哈工大設計報告模版

1、通信電子線路課程設計2014年11月哈爾濱工業(yè)大學設計題目： 中波電臺發(fā)射與接收系統(tǒng)_ 院 系： 電信學院 班 級： 1 發(fā)射系統(tǒng)1-1功能框圖本地振蕩器模擬乘法器高頻小信號放大器調(diào)制信號緩沖器中波電臺發(fā)射系統(tǒng)功能框圖1、本地振蕩器：用來產(chǎn)生高頻載波，在本設計中采用頻率穩(wěn)定度較高的西勒振蕩器。其中還包含一個射極跟隨器，他是一個共集電極放大電路，只能放大電流，不能放大電壓，而且經(jīng)過特定設置輸入阻抗很大輸出阻抗很小，這樣就能盡量減小兩極之間的相互影響。2、緩沖器： 利用設計跟隨器，起到緩沖作用，減小后級電路對振蕩器的影響3、模擬乘法器： 利用MC1496構(gòu)建幅度調(diào)制電路。4、高頻小信號放大器：由于

2、模擬乘法器是一個低電平調(diào)幅，適用于小信號，出來的信號達不到所要求的功率，因此需要一個功率放大器使得電路達到設計所要求的發(fā)射功率。1-2電路組成1-2-1 西勒振蕩電路西勒振蕩器原理電路圖如下：西勒振蕩電路原理圖首靜態(tài)工作點的設置：由R1、R2、R3和R4為三極管提供偏置電壓和電流，同時要考慮到避免底部失真和削頂失真的出現(xiàn)，經(jīng)調(diào)試，取，對應的偏置電阻R1、R2、R3、R4分別取、，三極管放大倍數(shù)約為60倍。 電感L2為高頻扼流圈，穎應采用較大的電感，這里取20mH。 諧振回路的計算： 諧振頻率計算公式： 當C2>>C4,C3>>C4時，起振條件是：AF>1, 其中F

3、=C3/C4。根據(jù)任務要求，這里振蕩頻率取1MHz，L2取100uH， 根據(jù)，可以的得出C4+C5=252pF。仿真時，得出的頻率有些偏差，又稍微調(diào)整下，最終頻率穩(wěn)定在1.001MHz左右。西勒振蕩器輸出波形及其頻率如下圖：1-2-2.緩沖器緩沖隔離級將振蕩級與功放級隔離,以減小功放級對振蕩級的影響,因為功放級輸出信號較大,工作狀態(tài)的變化會影響振蕩器的頻率穩(wěn)定度或波形失真或輸出電壓減小。為減小級間相互影響，通常在中間插入緩沖隔離級。緩沖隔離級經(jīng)常采用射極跟隨器電路，如圖所示。射級跟隨器電路圖調(diào)節(jié)射極電阻，可以改變射極跟隨器輸入阻抗，如果忽略晶體管基極體電阻的影響，則射極輸出器的輸入電阻輸出電阻

4、式中，很小，所以可將射極輸出器的輸出電路等效為一個恒壓源，電壓放大倍數(shù)一般情況下，所以圖示射極輸出器具有輸入阻抗高、輸出阻抗低、電壓放大倍數(shù)近似于1的特點。晶體管的靜態(tài)工作點應位于交流負載的中點，一般取，對于圖示電路，若取，則取R7=1k,R8為1k的電位器1-2-3模擬乘法器利用MC1496搭建模擬乘法器。由于multisim中沒有MC1496，我自行搭建了一個，內(nèi)部電路如下圖所示：MC1496內(nèi)部電路圖及引腳圖MC1496構(gòu)成的振幅調(diào)制器電路如圖所示。 其中載波信號經(jīng)高頻耦合電容C2從10腳輸入，C3為高頻旁路電容，使8腳接地。調(diào)制信號經(jīng)低頻耦合電容C3，從4腳輸入。調(diào)幅信號從12腳、6腳

5、輸出。電位器R15可以調(diào)節(jié)ma的值，也可以是電路對稱，減小載波信號輸出。將振蕩器、緩沖器與乘法器連接。由于MC1496要求小信號輸入，而振蕩器輸出電壓較大，所以加了變壓器將電壓減小為10+mV（變壓器封裝在“振蕩器&緩沖器”中），通過耦合電容從C2從10腳輸入。利用振幅為5mV,頻率為2kHz的正弦波電源作為調(diào)制信號通過耦合電容C3從4腳輸入。電路圖如下圖所示：通過調(diào)節(jié)電位器R15可以改變調(diào)制度.當R15=50k×30時，調(diào)制度約為，輸出調(diào)幅波如下圖所示：1-2-4高頻小信號放大器高頻小信號放大器波特儀用來觀察放大倍數(shù)?？梢钥吹?，該放大器的放大倍數(shù)大約為42db，且在中心頻率

6、大約為1Mhz處得到的放大效果最強。將掃描時間減小的結(jié)果：說明：由以上的示波器結(jié)果可以看出，該發(fā)射機完成了載波調(diào)幅的功能，輸出的波形有一些毛刺，應屬于正常誤差。2 接收系統(tǒng)2-1功能框圖高頻信號中頻放大器檢波器緩沖器混頻器本地振蕩器低頻放大器緩沖器1、高頻信號：實際生活中，高頻信號為無線廣播電臺等發(fā)出的信號，這兒用上一級發(fā)射系統(tǒng)產(chǎn)生的信號作為此處的高頻信號。2、本地振蕩器、緩沖器： 席勒振蕩器產(chǎn)生本地振蕩信號，緩沖器在發(fā)射系統(tǒng)中已經(jīng)介紹過，此處被再贅述。3、混頻器： 利用MC1496構(gòu)建混頻器?；祛l后，高頻信號變成固定中頻465kHz信號。4、中頻放大器：從混頻器輸出的信號較小，不適益進行檢波

7、，利用中頻放大器對信號進行放大，以達到檢波條件。5、檢波器： 中頻信號進行解調(diào)，得到調(diào)制信號。6、低頻放大器： 利用運算放大器構(gòu)建低頻同相放大器對檢波器解調(diào)所得信號進行適度放大。2-2 電路組成:2-2-1本地振蕩器：利用發(fā)射系統(tǒng)中相同方法設計西勒振蕩器，以產(chǎn)生本地振蕩信號，因為要求： 中波頻率為465kHz，則本振信號頻率為：1MHz-465kHz=535kHz.靜態(tài)工作點與發(fā)射系統(tǒng)中的振蕩器相同，此處不再贅述。電路圖如下圖所示：產(chǎn)生的高頻波如下圖所示：2-2-2混頻器:混頻器電路圖如下：通過調(diào)節(jié)R15可改變調(diào)制度.用如下圖所示的兩電源代替高頻信號，和本振信號輸出波形如下圖所示：輸出頻率由探

8、針測得465kHz.2-2-3中頻放大器用AM電源代替混頻器輸出的中頻信號靜態(tài)工作點分析：假設，取Re=1k, Rc=2k,=60.不難求得 Rb2=13.25k, Rb1=40.07kC14和L1構(gòu)成諧振回路，諧振頻率為465kHz,根據(jù)公式: ，取L1=25uH，C14=469nF，中頻放大電路如下：中頻放大電路波形如下，紅色為輸出，紫色為輸入2-2-4檢波器檢波電路就是采用二極管包絡檢波。對于二極管包絡檢波電路，因為二極管只是在輸入信號正半周的峰值附近一部分時間導電，二極管一直處于充放電狀態(tài)，形成鋸齒狀波形。檢波電路如下圖所示:檢波電路低通濾波器R1C1具有一定的頻率特性，電容C1的主要

9、作用是濾除調(diào)幅波中的載波頻率分量，所以應該滿足但當C取值過大時，對于檢波后輸出電壓的頻率來說，C的容抗將產(chǎn)生旁路作用，引起頻率失真，為了不產(chǎn)生失真，應滿足：又耦合電容C2將影響檢波器頻率的輸出電壓，必須滿足：才能不失真。還需要滿足R1C1不會過大，以至于產(chǎn)生惰性失真。經(jīng)過計算和調(diào)試，最終取C1=22nF，C2=0.1uF，R1=2,3k，R2=50k輸出波形如下圖所示：2-2-4低頻放大器電路圖如下圖所示：利用運放的特性，6腳和5腳電位相同，輸入信號通過C1輸入，引起6腳處電位變化，則5腳處電位變化，1腳為輸出端, 經(jīng)過耦合電容C2輸出，1腳處電壓U1=U5*(R3+R1)/R1.輸入與輸出波形如下圖所示：當加上8的負載電阻時，調(diào)節(jié)電位器R3，使輸出功率為0.25w,如下圖所示：總結(jié)分析：在電路設計過程中，設計計算時并未考慮到的一些問題可能會導致最終輸出波形產(chǎn)生失真現(xiàn)象，或者在將前后電路進行連接時，后級電路影響前級電路的工作狀態(tài)。例如在將混頻器和檢波器進行連接時，發(fā)現(xiàn)混頻器輸出波形出現(xiàn)較大失真，斷開時則不