高頻課程設(shè)計---小功率調(diào)頻發(fā)射機

1、<p>　　課 程 設(shè) 計</p><p>　　課程名稱 高頻電子線路 </p><p>　　課題名稱 小功率調(diào)頻發(fā)射機 </p><p>　　專 業(yè) </p><p>　　班 級 </p

2、><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　2011年 7 月 7 日</p><p>　　課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書

3、</p><p>　　課程名稱 通信電子線路課程設(shè)計</p><p>　　題 目 小功率調(diào)頻發(fā)射機設(shè)計</p><p><b>　　專業(yè)班級</b></p><p><b>　　學(xué)生姓名</b></p><p><b>　　學(xué) 號</b

4、></p><p><b>　　指導(dǎo)老師</b></p><p><b>　　審 批</b></p><p>　　任務(wù)書下達(dá)日期： 2011 年 6 月 27 日</p><p>　　設(shè)計完成日期： 2011 年 7 月 7 日</p><p><b

5、>　　目錄</b></p><p>　　確定電路組成方案----------------------1</p><p>　　二、單元電路分析---------------------------2</p><p>　　1．調(diào)頻振蕩電路------------------------2</p><p>　　2．緩沖隔離電路--

6、----------------------5</p><p>　　3．功率放大級電路----------------------8</p><p>　　三、總電路圖------------------------------13</p><p>　　四、設(shè)計調(diào)試------------------------------14</p><p>

7、;　　五、總結(jié)----------------------------------14</p><p>　　六、參考文獻(xiàn)------------------------------16</p><p>　　一、確定電路組成方案</p><p>　　擬定整機方框圖的一般原則是，在滿足技術(shù)指標(biāo)要求的前提下，應(yīng)力求電路簡單、性能穩(wěn)定可靠。單元電路級數(shù)盡可能少，以減小級間的

8、相互感應(yīng)、干擾和自激。在實際應(yīng)用中，很多都是采用調(diào)頻方式，與調(diào)幅相比較，調(diào)頻系統(tǒng)有很多的優(yōu)點，調(diào)頻比調(diào)幅抗干擾能力強，頻帶寬，功率利用率大等。</p><p>　　調(diào)頻可以有兩種實現(xiàn)方法，一是直接調(diào)頻，就是用調(diào)制信號直接控制振蕩器的頻率，使其按調(diào)制信號的規(guī)律線性變化。另一種就是間接調(diào)頻，先對調(diào)制信號進行積分，再對載波進行相位調(diào)制。兩種調(diào)頻電路性能上的一個重大差別是受到調(diào)頻特性非線性限制的參數(shù)不同，間接調(diào)頻電路提供

9、的最大頻偏較小，而直接調(diào)頻可以得到比較大的頻偏。 </p><p>　　所以，通常小功率發(fā)射機采用直接調(diào)頻方式，它的組成框圖如下所示。</p><p><b>　　二、單元電路分析</b></p><p><b>　　1．調(diào)頻振蕩電路</b></p><p><b>　　z</b&

10、gt;</p><p>　　考慮到變?nèi)荻O管偏置電路簡單起見，采用共基電路。因要求的頻偏不大，故采用變?nèi)荻O管部份接入振蕩回路的直接調(diào)頻方式。Cb為基極高頻旁路電容，R1、R2、R3為T1管的偏置電阻。（R1用一電位器代替便于在調(diào)試時調(diào)節(jié)該電路的靜態(tài)工作點，以改變其輸出電壓的幅度）采用分壓式偏置電路既有利于工作點穩(wěn)定，且振蕩建立后自給負(fù)偏置效應(yīng)有籃球振蕩幅度的穩(wěn)定。振蕩電壓經(jīng)電容C3耦合加至T2緩沖隔離級。<

11、;/p><p>　　為減小變?nèi)荻O管上高頻電壓的影響，這里采用兩只變?nèi)莨軐拥姆绞?。主振部分是電容三點式電路,兩只變?nèi)荻O管背靠背連接。扼流圈ZL1和ZL2對高頻呈現(xiàn)較高阻抗，但對低頻調(diào)制信號呈現(xiàn)較低阻抗；對于直流偏置和調(diào)制信號而言，兩只變?nèi)莨芟喈?dāng)于并聯(lián)，所處的偏置點和所受調(diào)制狀態(tài)是一樣的，對于高頻信號而言，它們是串聯(lián)的，這就使得加在每只管子上的高頻電壓幅度下降一半，減弱了高頻電壓的作用。由于兩管同極性端對接，它們對

12、于高頻電壓的相位處于相反狀態(tài)，因而防止了高頻電壓幅度過大時變?nèi)荻O管對諧振回路的影響在單個變?nèi)莨茈娐分校?dāng)出現(xiàn)這種現(xiàn)象時將使回路Q值大大下降。此外，還可以削弱高頻振蕩電壓的諧振成分。因為變?nèi)莨苁欠蔷€性器件，高頻信號必然產(chǎn)生諧波分量，可能引起交叉調(diào)制干擾?，F(xiàn)在，兩管高頻信號反相，某些諧波成分就可以抵消了?？墒?，兩管串聯(lián)后總電容要減半，所以調(diào)制靈敏度有所降低。</p><p>　　計算主振回路元件值。諧振頻率，CQ∑

13、是回路靜態(tài)總電容。加上調(diào)頻電路后，回路總電容</p><p><b>　　取</b></p><p>　　為方便實驗時對中心頻率進行調(diào)試這里用一個可調(diào)電感。</p><p><b>　　應(yīng)有>> </b></p><p>　　由于這里采用的是兩只變?nèi)莨軐樱裕?lt;/p>

14、<p>　　一般接入系數(shù)P<1，為減小振蕩回路輸出的高頻電壓對變?nèi)莨艿挠绊?，P應(yīng)取小一些，但P過小又會使頻偏達(dá)不到要求。可以先去取P=0.1，然后在實驗中調(diào)試。</p><p>　　這里用型號為2CC1C的變?nèi)莨?lt;/p><p><b>　　取VQ=-4V</b></p><p>　　根據(jù)變?nèi)莨芴匦郧€得：</p>

15、<p><b>　　CjQ=75PF</b></p><p><b>　　pF/v</b></p><p><b>　　UΩm=1v</b></p><p>　　所以△CJ=12.5 /2=6.25pF/v</p><p><b>　　C0=24PF<

16、;/b></p><p>　　為滿足振蕩器的幅度平衡條件</p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　2．緩沖隔離電路</b></p><p>　　將振蕩級與功放級隔離,以減小功放級對振蕩級的影響，因為功放級輸出信號較大，工作狀態(tài)的變化會影響振蕩器的頻率穩(wěn)定度，或者波形

17、失真或輸出電壓較小，為減小級間相互影響，通常在中間插入緩沖隔離級，緩沖隔離級常采用射極跟隨器電路。 調(diào)節(jié)射極電阻RE2,從而改變射極跟隨器輸入阻抗,如果忽略晶體管基極電阻rbb’的影響,則射極輸出器的輸入電阻Ri為Ri=RB 輸出電阻: </p><p>　　R0=(RE1+RE2)/ro

18、 </p><p>　　式中ro很小,所以可將射極輸出器的輸出電路等效為一個恒壓源,電壓放大倍數(shù)Av為</p><p>　　一般情況下,gmRL’>>1,所以緩沖隔離級電路具有輸入阻抗高、輸出阻抗低、電壓放大倍數(shù)近似等于1的特點。如下圖緩沖隔離級電路：</p><p>　　晶體管的靜態(tài)工作點應(yīng)位于交流負(fù)載線的中點。一般取</p><p

19、><b>　　, </b></p><p>　　對于上述電路 取VCEQ=13 ， ICQ=8mA</p><p>　　則 </p><p>　　取RE1=0.6K、RP1=1K，</p><p>　　為減小射極跟隨器對前級振蕩器的影響，耦合電容Ｃ8不能太大，一般取C2

20、為0.01uF左右。</p><p><b>　　3．功率放大級電路</b></p><p>　　將前級送來的信號進行功率放大，使負(fù)載天線上獲得滿足要求的發(fā)射功率，如果求整機效率較高，則應(yīng)采取丙類功率放大器，若整機效率要求不高，如小于50% 波形失真較小時，則可以采用甲類功率放大器。</p><p>　　丙類諧振功率放大器的效率與功率</

21、p><p>　　功率放大器是依據(jù)激勵信號放大電路對電流的控制，起到把集電極電源直流功率變換成負(fù)載回路的交流功率的作用。在同樣的直流功率作用條件下，轉(zhuǎn)換的功率越高，輸出的交流功率越大。</p><p>　　集電極基波電壓的振幅</p><p>　　集電極電源提供的直流功率： </p><p>　　式中為余弦脈沖的直流分量。電流脈沖ic經(jīng)傅里葉級數(shù)分

22、解，可得到峰值Icm與分解系數(shù)an(θ)的關(guān)系式</p><p>　　式中，為余弦脈沖的最大值；為余弦脈沖的直流分解系數(shù)。</p><p>　　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電壓振幅。</p><p>　　集電極輸出基波功率：</p><p>　　式中為回路兩端的基頻電壓，為余弦電流脈沖基頻電流，為回路的諧振

23、阻抗。</p><p><b>　　集電極效率：</b></p><p>　　式中，為集電極電壓利用系數(shù)；γ為余弦脈沖的基波分解系數(shù)與直流分解系數(shù)之比。</p><p>　　功率放大器的設(shè)計原則是在高效率下取得較大的輸出功率。在實際運用中，為兼顧高的輸出效率和高效率，通常。</p><p>　　丙類放大器的負(fù)載特性<

24、;/p><p>　　欠壓狀態(tài)：在欠壓區(qū)至臨界點 的范圍內(nèi)，放大器的輸出電壓隨負(fù)載電阻的增大而增大，而電流、、基本不變，輸出電流的振幅基本上不隨變化而變化，故輸出功率基本不變。</p><p>　　臨界狀態(tài)：負(fù)載線和正好相交于臨界線的拐點。放大器工作在臨界狀態(tài)時，輸出功率大，管子損耗小，放大器的效率也就較大。其對應(yīng)的最佳負(fù)載電阻值，用表示，即：</p><p>　　當(dāng)變小

25、時，放大器處于欠壓工作狀態(tài)，如C點所示。集電極輸出電流較大，集電極電壓較小，因此輸出功率和效率都較小。變大時，放大器處于過壓工作狀態(tài)，如B點所示。集電極電壓雖然較大，但集電極電流凹陷，因此輸出功率較低，但效率較高。為了兼顧輸出功率和效率的要求，諧振功率放大器通常選擇在臨界工作狀態(tài)。</p><p>　　設(shè)計諧振功率放大器為臨界工作狀態(tài)的條件是： 。</p><p>　　式中，為集電極輸出電

26、壓幅度；為電源電壓；為晶體管飽和壓降。</p><p>　　過壓狀態(tài)：放大器的負(fù)載較大，在過壓區(qū)，隨著負(fù)載的加大，要下降，因此放大器的輸出功率和效率也要減小。輸出電流的振幅將隨的減小而下降，故輸出功率也隨之下降</p><p>　　其負(fù)載特性如圖諧振功率放大器的負(fù)載特性。</p><p><b>　　三、總電路圖</b></p>

27、<p><b>　　四、設(shè)計調(diào)試</b></p><p>　　整機電路的設(shè)計計算順序從末級單元電路開始，向前逐級進行。而電路的裝調(diào)順序從前級單元電路開始，向后逐級進行。電路的調(diào)試順序為先分級調(diào)試單元電路的靜態(tài)工作點，測量其性能參數(shù)；然后再逐級進行聯(lián)調(diào)，直到整機調(diào)試；最后進行整機技術(shù)指標(biāo)測試。由于功放運用的是折現(xiàn)分析方法，其理論計算為近似值。此外單元電路的設(shè)計計算沒有考慮實際電路中分

28、布參數(shù)的影響，級間的相互影響，所以電路的實際工作狀態(tài)與理論工作狀態(tài)相差較大，因而元件參數(shù)在整機調(diào)整過程中，修改比較大，這是高頻整機調(diào)試中需要特別注意的，</p><p><b>　　五、總結(jié)</b></p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　《無線接收發(fā)射應(yīng)用集成電路手冊》 趙負(fù)圖 <

29、/p><p><b>　　化學(xué)工業(yè)出版社</b></p><p>　　《晶體管收音機手冊》 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社</p><p>　　《接收機系統(tǒng)設(shè)計》 美。J。E斯蒂芬.</p><p><b>　　宇航出版社</b></p><p>　　《電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗》 陳大欽.高等

30、教育出版社</p><p>　　4、《電子線路》 羅杰 謝自美.電子工業(yè)出版社</p><p>　　5、《高頻電子線路》 高吉祥. 電子工業(yè)出版社</p><p>　　6《無線電發(fā)射機》 L.葛利 R.格拉漢姆.人民郵電出版社</p><p>　　附錄4：電氣信息學(xué)院課程設(shè)計評分表</p><p>　　指導(dǎo)教師簽名：_