小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)與制作

1、小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)與制作、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1、主要技術(shù)指標(biāo)：fo 12mhzf/ fo1o4fm 10khzpo 30mwvcc 9v中心頻率：i、2、頻率穩(wěn)定度3、最大頻偏4輸出功率4、5、電源電壓二、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(jiǎn)單、，性能穩(wěn)定可靠。單元電路級(jí)數(shù)盡可能少，以減小級(jí)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(hào)直接 控 制振蕩器的頻率，使其按調(diào)制信號(hào)

2、的規(guī)律線性變化。另一種就是間接調(diào) 頻，先對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行積分，再對(duì)載波進(jìn)行相位調(diào)制。兩種調(diào)頻電路性能 上的一個(gè)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(jí)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(hào)，且其頻率受到外加音頻信號(hào)電壓調(diào)變；緩沖級(jí)主要是對(duì)調(diào)頻振蕩 信號(hào)進(jìn)行放大，以提供末級(jí)所需的激勵(lì)功率，同時(shí)還對(duì)前后 級(jí)起有一定的 隔離作用，為避免末級(jí)功放的工作狀態(tài)變化而直接影響振蕩級(jí)的頻率穩(wěn)定 度；功放級(jí)的任務(wù)是確保高效率輸出足夠

3、大的高頻功率，并饋送到天線進(jìn) 行發(fā)射。(1)振蕩級(jí)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(hào)，目前應(yīng)用較為廣泛的是三點(diǎn)式振蕩電路和差分對(duì)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(lái)作振蕩級(jí)。 (2)緩沖級(jí)因?yàn)楸敬螌?shí)驗(yàn)對(duì)該級(jí)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(hào)諧振放大器電路。緩沖放大級(jí)采用諧振放 大，1_2和g。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(duì)緩沖級(jí)管子的要求是：f

4、 r 3 ： 5 foscv br ceo2vcc所以可選用普通的小功率高頻晶體管，如9018等.另外，1 1 cq vbq veq+vbe -若取流過(guò)偏置電阻f9,r。的電流為1 1 = 101 bq則r。二 v/11, r 8=(vcc-v bq)/l1所以選r,r8均為10kq .為了減小緩沖級(jí)對(duì)振蕩級(jí)的影響，射隨器 與振蕩級(jí)之間采用松耦合，耦合電容c9可選為180pf1對(duì)于諧振回路6_l2,由fosc嚴(yán)12mhz2 jlc故本次實(shí)驗(yàn)取co為1 oopf, l2-2 1.76uhcwg2f osc(3)功放輸出級(jí)為了獲得較大的功率增益和較高的集電極功率，設(shè)計(jì)中采用共發(fā)射極電路，同時(shí)使其工

5、作在丙類狀態(tài)，組成丙類諧振功率放大器.由設(shè)計(jì)電 路圖知l_3、c2和c3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(jí)在丙類工作，基極偏置電壓v33應(yīng)設(shè)置在功率管的截止區(qū).同時(shí)為了加強(qiáng)交流反饋，在丁3的發(fā)射極串接有小電阻r4 .在 輸出回路中，從結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和調(diào)節(jié)方便考慮，設(shè)計(jì)采用ji型濾波網(wǎng)絡(luò)，如右圖。l3, ci2,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(shí)防止 t3管產(chǎn)生高頻自激而引成回路用來(lái)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(shí)要求:pcm p01 c

6、m cmaxv br ceo 2vccf 3：r tose由于要使功放級(jí)工作在丙類，就要使vb上獨(dú)vbe0.7v,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dri2r3=11r2，第二級(jí)集電極的輸出電流已經(jīng)擴(kuò)大了幾十倍，為防止第三級(jí)的輸入電流過(guò)大而燒壞三極管，需要相應(yīng)的增大第三級(jí)的輸入電阻。取ri3=220k r2=20k,改變r(jià)14可調(diào)整放大倍數(shù)，取較小的反饋電阻有利于提圖增益。因?yàn)檫x定vb3r2 r3因此r，可選為100q。9*2。0.75v，所以發(fā)射極電壓ve為0.05v,20 220由于qe rl口 c c12g3且ct c12c13般取qe = 81

7、。所以l3g2c13c12+c13解得：l3=1,06田 計(jì)算得，c3= 680pf ci2= 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(jí)調(diào)單元電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，測(cè)量其性能參數(shù)；然 后在逐級(jí)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(cè)試。（1 ）第一級(jí)調(diào)試為了檢查電路是否正確，應(yīng)該對(duì)三極管q1和變?nèi)荻O管的靜態(tài)工作點(diǎn) 進(jìn)行測(cè)量，然后調(diào)節(jié)中周l,使振蕩頻率為12mhz測(cè)量結(jié)果如表1所示。表1e (v)b（v）c（v）g負(fù)(v)f( mhzvpp(v)q13.804.205.124.5812.010.12（2）第二級(jí)

8、調(diào)試對(duì)三極管的各個(gè)靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)量，然后調(diào)節(jié)中周l2,使該級(jí)的lc諧振回 路諧振在12mh上，而且為了使第三級(jí)有更大的功率放大，該級(jí)的vpp盡量 調(diào)到靠近4v。測(cè)量結(jié)果如表2所示。表2e (v)b (v)c(v)f( mhzvpp(v)q23.524.214.7711.983.8（3）第三級(jí)調(diào)試同樣先對(duì)三極管的各個(gè)靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)量，由于各級(jí)之間存在一定 的影 響，所以在調(diào)節(jié)中周l3時(shí)，會(huì)對(duì)前面兩級(jí)的頻偏產(chǎn)生影響，結(jié)果如表3所 示。表3e (v)b (v)c ( v)f( mhzvpp(v)q30.070.721.5011.987.92（4）整機(jī)調(diào)試把1khz，02v的調(diào)制信號(hào)加到調(diào)制信號(hào)輸入端，把

9、輸出端的已 調(diào)信號(hào)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(wú)失真1.001 khz23khz失真較大2、調(diào)試過(guò)程在調(diào)試過(guò)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(wèn)題，電路板不加音頻信號(hào)，加上電源并接地，同時(shí)在輸出級(jí)用示波器觀察，接觸各個(gè)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(wèn)題。在整機(jī)調(diào)試中發(fā)現(xiàn)波形會(huì)失真，而這可能是導(dǎo)線對(duì)電路的影響。四、結(jié)果頻率幅度頻偏11.96mhz7.92v23khz五、課程設(shè)計(jì)心得與體會(huì)通過(guò)這次的小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)工作原理分

10、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(guò)親自動(dòng)手使我進(jìn)一步地鞏固和加深了對(duì)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(jì) 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(shí)也學(xué)會(huì)了基本的電 子制作技能，提高運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在 制作過(guò)程中，通過(guò) 選取元件、確定電路形式、計(jì)算等等，提高了動(dòng)手能力，同時(shí)通過(guò)調(diào)試來(lái)發(fā)現(xiàn) 自己的錯(cuò)誤并分析及排除這些故障，使我對(duì)小功率放大器的知識(shí)得到了加深。在焊電路方面，通過(guò)一次又一次的焊接，把以前忘光的焊接知識(shí)補(bǔ)了回 來(lái)同時(shí)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

11、觀了，通過(guò)這次實(shí)驗(yàn) 充分認(rèn)識(shí)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(shí)，橫平豎直排布，三極管平行排 布等。同時(shí)也明白了焊接一定要細(xì) 心，就如老師所說(shuō)的，焊接的好壞，極大程度的影響著整個(gè)實(shí)驗(yàn)的成敗。在調(diào)試電路的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)調(diào)試也是一個(gè)實(shí)驗(yàn)中非常重要的一環(huán)，而不是簡(jiǎn)單的對(duì)一個(gè)電路的一些數(shù)據(jù)測(cè)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(duì)自己對(duì)這個(gè)電路是 否真正的了解一個(gè)很好的檢測(cè)，對(duì) 于不同的狀況能夠大概的推測(cè)出問(wèn)題的原因出在哪里并作出相應(yīng)的檢測(cè)和修 正，才能說(shuō)明自己真正的懂了。同時(shí)我還學(xué)會(huì)了如何去繞電感，如何去調(diào)節(jié) 線圈的匝數(shù)。并且對(duì)調(diào)試電路時(shí)所用到的