哈工大高频课设报告

二、中波电台接收系统设计
2.1 设计要求..................................................13 2.2 设计原理..................................................13 2.3 分模块设计...............................................14
即得 R1 30k，R 2 10k 3.振荡电路元器件值的计算：
1 由 f0 若取 L 0.1mH ， 由 f 0 1MHZ C C3 C4 ， 1MHZ ， 2 LC
得C

C3 C4 253 pF ,由于C3 C1 , C3 C2 , 不妨取C3 20 pF ， C1 ' C1 ，而 C2 ' C2
1.2 设计原理
发射系统设计框图如下：
本地振荡器
缓冲级电路
振幅调制
高频功率放大 器
低频小信 号
低频小信号 放大电路
天线发射
本地振荡器主要用来产生一个幅度较大的高频信号用作载波， 并且需要有较高的频率稳 定度。缓冲级电路主要是为了隔离本地振荡电路，防止后级电路对本振电路产生干扰。低频 小信号电路实现对低频调制信号进行放大，振幅调制电路用低频信号对高频载波进行调制， 输出调幅波，最后通过高频功率放大电路放大，达到所需功率后经天线发射出去。
图四 增加了缓冲级电路的本地振荡电路（框内为缓冲级） 参数计算过程，如静态工作点的设置，与本地振荡电路类似，不再赘述。具体设置如上 图： R 3 3k，R 4 1k，R1 1k ，射极跟随器电压放大倍数小于且接近于 1，经缓 冲级前后波形对比图如下：
电压幅度变化不 大，略有减小。
图五 缓冲级前后波形对比
1
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1.3 分模块设计
1.3.1 主振荡器设计与仿真
由于设计要求中对频率稳定度要求较高， 故采用频率稳定度较高的西勒振荡电路来产生 载波，目标为产生频率为 1MHZ 的幅值较大的高频载波。 采用西勒电路的设计图（图一）如下：
参数计算过程如下： 1.选用的三极管参数： 2N2219，NPN 型，发射极基极击穿电压 5V，集电极发射极击穿电压 30V（容易满 足），最大集电极电流 0.8A，直流电流增益（hfe）100，最大工作频率 250MHZ（符合 要求），输出电容 8pF（较小可忽略）， rbb ' 8.61602 ，其余参数不再列举。 2.静态工作点的设置：
1.3.1 主振荡器设计与仿真......................................2 1.3.2 缓冲级的设计与仿真......................................5 1.3.3 低频小信号放大电路的设计与仿真..........................6 1.3.4 振幅调制电路的设计与仿真................................8 1.3.4.1 乘法器电路........................................8 1.3.4.2 振幅调制电路......................................8 1.3.5 高频功率放大器电路的设计与仿真..........................10
100 ，设置 I CQ 3mA，U CEQ 6 V （直流负载线中点），可以推出：
Re Rc VCC - UCEQ 12- 6 2K ICQ 3 取 R e R c 1K ，
2
哈尔滨工业大学高频课程设计报告 发射极电压 U EQ U BQ - U be ICQ Re 3V ，
整两电阻的阻值。上图中放大倍数为 101 倍，波形如下： 左图实际上是两 个波形重合了，小信号 波形与放大后的波形， 放大前的刻度值为 20mv/Div，放大后的刻 度值为 2V/Div， 恰好为 100 倍，与理论值吻合 的很好。
图九
低频小信号放大器放大波形
7
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1.3.4 振幅调制电路的设计与仿真
图二 高频载波波形图 仿真所得高频载波频率测量图如下， 基本稳定在 1MHZ， 虽有波动但都在千分之一以下， 且 1MHZ 的稳定状态保持时间 足够长，满足频率稳定度要 求。
图三 高频载波频率测量
4
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1.3.2 缓冲级的设计与仿真
缓冲级将振荡电路与后级电路隔离，以减小后级对振荡级的影响，避免之后的电路工 作状态的变化对振荡器的频率稳定度或波形产生较大影响。 为减小级间相互影响， 在中间插 入缓冲隔离级。缓冲剂采用射极跟随器电路，增加了缓冲级的振荡电路如下:
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经过缓冲级后，发现频 率稳定度有所下降，因此通 过再次微调电容缓冲级前后频率对比
1.3.3 低频小信号放大器的设计与仿真
低频小信号放大器是为了将音频小信号放大，作为调制信号对高频载波进行调制， 由于提供了 UA741 型运算放大器，故可直接用同相比例运算电路对低频小信号进行放 大。在 Multisim 中选用 uA741CD 型运放。 上网查阅数据手册得其端口信息如下：
f0
1 2 2 ，而根据所学知识，已知 C p1 C0 p 2 Ci ，不稳定电 2 LC
C p1 C p2 C ，为了提高频率稳定度，满 0 i C C C
2 2
容相对总电容的变化量为：
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足 10 的要求，可使 p1、p 2 减小，而 p1
一、中波电台发射系统设计
1.1 设计要求
设计目的是要求掌握最基本的小功率调幅发射系统的设计与安装调试。 技术指标：载波频率 535-1605KHz，载波频率稳定度不低于 10-3，输出负载 51Ω，总的 输出功率 50mW，调幅指数 30％~80％。调制频率 500Hz~10kHz。 本设计可提供的器件如下，参数请查询芯片数据手册。所提供的芯片仅供参考，可以选 择其他替代芯片。 高频小功率晶体管 3DG6 高频小功率晶体管 3DG12 集成模拟乘法器 XCC，MC1496 高频磁环 NXO-100 运算放大器 μA74l 集成振荡电路 E16483
基极电流 I BQ
I CQ


3 0.03mA ，故可得出 100 26mA ] 26.5mv ，故 U BQ U be U EQ 3V ， I CQ
U be I BQ[rbb ' (1 )
3V 5V, 不会击穿， I 2 10 I b 0.3mA ， 满足要求， 取流过 R2 电流为 I b 的 10 倍， R1 R 2 R2 VCC 12 V R 2 3R 1 40 K， 又U BQ 3V VCC R1 R 2 I2 0.3mA
2.3.1 高频小信号接收电路.....................................14 2.3.2 高频小信号放大电路.....................................14 2.3.3 本地振荡及缓冲级电路的设计与仿真.......................15 2.3.4 混频电路设计与仿真.....................................17. 2.3.5 中频放大电路...........................................18 2.3.6 包络检波电路...........................................20 2.3.7 低频电压放大电路.......................................22 2.3.8 低频功率放大电路.......................................22
-3
C
C C3 C4 , p C3 C4 ，故可以 2 C1 ' C1 C2 ' C2
增大 C1与C 2 ， 以使频率稳定度提高， 而 C1，C 2 C3，可取C1 325pF ，C 2 3800pF ， 通过仿真可得所设电容值满足频率稳定度要求， 即使不满足也可以通过适当增大两电容值来 达到要求。 仿真所得到的高频载波波形（图二）如下：
取 C 4 为最大值为 253pF 的可变电容，以便微调使 f 0 1MHZ ， F
电压增益 A
| y fe | ，未能查到 y fe的值， 无法进一步求解证明 AF 1, 但由于 X bc 可 g
等效为感抗， X ce与X be 均为容抗，满足相位起振条件，经实测所设数值可以起振。 4.频率稳定度的调整：
1.3.4.2 振幅调制电路
利用乘法器可以实现两个模拟信号的相乘， 将高频载波信号与低频信号相乘， 适当 调节各元件参数，再经过滤波器，选出差频分量，即可得到调制波形，具体原理课本[1] 已有详细过程，不再赘述。具体电路图如下：
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图十一 参数设置：
调幅电路
静态偏置电压必须保证各个三极管都处于放大状态， 就是要让各个三极管的集电极 与基极之间的电压不小于 2V，小于极限工作电压，参考书中电路即可满足要求，不再 赘述。 对于基极偏置电流， 由于三组差分放大器的基极电流都很小， 静态偏置电流主要由 恒流源决定， 恒流源电流与端口 IO5 处电流为镜像电流， 故 Io I IO5
图七 uA741 端口信息 uA741CD 需要双电源输入， 查阅数据手册知， 所需电源最大为 22V， 故一般 12 V 可以正常工作。
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哈尔滨工业大学高频课程设计报告 具体电路设计图如下：