合工大通信電子線路課程設計報告

通信電子線路課程設計設計報告學院：計算機與信息學院姓名：學號：班級：通信工程14-2班指導老師：劉正瓊目錄鍵入章標題(第鍵入章標題(第鍵入章標題(第鍵入章標題(第鍵入章標題(第鍵入章標題(第優(yōu)點：頻率可調(diào)，ω0=1LC3，調(diào)節(jié)C缺點：頻率不能太高，波段范圍不寬，波段覆蓋系數(shù)一般約為1.2~1.3，波段內(nèi)輸出幅度不平穩(wěn)，實際中常用于固定頻率振蕩器。eq\o\ac(○,4)西勒振蕩器優(yōu)點：振蕩頻率可以很高，且在波段內(nèi)振幅比較穩(wěn)定，調(diào)諧范圍比較寬，克拉波電路中是改變C3來調(diào)節(jié)頻率，而C3的改變會影響接入系數(shù)P,從而可能停振。但西勒電路中，改變C4來調(diào)節(jié)頻率，而C最終選擇方案通過對以上的幾種電路的分析，可以看出：電感三點式振蕩器：容易起振，調(diào)頻方便，但波形失真較大；電容三點式振蕩器：波形好，頻率穩(wěn)定性好，但調(diào)頻不方便；克拉潑振蕩器：調(diào)頻方便但可調(diào)范圍??；西勒振蕩器：頻率穩(wěn)定性高，振幅穩(wěn)定，調(diào)頻方便。所以，在本設計中擬采用并聯(lián)改進型的西勒電路振蕩器。設計電路圖工作原理振蕩器是不需外信號激勵、自身將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能的裝置。LC振蕩器是一種能量轉(zhuǎn)換器，由晶體管等有源器件和具有選頻作用的無源網(wǎng)絡及反饋網(wǎng)絡組成。正弦波振蕩器的原理框圖如下：放大電路放大電路選頻網(wǎng)絡正反饋網(wǎng)絡輸出振蕩器原理框圖放大器的增益:A=V0/Vi

反饋系數(shù):F=Vf/V0振幅起振條件:AF>1相位起振條件:φA振幅平衡條件:AF=1相位平衡條件:φ西勒電路是一種改進型的電容反饋振蕩器，是在克拉潑電路上改進的來的，有效的改善了克拉潑電路可調(diào)范圍小的缺點。其基本電路圖如下：Rb1、Rb2、Re提供直流偏壓；Cb作為耦合電容，直流開路，交流短路；L、C1、C2、C3、C4組成諧振回路，作為3．電路參數(shù)計算、元器件選擇偏置電阻值的計算與選擇偏置電阻決定靜態(tài)工作點，所以，要先確定振蕩器的靜態(tài)工作電流ICQ。一般小功率振蕩器的靜態(tài)工作電流ICQ為（1～4）mA，取ICQ=2mA，一般取VE=0.2VCC，實驗中V由Re+RC=VCC-VCEQI由流過Rb2的電流IB2=10IBQ=10ICQ/β由VBQ=Rb2R綜上，Re=1.2kΩ，Rc=1.8kΩ根據(jù)以上計算出的各電阻值，我選取了最接近的標稱電阻值，為了便于調(diào)整靜態(tài)工作點，在實際電路中Rb1實際使用的標稱電阻值為Re=1.2kΩ，Rc=1.8kΩ振蕩回路元件值的計算根據(jù)西勒振蕩器的原理，C3?C1,C3?C2，回路的振蕩頻率f0主要由C3、C4和L決定，即f0=12πL(C3+C4),一般諧振回路的電感L與電容?∑值之間的關(guān)系為L?∑=綜上，C1=C2=1000pF，C實際使用的標稱值為C1=C2=1000pF，C3=200旁路電容值的選取一般應使旁路電容Cb的容抗為與其并聯(lián)的電阻值的1/20～1/10。但是，當與其并聯(lián)的電阻值較大時，應當使Cb的容抗為幾十歐姆甚至幾歐姆。這里選取標稱值Cb電路的安裝和調(diào)試主要技術(shù)指標測量eq\o\ac(○,1)靜態(tài)工作點電極射極e基極b集電極c電壓值/V1.932.578.58eq\o\ac(○,2)諧振頻率f0實驗實際測得諧振頻率f0=4.99MHz,接近于所設計的標稱頻率，滿足輸出峰峰值U在未接負載時，輸出峰峰值為4.18V，為減小接入負載的影響，與負載串聯(lián)一15pF的電容后與電感并聯(lián)，接入負載后輸出峰峰值有所減小，后調(diào)節(jié)滑動變阻器獲得滿足要求的輸出峰峰值，在示波器上測得其輸出峰峰值Uop-p=2.44V頻率穩(wěn)定度在一分鐘內(nèi)，用頻率計測得實際工作頻率最大偏離標稱頻率的數(shù)值如下圖：頻率穩(wěn)定度=?fmaxf調(diào)試中的所遇到的問題以及解決方法(調(diào)整電路參數(shù)直至滿足要求)問題eq\o\ac(○,1)：在沒有接負載的情況下，示波器上沒有顯示出正弦波，沒有起振。解決方法：在設計電路時，計算出的上拉電阻值是111.25kΩ，但是在實驗室并沒有相對應的電阻，于是我用100kΩ電阻與10kΩ電阻進行串聯(lián)，但是輸出沒有顯示出正弦波，說明沒有起振，說明可能是沒有設置合適的靜態(tài)工作點，將上拉電阻設為固定值不能夠調(diào)整靜態(tài)工作點，于是我將上拉電阻換為51kΩ固定電阻與100kΩ電位器的串聯(lián)，適當調(diào)節(jié)電位器后，示波器上有了問題eq\o\ac(○,2)：在接入負載后，振蕩器不能夠起振，示波器上沒有顯示正弦波。解決方法：在沒有接入負載時振蕩器的負載為無窮大，在接入負載后，負載從無窮大減小，電導增大，增益A減小，AF減小，若小于1則停振，在西勒振蕩器與負載之間串聯(lián)一個15pF的小電容之后，減小了負載對振蕩器的影響，振蕩器附錄：LC振蕩器的定制電路圖和PCB圖及元件明細表LC振蕩器定制電路圖LC振蕩器PCB圖元件明細表標志符元件參數(shù)/型號元件類型R1.2電阻R1.8kΩ電阻R100kΩ電位器R51電阻R33kΩ電阻R1電阻C1000pF電容C1000pF電容C200電容C>5pF可變電容C15電容C0.01μF電容L4.7μH電感T9013三極管設計課題二AM和DSB調(diào)制電路的設計設計內(nèi)容和主要技術(shù)指標要求設計內(nèi)容：設計一個由MC1496構(gòu)成的調(diào)幅器主要技術(shù)指標：載波頻率f載波幅度峰峰值Ucp-p調(diào)制信號頻率F=調(diào)制信號幅度峰峰值UΩp-p=1.5V輸出峰峰值U已知條件：Vcc=+12V設計方案選擇設計電路圖工作原理振幅調(diào)制就是使載波信號的振幅隨調(diào)制信號的變化規(guī)律而變化的技術(shù)。通常載波信號為高頻信號，調(diào)制信號為低頻信號。設載波信號表達式為vct=Vcmcosωct,調(diào)制信號的表達式為vΩt=VΩmcosΩt，則調(diào)幅信號的表達式為12mVcmcos調(diào)幅波波形調(diào)幅波頻譜由圖可見，調(diào)幅波中載波分量占有很大比重，因此，信息傳輸效率較低，稱這種調(diào)制為有載波調(diào)制。為提高信息傳輸效率，廣泛采用抑制載波的雙邊帶或單邊帶振幅調(diào)制。雙邊帶調(diào)幅波的表達式為v0由MC1496其中，載波信號vc經(jīng)高頻耦合電容C2從eq\o\ac(○,10)腳輸入，C3為高頻旁路電容，使eq\o\ac(○,8)腳交流接地；調(diào)制信號vΩ經(jīng)低頻耦合電容C1從eq\o\ac(○,1)腳輸入，C4為低頻旁路電容，使eq\o\ac(○,4)腳交流接地。調(diào)幅信號vo從eq\o\ac(○,12)腳單端輸出。腳eq\o\ac(○,2)與腳eq\o\ac(○,3)間接入負反饋電阻RE，以擴展調(diào)制信號vΩ的線性動態(tài)范圍；RE增大，線性范圍增大，但乘法器的增益隨之減小。電路參數(shù)計算及元器件選擇靜態(tài)偏置電壓的設置靜態(tài)偏置電壓的設置應保證各個晶體管工作在放大狀態(tài)，即晶體管的集-基間的電壓應大于或等于2V，小于或等于最大允許工作電壓。對于所設計的電路，在應用時，靜態(tài)偏置電壓應滿足下列關(guān)系：V15V≥電阻R6、R7、R8及Rc1、R引腳eq\o\ac(○,8)eq\o\ac(○,10)eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,4)eq\o\ac(○,6)eq\o\ac(○,12)eq\o\ac(○,2)eq\o\ac(○,3)eq\o\ac(○,5)eq\o\ac(○,7)eq\o\ac(○,14)電壓/V6.06.00.00.08.68.6-0.7-0.7-6.80.0-8.0R1、R2與電位器RP組成平衡調(diào)節(jié)電路，改變靜態(tài)偏置電流的確定靜態(tài)偏置電流主要由恒流源的值確定。當器件為單電源工作時，eq\o\ac(○,14)腳接地，eq\o\ac(○,5)腳通過電阻接正電源（的典型值為+12V），由于是的鏡像電流，所以改變可以調(diào)節(jié)的大小，即當器件為雙電源工作時，eq\o\ac(○,14)腳接負電源（一般接-8V），eq\o\ac(○,5)腳通過電阻接地，因此，改變也可以調(diào)節(jié)的大小，即MC1496構(gòu)成的振幅調(diào)制器電路如設計電路圖所示。采用雙電源供電方式，所以eq\o\ac(○,5)腳的偏置電阻接地，由上式可計算靜態(tài)偏置電流由上式可計算靜態(tài)偏置電流I5I根據(jù)MC1496的性能參數(shù)，器件的靜態(tài)電流應小于4mA。一般取I0≈P電路的安裝和調(diào)試主要技術(shù)指標測量eq\o\ac(○,1)當輸出為普通調(diào)幅波時vc頻率為5MHz,幅度峰峰值為2.1Veq\o\ac(○,2)當輸出為雙邊帶調(diào)幅波時vc頻率為5MHz,幅度峰峰值為2.1V調(diào)試中的所遇到的問題以及解決方法問題：電路連接完成后，加入調(diào)制信號以及載波信號后示波器上沒有顯示輸出解決方法：一開始以為是電路搭建錯了，于是對照參考書將面包板上的電路又檢查了一遍，但是再三檢查也沒有發(fā)現(xiàn)連錯，后我又檢查了各個電阻的阻值，又更換了幾個元器件，再次連接示波器還是沒有輸出，然后又用萬用表測量了每一個引腳的電壓值，與書上的理論的電壓值相對照，結(jié)果發(fā)現(xiàn)除了eq\o\ac(○,7)腳與eq\o\ac(○,14)腳的電壓值沒有問題以外，其他引腳的電壓值全部與理論值相差很多，最后懷疑可能是芯片的問題，結(jié)果換了芯片后示波器上就有了輸出，每個引腳的電壓也都正確了，輸出的峰峰值也能夠達到指標要求。附錄：AM和DSB調(diào)制電路的定制電路圖和PCB圖及元件明細表AM和DSB調(diào)制電路的定制電路圖AM和DSB調(diào)制電路的PCB圖元件明細表元件參數(shù)標志符元件類型C20uF電解電容C20uF電解電容C0.1uF電容C0.1uF電容C0.1uF電容R10kΩ電位器R750Ω電阻R750Ω電阻R51Ω電阻R51Ω電阻R6.8kΩ電阻R1kΩ電阻R51Ω電阻R1kΩ電阻R3.3kΩ電阻R3.3kΩ電阻R1kΩ電阻級聯(lián)調(diào)試設計內(nèi)容和主要技術(shù)指標要求將第一級電路與第二級電路級聯(lián)，加入相應的調(diào)制信號，示波器上輸出調(diào)幅波（AM或DSB），輸出峰峰值均大于0.3V。設計方案選擇設計電路電路圖電路的安裝和調(diào)試主要技術(shù)指標測量eq\o\ac(○,1)當輸出為普通調(diào)幅波時vΩ頻率為1kHz,幅度峰峰值為700mV，輸出veq\o\ac(○,2)當輸出為雙邊帶調(diào)幅波時vΩ頻率為1kHz,幅度峰峰值為1.5V，調(diào)滑動變阻器，輸出vo峰峰值為312mV>300mV（vΩ幅度峰峰值仍為700mV時，DSB調(diào)試中的所遇到的問題以及解決方法問題：輸出的調(diào)幅波出現(xiàn)上下不對稱的波形解決方法：在同學的建議下，我在輸出調(diào)幅波的之前加一個LC濾波電路，由電容電感并聯(lián)而成，頻率為5MHz,實際使用的電容電感及其連接如下圖所示：附錄：級聯(lián)的定制電路圖和PCB圖及元件明細表級聯(lián)的定制電路圖級聯(lián)的PCB圖元件明細表標志符元件參數(shù)元件類型R1.2電阻R1.8kΩ電阻R100kΩ電位器R51電阻R33kΩ電阻R1電阻C1000pF電容C1000pF電容C200電容C>5pF可變電容C15電容C0.01μF電容L4.7μH電感T9013三極管C20uF電解電容C20uF電解電容C0.1uF電容C0.1uF電容C0.1uF電容C100pF電容L10uH電感R10kΩ電位器R750Ω電阻R750Ω電阻R51Ω電阻R51Ω電阻R6.8kΩ電阻R1kΩ電阻R51Ω電阻R1kΩ電阻R3.3kΩ電阻R3.3kΩ電阻R1kΩ電阻課程設計的收獲及心得體會這次的高頻課程設計過程還是有些坎坷的，但是卻也讓我收獲了很多。特別是學會了如何去分析問題和解決問題，更是對之前學的課本知識的鞏固。在課程設計第一天我們了解了課程設計可以自選的設計課題，第一天我確定了我要做的課題，電路前一級是LC正弦波振蕩器，后一級是調(diào)幅波電路，將二者進行級聯(lián)，第二級電路我參考了謝自美主編的電子線路實驗指導書，第一級電路我進行了相應的參數(shù)計算，在計算電阻阻值時需要用到的β值用100帶入，算出了各個電阻值，但是到了實驗室后用萬用表測得的我的三極管實際的β值是237，于是我又重新計算了我所需要的電阻的阻值，在設計的電路的阻值上進行了相應的改動。在設計放大器的上拉電阻時，我用了接近于我計算的阻值的固定電阻，后發(fā)現(xiàn)這樣就不便于調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點，于是我將上拉電阻換成了固定阻值的電阻與一電位器的串聯(lián)，這樣電路的調(diào)試就方便多了，特別是對于輸出峰峰值的調(diào)試。實際完成電路后，所用的元器件與我所計算的元器件的參數(shù)還是有一些差別的，特別是要達到我所設計的頻率值，這需要不斷進行調(diào)試，最終才能完成指標要求。在振蕩器接入負載后，可能本來不接負載可以起振的電路變得無法起振，后來在老師的提示下，我在負載與振蕩器間接了一小電容，電路又可以起振了，問題順利得到了解決。在第二級電路搭建完成后，我對第二級電路單獨進行了測試，但是示波器上并沒有出現(xiàn)調(diào)幅波，一開始以為是電路搭建錯了，于是對照參考書將面包板上的電路又檢查了一遍，但是再三檢查也沒有發(fā)現(xiàn)連錯，示波器上仍然沒有任何顯示，后又懷疑可能是元器件用錯了，又用萬用表檢查了各個電阻的阻值，又更換了幾個新的電阻、電容等，再次連接示波器還是沒有輸出，最后又在同學的建議下用萬用表測量了每一個引腳的電壓值，與書上的理論的電壓值相對照，結(jié)果發(fā)現(xiàn)除了eq\o\ac(○,7)腳與eq\o\ac(○,14)腳的電壓值沒有問題以外，其他引腳的電壓值全部與理論值相差很多，最后懷疑可能是芯片的問題，結(jié)果換了芯片后示波器上就有了輸出，每個引腳的電壓也都正確了，輸出的峰峰值也能夠達到指