小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)地設(shè)計與制作

1、小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)的設(shè)計與制作、設(shè)計任務(wù)與要求1、主要技術(shù)指標(biāo)：1、中心頻率：fo 12MHz2、頻率穩(wěn)定度f/f010 '3、最大頻偏fm 10kHz4、輸出功率Po 30mW5、電源電壓Vcc 9V二、原理及圖1、 小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)原理：擬定整機(jī)方框圖的一般原則是，在滿足技術(shù)指標(biāo)要求的前提下， 應(yīng)力求電路簡單、性能穩(wěn)定可靠。單元電路級數(shù)盡可能少，以減小級 間的相互感應(yīng)、干擾和自激。在實(shí)際應(yīng)用中，很多都是采用調(diào)頻方式， 與調(diào)幅相比較，調(diào)頻系統(tǒng)有很多的優(yōu)點(diǎn)，調(diào)頻比調(diào)幅抗干擾能力強(qiáng) 頻帶寬，功率利用率大等。調(diào)頻可以有兩種實(shí)現(xiàn)方法，一是直接調(diào)頻，就是用調(diào)制信號直接 控制振蕩器的頻率，使其按調(diào)

2、制信號的規(guī)律線性變化。另一種就是間 接調(diào)頻，先對調(diào)制信號進(jìn)行積分，再對載波進(jìn)行相位調(diào)制。兩種調(diào)頻 電路性能上的一個重大差別是受到調(diào)頻特性非線性限制的參數(shù)不同， 間接調(diào)頻電路提供的最大頻偏較小，而直接調(diào)頻可以得到比較大的頻 偏。所以，通常小功率發(fā)射機(jī)采用直接調(diào)頻方式，它的組成框圖如圖1所示。圖1調(diào)頻發(fā)射機(jī)組成其中高頻振蕩級主要是產(chǎn)生頻率穩(wěn)定、中心頻率符合指標(biāo)要求的 正弦波信號，且其頻率受到外加音頻信號電壓調(diào)變； 緩沖級主要是對 調(diào)頻振蕩信號進(jìn)行放大，以提供末級所需的激勵功率，同時還對前后 級起有一定的隔離作用，為避免末級功放的工作狀態(tài)變化而直接影響 振蕩級的頻率穩(wěn)定度；功放級的任務(wù)是確保高效率輸

3、出足夠大的高頻 功率，并饋送到天線進(jìn)行發(fā)射。（1）振蕩級振蕩電路主要是產(chǎn)生頻率穩(wěn)定且中心頻率符合指標(biāo)要求的正弦 波信號，目前應(yīng)用較為廣泛的是三點(diǎn)式振蕩電路和差分對管振蕩電 路。三點(diǎn)式振蕩電路又可分為電感和電容三點(diǎn)式振蕩電路，由于是固定的中心頻率，因而采用頻率穩(wěn)定度較高的克拉撥振蕩電路來作振蕩 級。緩沖級因?yàn)楸敬螌?shí)驗(yàn)對該級有一定的增益要求，而中心頻率是固定的， 因此用LC并聯(lián)回路作負(fù)載的小信號諧振放大器電路。緩沖放大級采 用諧振放大，L2和Cio諧振在振蕩載波頻率上。若通頻帶太窄或出現(xiàn) 自激則可在L2兩端并聯(lián)上適當(dāng)電阻以降低回路 Q值。該極工作于甲 類以保證足夠的電壓放大。對緩沖級管子的要f r

4、 3：5 f oscV BR CEO2VCC所以可選用普通的小功率高頻晶體管，如 9018等.另外,VbQVeQ+VBE , 11 cQ若取流過偏置電阻R9,Rl0的電流為I1=10IbQ則Rio=VbQ/l1, R8=(Vcc-VbQ)/l1所以選Rio,R8均為10K Q 為了減小緩沖級對振蕩級的影響，射 隨器與振蕩級之間采用松耦合，耦合電容C9可選為180pf1對于諧振回路 Ci0,L2,由 fosc = 12MHz2 JLC故本次實(shí)驗(yàn)取 C10為100PF, L212 1.76UHC10 g2 fosc(3)功放輸出級為了獲得較大的功率增益和較高的集電極功率，設(shè)計中采用共發(fā)射極電路，同

5、時使其工作在丙類狀態(tài)，組成丙類諧振功率放大器.由 設(shè)計電路圖知L3、C12和C13為匹配網(wǎng)絡(luò)，與外接負(fù)載共同組成并諧 回路.為了實(shí)現(xiàn)功率輸出級在丙類工作，基極偏置電壓VB3應(yīng)設(shè)置在功率管的截止區(qū).同時為了加強(qiáng)交流反饋，在T3的發(fā)射極串接有小電阻R14 .在輸出回路中，從結(jié)構(gòu)簡單和調(diào)節(jié)方便考慮，設(shè)計采用刀 型濾波網(wǎng)絡(luò)，如右圖。L3, C12, C13構(gòu)成n型輸出，Q3管工作在丙類 狀態(tài)，調(diào)節(jié)偏置電阻可以改變 Q3管的導(dǎo)通角。導(dǎo)通角越小，效率越 高，同時防止T3管產(chǎn)生高頻自激而引成回路用來實(shí)現(xiàn)阻抗匹配并進(jìn)行 濾波，即將天線阻抗變換為功放管所要求的負(fù)載值，并濾除不必要的高次諧波分量。在選擇功率管時要

6、求:Pcm p)1 cm icmaxV BR CEO 2VCCfr 3 ： 5 fosc由于要使功放級工作在丙類，就要使VB上獨(dú)VBe 0.7v,解得R2 R3甩8.3，為了使功放的效率較大，可以減小Q3管的導(dǎo)通角，這里取DRI2Rl3=11Rl2,第二級集電極的輸出電流已經(jīng)擴(kuò)大了幾十倍，為防止第三級的輸入電流過大而燒壞三極管，需要相應(yīng)的增大第三級的輸入電 阻。取Ri3=220K，Ri2=20K，改變Ri4可調(diào)整放大倍數(shù)，取較小的反 饋電阻有利于提咼增益。因?yàn)檫x定Vb Vcc£Rl29*200.75v ,所以發(fā)射極電壓Ve為0.05V,尺2 R320 220因此Ri4可選為100Q。

7、由于QeL3Rl,ffosc1：2.L3Ct且 CtC12C13，一般取Qe=8 10Cl2C13所以L3 -122 fC12C13C12 +C13解得：L3=1.06田計算得，C13=680PF,C12：=220PF.2、小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)電路圖圖2小型調(diào)頻發(fā)射機(jī)原理圖三、調(diào)頻發(fā)射機(jī)調(diào)試步驟1、調(diào)試步驟及原理電路的調(diào)試順序先分級調(diào)單元電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，測量其性能參 數(shù)；然后在逐級進(jìn)行聯(lián)調(diào)，直到整機(jī)調(diào)試；最后進(jìn)行整機(jī)技術(shù)指標(biāo)測 試。（1）第一級調(diào)試為了檢查電路是否正確，應(yīng)該對三極管 Q1和變?nèi)荻O管的靜態(tài) 工作點(diǎn)進(jìn)行測量，然后調(diào)節(jié)中周Li，使振蕩頻率為12MHz，測量結(jié)果 如表1所示。表1E（

8、v）B（ v）C（ v）Cj負(fù)（v）f(MHz)Vppf V)Q13.804.205.124.5812.010.12(2)第二級調(diào)試對三極管的各個靜態(tài)工作點(diǎn)測量，然后調(diào)節(jié)中周 L2,使該級的LC諧振回路諧振在12MHz上，而且為了使第三級有更大的功率放大， 該級的Vpp盡量調(diào)到靠近4V。測量結(jié)果如表2所示。表2E( v)B( v)C( v)f(MHz)Vppf V)Q23.524.214.7711.983.8(3)第三級調(diào)試同樣先對三極管的各個靜態(tài)工作點(diǎn)測量，由于各級之間存在一定 的影響，所以在調(diào)節(jié)中周L3時，會對前面兩級的頻偏產(chǎn)生影響，結(jié)果 如表3所示。表3E f v)B f v)C f v

9、)f(MHz)Vppf V)Q30.070.721.5011.987.92(4)整機(jī)調(diào)試把1KHz，0.2V的調(diào)制信號加到調(diào)制信號輸入端，把輸出端的已調(diào)信號送到頻偏儀進(jìn)行解調(diào)，再把結(jié)果送到示波器，觀察頻偏大小和波形是否有失真，結(jié)果如表4所示。表4解調(diào)后的f頻偏fm有無失真1.001KHZ23KHz失真較大2、調(diào)試過程在調(diào)試過程中，由于虛焊導(dǎo)致電路板運(yùn)行不穩(wěn)定，輸出頻率與電 壓值經(jīng)常發(fā)生跳變，為了解決虛焊問題，電路板不加音頻信號，加上 電源并接地，同時在輸出級用示波器觀察，接觸各個焊點(diǎn)，如果示波 器的波形發(fā)生跳變，則表示這點(diǎn)很可能發(fā)生虛焊，逐一修改解決虛焊 問題。在整機(jī)調(diào)試中發(fā)現(xiàn)波形會失真，而這

10、可能是導(dǎo)線對電路的影響。 四、結(jié)果頻率幅度頻偏11.96MHz7.92V23KHZ五、課程設(shè)計心得與體會通過這次的小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)工作原理分析及其安裝調(diào)試實(shí)踐 學(xué)習(xí)，讓我學(xué)到了很多東西，通過親自動手使我進(jìn)一步地鞏固和加深 了對小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)工作原理和非線性電子線路的進(jìn)一步理解，更深層次的掌握了諧振功率放大器的工作原理，以及濾波匹配網(wǎng)絡(luò)參數(shù) 的計算。為我今后的學(xué)習(xí)和工作奠定了良好的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。 同時也學(xué)會 了基本的電子制作技能，提高運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力。 在 制作過程中，通過選取元件、確定電路形式、計算等等，提高了動手 能力，同時通過調(diào)試來發(fā)現(xiàn)自己的錯誤并分析及排除這些故障，使我對小功

11、率放大器的知識得到了加深。在焊電路方面，通過一次又一次的焊接，把以前忘光的焊接知識 補(bǔ)了回來同時也將拖焊的技術(shù)進(jìn)一步的加強(qiáng)而且焊點(diǎn)也更加的美觀 了，通過這次實(shí)驗(yàn)充分認(rèn)識到了焊接技術(shù)的重要性和學(xué)到了一些新的 高頻電路不同于低頻電路的焊接知識， 橫平豎直排布，三極管平行排 布等。同時也明白了焊接一定要細(xì)心，就如老師所說的，焊接的好壞, 極大程度的影響著整個實(shí)驗(yàn)的成敗。在調(diào)試電路的過程中，發(fā)現(xiàn)調(diào)試也是一個實(shí)驗(yàn)中非常重要的一 環(huán)，而不是簡單的對一個電路的一些數(shù)據(jù)測量，檢查電路能否能用， 因?yàn)橹谱饕粔K電路，很少可能一次就能成功的，除非你是流水線式的 生產(chǎn)，所以，調(diào)試部分必不可少。而且調(diào)試也是對自己對這個電路是 否真正的了解一個很好的檢測，對于不同的狀況能夠大概的推測出問 題的原因出在哪里并作出相應(yīng)的檢測和修正， 才能說明自己真正的懂 了。同時我還學(xué)會了如何去繞電感，如何去調(diào)節(jié)線圈的匝數(shù)。并且對 調(diào)試電路時所用到