū)和截止區(qū)。 動(dòng)態(tài)線a2b2的斜率較小,與特性曲線相交于飽和區(qū)和放大區(qū)的交點(diǎn)處(此點(diǎn)稱為臨界點(diǎn)), 相應(yīng)的輸出電壓振幅增大, 晶體管工作在臨界點(diǎn)、放大區(qū)和截止區(qū)。動(dòng)態(tài)線a3b3的斜

26、率最小, 即對(duì)應(yīng)的負(fù)載r最大, 相應(yīng)的輸出電壓振幅比略為增大, 晶體管作在飽和區(qū)、 放大區(qū)和截止區(qū)。根據(jù)輸出電壓振幅大小的不同, 這三種工作狀態(tài)分別稱為欠壓狀態(tài)、臨界狀態(tài)和過壓狀態(tài), 而放大區(qū)和飽和區(qū)又可分別稱為欠壓區(qū)和過壓區(qū)。 注意, 在過壓狀態(tài)時(shí), 波形的頂部發(fā)生凹陷, 這是由于進(jìn)入過壓區(qū)后轉(zhuǎn)移特性為負(fù)斜率而產(chǎn)生的。下圖給出了負(fù)載特性曲線。 由圖可以看到, 隨著r的逐漸增大, 動(dòng)態(tài)線的斜率逐漸減小, 由欠壓狀態(tài)進(jìn)入臨界狀態(tài), 再進(jìn)入過壓狀態(tài)。在臨界狀態(tài)時(shí), 輸出功率po最大, 集電極效率接近最大, 所以是最佳工作狀態(tài)。負(fù)載特性所反映的電壓、功率和效率的變化關(guān)系,可以幫我們認(rèn)識(shí)功率放大器的不

27、同特點(diǎn),并且根據(jù)不同工作狀態(tài)的特點(diǎn),使放大器得到合理的利用,滿足高頻設(shè)備提出的要求。4.5.4偏置電路如圖是三種常用的電路,圖一是利用基級(jí)電流在基區(qū)擴(kuò)展電阻上的降壓作為偏置電壓。他的缺點(diǎn)是偏壓小,而且隨晶體管而變,不能保持穩(wěn)定的偏壓。優(yōu)點(diǎn)是電路簡單,在大功率丙類功放中得到廣泛的應(yīng)用。圖2是利用基級(jí)電流的直流分量在上的降壓得到偏置電壓,是高頻旁路電容。他的優(yōu)點(diǎn)是偏置電壓隨輸入信號(hào)電壓的大小起自動(dòng)調(diào)節(jié)的作用。圖3是利用發(fā)射極電流的支流分量在上建立偏壓,是高頻旁路電容。避免re上產(chǎn)生交流反饋,其rc時(shí)間常數(shù)應(yīng)滿足。它可以自動(dòng)維持放大器的穩(wěn)定工作,當(dāng)激勵(lì)信號(hào)加大時(shí),加大,負(fù)偏壓加大,使得相對(duì)增加量減少

28、。這實(shí)質(zhì)上就是支流負(fù)反饋的作用,可以使放大器工作狀態(tài)變化不大。缺點(diǎn)是由于上建立了一定大小的直流偏壓,減小了電源電壓的利用率,因 此不宜取得過大,以免影響放大器的輸出功率。而且在高頻工作時(shí),發(fā)射極很難完全接地,故在頻率很高的丙類功放中使用較少。丙放工作狀態(tài)計(jì)算4.5.5匹配網(wǎng)絡(luò)lc選頻匹配網(wǎng)絡(luò)有倒l型、t型、型等幾種不同組成形式,其中倒l型是基本形式?,F(xiàn)以倒l型為例,說明其選頻匹配原理。倒l型網(wǎng)絡(luò)是由兩個(gè)異性電抗元件、組成,常用的兩種電路如圖所示,其中是負(fù)載電阻,是二端網(wǎng)絡(luò)在工作頻率處的等效輸入電阻。對(duì)于圖(a)所示電路,將其中與的串聯(lián)形式等效變換為與的并聯(lián)形式,如圖(c)所示。在與并聯(lián)諧振時(shí),

29、有+=0,=根據(jù) =(1+)所以 =由下式可以求得選頻匹配網(wǎng)絡(luò)電抗值= 由上述計(jì)算可知,采用這種電路可以在諧振頻率處增大負(fù)載電阻的等效值。對(duì)于圖(b)所示電路,將其中與的并聯(lián)形式等效變換為與的串聯(lián)形式,如圖(d)所示。在與串聯(lián)諧振時(shí),可求得以下關(guān)系式:=由上述計(jì)算可知,采用這種電路可以在諧振頻率處減小負(fù)載電阻的等效值。第五章總電路設(shè)計(jì)第六章 附錄 元器件明細(xì)表元器件名稱型號(hào)/參數(shù)數(shù)量位置號(hào)備注電阻rtx /1kw6r1、r4、r5、r7、r8、r20、rtx /510w3r2、r3、r6rtx /2.4kw1r9rtx /6.2kw2r10、r11rtx /10k w4r18、r19、rb1、

30、rb2rtx /10w1r15rtx/ 100w1r13rtx /510kw2r12、r17rtx /3kw1r14rtx /5.1kw1rertx /4.3kw1re1rtx /2kw1re2rtx /51w1rl瓷片電容cc/0.01/63v2c1、c7cc/300p/63v1c5cc/150p/63v1c6cc/500p/63v1c17獨(dú)石電容0.47/50v5c8、c13、c14、c15、c160. 1/50v1c4鋁電解電容cd/10/50v3c2、 c3、c12cd/100/50v2c10、c11集成電路芯片mc1496 1a4712晶體三極管3dg122q1 q23da1b1q3

31、晶體振蕩器srystal1y1話筒1mk1半可調(diào)電阻1kw1rp1mw1r16半可調(diào)電容5-30 p1c色碼電感100h2l1 l2第七章 總結(jié)與體會(huì) 高頻電子線路是上學(xué)期我們學(xué)習(xí)的課程中最難的,通過這周的課程設(shè)計(jì)我更深有體會(huì)!原因有很多吧,也許是上個(gè)學(xué)期的高頻沒有學(xué)好,然后又沒有很用心的去思考解決問題,只是一味的做題應(yīng)付考試而已。一直覺得動(dòng)手能力不好因此這個(gè)課程設(shè)計(jì)也就變得很棘手了。不過再棘手還是得試試的。畢竟這是一項(xiàng)任務(wù),無論結(jié)果怎樣都應(yīng)該盡全力去做。這才是我們現(xiàn)代大學(xué)生應(yīng)該具備的思想。任務(wù)下達(dá)后,我就忙著去查找搜集相關(guān)資料。圖書館,上網(wǎng)采集了一些有用的資料??赡芤?yàn)樾睦餂]底吧,在課程設(shè)計(jì)

32、的每一天里都會(huì)很擔(dān)心,怕完成不了任務(wù)。有時(shí)候查閱資料都會(huì)有一些心不在焉,效率很低。而且收集的資料很凌亂使人沒有頭緒,心情糟透了。后來一次次仔細(xì)的對(duì)資料進(jìn)行整理歸納后,才突然間點(diǎn)恍然大悟,感覺自己在這方面又認(rèn)識(shí)了很多,感覺又更進(jìn)了一步。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我們完成了任務(wù),我想對(duì)于我還是其他的同學(xué)都會(huì)有很多體驗(yàn)和收獲。對(duì)于我而言,我又重新溫習(xí)了高頻電子線路這本書和實(shí)驗(yàn)書。以前對(duì)書上的知識(shí)的記憶,有些純粹是為了應(yīng)付期末考試沒有深入太多。而現(xiàn)在經(jīng)過了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)之后,讓我明白了一些東西,感覺在高頻這一塊兒充實(shí)了很多。我想這對(duì)于我們以后肯定是有幫助的,尤其是我們現(xiàn)在正在學(xué)習(xí)的學(xué)科,這一定會(huì)幫助很大。我覺得很多同學(xué)在這一方面

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