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。 3. 设计主体（各部分设计内容、分析、结论等） 3.1

3.2、调制原理及实现

3.2.1、基本放大电路的原理及电路实现

音频放大器的目的是在产生声音的输出元件上重建输入的音频信号，信号音量和功率级都要理想——如实、有效且失真低。其一种简单模拟实现方案是采用线性模式的晶体管，得到与输入电压成比例的输出电压，即A 类放大器，是指电流连续地流过所有输出器件的一种放大器， 这种放大器，由于避免了器件开关所产生的非线性，只要偏置和动态范围控制得当，仅从失真的角度来看，可认为它是

一

种

良

好

的

线

性

放

大

。

图2 基本放大电路的Multisim原理图

Q l 音频放大管，选用了2SC1815型，β≥ 150；电阻R

1

可改变频率接收的灵

敏度,电阻R

2、R

3

为晶体管提供静态偏置，控制R3的大小可以控制输入信号的大小；

C1为耦合电容，采用了CDll型电解电容。

仿真结果：

图3 基本放大电路的仿真结果

3.2.2、载波产生电路的原理及仿真结果

振荡电路的功能是：在没有外加输入信号的情况下，电路自动将直流电源提供的能量转换为具有一定振幅、一定频率和一定波形的交变信号输出。我们可选用三种方法得到需要的高频载波信号。三种方法如下：

【1】方法一：由LC振荡电路产生

LC调频振荡器一般由LC正弦波振荡器与变容二极管调频电路两大部分组成。其中，LC正弦波振荡器用于产生一定频率的幅度和信号，无须外加输入信号的控制，就能自动将电能转换为所需要的交流能量输出。

图4 LC振荡器电路的Multisim原理图仿真结果：

图5 LC振荡电路产生高频载波的仿真结果【2】方法二：由西勒振荡电路或者克拉泼电路产生高频载波

通常根据载波频率的高低和频率稳定度来确定电路形式。在频率稳定度要求不高的情况下，可以采用电容反馈三点式振荡电路，如下图所示的克拉泼、西勒电路。

（a)西勒振荡器（b)克拉泼振荡器

图6 两种电容反馈三点式振荡电路原理

1）西勒振荡器的Multisim原理图及仿真结果为：

图7西勒振荡器的Multisim原理图及仿真结果

2）克拉泼振荡器的Multisim原理图及仿真结果为：

图8 克拉泼振荡器的Multisim 原理图及仿真结果

3.2.3、调频波产生电路原理及其实现 频率调制原理

载波()t w U t u c cm c cos )(=，调制信号()t u Ω；通过FM 调制，使得)(t u c 频率变化

量与调制信号()t u Ω的大小成正比。即已调信号的瞬时角频率

()()

t u k w t w f c Ω⋅+=

已调信号的瞬时相位为

()()t d t u k t w t d t w t t

f c t

''+=''=⎰⎰Ω)(0

ϕ

实现调频的方法有： 【1】变容二极管直接调频

变容二极管调频电路由变容二极管C D 及耦合电容C C 组成,R1与R2为变容二极管提供静态时的反向直流偏置电压Q V 即Q V =[R2/(R1+R2)] CC V 。电阻R3称为隔离电阻，常取R3》R2,R3》R1，以减小调制信号Ω¸v 对Q V 的影响。C5与高频扼流圈L2给Ω¸v 提供通路，C6起高频滤波作用。

变容二极管C D 通过耦合电容C C 部分接入振荡回路，有利于主振频率o f 的稳定性，减小调制失真。图(1-4)所示的为变容二极管部分接入振荡回路的等效电路，接入系数p 及回路总电容∑C 分别为：

(1-6)

j

c c C C C p +=