哈工大通信电子线路课程设计模版7

通信电子线路课程设计

设计题目：中波电台发射与接收系统_ 院系：电信学院

班级： 1205201 姓名：

学号：

1． 发射系统

1-1功能框图

中波电台发射系统功能框图

1、本地振荡器：

用来产生高频载波，在本设计中采用频率稳定度较高的西勒振荡器。其中还包含一个射极跟随器，他是一个共集电极放大电路，只能放大电流，不能放大电压，而且经过特定设置输入阻抗很大输出阻抗很小，这样就能尽量减小两极之间的相互影响。 2、缓冲器：

利用设计跟随器，起到缓冲作用，减小后级电路对振荡器的影响

3、模拟乘法器：

利用MC1496构建幅度调制电路。

4、高频小信号放大器：

由于模拟乘法器是一个低电平调幅，适用于小信号，出来的信 号达不到所要求的功率，因此需要一个功率放大器使得电路达到设计所要求的发射功率。

1-2电路组成 1-2-1 西勒振荡电路

西勒振荡器原理电路图如下：

西勒振荡电路原理图

首静态工作点的设置：

由R1、R2、R3和R4为三极管提供偏置电压和电流，同时要考虑到避免底部失真和削顶失真的出现，经调试，取mA I CQ 1=，V V CEQ 9=，对应的偏置电阻R1、R2、R3、R4分别取Ωk 40、Ωk 7、Ωk 2、Ωk 1，三极管放大倍数约为60倍。

电感L2为高频扼流圈，颖应采用较大的电感，这里取20mH 。 谐振回路的计算：

谐振频率计算公式：54

342324

32C C C C C C C C C C f o +++=

当C2>>C4,C3>>C4时，54C C f o +≈

起振条件是：AF>1, 其中F=C3/C4。

根据任务要求，这里振荡频率取1MHz ，L2取100uH ，

根据LC

21

π=o f ，可以的得出C4+C5=252pF 。

仿真时，得出的频率有些偏差，又稍微调整下，最终频率稳定在1.001MHz 左右。

西勒振荡器输出波形及其频率如下图：

1-2-2.缓冲器

缓冲隔离级将振荡级与功放级隔离,以减小功放级对振荡级的影响,因为功放级输出信号较大,工作状态的变化会影响振荡器的频率稳定度或波形失真或输出电压减小。为减小级间相互影响，通常在中间插入缓冲隔离级。缓冲隔离级经常采用射极跟随器电路，如图所示。

射级跟随器电路图

调节射极电阻2E R ，可以改变射极跟随器输入阻抗，如果忽略晶体管基极体电阻b b r '

的影响，则射极输出器的输入电阻

'

'//L B i R R R β=

输出电阻

()0210//r R R R E E +=

式中，0r 很小，所以可将射极输出器的输出电路等效为一个恒压源，电压放大倍数

i

m i

m V R g R g A +=

1

一般情况下，1>>i m R g ，所以图示射极输出器具有输入阻抗高、输出阻抗低、电压放大倍数近似于1的特点。晶体管的静态工作点应位于交流负载的中点，一般取CC CEQ V V 2

1=，()mA I CQ 10~3=，对于图示

电路，若取V V CEQ 6=，mA I CEQ 4=，则

Ω==+5.121CQ EQ E E I V R R

取R7=1k,R8为1k Ω的电位器

1-2-3模拟乘法器

利用MC1496搭建模拟乘法器。由于multisim 中没有MC1496，我自行搭建了一个，内部电路如下图所示：

MC1496内部电路图及引脚图

MC1496构成的振幅调制器电路如图所示。

V1GND

其中载波信号经高频耦合电容C2从10脚输入，C3为高频旁路电容，使8脚接地。调制信号经低频耦合电容C3，从4脚输入。调幅信号从12脚、6脚输出。电位器R15可以调节m a 的值，也可以是电路对称，减小载波信号输出。

将振荡器、缓冲器与乘法器连接。由于MC1496要求小信号输入，而振荡器输出电压较大，所以加了变压器将电压减小为10+mV （变压器封装在“振荡器&缓冲器”中），通过耦合电容从C2从10脚输入。利用振幅为5mV,频率为2kHz 的正弦波电源作为调制信号通过耦合电容C3从4脚输入。电路图如下图所示：

V1

通过调节电位器R15可以改变调制度.当R15=50kΩ×30％时，调制度约为，输出调幅波如下图所示：

1-2-4高频小信号放大器

高频小信号放大器

波特仪用来观察放大倍数。可以看到，该放大器的放大倍数大约为42db，且在中心频率大约为1Mhz处得到的放大效果最强。

将扫描时间减小的结果：

说明：由以上的示波器结果可以看出，该发射机完成了载波调幅的功能，输出的波形有一些毛刺，应属于正常误差。

2．接收系统

2-1功能框图

1、高频信号：

实际生活中，高频信号为无线广播电台等发出的信号，这儿用上一级发射系统产生的信号作为此处的高频信号。 2、本地振荡器、缓冲器：

席勒振荡器产生本地振荡信号，缓冲器在发射系统中已经介绍过，此处被再赘述。 3、混频器：

利用MC1496构建混频器。混频后，高频信号变成固定中频465kHz 信号。 4、中频放大器：

从混频器输出的信号较小，不适益进行检波，利用中频放大器对信号进行放大，以达到检波条件。 5、检波器：

中频信号进行解调，得到调制信号。 6、低频放大器：

利用运算放大器构建低频同相放大器对检波器解调所得信号进行适度放大。

2-2 电路组成:

2-2-1本地振荡器：

利用发射系统中相同方法设计西勒振荡器，以产生本地振荡信号，因为要求：中波频率为465kHz，

则本振信号频率为：1MHz-465kHz=535kHz.

静态工作点与发射系统中的振荡器相同，此处不再赘述。

电路图如下图所示：

产生的高频波如下图所示：

2-2-2混频器:

混频器电路图如下：

V1

通过调节R15可改变调制度.

用如下图所示的两电源代替高频信号，和本振信号输出波形如下图所示：输出频率由探针测得465kHz.

2-2-3中频放大器

用AM电源代替混频器输出的中频信号

静态工作点分析：

假设，取Re=1kΩ, Rc=2kΩ,β=60.

不难求得

Rb2=13.25kΩ, Rb1=40.07kΩ

C14和L1构成谐振回路，谐振频率为465kHz, 根据公式: ，取L1=25uH，C14=469nF，

中频放大电路如下：

中频放大电路

波形如下，红色为输出，紫色为输入

2-2-4检波器

检波电路就是采用二极管包络检波。对于二极管包络检波电路，因为二极管只是在输入信号正半周的峰值附近一部分时间导电，二极管一直处于充放电状态，形成锯齿状波形。

检波电路如下图所示:

XSC1

检波电路

低通滤波器R1C1具有一定的频率特性，电容C1的主要作用是滤除调幅波中的载波频率分量，所以应该满足

但当C取值过大时，对于检波后输出电压的频率Ω来说，C的容抗将产生旁路作用，引起频率失真，为了不产生失真，Ω应满足：

又耦合电容C2将影响检波器频率Ω的输出电压，必须满足：

才能不失真。

还需要满足R1C1不会过大，以至于产生惰性失真。

经过计算和调试，最终取C1=22nF，C2=0.1uF，R1=2,3kΩ，R2=50kΩ

输出波形如下图所示：

2-2-4低频放大器

电路图如下图所示：

V1

利用运放的特性，6脚和5脚电位相同，输入信号通过C1输入，引起6脚处电位变化，则5脚处电位变化，1脚为输出端, 经过耦合电容C2输出，1脚处电压U1=U5*(R3+R1)/R1.

输入与输出波形如下图所示：

当加上8Ω的负载电阻时，调节电位器R3，使输出功率为0.25w,如下

图所示：

总结分析：在电路设计过程中，设计计算时并未考虑到的一些问题可能会导致最终输出波形产生失真现象，或者在将前后电路进行连接时，后级电路影响前级电路的工作状态。例如在将混频器和检波器进行连接时，发现混频器输出波形出现较大失真，断开时则不会出现，于是我连接时我又在二者之间加了一级缓冲器，以消除此影响。

通过本次课程设计，发现自己很有很大的不足之处，所学知识还有很欠缺，对电路的实际应用考虑的并不全面，但也从这次课设中收获了很多，当亲自查阅资料，完成设计，分析各中出现的问题，并加以解决的过程中，对已有知识有了跟深入的理解