用Multisim设计调频发射机

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基于Multisim的调频通信系统仿真

基于Multisim的调频通信系统仿真

基于Multisim的调频通信系统仿真LANZHOU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 题目基于Multisim的调频通信系统仿真学生姓名姬晓义学号 09250113专业班级通信工程一班指导教师何继爱王璐学院计算机与通信学院答辩日期 7>2013年6月13日基于Multisim的调频通信系统仿真Simulation of frequency modulation communication system based on Multisim姬晓义(Ji Xiaoyi)09250113摘要调频通信系统设计中系统的介绍了发射系统和接收系统设计方案,特别是发射系统和接收系统的基本功能,频率选择,功放等,最后定性、定量分析这些电路性能。

这些电路包括了发射系统和接收系统中的变容二极管直接调频电路、射极跟随器、放大器、高频小信号放大器、本振电路、混频电路、功放电路、鉴频器、低频放大器等。

利用Multisim仿真软件将各个电路进行仿真,最后,把各个电路进行级联,并进行修改,修改之后,逐级进行调试仿真,得出最终仿真结果图。

设计的基本目的是:通过理论和实践学习,使我们了解各个电路工作处于高频时的工作原理,特性参数及微变等效电路等,掌握高频单元电路的线路组成、基本工作原理、分析方法、技术要求及典型集成电路的实际应用,并且具备一定的理论水平和足够的实践技能,为进一步学习通讯技术的专业知识和职业技能打下基础。

关键词:调频;发射系统;接收系统;Multisim 仿真;电路分析AbstractDesign of FM communication system introduced the system of emission and receiving system design scheme, Especially the basic function of emission and receiving system, frequency selection , Power amplifier ,The circuit performance analysis and qualitative, quantitative. The circuit includes a emission system and receiving system in Varactor diode direct FM,emitter follower, amplifier, High frequency small signal amplifier, The oscillator circuit , mixer circuit, The power amplifier circuit,frequency detector and low-frequency amplifier . Each circuit is simulated with Multisim simulation software, Finally, all the circuits are cascaded, And modify, After the modification, Step debugging simulation, The final simulation results figure.The basic design of this finish school are: Through the combination of theory and practice, so we know when each circuit at high working principle, characteristics and micro-dependent equivalent circuit parameters, frequency control circuit of the line unit composition, the basic working principle methods, technical requirements, and some typical IC, and have a certain theoretical level and enough of the practical skills, communication technologies for the further study of expertise and professional skills basis.Key words :frequency modulation;emission system ;receiving system ;multisim smulation;circuit analysi目录第1章绪论 11.1 研究背景 11.2 研究现状 11.3 设计内容 2第2章基本原理 42.1 引言 42.2 开发平台简介 52.3 基本理论 6第3章调频发射系统电路仿真143.1 振荡级143.2 变容二极管调频153.3 缓冲级183.4 功率输出级193.5 调频发射系统整机电路图级联 20 第4章调频接收系统电路仿真224.1 高频放大电路 224.2 本振电路234.3 混频器244.4 中频放大电路 254.5 鉴频电路264.6 低频放大电路 274.7 调频接收系统整机电路图级联 28 总结31参考文献32附录331 发射整机电路图 332 接收整机电路图 343 外文翻译35致谢53第1章绪论1.1 研究背景中文名称:调频,英文名称:frequency modulation;FM 定义:瞬时频率偏移按照给定调制信号瞬时值函数改变的角度调制。

基于Multisim的无线调频接收机设计

基于Multisim的无线调频接收机设计

基于Multisim的无线调频接收机设计
无线调频接收机是一种用于接收无线电信号的电子设备。

它可以接收并解调来自无线
电发射器的调频信号,并将其转换为最初的模拟信号。

在本文中,我们将介绍如何使用Multisim软件来设计一个无线调频接收机。

我们需要选择合适的接收频率。

根据需要,我们可以选择接收任何频率范围内的信号。

在Multisim中,我们可以使用信号发生器模块来模拟无线电发射器的输出信号。

设置信号发生器的频率为所需接收信号的频率。

然后,我们需要添加一个调频解调器模块来解调接收到的调频信号。

在Multisim中,我们可以使用解调器模块来实现这个功能。

将解调器模块连接到信号发生器的输出端,并
将其输出连接到示波器模块。

这样,我们就可以在示波器上观察到解调后的信号。

在设计完成后,我们可以使用Multisim的仿真功能来验证设计的正确性。

通过观察示波器和扬声器上的信号,我们可以确定接收机是否正确接收并解调无线电信号。

使用Multisim软件可以方便快捷地设计和模拟无线调频接收机。

根据需要选择合适的接收频率,添加调频解调器、滤波器和放大器模块,最后通过仿真功能验证设计的正确性。

通过这种方法,我们可以更好地了解无线调频接收机的工作原理,并进行相关的研究和开发。

基于Multisim的调频发射机课程设计报告书

基于Multisim的调频发射机课程设计报告书

东北大学秦皇岛分校计算机与通信工程学院综合课程设计设计题目:调频发射机专业名称通信工程班级学号4100828学生姓名孟梅梅指导教师李雅珍设计时间2012.12.17~2013.1.4课程设计任务书专业:通信工程学号: 4100828 学生姓名(签名):设计题目:调频发射机一、设计实验条件计算机与通信工程学院创新实验室二、设计任务及要求1.学习Multisim仿真软件的使用方法,以及锻炼电路仿真的能力;2.设计调频发射机各模块的电路,正确设计与计算发射机的各单元电路;3.用Multisim软件对设计的电路进行仿真,验证设计是否正确;4.模拟仿真,输出结果。

三、设计报告的内容1.设计题目与设计任务(设计任务书)本次课程设计的题目为调频发射机的设计。

旨在通过调频发射机电路的设计,建立无线电发射机的整机概念,了解发射机整机各单元电路之间的关系及相互影响,从而能正确设计、计算发射的各单元电路。

发射机是日常生活中常见的也是应用非常广泛的电子器件,研究本课题既可以了解小信号发射机电路,又可以提高对于Multisim的应用能力和运用书本知识的能力。

本次课程设计的设计单元主要包括基本放大电路、振荡电路、调频波产生电路、倍频电路、高频功放电路。

2.前言(绪论)(设计的目的、意义等)频率调制又称调频,它是使高频载波信号的频率按调制信号振幅的规律变化,即使瞬时频率变化的大小与调制信号成线性关系,而振幅保持基本恒定的一种调制方式。

调频发射机首先将音频信号信号放大,并利用振荡电路产生高频载波信号,将调制信号与载波型号输入调频波产生电路得到调频波,再对所产生的调频信号进行倍频、功放和一系列的阻抗匹配,完成调频发射过程。

本次课程设计主要通过利用通信原理所学的内容设计调频发射机电路,然后利用高频电路所学的知识进行电路实现,最后利用Multisim 软件对设计的电路进行仿真,检验电路的正确性。

通过此次课程设计不仅能对所学的通信原理和高频电子线路课程进行活学活用,也提高了大家利用软件进行电路设计的能力,十分有教学意义。

基于multisim的调频通信系统仿真电气工程及其自动化业设计大学论文

基于multisim的调频通信系统仿真电气工程及其自动化业设计大学论文

毕业设计(论文)基于Multisim的调频通信系统仿真专业年级电气工程及其自动化2013级学号姓名指导教师评阅人2017年3月中国马鞍山郑重声明本人呈交的毕业设计(论文),是在指导老师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,所有数据、图片资料真实可靠。

尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本设计(论文)的研究成果不包含他人享有著作权的内容。

对本设计(论文)所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确的方式标明。

本设计(论文)的知识产权归属于培养单位。

本人签名:日期:摘要调制和解调是通信技术的核心。

鉴于Multisim分析高频电路的优点,在深入分析双边带幅度调制和解调的基础上,本文在Multisim环境下建立了一个通信系统模型。

通信系统模型利用磁场感应,采用变压器模块实现天线的收发功能;采用放大器对解调信号进行放大,实现对输入信号的再现;利用Multisim提供的示波器模块和频谱分析模块,分别对调幅波和解调波进行了波形和频谱分析。

实验结果表明,Multisim在高频电路仿真中具有快速、准确、灵活等优点。

关键词:Multisim; 调制; 解调; 频谱分析;ABSTRACTthe modulation and demodulation is the core of the communication technology. Given Multisim analysis of the advantages of high frequency circuit, in the thorough analysis on the basis of double sideband amplitude modulation and demodulation, this paper established a communication system in Multisim environment model. Communication system model using magnetic field induction, antenna is realized by using transformer module to send and receive function; Using the demodulation signal amplifier amplification, realize to the representation of the input signal; Using the Multisim provide oscilloscope and spectrum analysis module, respectively for amplitude modulation and demodulation wave waveform and spectrum analysis. The experimental results show that the Multisim in high frequency circuit simulation has the advantages of rapid, accurate and flexible.Key words:Modulation; Demodulation; Spectrum analysis目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)第一章概论 (6)1.1研究背景 (6)1.2调频通信发展历史及现状 (6)第二章调频通信的原理介绍 (7)2.1调频通信的基本工作原理 (8)2.1.1调频通信的电路原理框图 (8)2.1.2调频通信的基本原理 (8)2.2.调频通信的问题解决方案 (9)2.3. 开发平台简介 (10)第三章振幅调制电路仿真 (12)3.1模拟乘法器普通调幅(AM)仿真 (12)3.2 反馈电路的基本类型与选择 (15)3.2.1浪涌电流的抑制 (15)3.2.2热敏电阻技术分析 (15)3.3 控制电路的选择 (19)3.3.1单片机控制电路分析 (19)3.3.2芯片控制电路分析 (19)3.4 电流工作模式的方案选择 (20)3.4.1电流连续模式分析 (20)3.4.3倍压整流技术 (21)第四章硬件结构设计及实现 (22)4.1采用EMI (22)4.1.1 EMI电源滤波器基本原理 (22)4.2 输入滤波、整流电路原理 (23)4.3 高频变压器的设计 (23)4.3.1 磁芯材料的选择 (24)4.3.2 磁芯结构的选择 (25)4.3.3变压器线圈参数的计算 (27)4.4 5V/4A稳压输出的设计 (31)4.5 12V/1A集成电路的输出设计 (31)4.6 反馈电路设计 (31)第五章结论与展望 (39)致谢 (40)第一章概论1.1研究背景“频率调制”,英文名称:frequency modulation。

基于Multisim的FM调频电路设计报告

基于Multisim的FM调频电路设计报告

基于Multisim的FM调频电路设计报告课程设计报告题目:基于Multisim 的FM调频电路设计学生姓名:学生学号:系别:信息科学与工程学院专业:通信届别:20**届指导教师:目录目录1课程设计的任务与要求 (3)1.1 课程设计的任务 (3)1.2 课程设计的要求 (3)1.3 课程设计的研究基础 (3)2基于变容二极管的FM调制系统方案制定 (4)2.1 方案提出 (4)2.2 方案论证 (5)2.2.1调频的概念 (5)2.2.2变容二极管直接调频电路工作原理 (6)3实现FM调频的原理框图 (12)4实验结果与分析 (12)4.1调频仿真 (12)4.2误差分析和单元电路测试: (14)4.3实验结果: (15)5实验特点与实验思考 (17)6总结 (17)附录一参考文献 (18)附录二元件清单 (19)1课程设计的任务与要求1.1 课程设计的任务通过本次课程设计,掌握通信电子电路中利用变容二极管进行FM 调制的方法。

在硬件电路上采用变容二极管进行直接调频和基于Mulitisim软件进行仿真和测试,并进行分析。

1.2 课程设计的要求本课程设计主要研究FM调制系统的理论设计和基于Mulitisim软件仿真。

(1)设计要求:用变容二极管设计一FM调频电路,其中变容二极管两端电压 Vq=4V时,Cq=75pF,Q处的斜率为12.5pF/V。

(2)主要技术指标:中心频率10.7MHz 调制信号:1KHz,频偏:20KHz 1.3 课程设计的研究基础《通信电子电路》中第七章的主要学习内容是,无线电通信系统中发射和接收设备中单元电路的形式及工作原理等。

在无线电发射机中,如果需要发射低频调制信号(如由语音信号转换而来的电信号),都要经过调制才能进行发送传输。

所谓调制是指用低频调制信号去改变高频振荡波,使其随低频调制信号的变化规律(幅度、频率或相位)相应变化的过程。

由这些经过调制后的已调波携带低频信号的信息到空间进行传输,完成信号的发射。

用Multisim设计调频发射机(发射系统)

用Multisim设计调频发射机(发射系统)

用Multisim设计调频发射机目录摘要一.设计要求 (2)二.设计的作用、目的 (3)三.设计的具体实现 (3)1.系统概述 (3)2.单元电路设计、仿真与分析 (4)2.1振荡级 (4)2.1.1调频波的产生....... 错误!未定义书签。

2.1.2振荡电路的选择2.1.3 参数的计算2.2缓冲级 (6)2.2.1 元器件的选择及参数的确定错误!未定义书签。

2.3 功率输出级 (10)2.3.1 元器件的选择和参数的确定错误!未定义书签。

2.4调频发射机总原理电路图 (10)三四.Multisim的相关介绍五.心得体会及建议 (12)六.附录 (13)七.参考文献 (15)调频发射机的设计报告摘要随着科技的发展和人民生活水平的提高,调频发射机也在快速发展,并且在生活中得到广泛应用,它可以用于演讲、教学、玩具、防盗监控等诸多领域。

在生活中,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:广播电台通过无线电发射机发射出广播,收听者通过收音机即可接收到电台广播。

本设计为一简单功能的调频发射机,通过该发射机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。

通过这次实验我们可以更好地巩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。

学会基本的实验技能,提高运用理论知识解决实际问题的能力。

一.设计要求设计一个调频发射机,通过该发射机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机发送出的无线电信号。

(1).确定电路形式,选择各级电路的静态工作点;(2).输入信号能够通过电路进行稳定,调频等;(3).输出为足够大的高频功率,使其能够发射;(4).根据上述要求选定设计方案,画出该系统的系统框图,写出详细的设计过程并利用Multisim软件画出一套完整的设计电路图;(5).列出所有的元件清单并写出参考书目。

基于Multisim的调频通信系统仿真

基于Multisim的调频通信系统仿真

LANZHOU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY题目基于Multisim的调频通信系统仿真学生姓名姬晓义学号********专业班级通信工程一班指导教师何继爱王璐学院计算机与通信学院答辩日期2013年6月13日基于Multisim的调频通信系统仿真Simulation of frequency modulation communication system based on Multisim姬晓义(Ji Xiaoyi)09250113摘要调频通信系统设计中系统的介绍了发射系统和接收系统设计方案,特别是发射系统和接收系统的基本功能,频率选择,功放等,最后定性、定量分析这些电路性能。

这些电路包括了发射系统和接收系统中的变容二极管直接调频电路、射极跟随器、放大器、高频小信号放大器、本振电路、混频电路、功放电路、鉴频器、低频放大器等。

利用Multisim仿真软件将各个电路进行仿真,最后,把各个电路进行级联,并进行修改,修改之后,逐级进行调试仿真,得出最终仿真结果图。

设计的基本目的是:通过理论和实践学习,使我们了解各个电路工作处于高频时的工作原理,特性参数及微变等效电路等,掌握高频单元电路的线路组成、基本工作原理、分析方法、技术要求及典型集成电路的实际应用,并且具备一定的理论水平和足够的实践技能,为进一步学习通讯技术的专业知识和职业技能打下基础。

关键词:调频;发射系统;接收系统;Multisim 仿真;电路分析AbstractDesign of FM communication system introduced the system of emission and receiving system design scheme, Especially the basic function of emission and receiving system, frequency selection , Power amplifier ,The circuit performance analysis and qualitative, quantitative. The circuit includes a emission system and receiving system in Varactor diode direct FM,emitter follower, amplifier, High frequency small signal amplifier, The oscillator circuit , mixer circuit, The power amplifier circuit, frequency detector and low-frequency amplifier . Each circuit is simulated with Multisim simulation software, Finally, all the circuits are cascaded, And modify,After the modification, Step debugging simulation, The final simulation results figure.The basic design of this finish school are: Through the combination of theory and practice, so we know when each circuit at high working principle, characteristics and micro-dependent equivalent circuit parameters, frequency control circuit of the line unit composition, the basic working principle methods, technical requirements, and some typical IC, and have a certain theoretical level and enough of the practical skills, communication technologies for the further study of expertise and professional skills basis.Key words:frequency modulation;emission system ;receiving system ;multisim smulation;circuit analysi目录第1章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究现状 (1)1.3 设计内容 (2)第2章基本原理 (4)2.1 引言 (4)2.2 开发平台简介 (5)2.3 基本理论 (6)第3章调频发射系统电路仿真 (14)3.1 振荡级 (14)3.2 变容二极管调频 (15)3.3 缓冲级 (18)3.4 功率输出级 (19)3.5 调频发射系统整机电路图级联 (20)第4章调频接收系统电路仿真 (22)4.1 高频放大电路 (22)4.2 本振电路 (23)4.3 混频器 (24)4.4 中频放大电路 (25)4.5 鉴频电路 (26)4.6 低频放大电路 (27)4.7 调频接收系统整机电路图级联 (28)总结 (31)参考文献 (32)附录 (33)1 发射整机电路图 (33)2 接收整机电路图 (34)3 外文翻译 (35)致谢 (53)兰州理工大学毕业论文第1章绪论1.1 研究背景中文名称:调频,英文名称:frequency modulation;FM 定义:瞬时频率偏移按照给定调制信号瞬时值函数改变的角度调制。

用Multisim设计调频发射机

用Multisim设计调频发射机

用Multisim设计调频发射机用Multisim设计调频发射机目录摘要一.设计要求 (2)二.设计的作用、目的 (3)三.设计的具体实现 (3)1.系统概述 (3)2.单元电路设计、仿真与分析 (4)2.1振荡级 (4)2.1.1调频波的产生...... 错误!未定义书签。

2.1.2振荡电路的选择2.1.3 参数的计算2.2缓冲级 (6)2.2.1 元器件的选择及参数的确定错误!未定义书签。

2.3 功率输出级 (10)2.3.1 元器件的选择和参数的确定错误!未定义书签。

2.4调频发射机总原理电路图 (10)三四.Multisim的相关介绍五.心得体会及建议 (12)六.附录 (12)七.参考文献 (14)调频发射机的设计报告摘要随着科技的发展和人民生活水平的提高,调频发射机也在快速发展,并且在生活中得到广泛应用,它可以用于演讲、教学、玩具、防盗监控等诸多领域。

在生活中,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:广播电台通过无线电发射机发射出广播,收听者通过收音机即可接收到电台广播。

本设计为一简单功能的调频发射机,通过该发射机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。

通过这次实验我们可以更好地巩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。

学会基本的实验技能,提高运用理论知识解决实际问题的能力。

一.设计要求设计一个调频发射机,通过该发射机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机发送出的无线电信号。

(1).确定电路形式,选择各级电路的静态工作点;(2).输入信号能够通过电路进行稳定,调频等;(3).输出为足够大的高频功率,使其能够发射;(4).根据上述要求选定设计方案,画出该系统的系统框图,写出详细的设计过程并利用Multisim软件画出一套完整的设计电路图;(5).列出所有的元件清单并写出参考书目。

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用Multisim设计调频发射机目录摘要一.设计要求 (2)二.设计的作用、目的 (3)三.设计的具体实现 (3)1.系统概述 (3)2.单元电路设计、仿真与分析 (4)2.1振荡级 (4)2.1.1调频波的产生...... 错误!未定义书签。

2.1.2振荡电路的选择2.1.3 参数的计算2.2缓冲级 (6)2.2.1 元器件的选择及参数的确定错误!未定义书签。

2.3 功率输出级 (10)2.3.1 元器件的选择和参数的确定错误!未定义书签。

2.4调频发射机总原理电路图 (10)三四.Multisim的相关介绍五.心得体会及建议 (12)六.附录 (12)七.参考文献 (14)调频发射机的设计报告摘要随着科技的发展和人民生活水平的提高,调频发射机也在快速发展,并且在生活中得到广泛应用,它可以用于演讲、教学、玩具、防盗监控等诸多领域。

在生活中,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:广播电台通过无线电发射机发射出广播,收听者通过收音机即可接收到电台广播。

本设计为一简单功能的调频发射机,通过该发射机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。

通过这次实验我们可以更好地巩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。

学会基本的实验技能,提高运用理论知识解决实际问题的能力。

一.设计要求设计一个调频发射机,通过该发射机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机发送出的无线电信号。

(1).确定电路形式,选择各级电路的静态工作点;(2).输入信号能够通过电路进行稳定,调频等;(3).输出为足够大的高频功率,使其能够发射;(4).根据上述要求选定设计方案,画出该系统的系统框图,写出详细的设计过程并利用Multisim软件画出一套完整的设计电路图;(5).列出所有的元件清单并写出参考书目。

二.设计的作用、目的高频电子技术基础的电路课程设计是电子技术基础课程的实践性教学环节,要求学生通过课程设计,要求达到以下目的:(1).通过对调频发射机的设计,巩固和加深学生对高频电子电路基本知识的理解;(2). 通过电路方案的分析、论证和比较,计算和对元器件的选取,来达到初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法的目的。

(3).使学生掌握Multisim软件的使用方法,以便以后设计电路或进行实践时的使用。

(4).了解与课题有关的电子电路及元器件的工程技术规范,能按设计任务书的要求,完成设计任务,编写设计说明书,正确地反映设计与实验的成果,正确地绘制电路图等。

(5). 培养学生根据课题需要选学参考书籍,查阅手册,图表和文献资料的自学能力。

通过独立思考,深入研究有关问题,学会自己分析并解决问题的方法。

三.设计的具体实现图1 直接调频发射机的总体框图直接调频发射机的总体框图如图1所示。

它由调频振荡级,缓冲级,和输出功率级组成。

其中调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,且其频率受到外加调制信号电压调变;缓冲级主要是对调频振荡信号进行放大,以提供末级所需的激励功率,同时还对前后级起有一定的隔离作用,为避免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。

2.单元电路设计与分析2.1调频振荡级调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,且其频率受到外加调制信号电压调变。

2.1.1调频波的产生由于调频发射机的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。

而最简便、最常用的方法就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 二极管部分接入振荡回路的直接调频方式。

变容二极管Cj 通过耦合电容C 1并接在LC N 回路的两端,形成振荡回路总容的一部分。

因而,振荡回路的总电容C 为:j N C C C += (4-1)振荡频率为:)(2121j N C C L LCf +==ππ加在变容二极管上的反向偏压为:()()()高频振荡,可忽略调制电压直流反偏O Q R V V υυ++=Ω变容二极管利用PN 结的结电容制成,在反偏电压作用下呈现一定的结电容(势垒电容),而且这个结电容能灵敏地随着反偏电压在一定范围内变化,其关系曲线称j C~R υ曲线,如图所示。

由图可见:未加调制电压时,直流反偏QV 所对应的结电容为Ωj C 。

当调制信号为正半周时,变容二极管负极电位升高,即反偏增加时,变容二极管的电容jC减小;当调制信号为负半周时,变容二极管负极电位降低,即反偏减小时,j C增大,其变化具有一定的非线性,当调制电压较小时,近似为工作在j C~R υ曲线的线性段,j C将随调制电压线性变化,当调制电压较大时,曲线的非线性不可忽略,它将给调频带来一定的非线性失真。

我们再回到图4.1—2,并设调制电压很小,工作在Cj ~V R 曲线的线性段,暂不考虑高频电压对变容二极管作用。

设 图4.1-3 用调制信号控制变容二极管结电容tV V Q Q R Ω+=cos υ(4-3)由图4.1—3可见:变容二极管的电容随υR 变化。

即: t C C C m jQ j Ω-=cos (4-4)可得出此时振荡回路的总电容为tC C C C C C m jQ N j N Ω-+=+='cos(4-5)由此可得出振荡回路总电容的变化量为:()t C C C C C C m j jQ N Ω-=∆=+-'=∆cos(4-6)由式可见:它随调制信号的变化规律而变化,式中m C的是变容二极管结电容变化的最大幅值。

我们知道:当回路电容有微量变化C ∆时,振荡频率也会产生f ∆的变化,其关系如下:CC f f ∆∙≈∆210(4-7)式中,是0f 未调制时的载波频率;0C 是调制信号为零时的回路总电容,显然jQN o C C C +=(4-8)由公式(4-2)可计算出中心频率0f :)(210jQ N C C L f +=π(4-9)将(4-8)式代入(4-9)式,可得:t f t C C f t f m Ω∆=Ω=∆cos cos )/(21)(00 (4-10)频偏:m C C f f )/(2100=∆ (4-11)振荡频率:()()tf f t f f t f o o Ω∆+=∆+=cos (4-12)由此可见:振荡频率随调制电压线性变化,从而实现了调频。

其频偏f ∆与回路的中心频率f 0成正比,与结电容变化的最大值Cm 成正比,与回路的总电容C 0成反比。

2.1.2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。

由于是所产生的是固定的中心频率,因而采用频率稳定度较高的克拉拨振荡电路来作振荡级。

其电路原理图如图所示。

克拉泼电路的频率稳定度比电容三点式要好,使得不稳定电容的变化对回路总电容的影响减小。

2.1.3参数的计算根据前面的介绍,可以设计出如图的振荡电路,其中R4用来提供直流交流负反馈。

设计中D 1为变容二极管,我们选用910AT 型变容二极管,其容量变化可以从几十PF 到100 ~ 200PF .因此C 7数值接近于C j 的高端值,若假设C 7足够大,接近短路,而C 8也逐渐增大,从几个PF 增加到十几个PF ,此时C Σ增大,则振荡频率减小,同时静态调制特性会发生变化,所以综合以上因素,C 7,C 8的选择对静态调制特性影响比较显著,所以我们选择C 7为220PF 的电容,C 8选择47PF 的电容.又因为三极管T1应为甲类工作状态,其静态工作点不应设的太高,工作点太高振荡管工作范围易进入饱和区,输出阻抗的降低将使振荡波形严重失真,但工作点太低将不易起振。

由()7j 807j 8C C C C C C +C +C +=+∑,以及C j 的性质,我们选择C 2为100PF,C 3为220PF,C 6为220PF.利用R 7,R 8对D 1变容管加反偏电压, R 7,R 8可选用为27K Ω。

R 1,R 2为三极管基极偏置电阻,均选用10K Ω.R 4 ,R 5为负反馈电阻,选择较小的电阻即可,我们选用R 4为12Ω,R 5为1K Ω.设载波中心频率f=12MHz,由LCfosc π21=设C 0为C 2,C 3与C 6串联值, 023652pf C C C C =≈,由于910变容二极管在偏置电压6的情况下Cj 较小,大概为十几pf ,先不考虑Cj 的值,所以并接在L 1上的回路总电容为 ()7j 807j 8C C C C C 91pf C +C +C ∑+=+≈所以电感L 1为()12osc 1L 1.93uH C 2f π∑=≈2.2缓冲级为了使第三级能够达到额定功率必须加大激励即V bm ,因此要求缓冲级有一定的增益,而中心频率是固定的,因此用LC 并联回路作负载的小信号放大器电路。

缓冲放大级采用谐振放大,L 2和C 10谐振在振荡载波频率上。

若通频带太窄或出现自激则可在L 2两端并联上适当电阻以降低回路Q 值。

该极工作于甲类以保证足够的电压放大。

2.2.1 元器件的选择及参数的确定 因为对缓冲级管子的要求是()r osc f 35f ≥ ()CC BR CEO V 2V ≥所以可选用普通的小功率高频晶体管,如2N3904等.另外,bQ eQ BE V V +V =,I cQ I β=若取流过偏置电阻R 9,R 10的电流为 I1=10I bQ则R 10=V bQ /I1, R 8=(Vcc-V bQ )/I1所以选R 10,R 8均为10K Ω.为了减小缓冲级对振荡级的影响,射随器与振荡级之间采用松耦合,耦合电容C 9可选为180pf. 对于谐振回路C 10,L 2,由MHz LCfosc 1221==π故本次实验取C 10为100PF ,()1022osc 1L 1.76H C 2f u π==所以,缓冲级设计电路为图所示2.3 功率输出级为了获得较大的功率增益和较高的集电极功率,设计中采用共发射极电路,同时使其工作在丙类状态,组成丙类谐振功率放大器.由设计电路图知L 3、C 12 和C 13为匹配网络,与外接负载共同组成并谐回路.为了实现功率输出级在丙类工作,基极偏置电压V B3应设置在功率管的截止区.同时为了加强交流反馈,在T 3的发射极串接有小电阻R 14.在输出回路中,从结构简单和调节方便考虑,设计采用л型滤波网络,如图L 3,C 12,C 13构成π型输出,Q3管工作在丙类状态,调节偏置3管的导通角。

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