AM調(diào)幅發(fā)射機課程設(shè)計

AM調(diào)幅發(fā)射機課程設(shè)計（總15頁）--本頁僅作為文檔封面，使用時請直接刪除即可----內(nèi)頁可以根據(jù)需求調(diào)整合適字體及大小--淮海工學(xué)院

課程設(shè)計報告書課程名稱：電子技術(shù)課程設(shè)計題目：AM調(diào)幅發(fā)射機設(shè)計學(xué)院:電子工程學(xué)院學(xué)期：2012-2013第二學(xué)期專業(yè)班級：通信工程112姓名：學(xué)號：21小功率調(diào)幅高頻發(fā)射機的設(shè)計1引言本學(xué)期學(xué)習(xí)了《通信原理》、《電子線路》等理論學(xué)習(xí)和高頻電子線路實驗和通信原理實驗，此次高頻電子線路課程設(shè)計是一次重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。主要任務(wù)是在學(xué)生掌握和具備電子技術(shù)基礎(chǔ)知識與單元電路的設(shè)計能力之后，讓學(xué)生綜合運用高頻電子線路知識，進行實際高頻系統(tǒng)的設(shè)計、安裝和調(diào)測，利用mutisim、protel等相關(guān)軟件進行電路設(shè)計。通過課程設(shè)計，使同學(xué)們增強對通信電子技術(shù)的理解，學(xué)會查尋資料、比較方案，學(xué)會通信電路的設(shè)計、計算；進一步提高分析解決實際問題的能力、創(chuàng)造一個動腦動手、獨立開展電路實驗的機會，鍛煉分析、解決通信電子電路問題的實際本領(lǐng)，真正實現(xiàn)由課本知識向?qū)嶋H能力的轉(zhuǎn)化；通過典型電路的設(shè)計與制作，加深對基本原理的了解，增強實踐能力。在課程設(shè)計期間，要求學(xué)生對模擬通信系統(tǒng)有較詳細的理解。發(fā)射機的主要任務(wù)是完成有用的低頻信號對高頻載波的調(diào)制,將其變?yōu)樵谀骋恢行念l率上具有一定帶寬、適合通過天線發(fā)射的電磁波。利用無線電波作為載波，對信號進行傳遞，可以用不同的裝載方式。在無線電廣播中可分為調(diào)幅制、調(diào)頻制兩種調(diào)制方式。目前調(diào)頻式或調(diào)幅式收音機，一般都采用超外差式，它具有靈敏度高、工作穩(wěn)定、選擇性好及失真度小等優(yōu)點。我們要研究的是調(diào)幅發(fā)射機。2課程設(shè)計目的及要求設(shè)計目的（1）鞏固所學(xué)理論知識，加強綜合能力，提高實驗技術(shù)，起到啟發(fā)創(chuàng)新思思維的效果。（2）通過課程設(shè)計，使學(xué)生增強對通信電子技術(shù)的理解，學(xué)會查尋資料、比較方案,學(xué)會通信電路的設(shè)計、計算。（3）進一步提高分析解決實際問題的能力、創(chuàng)造一個動腦動手、獨立開展電路實驗的機會，鍛煉分析、解決通信電子電路問題的實際本領(lǐng)，真正實現(xiàn)由課本知識向?qū)嶋H能力的轉(zhuǎn)化。（4）通過典型電路的設(shè)計與制作，加深對基本原理的了解，增強實踐能力。調(diào)幅發(fā)射系統(tǒng)要求此設(shè)計思路為將調(diào)幅發(fā)射機分成主振級、隔離級、、調(diào)制級、輸出級等幾個個部分。主要性能指標(biāo)要求：載波頻率f10肱位，載波頻率穩(wěn)定度不低于10-3,發(fā)射功率PA-200mW，發(fā)射效率門A>50%，調(diào)幅度ma-30%，調(diào)頻范圍F=500Hz?10kHz。3調(diào)幅發(fā)射系統(tǒng)的各模塊介紹及電路圖發(fā)射機的主要任務(wù)是完成有用的低頻信號對高頻載波的調(diào)制,將其變?yōu)樵谀骋恢行念l率上具有一定帶寬、適合通過天線發(fā)射的電磁波。通常，發(fā)射機包括三個部分：高頻部分，低頻部分，和電源部分。高頻部分一般包括主振蕩器、緩沖放大、中間放大、功放推動級與末級功放。主振器的作用是產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的載波。為了提高頻率穩(wěn)定性，主振級采用電容三點式震蕩電路，并在它后面加上緩沖級，以削弱后級對主振器的影響。低頻部分包括話筒、低頻電壓放大級、低頻功率放大級與末級低頻功率放大級。低頻信號通過逐漸放大，在末級功放處獲得所需的功率電平，以便對高頻末級功率放大器進行調(diào)制。因此，末級低頻功率放大級也叫調(diào)制器。調(diào)制是將要傳送的信息裝載到某一高頻振蕩（載頻）信號上去的過程。所以末級高頻功率放大級則成為受調(diào)放大器根據(jù)課程設(shè)計要求，其工作頻率為10MHz。基于以上要求，可選用最基本的發(fā)射機結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)由主振、隔離、振幅調(diào)制和諧振功率放大器構(gòu)成。調(diào)幅采用MC1496模擬乘法器來產(chǎn)生調(diào)制信號。為了有較高的效率，使使用丙類諧振功率放大器。輸出回路采用變壓器耦合，達到最佳的功率輸出。由于其工作在較低的10MHz頻率，一般電容三點式振蕩器都能實現(xiàn)，且具有一定的輸出電壓，而且頻率穩(wěn)定度高，無須進行倍頻。調(diào)幅發(fā)射機原理及方框調(diào)制信圖調(diào)幅發(fā)射機原理方框圖

高頻振蕩器模塊主振器就是電容三點式振蕩器，電容三點式振蕩器具有振蕩波形好，電路的頻率穩(wěn)定度較高的優(yōu)點，工作頻率可以做得較高，可達到幾十MHz到幾百MHz的甚高頻波段范圍。頻率穩(wěn)定度是振蕩器的一項十分重要的技術(shù)指標(biāo)，表示一定時間范圍內(nèi)或一定的溫度、濕度、電源電壓等變化范圍內(nèi)振蕩頻率的相對變化程度，振蕩頻率的相對變化量越小，則表明振蕩頻率穩(wěn)定度越高。5V..WCCC11ODnF2%R22

LI—R21kILZ1QnFIBJTNPNVIR'—=35nF50^MLsoonF2^L11.7mCS1mF:Key=jC325nF50^C4-：5nF圖電容三點式振蕩器示波巖巖-X導(dǎo)仁1日寸1旬1.示波巖巖-X導(dǎo)仁1日寸1旬1.5*^7me13T廣mso.aaas-7,973V-7.975Vo.aaav通歸_B匕*1日寸1司.jmjEe削!客一bt-eu|50ue/tsiv7l.l?，問I1C切心i.r.i'."i|sv/tivKMMF-yf-ZLEvd丑E電平IY/r衛(wèi)口載1曰心||ACj□，DCW心"』口仁■-1L類31!乜ir^~曰I外即I[□V~正弓玄I桁挪II'I勸IIi呆行|E3<t.TiiuoerL圖震蕩電路模擬圖電路組成：電路中的總電容為C2與C3串聯(lián)后并上C4，電路中的總電容主要由C4決定，震蕩電路中的電感為L2，L1為高頻扼流圈，R1和R2調(diào)整靜態(tài)工作點，C1為旁路電容，LC回路構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)。電路分析：振蕩器中直流電源VCC可補充由振蕩回路所產(chǎn)生的能量損失。維持等幅振蕩。電路中C5選取對電路性能影響很大，C5越大越容易起振，但振蕩頻率的調(diào)節(jié)范圍越小反之C5越小，振蕩頻率的覆蓋范圍越大，但也越難以起振。所以，一般在保證起振條件的前提下，盡量減小C5的值。因此可調(diào)節(jié)圖中電感和電容的參數(shù)來確定振蕩頻率的大小。其中震蕩頻率為：LqCqLqCq1LO（）緩沖級模塊作用是將主振級與激勵級進行隔離，以減輕后面各級工作狀態(tài)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。其實質(zhì)是在電路中起其阻抗變換作用。緩沖級電路圖：■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■VCC■■■J■■■■■■■■■■■■■■■J■■■■■■J(FlltOKev=A....(FlltOKev=A....圖緩沖級電路圖圖緩沖級仿真圖電路組成：R24、R25、R26、R27構(gòu)成偏置級電路，C15為耦合電容，通過變壓器耦合到下一級的輸入級。電路分析：觀察輸出波形與輸入，知輸出器的電壓增益是小于1的，但一般情況下都有h<<(1+hfe)Re,所以其電壓增益又是接近1的。此外，Af為正值，說明輸出電壓與輸入電壓相位相同。這意味著射級輸出電壓與輸入電壓幅度接近，相位相同，即輸出緊跟輸入而變化。分析知，盡管射級輸出器的電壓的電壓增益略小于1，但射級電流Ie比基級電流Ib大(1+hfe)倍，所以仍有一定的電流放大能力和功率放大作用。振帽調(diào)制器模塊振幅調(diào)制器的任務(wù)是將所需傳送的信息“加載'倒高頻振蕩中，以調(diào)幅波的調(diào)制形式傳送出去。通常采用低電平調(diào)制和高電平調(diào)制兩種方式。采用模擬乘法器實現(xiàn)調(diào)制的方法是屬于低電平調(diào)制。

在高頻電子線路中，振幅調(diào)制、同步檢波、混頻、倍頻、鑒頻、鑒相等調(diào)制與解調(diào)的過程，均可視為兩個信號相乘或包含相乘的過程。采用集成模擬乘法器實現(xiàn)上述功能比采用分離器件如二極管和三極管要簡單的多，而且性能優(yōu)越。所以目前在無級通信、廣播電視等方面應(yīng)用較多。集成模擬乘法器的常見產(chǎn)品有BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等[7]。根據(jù)雙差分對模擬相乘器基本原理制成的單片集成模擬相乘器MC1496是式中1、2、時3、就264、,將（）、（）6分別是三極管的集電極電流。式中1、2、時3、就264、,將（）、（）6分別是三極管的集電極電流。為溫度的電壓當(dāng)量當(dāng)T=300k相乘器的輸出差值電流2、3、4、5、5、6由圖可知I=（）、（）13帶入到1、24=(1+（）得：4）四象限的乘法器。其內(nèi)部電路如圖所示，其中V7、R1、V8、R2、V9、R3和R5等組成多路電流源電路，V7、R5、R1為電流源的基準電路，V8、V9分別供給V5、V6管恒值電流I0/2,R5為外接電阻，可用以調(diào)節(jié)I0/2的大小。由V5、V6兩管的發(fā)射極引出接線端口2和3,外接電阻Ry，利用Ry的負反饋作用，以擴大輸入電壓U2的動態(tài)范圍。Rc為外接負載電阻。根據(jù)差分電路的基本工作原理，可以得到1-2=5—124-3=6—125-6=012

2i=(5()6)由于V5、V6兩管發(fā)射極之間跨接負反饋電阻Ry,當(dāng)Ry遠大于V5、V6管的發(fā)射結(jié)電阻時56~56（）將式代入可得i=2i=(5()6)2可見輸出電流包含倆個信號的乘積項MC1496內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖MC1496MC1496內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖MC1496內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖振幅調(diào)制器的任務(wù)是將所需傳送的信息“加載'倒高頻振蕩電壓中，從而以調(diào)幅波的形式將已調(diào)信號發(fā)射出去。調(diào)制信號〃/ncosQ,QQm載波信號uc=Ucmcosw調(diào)幅系數(shù)或調(diào)幅度Cma=kaUom=K,ma廣K,min知是由調(diào)制電路決定的比例常數(shù)"cm"mmax*"mmin此次設(shè)計利用XFC1596實現(xiàn)振幅調(diào)制，而這實現(xiàn)的是雙邊帶調(diào)制，所以調(diào)幅系數(shù)為1。而由圖8的波形，可以看出ma接近1而且一定大于30%。C947kC恤y=A1V2C947kC恤y=A1V2圖振幅調(diào)制電路圖振幅調(diào)制仿真3.5高頻功率放大器功率放大器是調(diào)幅發(fā)射機的最末級，它的主要任務(wù)就是要發(fā)射出發(fā)射機設(shè)計指標(biāo)所要求的輸出功率。本次所設(shè)計的為小功率調(diào)幅發(fā)射系統(tǒng)，通常采用丙類諧振功率放大器。諧振功率放大器的直流功率為：諧振功率放大器的交流功率為：諧振放大器的輸出功率為：諧振功率放大器的效率為：對于并聯(lián)諧振回路有：Q=C=已知f=10mhz，通過計算選取L=152nH,圖高頻功率放大器功率因覿圖高頻放大輸出功率圖高頻功率放大輸出信號波形4整體電路原理圖及仿真結(jié)果圖總體電路原理圖示波器-X&C1&向?保存Ext.TriggerL日寸1司軸通道A通道B觸發(fā)X利|100UB/t)iV此例|50u^/Div通|5Wiv也沿￥位我[□v位再[o-丫位置[o-電平1丫打.加載|.B/d|中|AC|□|DCC?AC|0|DC-|L類型|~7~、|k.匚I外邵I[□V~正典I.標(biāo)準I自動l「M圖總圖仿真波形\O圖PCB板5總結(jié)鞏固了高頻電路知識的該課程設(shè)計使我建立無線電發(fā)射機的整機概念，了解發(fā)射機整機各單元電路之間的關(guān)系及相互影響，能正確設(shè)計、計算發(fā)射機的各個單元電路：主振級、激勵級、輸出級、調(diào)制級、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)射機的調(diào)整及測試方法。在設(shè)計電路時，要首先將總體電路分成若干個不子模塊，使每個模塊有各自的不同的任務(wù)；再對各相對簡單的子模塊進行單獨設(shè)計；最后將各個子電路組合在一起完成整個電路。這樣做法分工明確，層次清晰，使設(shè)計者能更宏觀的把握設(shè)計的總體步驟。而且設(shè)計單獨的子電路降低了工作難度，使設(shè)計工作更有條理性。在檢查電路時，也可根據(jù)各種情況分析是哪個子系統(tǒng)出了問題，再單獨檢查該出問題系統(tǒng)，可以提高檢查的效率。增強了用protel和multisim繪制原理圖的能力，對畫圖的步驟和方法進行了復(fù)習(xí)鞏固。明白理論聯(lián)系實際的重要性在設(shè)計過程中，深刻明白了只動腦和動手做之間的天壤之別。原本設(shè)想的很完美的東西一動手做起來就困難重重，各種想象不到的困難都出現(xiàn)在眼前。認識到只有動手做才能發(fā)現(xiàn)問題，遇到問題不能只空想要動手實踐，從實際中發(fā)現(xiàn)問題。回顧整個漫長復(fù)雜的設(shè)計過程，耐心毅力和恒心是不可少的。而以后我必將面對更多更加復(fù)雜的設(shè)計工作，此次設(shè)計過程對我的各個方面都有了許多積極的影響，使我做事情更加細心有耐心。這次設(shè)計過程啊讓我認識到了只有付出才能有收獲，看著做完的電路圖，讓我感到以往的付出都是值得的。只要耕耘就會有收獲。我收獲的不僅僅是完成了一次任務(wù)，更重要的是讓我更清楚的認識了自己的不足，鍛煉了自己的能力。⑶自省回顧這一次的課程設(shè)計，真是收益匪淺。通過這次課程設(shè)計，加強了我們動手、思考和解決問題的能力。在整個設(shè)計過程中，我們通過這個方案包括設(shè)計了一套電路原理和用mutisim連接圖，以前對知識的了解僅限于理論知識，而且是有的能夠理會，有的卻保持是懂非懂的狀態(tài)。對于器件就不知道有什么用途，也就更加難以理解。但這一周之后，我對電子技術(shù)有了更深的理解，知道了自己的不足，同時也明白了所學(xué)知識的重要性，培養(yǎng)了自己對課程學(xué)習(xí)的