调频发射机电路设计资料.doc

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1、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 系 （院）： 通信工程系 学 期： 2013-2014-1 专业班级： 姓 名： 学 号： 评语：成绩：签名：日期：调频发射机电路设计一 绪论1.1 摘要调频信号的基本特点是它的瞬时频率按调制信号规律变化，因而，一种最容易的实现方法是用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使其不失真地反映调制信号的变化规律。通常将这种直接调变振荡器频率的方法称为直接调频法。采用这种方法时，被控的振荡器可以是产生正弦波的LC振荡器和晶体振荡器，也可以是产生非正弦的张弛振荡器。前者产生调频正弦波，后者产生调频非正弦波（例如调频方波，

2、调频三角波），如果需要，通过滤波等方法将调频非正弦波变换为调频正弦波。本电路采用LC振荡器。1.2 主要性能要求1 (天线)负载电阻：RL=75欧；2发射功率：Po80mW；3工作中心频率：f0=6.5MHz；4最大频偏：；5总效率：。1.3 概述设计一个完整的小功率直接调频发射机系统，直接调频发射系统框图主要由调频振荡器、缓冲隔离器、倍频器、高频功率放大器、调制信号发生器等电路组成。原理 图如图1。 图1 直接调频发射机组成框图二 电路原理2.1 LC振荡电路工作原理电容三点式振荡电路又称考毕兹（Colpitts）电路，基本结构入图2左图所示。图中Cc为耦合电容，Cb为旁路电容，电阻Rb1，

3、Rb2和Re构成分压式偏置，为电路提供直流偏置，Rl为输出负载电阻。电路的交流通路如图3右图所示，如果移去管子，电容C1，C2和电感L为并联谐振回路，构成电路的选频网络。对于一个振荡器，当其负载阻抗及反馈系数已经确定的情况，静态工作点的位置对振荡器的起振以及稳定平衡状态（振幅大小，波形好坏）有着直接的影响。要想起振，首先三极管应该工作在静态工作点。电路应选择合适的静态工作点的位置。图2 振荡电路电容三端反馈振荡电路利用电容C1和C2作为分压器，该电路满足相位条件，选取合适时满足振幅起振条件，该电路就可振荡。可得到振荡频率近似为 （2.1） 式中：C是振荡回路的总电容。该电路与电感三端反馈振荡电

4、路相比，输出波比较好，波形更接近正弦波。适当地加大电路电容，就可减弱不稳定因素对频率的影响，从而提高电路的稳定度。LC振荡电路图如下： 图3 LC振荡电路图 仿真波形如下： 图4 调频仿真波形频率如下; 图5 振荡频率2.2变容二极管调频原理变容二极管调频电路是一种常用的直接调频电路，广泛应用于移动通信和自动频率微调系统。其优点是工作频率高，固有损耗小且线路简单，能获得较大的频偏，其缺点是中心频率稳定度较低。较之中频调制和倍频方法，这种方法的电路简单、性能良好、副波少、维修方便，是一种较先进的频率调制方案。利用二极管的特性直接产生调频波，其原理电路如图4所示。图6 变容二极管调频电路变容二极管

5、Cj通过耦合电容C1并接在LCn回路的两端，形成振荡回路总电容的一部分。因而，振荡回路的总电容C为： （2.2）振荡频率为： （2.3）加在二极管上的反向偏压为：（直流反偏）（调制电压）（高频振荡，可忽略） 在微波发射机中，常用速调管振荡器作为载波振荡器，其振荡频率受控于加在管子反射极上的反射极电压。因此，只需将调制信号加至反射极即可实现调频。若载波是由多谐振荡器产生的方波，则可用调制信号控制积分电容的充放电电流，从而控制其振荡频率。 调频电路如下:图7变容二极管直接调频的工作原理图 仿真波形如下： 图8 二极管调频波形 2.3缓冲隔离缓冲隔离级将调频振荡器与功放级隔离，以减小后级对振荡器频率

6、稳定度及振荡波形的影响。是否选择该单元电路，主要根据电路对稳定性要求的高低。一般情况下，需要选择该电路。缓冲级通常采用射极跟随器电路。缓冲隔离图： 图9 缓冲隔离图 仿真图如下： 图10缓冲隔离仿真图2.4功率放大功率放大是将调频振荡器产生的信号频率加倍，以达到发射机载波频率的要求，这样可以降低振荡器的工作频率，提高电路的频率稳定度。如果振荡器的振荡频率可以满足发射机载波频率的要求，就可省去此电路。高频功放电路使负载（天线）上获得设计要求的发射功率。如果要求达到的发射功率比较大，那么在末级功放之前还要加功率推动级，以便为末级功放提供足够的激励功率。如果要求的发射功率不大，且振荡级的输出功率能够

7、满足末级功放的输入要求，那么功放推动级也可省去。选择高频功率放大器时应考虑几个因素，如要使负载（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。末级功放的功率增益不能太高，否则电路性能不稳定，容易产生自激。因此要根据发射机各部分的作用，适当地合理分配功率增益。功率推动级为末级功放提供激励功率。可以选择在弱过压工作状态下的丙类功放。功率放大电路图： 图11 功率放大图 功率放大仿真图: 图12 功率仿真图2.5总电路图图13 总电路图 总的波形如下： 图14 总波形三 心得体会通过学习高频电子线路这门课程，使我能综合运用电工技术，高频电子技术课程中的所学到的理论知识来完成

8、设计和分析电路，熟悉了工程实践中高频电子电路的设计方法和规范，达到综合应用电子技术的目的。学会了文件检索和查找数据手册的能力。学会了应用protel软件的使用。还学会了整理和总结设计文档报告。学到很多东西，但就我个人感觉而言，学到的东西，对我后面一年的学习有重要的指导作用，不敢说以后，但在毕业前的这段时间内，这次学习对我的确很重要。学到了如何务实，如何去学一门技术，同时也知道了如何学习，什么才是学习。这次设计，使我由理论学习向实际生产的方向更近了一步。让我对自己所学的专业有了更加清晰的理解，也对自己现在的专业技术水平有了更加明确的理解。这次的设计中，我体验到了一名专业电子设计工程师设计产品的各

9、个过程，让我对自己的未来的职业定位有了充分的心里准备。总而言之，此次课程设计让我感到受益匪浅。同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。某个元素的离群都可能导致整项工作的失败。设计中只靠一个人知道的是远远不够的，我们要综合运用各项知识。才能适应发展。回顾起此次高频课程设计，至今我仍感慨颇多，在整整一星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践

10、相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，我毕竟不是专家级的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过对高频电路的学习，了解了现实社会中的某些东西的运用都是通过运行才实现的。在此次课程设计过程中，我们解决了一些主要问题，以便能解决实际问题，也通过老师的指导顺利的完成了课程设计。在以后的实验过程中，我会克服更多的困难，去学习，以便进行实践。参考文献1 王冠华, 王伊娜. Multisim 8电路设计及应用图M.北京：国防工业出版社，2006 .2 王冠华. Multisim10电路设计及应用M.北京：国防工业出版社，2008.3 陈晓文. 电子线路课程设计 M.北京：电子工业出版社，2004.4 张肃文. 高频电子线路第三版M.北京：高等教育出版社，2005. 附录图15 PCB板