小功率调频发射机高频课设报告

课程设计报告——小功率调频发射机的设计与制作

一、框图及原理图

图1.1 调频发射机组成框图

图1.2 调频发射机组成原理图

二、原理

一、震荡级 震荡级电路常见的是三点式，电容三点式和电感三点式。虽然电容三点式的频偏大，但频率稳定度较低。因此选用电容三点式的改进型电路——克拉泼振荡电路。克拉泼电路的主要部分是电感和与它串联的小电容C3，要求这个小电容C3远小于另两个电容C1和C2，这样三个电容串联的值主要取决于小电容C3，从而减小了三极管极间电容对振荡频率的影响。一般来说，这个小电容越小，振荡频率越稳定，但过小的电容会减小开环增益，引起起振困难，所以综合考虑，C3去220p 比较合理。

三极管采用分压式偏执，以提高电路的稳定度。Rb1、Rb2、Re 、Rc 为偏置电阻，使得三极管工作在放大区。Cb 为高频旁路电容，使得交流通路可实现射同它反。

调 频 震荡级 缓 冲 放大级 功 率 输出级

图2.1 震荡级电路

二、缓冲级

缓冲级作为前级振荡器与末级功率放大部分的桥梁,一方面它将前级信号放大到足以激励功率放大级的程度，另一方面它将两级隔离，避免相互影响。本电路采用L1和C1组成的网络实现滤波和阻抗匹配。由于频率固定在12M ，根据)2/(10LC f π=可以确定相应的电感和电容，这里采用100p 的电容和可调电感组合可以达到最好的效果。其中可调电感通过圈数粗调电感值，通过转动中心磁芯细调电感值。

R1、R2、R3为偏置电阻，将三极管的静态工作点调在放大区。C1和C3为前后级耦合电容，这两个电容的取值不能太大也不能太小。如果取值过大，则前后级耦合效果虽然增强，但相互影响也增大；相反，如果取值太小，则导致前后级的容抗较大，影响耦合效果。综合考虑，取值在100p 到200p 较好。

图2.2 缓冲级

三、功率放大级

功率放大级做为最后一级，其最主要的任务是提供较大的放大倍数和发射功率，以保证信号较远距离的传输。放大倍数受Re（即图中R2）和Rc（即LC回路的谐振阻抗）影响较大，其中放大倍数与Re成反比，而与Rc成正比。因此为了提高放大倍数一方面使LC回路谐振在12M的频率上，此时其阻抗在12M频率上最大，使得放大倍数相应的达到最大值；另一方面，可以通过减小Re来增大放大倍数，最简单的方法是在Re两端并联一个104的电容，减小并联阻抗。

天线接在C2和C1之间连出，发射信号。R1、R2、R3为偏置电阻，将三极管偏置在放大模式。R1和R3一般取值相等，在10K~20K左右，保证基极偏执在二分之一个VCC处；R2取值相对较小，保证Vbe>=0.7V。

图2.3 功率放大级

三、制作和调试

一、PCB制板

考虑到高频信号易受干扰的性质，采用PCB制板的方式制作电路。在布线过程中应该注意以下几点：第一点，在走线时，信号线不要出现垂直走线，尽量采用45°走线，防止高频信号在拐点处直接发射出去；第二点，信号线尽量保持直线，不要出现折线，并且按照线号的走向放置元器件；第三点，底线和电源线较信号线粗，且地线最好采用大面积覆铜的方法保证电位相同。

二、电感的绕法

本电路中的可调电感都是自绕电感，在绕制过程中最好保证各槽上的圈数相同，绕制要均匀。要注意管脚不要上锡，方便拆解重绕。

三、调试

调试分三部分完成。首先将振荡级、缓冲级和功率放大级断开，注意振荡级和功率放大级前的耦合电容断开一只脚即可。然后调振荡级，先将电感绕8圈，磁芯旋出三分之一左右，用函发和示波器测试谐振频率。方法是通过改变函发输出信号的频率找到最大峰峰值，此时的频

率及即谐振频率，将此频率同12M 相比较，小了的话将电感拆开多绕几圈，反之少绕几圈，通过旋转磁芯最终使得LC 回路谐振在12M 上达到最大阻抗。同样的方法将后两级的谐振频率调到12M ，输入信号用函发代替，输入信号要经过耦合电容去除直流分量。最后将耦合电容接上联合调试，通过微调三个电感的磁芯得到最大不失真的输出波形。

图3.1 PCB 布线图

四、主要技术指标

1.中心频率 MHz f 120=

2.频率稳定度 10/0≤?f f -4

3.最大频偏 kHz f m 10>?

4.输出功率 mW 30P 0≥

5.天线形式 拉杆天线（75欧姆）

6.电源电压 V Vcc 9=

五、测试指标及数据分析

1.中心频率 MHz f 120=

2. 频率稳定度 最大偏差小于1K ，稳定度小于8.33×10-6

3.输出电压V o=10.02V(100欧)

4. 输出功率Po=502mW

分析：由于电感是自己绕制的，而露在外面的磁芯又十分敏感，即使空气振动也能引起频率的变化，所以频率稳定度不能达到很理想的程度，但对于要求标准来说已经绰绰有余。对于输出电压来说，既要保证较大的峰峰值，又要保证波形的不失真。此电路最高峰峰值只能达到10V左右，波形不会明显失真，一方面受各级的谐振阻抗的影响，另一方面受到放大级射级偏置电阻的影响。在实际调试过程中，我们将发射极偏置电阻两端并联了104的电容，从而使整体放大效果得到增强。