调频发射机设计要点

淮海工学院

课程设计报告书

课程名称：通信电子线路课程设计

题目：调频发射机设计

学院：电子工程学院

学期：2013-2014-1

专业班级：通信工程112 姓名：金凯杰

学号： 2011120714 评语：

成绩：

签名：

日期：

调频发射机的设计

1 引言

随着科的发展和人民生活水平的提高，调频发射机也在快速发展，并且在用，

它用于演讲、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。

2 设计目的

电路设计反映学生理论知识的实际应用能力，扎实的电子线路理论是成功设计电路的基础。所以其要求是：

⑴功能和性能指标分析：对题目的各项要求进行分析，整理出系统和具体电路设计所需的更具体、更详细的功能要求和技术性指标数据，以求得设计的原始数据。

⑵选择元器件：很好地理解电路的工作原理，正确利用计算公式，选择合理的元件参数，且应降低成本，减少器件品种，减少元器件的功耗和体积。

⑶画出总体电路图初稿并审图，将错误降到最低程度，保证仿真顺利完成。

⑷仿真：通过仿真，检查各元器件的性能、参数、质量能否满足设计要求，检查各单元电路的功能和指标是否达到设计要求。

⑸画出总体电路图，要求按相关规定，布局合理，图面清晰，便于对图的理解和阅读，为印制电路板，并组装、调试和维修时做好准备。

3 设计内容及主要技术要求

3.１课题选择

本次课程设计选题主要从以下几个方面考虑： ⑴ 符合教学大纲要求；

⑵ 题目应有一定深度与广度，照顾《高频电子线路》课程各章节内容； ⑶ 具有一定实用性。

3.2 通信电子线路的一般设计方法

电子电路种类很多，千差万别，设计方法和步骤也因不同情况而异。这里给出通信电路设计的一般步骤，以供参考，设计者应根据具体情况，灵活掌握。

⑴ 总体实现方案的选择：由课题要求实现的电路功能及性能指标，决定最终实现电路的构成。应当针对关系到电路全局的问题，开动脑筋，多提些不同的方案深入分析比较；不要盲目热衷于数字化方案；既要考虑方案的可行性，还要考虑性能、可靠性、成本、功耗和体积等实际问题。

⑵ 单元电路的设计：根据课题要求实现的电路性能指标，确定总体实现方案中各单元电路的形式。明确本单元电路的任务，与前后级电路的关系。

⑶ 电路参数的计算：根据所选单元电路的形式，对组成电路的各元器件的值进行计算。

⑷ 元器件的选择：元器件的选择，除了要考虑计算出的参数值外，还要遵从节约电路成本，元器件购买方便，以及尽量利用现有条件实现的原则。

⑸ 仿真与实验：检查各元器件的性能参数质量是否满足设计要求，检查各单元电路的功能和指标是否达到设计要求。

⑹ 电路图的绘制：布局合理、排列均匀、图面清晰，注意信号流向，图形符号要标准，连接线应为直线，交叉和折弯要最少。

以上各步骤之间不是绝对独立的，往往需要交叉进行，尤其是有时受到元器件选择的限制，常会推翻最初的设计方案，从头来做。所以，在进行电路设计之初，要先把可能限制电路实现的因素考虑好，再着手设计，往往可以达到事半功倍的效果。在完成电路设计之后，可以使用计算机辅助分析软件（例如 Protel ）进行电路仿真，做初步调整，然后到实验室装调电路，在调试中分析和解决常见的电路故障。

3.3 调频发射机主要性能指标要求

发射功率W 80m P A ≥，负载电阻Ω=75L R ，工作中心频率MHz f 5.60=，最大频偏

kHz f m 75=∆，总效率%50>A η。

4幅发射机整体认识

调频发射系统由调频振荡器、缓冲隔离器、倍频器、高频功率放大器等组成。如果振荡器的振荡频率可以满足发射机载波频率的要求，就可以省去倍频级。

图1 直接调频发射机组成框图

①调频振荡器

本课题主要研究变容二极管调频电路。如果课题要求的载波频率不高，则可以采用LC调频振荡器。

②缓冲隔离器

将调频振荡与功放级隔离，以减小后级对振荡器频率稳定度及振荡波形的影响。缓冲隔离级通常采用射极跟随器电路。

③末级功放

要使负责天线上获得令人满意的发射功率，而且整机效率较高，应选择丙类功率放大器。但末级功放的功率增益不能太高，否则电路性能不稳定。因此要根据发射机各部分的作用，适当地分配功率增益。

5 调幅发射的各模块介绍及电路图

5.1调频振荡器

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。

图1 LC振荡电路

振荡电路仿真图如下：

图2 振荡电路仿真图

频率如下：

图3 振荡频率

5.2变容二极管调频

所谓调频，就是把要传送的信息（例如语言、音乐）作为调制信号去控制载波（高频振荡信号）的瞬时频率，使其按调制信号的规律变化。

设调制信号：

()t

V

tΩ

=

Ω

Ω

cos

υ，载波振荡电压为：()t

A

t

a

o

o

ω

cos

=