小功率调幅发射机的设计、安装和调测
小功率调频发射课程设计

小功率调频发射机课程设计一、 课题小功率调频发射机的设计和制作二、设计原理通常小功率发射机采用直接调频方式,它的组成框图如图所示。
其中高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,且其频率受到外加音频信号电压调变;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。
图 系统框图上述框所示小功率发射机设计的主要任务是选择各级电路形式和各级元器件参数的计算。
1、 频振荡级由于是固定的中心频率,可考虑采用频率稳定度较高的克拉泼振荡电路。
关于该电路的设计参阅《高频电子线路实验讲义》中实验六内容。
2、缓冲级由于对该级有一定增益要求,考虑到中心频率固定,因此可采用以LC 并联回路作负载的小信号谐振放大器电路。
对该级管子的要求是()(35)2BR CEO CC f f V V γ≥-≥至于谐振回路的计算,一般先根据0f 计算出LC 的乘积值,然后选择合适的C 再求出L 。
C 根据本课题的频率可取100pF —200pF 。
1、 功放输出级为了获得较大的功率增益和较高的集电极效率,该级可采用共发射极电路,且 工作在丙类状态,输出回路用来实现阻抗匹配并进行滤波,从结构简单、调节方便起见,本课题可采用п型网络,计算元件参数时通常取1e Q 在10以内,计算公式请参阅教材第二章。
功放管要满足以下条件:0max()02(35)CN CN c BR CEO CC P P I i V V f f γ≥≥≥≥- 三、 主要技术指标1.中心频率 012f MHz =2.频率稳定度 0/10f f +∆≤3. 最大频偏10m f KHz ∆=±4.输出功率 30A p mW ≥ 5. 天线形式 拉杆天线(75欧姆) 6. 电源电压 V=12v四、电路设计鉴于上述设计考虑采用图4-1所示电路。
频率合成式小功率调幅发射机的设计与制作 报告

《电子线路》课程设计说明书设计课题:小功率调幅高频发射机的设计专业班级:学生姓名:学院:专业:指导教师:设计时间:频率合成式小功率调幅发射机的设计与制作一、设计目的:1、综合运用所学的理论知识,掌握一般电子线路分析和设计的基本方法和步骤;2、培养一定的独立分析问题、解决问题的能力;3、实践利用EDA 软件绘制电子线路原理图;4、学会说明书的规范整理和书写。
二、设计内容及要求:2.1、设计内容:选取一种方法设计小功率发射机。
其中高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,且其频率受到外加音频信号电压调变;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。
2.2、设计要求:除振幅调制电路采用集成乘法器外,其余电路均采用分立元件设计;要求应用电路仿真软件设计,并通过仿真调试优化电路。
2.3、设计指标:载波频率f 0=2500 kHz -2700kHz ;载波频率间隔10f kHz ∆=;峰包功率P Omax ≥0.25W ;调制系数Ma ≥50%;包络失真系数γ≤5%;负载电阻R A =50Ω;频率稳定度0f f ∆≤5×10—4;电源电压Ec=12V 。
此外,还要适当考虑发射机的效率,输出波形失真以及波段内输出功率的均匀度等.三、设计方框图:四、设计思路:根据课题要求,电路分为三部分来实现。
1频振荡级由于是固定的中心频率,可考虑采用频率稳定度较高的克拉泼振荡电路。
2缓冲级由于对该级有一定增益要求,考虑到中心频率固定,因此可采用以LC并联回路作负载的小信号谐振放大器电路。
3功放输出级为了获得较大的功率增益和较高的集电极效率,该级可采用共发射极电路,且工作在丙类状态,输出回路用来实现阻抗匹配并进行滤波。
五、设计基本原理:高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,且其频率受到外加音频信号电压调变;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。
AM调制与解调

海南大学高频电子线路课程合计报告小功率调幅发射机及超外差式调幅接收机设计专业班级:姓名:学号:小功率调幅发射机一、系统设计发射机的主要作用是完成有用的低频信号对高频信号的调制,将其变为在某一个中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射出去的电磁波。
调幅发射机通常由主振级、缓冲级、中间放大级、振幅调制、音频输入和输出网络组成。
根据设计要求,载波频率f=4MHz ,主振级采用西勒振荡电路,输出的载波的频率可以直接满足要求,不需要倍频器。
系统原理图如下图所示:图中,各组成部分的的作用如下:振荡级:产生频率为4MHz的载波信号。
缓冲级:将晶体振荡级与调制级隔离,减小调制级对晶体振荡级的影响。
放大级:增大载波输出功率。
AM调制级:将话音信号调制到载波上,产生已调波。
输出网络及天线:对前级送来的信号进行功率放大,通过天线将已调高频载波电流以电磁波的形式发射到空间。
二、各部分电路的具体设计和分析1、主振级主振级是条幅发射机的核心部件,主要用来产生一个频率稳定、幅度较大、波形失真小的高频正弦波信号作为载波信号。
该电路通常采用晶体管LC正弦波振荡器。
常用的正弦波振荡器包括电容三端式振荡器既考毕兹振荡器、克拉泼振荡器、西勒振荡器。
本级用来产生4MHz 左右的高频振荡载波信号,由于整个发射机的频率稳定度由主振级决定,因此要求主振级有较高的频率稳定度,同时也要有一定的振荡功率(或电压),其输出波形失真较小。
为此,这里我采用西勒振荡电路,可以满足要求。
西勒振荡器电路所示R 1、R 2、R 4提供偏置电压使三极管工作在放大区,C 3起到滤波作用。
输出电路的总电容:545424332432C C C C C C C C C C C C C +≈+++=∑振荡频率MHzC C L LC f 410)5.8715(105.1314.321)(21211265410≈⨯+⨯⨯⨯⨯=+==--∑ππ主振级电路图如下:图1. 主振级电路图主振级输出波形:图2. 主振级输出波形输出频率:图3. 输出频率2、缓冲级为了减少后级对主振级振荡电路振荡频率的影响,采用缓冲级。
小功率调频发射机研究

本科毕业设计说明书小功率调频发射机研究DESIGN OF LITTLE POWER FM TRANSMITTER学院(部):通信工程专业班级:通信10-1班学生姓名:江传民指导教师:钟鸣宇讲师2014年5月20 日小功率调频发射机摘要本设计为小功率调频发射机,其实就是一个小型电台,可以将声音加载到无线电信号上发射出去,用合适的收音机就能接收,并且可以从扬声器中放出声音。
本次设计的发射机由由三部分构成:调频振荡级、缓冲隔离级、功率激励和末级功放级。
其基本工作原理是通过振荡级产生稳定的5MHz信号,麦克风采集到人的音频信号,将音频信号加载到5MHz的载波上,通过缓冲隔离级使末级功放和前一级的调频振荡相分开,避免末级功放对振动频率产生影响,提高频率稳定度,功率增益如果都集中在末级功放容易产生自激,故先通过功率激励级对信号的微弱电压进行放大,末级功放一般工作在丙类状态,工作效率ηA大于50%,信号功率大于500mW。
关键词:发射机,调频,无线话筒,小功率LOW POWER FM TRANSMITTERABSTRACTThe design for the low power FM transmitter, is in fact a small radio station, voice can be loaded into the launch out radio signals, use a suitable radio can receive, and can emit sound from the speaker.The design of the transmitter by consists of three parts: FM oscillation, cushioning isolation levels, power drive and at the end of the power amplifier.Its basic working principle is through the oscillation magnitude 5 MHZ signal stability, the microphone to the audio signal, the audio signal is loaded on the carrier to 5 MHZ, through buffer isolation level the level at the end of the power amplifier and the former separate from primary frequency modulation of the oscillation, avoid the last stage amplifier influence on the vibration frequency, to improve the frequency stability, power gain if are concentrated in the last stage amplifier is easy to produce self-excited, so the first of the weak voltage signal through the power stage of amplification, the last stage amplifier generally work in c class status, the efficiency eta A greater than 50%, signal power is greater than 500 mw, finally will signal the antenna to launch out.KEYWORDS: transmitter;FM, wireless microphone;low power目录摘要(中文) (I)ABSTRACT(英文)................................................... I I 1 绪论.. (1)1.1 FM发射机的概念 (1)1.2 FM发射机的现状 (2)1.3 设计技术指标 (3)2 总体方案设计 (5)2.1调频振荡级 (5)2.2缓冲级 (5)2.3功率激励和末级功放级 (5)2.2整机电路框图 (6)3 单元电路设计 (7)3.1 功率激励和末级功放设计 (7)3.1.1末级功放级 (7)3.1.2功率激励级 (8)3.1.3末级功放电路参数计算 (9)3.1.4功率激励级电路参数计算 (12)3.2缓冲隔离级 (15)3.2.1 缓冲隔离级电路原理 (15)3.2.2静态工作点的计算 (15)3.3调频振荡级 (17)3.3.1 调频的方案分析与选择 (17)3.3.2变容二极管相关特性 (18)3.3.3变容管调相电路参数计算 (19)3.3.4三级单回路变容管调相电路 (20)3.4 天线的相关知识及设计 (20)3.4.1.天线的输入阻抗 (21)3.4.2.天线的增益 (21)3.4.3.天线的极化方式 (21)3.4.4.天线的设计方案 (21)4 整机电路模拟测试 (23)4.1 Protel和Multisim简介 (23)4.2调频振荡级电路测试 (23)4.3整机模拟 (24)总结 (26)参考文献 (27)致谢 (28)附录一整机电路图 (29)附录二元器件参数表 (30)1 绪论1.1 FM发射机的概念二十世纪三十年代,短波(FM)收音机由美国发明家阿姆斯特朗发明,同年,他设计了世界上第一台发射机,建立了第一个短波广播站,FM发射机第一次开始商用。
小功率调频发射机的设计 亮

东北石油大学课程设计课程高频电子线路题目小功率调频发射机的设计院系电子科学学院专业班级电信07-7班学生姓名陈厚亮学生学号070901140736指导教师2011年3月4日东北石油大学课程设计任务书课程高频电子线路题目小功率调频发射机的设计专业电子信息工程姓名陈厚亮学号070901140736主要内容、基本要求、主要参考资料等1、主要内容利用所学的高频电路知识,设计一个小功率调频发射机。
通过在电路设计、安装和调试中发现问题、解决问题,加深对高频电子线路课程理论知识的理解,提高电路设计及电子实践能力。
2、基本要求设计一个小功率调频发射机,主要技术指标为:(1) 载波中心频率06.5M Hzf=;(2) 发射功率100m WAP>;(3) 负载电阻75LR=Ω;(4) 调制灵敏度25kH z/VfS≥;3、主要参考资料[1] 阳昌汉. 高频电子线路. 哈尔滨:高等教育出版社,2006.[2] 张肃文,陆兆雄. 高频电子线路(第三版). 北京:高等教育出版社,1993.[3] 谢自美. 电子线路设计·实验·测试. 武汉:华中科技大学出版社,2000.[4] 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计. 北京:电子工业出版社,2002.完成期限2月28日-3月4日指导教师专业负责人2011 年 2 月25 日一、电路原理1.电路原理及用途小功率调频发射机在日常生活中是不可缺少的。
小功率发射机采用直接调频方式,其中高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,且其频率受到外加音频信号电压调变;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。
小功率发射机采用直接调频方式其中高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,且其频率受到外加音频信号电压调变;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。
实用文库汇编之小功率调幅发射机

作者:方升座作品编号:58001984419960354创作日期:2020年12月20日实用文库汇编之课程设计任务书学生姓名:专业班级:电子0903 指导教师:工作单位:武汉理工大学题目: 小功率调幅发射机设计初始条件:具较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力;对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解;具备高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力;能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测。
要求完成的主要任务:1. 采用晶体管或集成电路完成一个小功率调幅发射机的设计。
2. 电源电压+V cc=+10V,-V EE=-10V;3. 工作频率f=16MHz,调幅度=50%;4. 负载电阻R L=75Ω时,发射功率P0≥100mW,整机效率η>40%5. 完成课程设计报告(应包含电路图,清单、调试及设计总结)。
时间安排:1.2013年1月4日分班集中,布置课程设计任务、选题;讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求;课设答疑事项。
2.2013年1月5日至2013年1月10日完成资料查阅、设计、制作与调试;完成课程设计报告撰写。
3. 2013年1月11日提交课程设计报告,进行课程设计验收和答辩。
指导教师签名:年月日目录1 调幅发射机的相关知识 (1)1.1基本知识及性能指标 (1)1.2调幅发射机的工作原理 (2)2 小功率调幅发射机的设计 (4)2.1 设计要求 (4)2.2确定电路设计方案 (5)2.2.1拟定调幅发射机的工作原理框图 (5)2.2.2 单元电路设计方案选择 (6)2.3单元电路设计 (7)2.3.1本机振荡电路和话音放大电路 (7)2.3.2调制电路 (8)2.3.4功率放大级电路 (10)2.3.5整体电路设计 (10)3 调试与仿真 (12)3.1晶体振荡器的调试 (12)3.2调制器的测试 (13)3.3整机联调及其常见故障分析 (15)4心得与体会 (16)参考文献 (17)摘要小功率调幅发射机常用于通信系统和其它无线电系统中,特别是在中短波广播通信的领域里更是得到了广泛应用。
电子线路课程设计报告
电子线路课程设计报告小功率调幅AM发射机设计(理论设计仿真报告)班级:姓名:学号:指导教师:日期:小功率调幅发射机的设计与仿真1.设计内容及要求1.1设计内容1.经过方案比较,确定小功率调幅发射机的设计方案,根据设计指标对既定方案进行理论设计及分析,并给出各单元电路的理论设计方法2.利用multisim仿真软件,对设计电路进行仿真和分析,依据设计指标对电路参数进行调整直至满足设计要求1.2设计要求载波频率MHz 10=cf输出功率mW 2000 ≥P负载电阻Ω =50AR输出信号带宽kHz 9=BW残波辐射dB 40≤单音调幅系数8 .0=am ;平均调幅系数 3 .0≥am发射效率% 50≥η2.设计方案及论证2.设计方案及论证2.1系统框图说明:调幅发射机主要包括四个组成部分:载波振荡器、音频放大器、振幅调制器和功率放大器四部分。
总体思路为:10MHz的载波信号与1KHz的音频信号经过缓冲器以及电压放大后输入到振幅调制器进行调幅得到调幅波,然后经过高频功率放大后输出。
2.2各单元电路设计方案论证2.2.1 主振器电路载波振荡电路是调幅发射机的核心部分,作用是产生高频载波信号用以调制信号。
载波的频率稳定度和波形的稳定度直接影响到已调信号的质量。
因此,载波振荡电路产生的载波信号必须有较高的频率稳定度和较小的波形失真度。
载波振荡电路可以有多种设计方案,方案一:LC三点式正弦波振荡电路方案二:克拉泼振荡器电路方案三:石英晶体振荡器克拉泼振荡器(Clapp oscillator)又称为电容反馈改进型振荡器,它是一种电容三点式振荡器的改进型线路。
电容三点式振荡器,当需要改变频率而调节振荡回路的电容参数时,也会影响电路的起振,为此,把一个电容C3串入振荡回路的电感支路中,这样改变电容C就可以调节振荡频率,而不影响电路的起振。
这种振荡器频率相比LC振荡器来说更加稳定2.2.2 音频放大器音频放大器是在产生声音的输出元件上重建输入的音频信号的设备,其重建的信号音量和功率级都要理想——如实、有效且失真低。
小功率调幅发射系统
1 绪 论设计的作用和目的通过本课题的设计、调试和仿真,加深对《高频电子线路》理论知识的进一步理解,进一步巩固理论知识,能够建立起无线发射机的整机概念,学会分析电路、设计电路的步骤和方法,了解发射机各单元之间的关系以及相互影响,从而能正确设计、计算调幅发射机的各单元电路:主振级、被调级、推动级、功率放大级、输出匹配网络等。
进一步掌握所学单元电路以及在此基础上,培养自己分析、应用其他电路单元的能力。
同时经过课程设计,要学会查资料、充分利用互联网等一切可利用的学习资源,增强同学们分析问题解决问题的能力,为将来的毕业设计做铺垫,也为将来走向就业岗位打下一定的基础。
设计要求根据要求设计一个小功率调幅发射机。
主要技术指标:中心频率:f=6 MHz调幅波功率:P0max ≥200mW调制系数:Ma ≥50%频率稳定度:f f ∆ 510-≤2小信号调幅发射系统设计发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制,将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。
通常,发射机包括三个部分:高频部分,低频部分,和电源部分。
高频部分一般包括主振荡器、缓冲放大、倍频器、中间放大、功放推动级与末级功放。
主振器的作用是产生频率稳定的载波。
为了提高频率稳定性,主振级往往采用石英晶体振荡器,并在它后面加上缓冲级,以削弱后级对主振器的影响。
低频部分包括话筒、低频电压放大级、低频功率放大级与末级低频功率放大级。
低频信号通过逐渐放大,在末级功放处获得所需的功率电平,以便对高频末级功率放大器进行调制。
因此,末级低频功率放大级也叫调制器。
调制是将要传送的信息装载到某一高频振荡(载频)信号上去的过程。
所以末级高频功率放大级则成为受调放大器。
调幅发射机主要包括三个组成部分:高频部分、音频部分和电源部分。
此图省去了电源这一部分。
发射机的主要作用是完成有用的低频信号对高频信号的调制,将其变为在某一个中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射出去的电磁波。
调幅发射机
课程设计任务书学生姓名:专业班级:指导教师:杨福宝工作单位:信息工程学院题目: 调幅发射机初始条件:可选元件:三极管、电感仿真软件:multisim软件要求完成的主要任务:1、掌握小功率调幅发射机原理;2、设计出实现调幅功能的电路图;3、应用multisim软件对所设计电路进行仿真验证时间安排:1、理论讲解,老师布置课程设计题目,学生根据选题开始查找资料;2、课程设计时间为1周。
(1)确定技术方案、电路,并进行分析计算,时间1天;(2)选择元器件、安装与调试,或仿真设计与分析,时间2天;(3)总结结果,写出课程设计报告,时间2天。
指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要 (3)Abstract (4)1.前言 (5)2.调幅发射机的设计及其原理框图 (6)2.1方案选择 (6)2.2 功率分配及电源电压的确定 (6)2.3 各级晶体管的选择 (6)2.4 放大级晶体管的选择 (6)3.调幅发射机的电路形成及工作原理 (8)3.1高频振荡器电路 (8)3.2隔离放大电路 (9)3.3受调放大级电路 (10)3.4传输线与天线 (10)4.调幅发射机各级电路的计算及调试 (11)4.1各级电路的计算 (11)4.1.1被调级参数的参数 (11)4.1.2放大级的计算 (11)4.2电路的调试 (12)4.2.1本振级调试 (12)4.2.2放大级调整 (12)4.2.3末级调试 (12)4.2.4统调 (12)5.Multisim仿真 (14)小结 (18).参考文献 (19)元件清单 (20)实验原理电路图 (21)摘要小功率调幅发射机常用于通信系统和其它无线电系统中,特别是在中短波广播通信的领域里更是得到了广泛应用。
原因是调幅发射机实现调幅简便,调制所占的频带窄,并且与之对应的调幅接收设备简单,所以调幅发射机广泛地应用于广播发射。
本课设结合Multisim软件来对小功率调幅发射机电路的设计与调试方法进行研究。
小功率调频发射机
简易调频发射机设计报告一、设计目标设计并制作一个简易的调频发射机,能将声音信号通过调频发射机发射到发到40-60M 远的收音机上。
通过实验,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。
二、电路选择及电路原理分析在满足要求的前提下,应力求电路简单、性能稳定可靠。
单元电路级数尽可能少,以减小级间的相互感应、干扰和自激。
所以本次设计的发射机的电路的组成框图如下所示话筒1.调频振荡级 由于是固定的中心频率,振荡级可考虑采用电容三点式振荡电路。
2.功放输出级为了获得较大的功率增益和较高的集电极效率,该级可采用共发射极电路,且工作在丙类状态,输出回路用来实现阻抗匹配并进行滤波。
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。
原理分析:C2电容隔直流耦合低频声音信号作用,C3是旁路电容,R1、R3、R5起偏置效应。
驻极体麦克风把声音信号转换成电信号,然后经C2大电容隔直耦合到调频振荡电路。
振荡回路采用电容三点式震荡电路。
用来产生频率为70MHz~110MHZ 的高频振荡信号,由于整个发射机的频率稳定度由它决定,因此要求主振级有较高的频率稳定度,其输出波形失真要小。
由于集电极和基极的极间电容C ′是随着外加电压的变化而变化的,因此该电路可以实现小范围的调频振荡。
振荡信号通过耦合电感把声音信号耦合到第二级谐振功率放大器上。
L3和C8组成选频网络滤除干扰信号,三极管起放大信号的作用。
最后,通过发射电路把信号发射出去。
三、电容、电感的选择计算1.电感计算空心线圈电感量计算公式:L=(0.01*D*N*N)/(l/D+0.44)线圈电感量 L单位: 微亨线圈直径 D单位: cm线圈匝数 N单位: 匝线圈长度 l单位: cm经测量线圈的参数如下:线圈直径为0.3cm,线圈匝数为8,线圈长度为0.6cm。
代入计算公式可得L=0.078uH2.电容计算根据C9018数据手册可得基极和集电极的极间电容为16PF可的振荡电路的交流通路如下图所示:C=C4+C‵+C5*C6/(C5+C6).经过计算可得C=38.3PF四、电路图五、调试过程杨毅生 110700645电路的调试顺序先分级调单元电路的静态工作点,测量其性能参数;然后在逐级进行联调,直到整机调试;最后进行整机技术指标测试。
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小功率调幅发射机的设计、安装和调测一.设计目的训练学生对高频电子元器件及电路的应用能力、高频电路的设计与调测能力,高频电子小系统的设计与调测能力,提高综合应用高频知识的能力、分析解决问题的能力。
二.设计任务设计一个小功率调幅发射机,指标为:中心频率6MHz;频率稳定度≤10-4;输出AM波峰包功率≥200mW;调制系数ma≥50%;包络基本不失真,用短波调幅收音机收听到的声音清晰且不失真。
限定条件:天线阻抗50Ω,话筒为驻极体话筒XD-18。
三.方案的确定与电路图(—)系统方案的确定根据设计任务要求,可选用图k1.1所示的典型小功率调幅发射机的方案。
图中,晶体振荡器的作用是产生频率稳定度≤10-5的基本不失真的6MHz的正弦波。
由于晶体振荡器频率稳定度通常可达10-6以上,因此一般满足频率稳定度≤10-5的要求。
缓冲放大器用于减小高电平调幅电路对振荡器工作的影响,并对振荡器输出信号进行放大,其增益应该合适而且可调,以便满足高电平调幅电路,不难达到发射机的功率和失真要求。
调制系数可以通过u B(t)和uΩ(t)的大小来满足,u B(t)的大小通过缓冲放大器的增益来调节,uΩ(t)的大小通过音频放大器的增益来调节。
音频放大器的作用是不失真地放大音频信号,其增益应该合适而且可调。
综上可见,高电平调幅电路是满足系统要求的关键,应首先设计该电路,然后根据该电路对信号u B(t)和uΩ(t)的要求确定其它电路。
图 k1.1 小功率调幅发射机系统框图(二)单元电路的设计1.高电平调幅电路的设计(1)电路及工作状态的选择。
高电平调幅电路主要有基极调幅、集电极调幅和集电极-基极双重调幅电路。
由于输出功率较小,故可选用效率虽较低但调制线性好、电路较简单的基极调幅电路。
导通角通常选择70o左右,采用自给偏置,电路如图k1.2所示。
为了提高调制线性度,应使电路工作在欠压区。
u BU(2)基本原件的选择。
图中,C B1、C B2、C C为隔直耦合电容,C1、C2为高频滤波电容。
π由于载波频率f c=6MHZ,音频信号频率F≈20Hz~20KH Z,故取C B1=C B2=C C=0.033μf,C1=C2=1μf。
C3为电源去耦电容,C3=10μf。
扼流圈L C在该电路中主要起隔离高频信号、耦合电源的作用,通常取10mH。
L B2=51Mh。
L B1为高频扼流圈,其作用是隔离高频载波信号,耦合低频的音频信号,因此取L B1=470μH。
R E为负反馈电阻,用以改善波形及测试工作状态,通常取10Ω。
(3)滤波匹配网络的设计。
L、C4和C5构成π型滤波匹配网络,为确定它们的值,需要先确定集电极谐振电阻R e。
电路的最大输出功率在临界状态时达到,考虑到匹配网络的实际传输效率,应选择临界状态时的最大输出功率P Omax>1.5倍输出峰包功率=1.5×220mW=330mW故选择P Omax=0.6W。
设集电极饱和压降U CES=1V,电源电压V CC=12V,则临界状态时的高频信号幅度为U cmmax=11V,可得集电极谐振电阻为R e=U2cmmax/(2P omax)≈100Ω考虑到功放匹配电路中Q e1、Q e2不宜太大,否则谐振曲线太尖锐,不易调整,而且传输效率降低,故取Q e1=2。
由于Q e1=w c R e C4,因此得C4=2/(6×106×2π×100)=530PF实际可取560PF,然后根据实验调整。
由于 R e/(1+Q2e1)=R A/(1+Q2e2)故可得 Q e2≈1.22C5=Q e2/(w c R A)=650PFC5可取680PF,然后根据实验调整。
L=L1+L2=(Q e1/w c)×(R e/(1+Q2e1))+ (Q e2/w c)×(R e/(1+Q2e1))=1.72μH故L取为1.8μH.(4)三极管的选择。
设导通角θ≈70o,根据三极管临界工作状态时的高频信号振幅U cmmax=11V,可求得临界状态时集电极电流为i cmax=I cmmax/α1(θ)=U cmmax/R eα1(70o)=11/(100×0.44)=0.25A临界状态时的管耗为P C=P D-P omax=i cmaxα0(θ)V cc-P omax=0.25×0.25×12-0.6=150Mw由于失谐管子的管耗大大增加,因此P CM的选择应有足够余量。
三极管的最大集电极电压为u CEmax≈2V CC=24V查手册知:NPN高频中功率管9013的参数为f T≥300MHz,P CM=700Mw,I CM=300Ma,U(BR)CEO=30V,所以满足上述要求。
9013的管角如图k1.3(b)所示。
(5)载波电压幅值U bm与调制电压幅值UΩm的选择。
由于采用自给偏置,因此U bm应大于0.5V。
为便于调整、提高调幅性能,应使U bm在0.5 ~3V内可调,UΩm在0.1~1v内可调,然后通过实验确定它们的合理取值。
综上所述,确定高电平调幅电路如图k1.3(a)所示Ω9013e b c(b)图k1.3 高平调幅电路(a)电路(b)9013管脚排列2. 电源的选择除高电平调幅以外的电路,信号的大小和功率都比较小,且对电源无特殊要求,故可根据高电平调幅电路的电源要求将各电路的电源选为V CC=12V。
3. 音频放大电路的设计音频放大电路的输入信号由驻极体话筒提供,其值较大,可达100mV,为使UΩm能在0.1~1V内可调且有一定的调节余量,可确定音频放大电路增益为0.1~20,带宽20Hz ~ 20kHz。
音频放大电路的R i应远大于R s,由于驻极体话筒XD-18的R s较高(约几KΩ),因此可取R I=20K Ω。
拟采用图k1.4所示的单电源放大电路。
图中12V电源通过68kΩ电阻为话筒提供直流偏置电压,这是话筒XD-18工作所要求的。
隔直耦合电容C6和旁路电容C7根据下列式子确定C6≥(3 ~10)/(2πf L R1) C7≥(3~10)/(2πf L(R2//R3))由于A umax=20,f max=20kHz,而集成运放LM741的单位增益带宽为BW G=1MHz>A umax f max=4×105Hz,故集成运放可选用LM741,其管脚排列如图k1.5所示。
o A6 10Ω uΩin 2 - fduu 6 o uo+12V 3 LM741图 k1.4调零端1 IN- IN+ V SS图 k1.5 LM741 管脚排列4.晶体振荡器的指标要求:f osc=6MHz,频率稳定度优于10-5 波形大小稳定,失真小,故可按频率指标设计,然后通过实验确定幅度。
(1) 电路形式的选择。
采用应用较广的并联型晶体振荡电路。
由于频率不高,故用共发射极组态就可以了。
为便于调节f osc ,采用类似于改进型电容三点式的结构,如图k1.6所示。
(2)工作状态的选择。
甲类工作状态波形好、稳定度高,但效率低;乙类、丙类则反之。
由于本方案中所需的输出功率不大,可选择甲类。
(3)元器件的选择1)直流通路原件的确定。
通常取V BQ=(5~10)U BEQ。
由于本电路为甲类工作状态且u o大些好(当u o足够大时可省去缓冲放大器),故信号动态范围要大些,V BQ应取大,现取V BQ=8.8v。
偏置电阻R B1、R B2一般取几十kΩ,现取R B2=30kΩ,则根据V BQ≈R B2/(R B1+R B2)XV CC即 8.8V≈30kΩ/(R B1+30KΩ) X12V可得 R B1=11KΩR E1主要用作交流电流负反馈电阻改善波形,其取值一般比较小,现取R E1=510Ω,采用1kΩ电位器实现之。
通常小功率振荡器的I CQ=1~5mA,现取I CQ=3mA,故可得直流电流负反馈电阻R E2为R E2=(V BQ-V BEQ)/I CQ-R E1=(8.8V-0.7V)/3mA-510Ω≈2.2kΩL C为通直流阻交流的扼流圈,可取10mH。
2)C E、C5的确定。
C E为旁路电容,其值太小则旁路作用不佳,太大则易产生见习振荡,通常按下式选取C E≥(10~20)/(2πf osc R E2)故可选C E=0.01μF。
C5为隔直耦合电容,可按下式选取C5≥(10~20)/(2πf osc R L)设R L=1KΩ,则可选C5=0.01μF。
3)回路原件选择。
因为f osc=6MHz,故选用6MHz晶体。
C3取20PF即可。
C1、C2是回路电容,应取大些以减小回路参数及分布参数的影响。
由于反馈系数为F u≈-C1/C2所以C1、C2的比例影响振幅条件及输出大小。
C2/C1太小时易饱和,波形变差;太大时可能不起振。
通常取C2/C1≈1~10。
现取c1=c2=200PF,实验中视需要可作调整。
4)选管。
因为管子甲类工作,为保证管子安全工作,应选择P CM>I CQ U CEQ=3mA×(12v-8.1v)=11.7mWI CM>2I CQ=6MaU(BR)CEQ>2V CC=24V应选择特征频率f T≥(3~10)fosc =(3~10)MHz。
根据前面所诉的9013参数可知可选用9013。
综上所诉,可得集体振荡器电路及其电路参数如图k1.6所示。
μF u o晶体振荡电路5. 缓冲电路的设计缓冲放大器需将振荡器输出电压放大为0.5~3V的电压,以提高电平调幅电路所需的载波输入信号,所以要有合适且可调的增益。
由于信号频率高,故不采用普通运放实现放大,应采用集成宽带放大器或采用三极管分立元件电路。
实践表明,采用前述高电平调幅电路时,只要U bm达到1.2V就够用,该晶体振荡器能满足U bm=1.2v的要求,因此可省去缓冲放大器(三)总电路图四、列出元器件清单及所需仪器清单电阻电容电感10Ω 1个 200PF 2个 1.8μH 1个50Ω 1个 560PF 1个 470μH 1个2.2kΩ 1个 680PF 1个 10 mH 2个11kΩ 1个 0.01μF 2个 51 mH 1个20 kΩ 1个 0.033μF 2个30 kΩ 3个 1μF 2个10μF 2个其它器件电位器三极管集成运放晶振1kΩ 1个 9013 2个 LM741 1个 6MHz 1个430kΩ 1个面包板直流稳压电源示波器高频信号发生器万用表1块 1 台 1台 1 台 1 台五、安装调测举例(一)看样板,确定总电路布局和电源、地、输入端、输出端的位置。
(二)单元电路的安装与调测1. 调幅电路(设载波频率为6MHz)(1) 在合适的位置安装调幅电路,仔细检查,确保安装正确可靠。
用万用表的“x1Ω”档测量电源和地间的电阻,以保证电源未被短路。