調(diào)頻發(fā)射機(jī)電路設(shè)計(jì)

1、淮海工學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告書 課程名稱： 通信電子線路課程設(shè)計(jì) 題 目： 調(diào)頻發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì) 系 （院）： 通信工程系 學(xué) 期： 2013-2014-1 專業(yè)班級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 評(píng)語(yǔ)：成績(jī)：簽名：日期：調(diào)頻發(fā)射機(jī)電路設(shè)計(jì)一 緒論1.1 摘要調(diào)頻信號(hào)的基本特點(diǎn)是它的瞬時(shí)頻率按調(diào)制信號(hào)規(guī)律變化，因而，一種最容易的實(shí)現(xiàn)方法是用調(diào)制信號(hào)直接控制振蕩器的振蕩頻率，使其不失真地反映調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律。通常將這種直接調(diào)變振蕩器頻率的方法稱為直接調(diào)頻法。采用這種方法時(shí)，被控的振蕩器可以是產(chǎn)生正弦波的LC振蕩器和晶體振蕩器，也可以是產(chǎn)生非正弦的張弛振蕩器。前者產(chǎn)生調(diào)頻正弦波，后者產(chǎn)生調(diào)頻非正弦波（例如調(diào)頻方波，

2、調(diào)頻三角波），如果需要，通過(guò)濾波等方法將調(diào)頻非正弦波變換為調(diào)頻正弦波。本電路采用LC振蕩器。1.2 主要性能要求1 (天線)負(fù)載電阻：RL=75歐；2發(fā)射功率：Po80mW；3工作中心頻率：f0=6.5MHz；4最大頻偏：；5總效率：。1.3 概述設(shè)計(jì)一個(gè)完整的小功率直接調(diào)頻發(fā)射機(jī)系統(tǒng)，直接調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)框圖主要由調(diào)頻振蕩器、緩沖隔離器、倍頻器、高頻功率放大器、調(diào)制信號(hào)發(fā)生器等電路組成。原理 圖如圖1。 圖1 直接調(diào)頻發(fā)射機(jī)組成框圖二 電路原理2.1 LC振蕩電路工作原理電容三點(diǎn)式振蕩電路又稱考畢茲（Colpitts）電路，基本結(jié)構(gòu)入圖2左圖所示。圖中Cc為耦合電容，Cb為旁路電容，電阻Rb1，

3、Rb2和Re構(gòu)成分壓式偏置，為電路提供直流偏置，Rl為輸出負(fù)載電阻。電路的交流通路如圖3右圖所示，如果移去管子，電容C1，C2和電感L為并聯(lián)諧振回路，構(gòu)成電路的選頻網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于一個(gè)振蕩器，當(dāng)其負(fù)載阻抗及反饋系數(shù)已經(jīng)確定的情況，靜態(tài)工作點(diǎn)的位置對(duì)振蕩器的起振以及穩(wěn)定平衡狀態(tài)（振幅大小，波形好壞）有著直接的影響。要想起振，首先三極管應(yīng)該工作在靜態(tài)工作點(diǎn)。電路應(yīng)選擇合適的靜態(tài)工作點(diǎn)的位置。圖2 振蕩電路電容三端反饋振蕩電路利用電容C1和C2作為分壓器，該電路滿足相位條件，選取合適時(shí)滿足振幅起振條件，該電路就可振蕩。可得到振蕩頻率近似為 （2.1） 式中：C是振蕩回路的總電容。該電路與電感三端反饋振蕩電

4、路相比，輸出波比較好，波形更接近正弦波。適當(dāng)?shù)丶哟箅娐冯娙荩涂蓽p弱不穩(wěn)定因素對(duì)頻率的影響，從而提高電路的穩(wěn)定度。LC振蕩電路圖如下： 圖3 LC振蕩電路圖 仿真波形如下： 圖4 調(diào)頻仿真波形頻率如下; 圖5 振蕩頻率2.2變?nèi)荻O管調(diào)頻原理變?nèi)荻O管調(diào)頻電路是一種常用的直接調(diào)頻電路，廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信和自動(dòng)頻率微調(diào)系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是工作頻率高，固有損耗小且線路簡(jiǎn)單，能獲得較大的頻偏，其缺點(diǎn)是中心頻率穩(wěn)定度較低。較之中頻調(diào)制和倍頻方法，這種方法的電路簡(jiǎn)單、性能良好、副波少、維修方便，是一種較先進(jìn)的頻率調(diào)制方案。利用二極管的特性直接產(chǎn)生調(diào)頻波，其原理電路如圖4所示。圖6 變?nèi)荻O管調(diào)頻電路變?nèi)荻O管

5、Cj通過(guò)耦合電容C1并接在LCn回路的兩端，形成振蕩回路總電容的一部分。因而，振蕩回路的總電容C為： （2.2）振蕩頻率為： （2.3）加在二極管上的反向偏壓為：（直流反偏）（調(diào)制電壓）（高頻振蕩，可忽略） 在微波發(fā)射機(jī)中，常用速調(diào)管振蕩器作為載波振蕩器，其振蕩頻率受控于加在管子反射極上的反射極電壓。因此，只需將調(diào)制信號(hào)加至反射極即可實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。若載波是由多諧振蕩器產(chǎn)生的方波，則可用調(diào)制信號(hào)控制積分電容的充放電電流，從而控制其振蕩頻率。 調(diào)頻電路如下:圖7變?nèi)荻O管直接調(diào)頻的工作原理圖 仿真波形如下： 圖8 二極管調(diào)頻波形 2.3緩沖隔離緩沖隔離級(jí)將調(diào)頻振蕩器與功放級(jí)隔離，以減小后級(jí)對(duì)振蕩器頻率

6、穩(wěn)定度及振蕩波形的影響。是否選擇該單元電路，主要根據(jù)電路對(duì)穩(wěn)定性要求的高低。一般情況下，需要選擇該電路。緩沖級(jí)通常采用射極跟隨器電路。緩沖隔離圖： 圖9 緩沖隔離圖 仿真圖如下： 圖10緩沖隔離仿真圖2.4功率放大功率放大是將調(diào)頻振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)頻率加倍，以達(dá)到發(fā)射機(jī)載波頻率的要求，這樣可以降低振蕩器的工作頻率，提高電路的頻率穩(wěn)定度。如果振蕩器的振蕩頻率可以滿足發(fā)射機(jī)載波頻率的要求，就可省去此電路。高頻功放電路使負(fù)載（天線）上獲得設(shè)計(jì)要求的發(fā)射功率。如果要求達(dá)到的發(fā)射功率比較大，那么在末級(jí)功放之前還要加功率推動(dòng)級(jí)，以便為末級(jí)功放提供足夠的激勵(lì)功率。如果要求的發(fā)射功率不大，且振蕩級(jí)的輸出功率能夠

7、滿足末級(jí)功放的輸入要求，那么功放推動(dòng)級(jí)也可省去。選擇高頻功率放大器時(shí)應(yīng)考慮幾個(gè)因素，如要使負(fù)載（天線）上獲得令人滿意的發(fā)射功率，而且整機(jī)效率較高，應(yīng)選擇丙類功率放大器。末級(jí)功放的功率增益不能太高，否則電路性能不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生自激。因此要根據(jù)發(fā)射機(jī)各部分的作用，適當(dāng)?shù)睾侠矸峙涔β试鲆?。功率推?dòng)級(jí)為末級(jí)功放提供激勵(lì)功率?？梢赃x擇在弱過(guò)壓工作狀態(tài)下的丙類功放。功率放大電路圖： 圖11 功率放大圖 功率放大仿真圖: 圖12 功率仿真圖2.5總電路圖圖13 總電路圖 總的波形如下： 圖14 總波形三 心得體會(huì)通過(guò)學(xué)習(xí)高頻電子線路這門課程，使我能綜合運(yùn)用電工技術(shù)，高頻電子技術(shù)課程中的所學(xué)到的理論知識(shí)來(lái)完成

8、設(shè)計(jì)和分析電路，熟悉了工程實(shí)踐中高頻電子電路的設(shè)計(jì)方法和規(guī)范，達(dá)到綜合應(yīng)用電子技術(shù)的目的。學(xué)會(huì)了文件檢索和查找數(shù)據(jù)手冊(cè)的能力。學(xué)會(huì)了應(yīng)用protel軟件的使用。還學(xué)會(huì)了整理和總結(jié)設(shè)計(jì)文檔報(bào)告。學(xué)到很多東西，但就我個(gè)人感覺(jué)而言，學(xué)到的東西，對(duì)我后面一年的學(xué)習(xí)有重要的指導(dǎo)作用，不敢說(shuō)以后，但在畢業(yè)前的這段時(shí)間內(nèi)，這次學(xué)習(xí)對(duì)我的確很重要。學(xué)到了如何務(wù)實(shí)，如何去學(xué)一門技術(shù)，同時(shí)也知道了如何學(xué)習(xí)，什么才是學(xué)習(xí)。這次設(shè)計(jì)，使我由理論學(xué)習(xí)向?qū)嶋H生產(chǎn)的方向更近了一步。讓我對(duì)自己所學(xué)的專業(yè)有了更加清晰的理解，也對(duì)自己現(xiàn)在的專業(yè)技術(shù)水平有了更加明確的理解。這次的設(shè)計(jì)中，我體驗(yàn)到了一名專業(yè)電子設(shè)計(jì)工程師設(shè)計(jì)產(chǎn)品的各

9、個(gè)過(guò)程，讓我對(duì)自己的未來(lái)的職業(yè)定位有了充分的心里準(zhǔn)備。總而言之，此次課程設(shè)計(jì)讓我感到受益匪淺。同時(shí)我認(rèn)為我們的工作是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作，團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人，個(gè)人也離不開(kāi)團(tuán)隊(duì)，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。某個(gè)元素的離群都可能導(dǎo)致整項(xiàng)工作的失敗。設(shè)計(jì)中只靠一個(gè)人知道的是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，我們要綜合運(yùn)用各項(xiàng)知識(shí)。才能適應(yīng)發(fā)展?；仡櫰鸫舜胃哳l課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，在整整一星期的日子里，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，我畢竟不是專家級(jí)的，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過(guò)對(duì)高頻電路的學(xué)習(xí)，了解了現(xiàn)實(shí)社會(huì)中的某些東西的運(yùn)用都是通過(guò)運(yùn)行才實(shí)現(xiàn)的。在此次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們解決了一些主要問(wèn)題，以便能解決實(shí)際問(wèn)題，也通過(guò)老師的指導(dǎo)順利的完成了課程設(shè)計(jì)。在以后的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我會(huì)克服更多的困難，去學(xué)習(xí)，以便進(jìn)行實(shí)踐。參考文獻(xiàn)1 王冠華, 王伊娜. Mu