高频电子技术课程设计锁相环调频电路设计.doc

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1、上饶职业技术学院电子工程系课程设计年级：06大专 班级：电子（1）班 姓名：童志良 学号：ZD06020105 游云燕 学号：ZD06010056课程设计任务书1 课程名称 高频电子线路2 课程性质 必修3 适用年级 06级4 适用专业 应用电子技术专业5 设计项目 锁相环调频电路6 选题要求 最多组数2组 每组最多人数2人7指导老师 吴国辉 职称 高级工程师 8 设计目的8.1 进一步熟悉高频电子技术主要理论知识8.2 能综合运用所学知识解决实际问题8.3 能根据设计要求进行系统的电路设计9设计要求9.1 设计锁相环调频电路9.2 载波频率300KHz 稳定度10 载波失真度1%9.3 输出

2、功率3W（RL=100）9.4 调制信号10mv9.5 采用DC-12V电源9.6 最大线性频偏6KHz 10 课程设计的进度安排3.1 12月17日到12月21日完成初稿3.2 12月21日到12月30日完成11 完成时间12月30日完成11 参考书目11.1 黄亚平 高频电子技术 北京 机械工业出版社 200211.2 胡宴如 高频电子线路 北京 高等教育出版社 199311.3 刘骋 高频电子技术 北京 人民邮电出版社 200612 任务书下达时间 2007年11月17日课程设计评分标准（选开实验）姓名:童志良 游云燕 年级：06 级 专业：应用电子技术 班级1 班 总分：考核项目平 时

3、 成 绩设 计 报 告总成绩考核内容态度、纪律（20%）设计报告书写和水平（80%）考核环节团结协作有钻研精神爱护公物文明卫生遵守纪律和制度摘要符合要求、语句通顺、内容充实、图表和曲线清晰符合规范、文字规范。方案选择、论证、设计、计算正确。分值66880100评分评分教师： 评分时间： 年月 日课程设计报告年级 06级 专业 应用电子技术 班级 电子（1）班 姓名 童志良同组人姓名 游云燕指导老师 吴国辉 职称 高级工程师课程名称 高频电子线路课程性质 必修设计项目 锁相环调频电路1 设计目的1.1 进一步熟悉高频电子技术主要理论知识1.2 能综合运用所学知识解决实际问题1.3 能根据设计要求

4、进行系统的电路设计2 设计要求2.1 设计锁相环调频电路2.2 载波频率300KHz 稳定度10 载波失真度1%2.3 输出功率3W（RL=100）2.4 调制信号10mv2.5 采用DC-12V电源2.6 最大线性频偏6KHz 3 课程设计的进度安排3.1 12月17日到12月21日完成初稿3.2 12月21日到12月28日完成4 完成时间12月28日完成锁相环调频电路摘要 锁相环调频电路是利用锁相环技术来实现调频的，它具有载波跟踪性好、调频灵敏度高的优点。其载波频率在300kHz左右，最大线性频偏大于等于6kHz，输出功率达到3W以上，输出负载为100，其载波失真度1%，是一个结构简单、功

5、能齐全、应用方便的调频电路。关键词 锁相 调频 跟踪1 引言锁相环路（PLL）是一种自动相位控制系统，她能使受控振荡器的频率和相位均与输入信号保持确定的关系，（即保持相位同步），称为锁相。已获得相位锁定的锁相环路有两个突出的特性，这两个突出的特性使得锁相环路成为相干通信、稳频、位同步、跟踪与测距等技术中的重要手段，在通信、雷达、导航、遥测遥控、仪表测量等领域有着广泛的应用。锁相环调频，能够获得中心频率稳定高、频偏大的调频信号，在无线电与电子技术领域有着广泛的应用。2 设计要求分析根据设计要求，载波频率为300kHz左右，稳定度10-2/oc，最大线性频偏6kHz，可采用应用广泛的RC振荡器与集

6、成锁相环CD4046。根据输出功率要求3W，可采用丙类功率放大器，由于要求负载为100、P=U2cm/2R,U2cm=600V，可知输出电压约为24V，才能达到设计要求，输出功率为3W，故应采用升压变压器进行调节输出。3 电路设计3.1电路工作原理低频调制信号进入压控振荡器控制端，使Vco的输出f在自由振荡频率f0上下随调制信号的变化而变化，即生成调频波。当高频载波频率与f0相近时，压控振荡器的振荡频率与载波频率锁定，图1中低通滤波器LF只保持Vco中心振荡频率与载波频率锁定时所产生的相位误差，电压通过。它与调制信号经加法电路去控制Vco的f，从而获得与载波f具有同样频率稳定度的调频波。图13

7、.2 单元电路设计3.2.1 RC振荡电路图2为RC振荡电路，此电路同时兼备反馈网络和选频网络，RC串并联网络在输入信号f=fo=1/2Rc时，网络的反馈系数最大，即正反馈最强，且相移为0，RC串并联网络的频率稳定性主要取决于R和C的温度稳定性，若采用低温漂的R、C元件，它的频率稳定度可达0.1%。此电路结构简单，容易起振，适合本课题设计要求。f0=1/2Rc=300103 Rc0.510-6可取Ro=10k Co=0.01F 谐振时F=1/3 Uo=3FR2+R3=2R1 取R1=4k R2=6k R3=2k 3.2.2 丙类功率放大电路 图图3中，Vcc提供集电极工作电压，利用基极电流通过

8、晶体管对发射极旁路电容C1进行充电，建立一个近似不变的直流电压UEEIEORE，这可以自动维护放大器工作稳定。输出回路采用变压器耦合方式，这样一来实现阻抗匹配，将集电极输出功率送至负载，二是与谐振回路配合，滤除滤波分量。3.2.3 加法电路图4CD4046图5图6 图6如图4为加法器的核心集成块A741图5 为加法电路图由于同相输入放大电路存在共模电压，会造成几个输入信号之间的相互影响，因此采用反相输入方式构成加法电路。UO=-（Rf/R2Uc(t)+ Rf/R3U(t)）=-( U(t)+2 Uc(t)3.2.4 射极跟随器图7由于集成块的反馈深度比跟随电路大得多，因此跟随性比较好，但是输入

9、阻抗极高，易受周围电场干扰等影响，因此要在同相输入端对地接一个适当电阻。该电路把功放级与振荡级、调频级隔离开，见效负载的变化会影响到振荡级以及调制级，R4阻值实际上就是该电路的输入电阻，取R4=1.56K。3.3 系统电路设计图84 小结 本次课程设计采用了专用的锁相环集成块CD4046，使得电路比较简单。Re振荡器构成载波信号，稳定度适合设计要求，载波信号与调制信号进行加法运算构成调频波，此电路利用了集成运放的电压跟随性，效果比较理想，同时采用了丙类功率放大器，但由于元件本身及其计算存在误差，致使理论值与实际值存在很大误差。5 心得体会 临近期末的这段时间,大家都在为各科的课程设计忙碌着，上

10、网查资料、翻参考书在此次课程设计中，我意识到了自己专业知识功底的薄弱和不足，从电路图的制作到设计原理的阐述，无不透露着对专业知识的严格要求。通过这次课程设计，我会更加努力的学习专业知识，多查看一些与专业相关的课外资料，多请教指导老师与优秀同学。致谢词 感谢我们的导师吴国辉老师，他渊博的知识，严肃的科学态度，严谨的治学精神，灵活的思维方式，耐心、细致的指导，给予了我们莫大的帮助和支持。您循循善诱的教导和不拘一格的思路，给予我们启迪，使我们在自己的学业上更上一层，丰富了我们的经验，充足了我们的知识，再次致谢我们的导师吴国辉老师8 参考书目8.1 黄亚平 高频电子技术 北京 机械工业出版社 20028.2 胡宴如 高频电子线路 北京 高等教育出版社 19938.3 刘骋 高频电子技术 北京 人民邮电出版社 20069 完成时间 2007年1月5日附录元件清单