無線電調(diào)幅發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)與制作

1、無線電調(diào)幅發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)與制作無線電調(diào)幅發(fā)射機(jī)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1、設(shè)計(jì)課題：無線調(diào)幅發(fā)射機(jī)2、設(shè)計(jì)目的：通過本課題的設(shè)計(jì)與裝配、調(diào)試，提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，鞏固已學(xué)的理論知識(shí)，能夠使學(xué)生建立無線電發(fā)射機(jī)的整機(jī)概念，了解發(fā)射機(jī)整機(jī)各單元電路之間的關(guān)系及相互影響，從而能正確設(shè)計(jì)、計(jì)算發(fā)射機(jī)的各個(gè)單元電路：主振級(jí)、激勵(lì)級(jí)、輸出級(jí)、調(diào)制級(jí)、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)及音頻放大器。初步掌握小型調(diào)幅波發(fā)射機(jī)的調(diào)整及測試方法。3、技術(shù)指標(biāo)與要求：(1)設(shè)計(jì)達(dá)到的主要技術(shù)指標(biāo)有：等幅波發(fā)射機(jī)1工作頻率f0=1.2 MHz 2.6MHz；2輸出功率POmax0.25W；3頻率穩(wěn)定度5×10-4；4負(fù)載電阻RA=50；

2、5電源電壓 Ec=12V。調(diào)幅波發(fā)射機(jī)1載波頻率f0=1.2 MHz 2.6MHz；2峰包功率POmax0.25W；3調(diào)制系數(shù)Ma=50±5；4包絡(luò)失真系數(shù)1；5負(fù)載電阻RA=50；6頻率穩(wěn)定度5×104；7電源電壓Ec=12V。此外,還要適當(dāng)考慮發(fā)射機(jī)的效率,輸出波形失真以及波段內(nèi)輸出功率的均勻度等；電路結(jié)構(gòu)采用分立元件構(gòu)建的LC振蕩器、緩沖隔離、高頻寬放和高頻功放等電路實(shí)現(xiàn)。2、要求完成的設(shè)計(jì)工作主要有：(1)收集資料、消化資料；(2)選擇原理電路，分析并計(jì)算電路參數(shù)；(3)繪制電路原理圖一張(用A4圖紙)；(4)繪制元件明細(xì)表一張(用A4圖紙)；(5)設(shè)計(jì)印制電路板底

3、圖一張；(6)撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告一份，要求字?jǐn)?shù)在5000字以上。3、時(shí)間安排總時(shí)間一周，最后半天(4學(xué)時(shí))為答辯時(shí)間。答辯過程分兩步完成，前2節(jié)課時(shí)間分小組進(jìn)行答辯，并初步推舉出優(yōu)秀設(shè)計(jì)24個(gè)；后2節(jié)課時(shí)間為優(yōu)秀設(shè)計(jì)集中答辯時(shí)間。4、注意事項(xiàng)(1)作圖必須規(guī)范，圖幅清潔干凈；(2)設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容詳細(xì)，敘述清楚，計(jì)算準(zhǔn)確，有根有據(jù)，書寫工整；(3)設(shè)計(jì)必須獨(dú)立完成，不得抄襲。無線電調(diào)幅發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)指導(dǎo)第一章 概述1、課程設(shè)計(jì)的工作流程：課程設(shè)計(jì)的操作流程如圖1-1所示。課程設(shè)計(jì)任務(wù)書解讀主要技術(shù)指標(biāo)資料準(zhǔn)備草擬方案參數(shù)計(jì)算與元件選擇制圖、驗(yàn)算與撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告答辯與評(píng)分圖1-1 課程設(shè)計(jì)的一般操作流程2、評(píng)分

4、辦法學(xué)生課程設(shè)計(jì)的成績，應(yīng)根據(jù)完成設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量綜合評(píng)分，參考評(píng)分辦法評(píng)定。3、紀(jì)律要求(1)課程設(shè)計(jì)期間，按平時(shí)上課作息時(shí)間到指定地點(diǎn)(一般為教室)；(2)保持良好的課堂秩序，可以互相討論問題，但不得大聲喧嘩；(3)需要去圖書館查閱有關(guān)資料時(shí)，可向指導(dǎo)老師提出，并做好記錄。4、本課程設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作(1)復(fù)習(xí)電容三點(diǎn)式振蕩器、基極調(diào)幅電路、共集電路、共射電路、高頻功率放大電路的工作原理；(2)復(fù)習(xí)高頻實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的使用方法。第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)：見課程設(shè)計(jì)任務(wù)書中的各項(xiàng)2、設(shè)計(jì)報(bào)告的內(nèi)容及版式要求：設(shè)計(jì)報(bào)告要撰寫的內(nèi)容和版式要求見表1-1所示。表1-1設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容項(xiàng)目和版式要

5、求序號(hào)設(shè)計(jì)報(bào)告項(xiàng)目內(nèi)容及版式要求1設(shè)計(jì)封面、目錄2第一章 緒論3一、目的與意義4二、設(shè)計(jì)內(nèi)容與課程內(nèi)容的關(guān)系5三、完成任務(wù)的時(shí)間進(jìn)程6第二章 電路結(jié)構(gòu)的選擇與工作過程7一、方框結(jié)構(gòu)與工作原理8二、選擇電路原理圖及闡明選擇的主要依據(jù)9三、敘述各部分電路的基本工作原理10四、電路中各元器件的名稱及作用11第三章 電路參數(shù)的計(jì)算與元件的選擇12第四章 安裝調(diào)試與設(shè)計(jì)總結(jié)13一、安裝調(diào)試與參數(shù)驗(yàn)算14二、小結(jié)(心得體會(huì))15參考文獻(xiàn)第三章 電路結(jié)構(gòu)的選擇與工作過程主振級(jí)緩沖級(jí)激勵(lì)級(jí)功放及調(diào)幅輸出網(wǎng)絡(luò)音頻放大話筒一、設(shè)計(jì)方案 圖3-1 等幅波發(fā)射機(jī)原理框圖上面是調(diào)幅波發(fā)射機(jī)的框圖。若改為等幅波發(fā)射機(jī)，只

6、需去掉音頻放大級(jí)即可，若輸出功率要求不高，可去掉其中的激勵(lì)級(jí)。 各級(jí)電路的作用：主振級(jí)：是正弦波自激振蕩器，用來產(chǎn)生頻率為2.6MHz的高頻振蕩信號(hào)，由于整個(gè)發(fā)射機(jī)的頻率穩(wěn)定度由它決定，因此要求主振級(jí)有較高的頻率穩(wěn)定度，同時(shí)也有一定的振蕩功率(或電壓)，其輸出波形失真要小。緩沖級(jí)：其作用主要是將主振級(jí)與激勵(lì)級(jí)進(jìn)行隔離，以減輕后面各級(jí)工作狀態(tài)變化(如負(fù)載變化)對振蕩頻率穩(wěn)定度的影響以及減小振蕩波形的失真。 激勵(lì)級(jí)：若輸出功率要求較高時(shí)，插入激勵(lì)級(jí)來放大信號(hào)功率。 功放(調(diào)幅)級(jí)：將從激勵(lì)級(jí)送來的信號(hào)進(jìn)行高效率功率放大以輸出足夠大的功率供給負(fù)載(天線)，若是調(diào)幅波發(fā)射機(jī)，還應(yīng)在該級(jí)實(shí)現(xiàn)調(diào)幅，應(yīng)選用

7、合適的調(diào)幅方式。 輸出網(wǎng)絡(luò)：由于功放級(jí)往往工作于效率高的丙類工作狀態(tài)，其輸出波形不可避免產(chǎn)生了失真，為濾除諧波，輸出網(wǎng)絡(luò)應(yīng)有濾波性能。另外，輸出網(wǎng)絡(luò)還應(yīng)在負(fù)載(天線)與功放級(jí)之間實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。以下我們重點(diǎn)討論等幅波發(fā)射機(jī)。二、等幅波發(fā)射機(jī)的電路設(shè)計(jì)(一)參考電路圖3-2 等幅波發(fā)射機(jī)參考電路(圖中L3、R7、C7主要為基極調(diào)幅而設(shè)制的)(二)調(diào)幅發(fā)射機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)由于調(diào)幅發(fā)射機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)制簡便，調(diào)制所占的頻帶窄，并且與之對應(yīng)的調(diào)幅接收設(shè)備簡單，所以調(diào)幅發(fā)射機(jī)廣泛地應(yīng)用于廣播發(fā)射，調(diào)幅發(fā)射機(jī)的主要指標(biāo)有：1、工作頻率范圍調(diào)幅一般適用于中波、短波廣播通信，其工作頻率范圍為535kHz1605kHz。

8、2、發(fā)射功率PAV發(fā)射功率一般指發(fā)射機(jī)輸送到天線上的功率。由麥克斯韋電磁波理論可知，只有當(dāng)天線的長度與發(fā)射電磁波的波長相比擬時(shí)，天線才能有效地將已調(diào)波發(fā)射出去。波長與頻率之間的關(guān)系為式中，c為電磁波傳播速度，c=3*108m/s。若接收機(jī)的靈敏度VA=2uV，則通信距離s與發(fā)射功率Po間的關(guān)系為當(dāng)發(fā)射功率為大于500mW時(shí)通信距離為5.08Km以上。3、調(diào)幅度調(diào)幅度是調(diào)制信號(hào)對高頻載波信號(hào)振幅的控制程度。第四章 電路參數(shù)的計(jì)算與元件選擇 1、T3管輸出電阻Re的選擇：選定電路臨界工作狀態(tài)時(shí)，POmax=05W>2Po再考慮匹配電路的傳輸效率，假定晶體管最大輸出功率POmax=05W ，臨

9、界時(shí) Ucm=ECUces=12-1=11V（取UCES=1V） Re=2、匹配電路的選擇：由于RA=50，Re=100，所以需要采用匹配電路，將RA轉(zhuǎn)換為晶體管所需的負(fù)載Re。匹配電路還應(yīng)具有濾波作用。選用匹配電路形式如下圖所示。圖4-1 匹配電路參數(shù)計(jì)算公式： 式中0=2f0=2××103(f) , RA=50，Re=100選Qe1=2, 則Qe2= 得:C8=1224 p F (取1200 p F), C9=1149 p F (取1500 p F)3、饋電電路的選擇:采用并聯(lián)饋電電路,扼流圈選4.7mH或多或少5.6mH均可。4、功放電路的選擇：C若按60%計(jì)算,則臨

10、界時(shí)： 功放管基極偏置電阻的計(jì)算： 選50選用3DG12C其極限參數(shù)為。 5、緩沖級(jí)的計(jì)算晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)位于交流負(fù)載線的中點(diǎn)，考慮到晶體管約有1V的飽和壓降，可取、，為得到一定的跟隨范圍，減小失真，可取靜態(tài)工作點(diǎn)電流IcQ=6mA，則 為便于調(diào)節(jié)，基極偏置電阻采用電位器Rw1、R3組合而成。 T2管可選用普通的小功率高頻晶體管如3DG6、3DG8、取4060。圖42 緩沖級(jí)參考電路 6、主振級(jí)的計(jì)算： 電路形式的選擇： 采用簡單的電容三點(diǎn)式振蕩電路，其原理電路如圖43所示圖44 簡單電容三點(diǎn)式振蕩電路 在圖44中C1為交流旁路電容，故晶體管T1的基極交流接地，該電路可看成共基電路和反饋網(wǎng)

11、絡(luò)組成，C4、C3構(gòu)成分壓電路，提供降壓輸出，減小了負(fù)載對振蕩電路的影響： 電路參數(shù)的選擇： a)選管：主振級(jí)是小功率振蕩管，選擇一般小功率高頻管即可，但從穩(wěn)頻和起振出發(fā)，應(yīng)選特征頻率fT較高的晶體管，因?yàn)閒T高，高頻性能好，晶體管內(nèi)部相移小，有利于穩(wěn)頻；在高頻工作時(shí)，振蕩器也因具有足夠的增益而易于起振通常fT >(310)f0 另外，應(yīng)選電流放大倍數(shù)較大的晶體管，大，易起振。為此，可選3DG6、3DG8、9018等常用的高頻小功率管. b)直流工作狀態(tài)與偏置電阻的計(jì)算： 振蕩管的靜態(tài)工作點(diǎn)電流對振蕩器工作的穩(wěn)定性及波形有較大的關(guān)系，因此，應(yīng)合理選擇工作點(diǎn)。 振蕩器振蕩幅度穩(wěn)定后，常工作

12、在非線性區(qū)域，晶體管必然出現(xiàn)飽和和截止情況，晶體管在飽和時(shí)輸出阻抗低，它并聯(lián)在LC回路上使Q值大為降低，降低頻率穩(wěn)定度，波形也會(huì)失真，所以應(yīng)把工作點(diǎn)選在偏向截止區(qū)一邊，故工作點(diǎn)電流不能過大，應(yīng)選小些，通常對小功率振蕩器，工作點(diǎn)電流應(yīng)選,IcQ偏大，可使振蕩幅度增加一些，但對其它指標(biāo)不利，通常取Icq=1mA R4=2K 請考慮基極偏置電阻應(yīng)如何定。取 c)振蕩電路參數(shù)與選?。?選擇L= 1012uH 而 選反饋系數(shù)Fu= l則C2= C3(選為510pF)。取輸出接入系數(shù) 定一C4值,可取C3 值上面討論的是等幅波發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)。對于調(diào)幅波發(fā)射機(jī)應(yīng)如何設(shè)計(jì)，請每個(gè)同學(xué)自己思考。第五章 無線電調(diào)幅發(fā)射機(jī)的安裝調(diào)試與設(shè)計(jì)總結(jié)要求對圖3-2所示電路進(jìn)行裝配、調(diào)整、測試，以使電路能正常工作，并達(dá)到所要求的主要技術(shù)指標(biāo)。l、檢測元件、晶體管用晶體管圖示儀檢測晶體管(它們的主要參數(shù)：如、BUcE0等)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。對要求自己繞制的電感線圈，可用高頻電感電容測量儀測量電感量。2、按規(guī)定的印刷線路的大小設(shè)計(jì)印制板圖。并通過描圖、腐蝕、鉆孔等過