通信基本電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)

1、通信基本電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)專業(yè)：電子信息工程姓名： 學(xué)號(hào)：班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 摘 要小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)常用于通信系統(tǒng)和其它無(wú)線電系統(tǒng)中，特別是在中短波廣播通信的領(lǐng)域里更是得到了廣泛應(yīng)用。原因是調(diào)幅發(fā)射機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)幅簡(jiǎn)便，調(diào)制所占的頻帶窄，并且與之對(duì)應(yīng)的調(diào)幅接收設(shè)備簡(jiǎn)單，所以調(diào)幅發(fā)射機(jī)廣泛地應(yīng)用于廣播發(fā)射。本課設(shè)結(jié)合multisim軟件來(lái)對(duì)小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試方法進(jìn)行研究。multisim軟件能實(shí)現(xiàn)從電學(xué)概念設(shè)計(jì)到輸出物理生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以及這之間的所有分析、驗(yàn)證、和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理。今天的multisim軟件已不是單純的設(shè)計(jì)工具，而是一個(gè)系統(tǒng) ，它覆蓋了以仿真為核心的全部物理設(shè)

2、計(jì)。本課題的設(shè)計(jì)目的是要求掌握最基本的小功率調(diào)幅發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與安裝對(duì)各級(jí)電路進(jìn)行詳細(xì)地探討，并利用multisim軟件仿真設(shè)計(jì)了一個(gè)小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)。關(guān)鍵字：小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)、multisim仿真、振蕩電路、調(diào)制電路、功率放大器。目錄目錄31 選題意義42 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)的功能42.1調(diào)幅發(fā)射機(jī)的性能指標(biāo)42.2系統(tǒng)流程圖42.3 各部分實(shí)現(xiàn)的具體功能52.3.1發(fā)射機(jī)各部分設(shè)計(jì)的原則及思路52.3.2圖中各組成部分的的作用53 各部分電路設(shè)計(jì)及原理分析53.1主振級(jí)63.1.1 主振級(jí)電路設(shè)計(jì)思路63.1.2 主振級(jí)電路圖設(shè)計(jì)63.2 緩沖級(jí)73.2.1 緩沖級(jí)設(shè)計(jì)思路73.2.2 緩

3、沖級(jí)電路圖73.3放大級(jí)83.3.1放大級(jí)電路設(shè)計(jì)思路83.3.2 放大級(jí)電路圖設(shè)計(jì)93.4 振幅調(diào)制級(jí)103.4.1 振幅調(diào)制級(jí)設(shè)計(jì)思路103.4.2 振幅調(diào)制級(jí)電路圖123.5 音頻放大級(jí)134電路參數(shù)選擇及仿真結(jié)果134.1振蕩級(jí)的計(jì)算與仿真結(jié)果144.2 緩沖級(jí)的計(jì)算與仿真結(jié)果154.3 放大級(jí)晶體管的選擇164.4振幅調(diào)制級(jí)參數(shù)的計(jì)算與仿真174.5 音頻放大級(jí)電路參數(shù)計(jì)算及仿真結(jié)果185 結(jié)論196 心得體會(huì)207 參考文獻(xiàn)211 選題意義Ø 這學(xué)期開了一門課通信基本電路，通過這門課我對(duì)無(wú)線電通信的理論知識(shí)有了一定的理解和認(rèn)識(shí)。為了進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)電子技術(shù)的理解，通過課程設(shè)計(jì)

4、，我學(xué)會(huì)查尋資料、比較方案；學(xué)會(huì)了一點(diǎn)通信電路的計(jì)算，也能進(jìn)一步提高分析解決實(shí)際問題的能力。低頻信號(hào)有效的發(fā)射出去需要經(jīng)過高頻信號(hào)調(diào)制，利用高頻信號(hào)作為載波，對(duì)信號(hào)進(jìn)行傳遞，可以用不同的調(diào)制方式。在無(wú)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(jī)，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(diǎn)。這次課程設(shè)計(jì)我選用了超外差式收音機(jī)的設(shè)計(jì)。Ø 通過本課題的設(shè)計(jì)、調(diào)試和仿真，加深對(duì)通信基本電路理論知識(shí)的進(jìn)一步理解，進(jìn)一步鞏固理論知識(shí)，能夠建立起無(wú)線發(fā)射機(jī)的整機(jī)概念，學(xué)會(huì)分析電路、設(shè)計(jì)電路的步驟和方法，了解發(fā)射機(jī)各單元之間的關(guān)系以及相互影響，從而

5、能正確設(shè)計(jì)、計(jì)算調(diào)幅發(fā)射機(jī)的各單元電路：主振級(jí)、被調(diào)級(jí)、推動(dòng)級(jí)、功率放大級(jí)、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)等。進(jìn)一步掌握所學(xué)單元電路以及在此基礎(chǔ)上，培養(yǎng)自己分析、應(yīng)用其他電路單元的能力。同時(shí)經(jīng)過課程設(shè)計(jì)，要學(xué)會(huì)查資料、充分利用互聯(lián)網(wǎng)等一切可利用的學(xué)習(xí)資源，增強(qiáng)同學(xué)們分析問題解決問題的能力，為將來(lái)的畢業(yè)設(shè)計(jì)做鋪墊，也為將來(lái)走向就業(yè)崗位打下一定的基礎(chǔ)。2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)的功能2.1調(diào)幅發(fā)射機(jī)的性能指標(biāo)由于調(diào)幅發(fā)射機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)幅簡(jiǎn)便，調(diào)制所占的頻帶窄，并且與之對(duì)應(yīng)的調(diào)幅接收設(shè)備簡(jiǎn)單，所以調(diào)幅發(fā)射機(jī)廣泛地應(yīng)用于廣播發(fā)射。在設(shè)計(jì)調(diào)幅發(fā)射機(jī)時(shí)，主要遵循如下性能指標(biāo)：l 工作頻率范圍：調(diào)幅制一般適用于中、短波廣播通信，發(fā)射機(jī)

6、的工作頻率應(yīng)根據(jù)調(diào)制方式，在國(guó)家或有關(guān)部門所規(guī)定的范圍內(nèi)選取。對(duì)調(diào)幅發(fā)射機(jī)一般在中頻（0.3-3mhz）和高頻（3-30mhz）范圍內(nèi)。 l 發(fā)射功率：一般是指發(fā)射機(jī)送到天線上的功率。只有當(dāng)天線的長(zhǎng)度與發(fā)射頻率的波長(zhǎng)可比擬時(shí)，天線才能有效地把載波發(fā)射出去。l 波長(zhǎng)與頻率的關(guān)系為：= c/f。式中， c為電磁波傳播速度，c=m/s。 l 調(diào)幅系數(shù)：調(diào)幅系數(shù)ma是調(diào)制信號(hào)控制載波電壓振幅變化的系數(shù)，ma的取值范圍為01，通常以百分?jǐn)?shù)的形式表示，即0%100%。l 非線性失真（包絡(luò)失真）：調(diào)制器的調(diào)制特性不能跟調(diào)制電壓線性變化而引起已調(diào)波的包絡(luò)失真為調(diào)幅發(fā)射機(jī)的非線性失真，一般要求小于10%。l 線

7、性失真：保持調(diào)制電壓振幅不變，改變調(diào)制頻率引起的調(diào)幅度特性變化稱為線性失真。l 噪聲電平：噪聲電平是指沒有調(diào)制信號(hào)時(shí)，由噪聲產(chǎn)生的調(diào)制度與信號(hào)最大時(shí)間的調(diào)幅度比，廣播發(fā)射機(jī)的噪聲電平要求小于0.1%，一般通信機(jī)的噪聲電平要求小于1%。2.2系統(tǒng)流程圖發(fā)射機(jī)的主要作用是完成有用的低頻信號(hào)對(duì)高頻信號(hào)的調(diào)制，將其變?yōu)樵谀骋粋€(gè)中心頻率上具有一定帶寬、適合通過天線發(fā)射出去的電磁波。調(diào)幅發(fā)射機(jī)通常由主振級(jí)、緩沖級(jí)、倍頻級(jí)、中間放大級(jí)、振幅調(diào)制、音頻放大和輸出網(wǎng)絡(luò)組成。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，載波頻率f=6mhz ，主振級(jí)采用西勒振蕩電路，輸出的載波的頻率可以直接滿足要求，不需要倍頻器。系統(tǒng)原理如下圖所示：圖表 2

8、1小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)方框圖2.3 各部分實(shí)現(xiàn)的具體功能2.3.1發(fā)射機(jī)各部分設(shè)計(jì)的原則及思路發(fā)射機(jī)的主要任務(wù)是完成有用的低頻信號(hào)對(duì)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(jī)包括三個(gè)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、倍頻器、中間放大、功放推動(dòng)級(jí)與末級(jí)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(jí)往往采用石英晶體振蕩器，并在它后面加上緩沖級(jí)，以削弱后級(jí)對(duì)主振器的影響。如果載波的頻率較高，則由于晶體頻率一般不能太高，因而在緩沖級(jí)之后還應(yīng)加一級(jí)或若干級(jí)倍頻器，以使頻率提高所需的數(shù)值。倍頻級(jí)之后還

9、需加若干級(jí)放大級(jí)，以逐步提高輸出功率，最后經(jīng)功放推動(dòng)級(jí)將功率提高到能推動(dòng)末級(jí)功放的電平，末級(jí)功放則將輸出功率提高到所需的發(fā)射電平，經(jīng)過發(fā)射天線輻射出去。低頻部分包括話筒、低頻電壓放大級(jí)、低頻功率放大級(jí)與末級(jí)低頻功率放大級(jí)。低頻信號(hào)通過逐漸放大，在末級(jí)功放處獲得所需的功率電平，以便對(duì)高頻末級(jí)功率放大器進(jìn)行調(diào)制。因此，末級(jí)低頻功率放大級(jí)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(hào)上去的過程。所以末級(jí)高頻功率放大級(jí)則成為受調(diào)放大器。2.3.2圖中各組成部分的的作用振蕩級(jí)：產(chǎn)生平率為6mhz左右的載波信號(hào)。緩沖級(jí)：將晶體振蕩級(jí)與調(diào)制級(jí)隔離，減小調(diào)制級(jí)對(duì)晶體振蕩級(jí)的影響。音頻放大級(jí)：將

10、話筒信號(hào)電壓放大到調(diào)制級(jí)所需的調(diào)制電壓。功放以及調(diào)幅級(jí)：增大載波輸出功率，將話音信號(hào)調(diào)制到載波上，產(chǎn)生已調(diào)波。輸出網(wǎng)絡(luò)級(jí)：對(duì)前級(jí)送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行功率放大，通過天線將已調(diào)高頻載波電流以電磁波的形式發(fā)射到空間。3 各部分電路設(shè)計(jì)及原理分析3.1主振級(jí)3.1.1 主振級(jí)電路設(shè)計(jì)思路主振級(jí)主振級(jí)是調(diào)幅發(fā)射機(jī)的核心部件，主要用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)頻率穩(wěn)定、幅度較大、波形失真小的高頻正弦波信號(hào)作為載波信號(hào)。振蕩器通常工作于丙類，因此它的工作狀態(tài)是非線性的。該電路通常采用晶體管lc正弦波振蕩器。lc振蕩器的基本工作原理：w 一套振蕩回路，包含兩個(gè)（或兩個(gè)以上）儲(chǔ)能元件。在這兩個(gè)元件中，當(dāng)一個(gè)釋放能量時(shí)，另一個(gè)就接收能量

11、。釋放與接收能量可以往返進(jìn)行，其頻率決定于元件的數(shù)值。w 一個(gè)能量來(lái)源，補(bǔ)充由振蕩回路電阻所產(chǎn)生的能量損失。在晶體管振蕩器中，這個(gè)能源就是直流電源。w 一個(gè)控制設(shè)備，可以使電源功率在正確的時(shí)刻補(bǔ)充電路的能量損失，以維持等幅振蕩。這是由有源器件和正反饋電路完成的。常用的正弦波振蕩器包括電容三點(diǎn)式振蕩器即考畢茲振蕩器、克拉潑振蕩器、西勒振蕩器。本級(jí)用來(lái)產(chǎn)生4mhz左右的高頻振蕩載波信號(hào)，由于整個(gè)發(fā)射機(jī)的頻率穩(wěn)定度由主振級(jí)決定，因此要求主振級(jí)有較高的頻率穩(wěn)定度，同時(shí)也要有一定的振蕩功率（或電壓），其輸出波形失真較小。為此，這里我采用西勒振蕩電路，可以滿足要求。l 西勒電路原理圖如下：圖表3 1-1西

12、勒電路原理圖為了解決頻率穩(wěn)定度和振蕩幅度的矛盾，常采用部分接入方式。由前述可知，為了保證振蕩器有一定的穩(wěn)定振幅及容易起振，當(dāng)靜態(tài)工作點(diǎn)確定后，晶體管內(nèi)部參數(shù)的值就一定，對(duì)于小功率晶體管可以近似認(rèn)為，反饋系數(shù)大小應(yīng)在0.150.5范圍內(nèi)選擇。3.1.2 主振級(jí)電路圖設(shè)計(jì)如圖3-1-2西勒振蕩器電路圖所示。、提供偏置電壓使三極管工作在放大區(qū)，起到濾波作用。輸出電路的總電容： 振蕩頻率為： 在此西勒振蕩器電路中，由于和l并聯(lián)，所以變化不會(huì)影響回路的接入系數(shù)，如果使固定，可以通過改變來(lái)改變振蕩頻率，因此，西勒振蕩器可用作波段振蕩器，適用于較寬波段工作。l 電路圖如下：圖表3 1-2主振級(jí)西勒振蕩器電路

13、3.2 緩沖級(jí)3.2.1 緩沖級(jí)設(shè)計(jì)思路為了減少后級(jí)對(duì)主振級(jí)振蕩電路振蕩頻率的影響，采用緩沖級(jí)。主振級(jí)與緩沖級(jí)聯(lián)調(diào)時(shí)會(huì)出現(xiàn)緩沖級(jí)輸出電壓明顯減小或波形失真的情況，可通過增大緩沖級(jí)的射極電阻r4來(lái)提高緩沖輸入級(jí)輸入阻抗，也可通過減小c2，即減小晶振級(jí)與緩沖級(jí)的耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)。3.2.2 緩沖級(jí)電路圖圖表3 2-1 放大級(jí)電路圖3.3放大級(jí)3.3.1放大級(jí)電路設(shè)計(jì)思路這里選用高頻小信號(hào)放大器最典型的單元電路如下圖3-3-1所示，這里由、構(gòu)成lc單調(diào)諧回路，由lc單調(diào)諧回路作為負(fù)載構(gòu)成晶體管調(diào)諧放大器。晶體管基極為正偏，工作在甲類狀態(tài)，負(fù)載回路調(diào)諧在輸入信號(hào)頻率上，能夠?qū)斎氲母哳l小信號(hào)進(jìn)行反相放大。由

14、lc調(diào)諧回路的作用主要有兩個(gè)：一是選頻濾波，選擇放大=工作信號(hào)頻率，抑制其他頻率的信號(hào)；二是提供晶體管集電極所需的負(fù)載電阻，同時(shí)進(jìn)行匹配交換。設(shè)計(jì)的推動(dòng)級(jí)采用高頻小信號(hào)諧振放大器電路。由于推動(dòng)級(jí)還起到隔離緩沖的作用，故它的電路一般用諧振放大器加一級(jí)射隨器組成。高頻小信號(hào)諧振放大器的主要性能指標(biāo)有：w 中心頻率 指放大器的工作頻率。它是設(shè)計(jì)放大電路時(shí)，選擇有源器件、計(jì)算諧振回路元器件參數(shù)的依據(jù)。w 增益 指放大器對(duì)有用信號(hào)的放大能力。通常表示為在中心頻率上的電壓增益和功率增益。 電壓增益 功率增益 式中，、分別為放大器中心頻率上的輸出、輸入電壓；、分別為放大器中心頻率上的輸出、輸入功率。w 通頻

15、帶 指放大電路增益由最大值下降3db時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻帶寬度，用表示。它相當(dāng)于輸入不變時(shí)，輸出電壓由最大值下降到0.707倍或功率下降到一半時(shí)對(duì)應(yīng)的頻帶寬度。w 選擇性 指放大器對(duì)通頻帶之外干擾信號(hào)的衰減能力。通常有兩種表征方法：（1）用矩形系數(shù)說明鄰近波道選擇性的好壞，矩形系數(shù)：表示與理想濾波特性的接近程度。矩形系數(shù)定義為或理想矩形系數(shù)應(yīng)為1，實(shí)際矩形系數(shù)均大于1。（2）用抑制比來(lái)說明對(duì)帶外某一特定干擾頻率信號(hào)抑制能力的大小，其定義為中心頻率上功率增益與特定干擾頻率上的功率增益之比。用分貝表示，則為：3.3.2 放大級(jí)電路圖設(shè)計(jì)圖表3 3-2 放大級(jí)電路圖3.4 振幅調(diào)制級(jí)3.4.1 振幅調(diào)制級(jí)設(shè)

16、計(jì)思路振幅調(diào)制的原因：從切實(shí)可行的天線出發(fā)，為使天線能有效地發(fā)送和接收電磁波，天線的幾何尺寸必須和信號(hào)波長(zhǎng)相比擬，一般不宜短于1/4波長(zhǎng)；便于不同電臺(tái)同時(shí)接收相同頻段的基帶信號(hào)；可實(shí)現(xiàn)的回路帶寬?；鶐盘?hào)特點(diǎn)：頻率變化范圍很大。低頻（音頻）: 20hz20khz高頻（射頻）: 高頻窄帶信號(hào)am廣播信號(hào): 535 1605khz，bw=20khz振幅調(diào)制器的任務(wù)是將所需傳送的信息加載到高頻振蕩中，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(shí)現(xiàn)調(diào)制的方法是屬于低電平調(diào)制，輸出功率小，必須使用高頻功率放大器才能達(dá)到發(fā)射功率的要求。采用集電極調(diào)幅電路實(shí)現(xiàn)調(diào)制的方

17、式屬于高電平調(diào)制。如果集電極調(diào)幅電路的輸出功率能夠滿足發(fā)射功率的要求，就可以在調(diào)制級(jí)將信號(hào)直接發(fā)射出去。低電平調(diào)幅電路輸出功率小，適用于低功率系統(tǒng)。它的電路形式有多種，如斬波調(diào)幅器、平衡調(diào)幅器、模擬乘法器調(diào)幅等，比較常用的是采用模擬乘法器形式制成的集成調(diào)幅電路，即集成模擬乘法器mc1496調(diào)幅。這種集成電路的出現(xiàn)，使產(chǎn)生高質(zhì)量調(diào)幅信號(hào)的過程變得極為簡(jiǎn)單，而且成本很低。高電平調(diào)幅電路輸出功率大，一般在系統(tǒng)末級(jí)直接產(chǎn)生滿足發(fā)射要求的調(diào)幅波。它的電路形式主要有集電極調(diào)幅和基極調(diào)幅兩種。集電極調(diào)幅電路的優(yōu)點(diǎn)是效率高，晶體管獲得充分的應(yīng)用；缺點(diǎn)是需要大功率的調(diào)制信號(hào)源?；鶚O調(diào)幅電路的優(yōu)缺點(diǎn)正好與之相反，

18、它的平均集電極效率不高，但所需的調(diào)制功率很小，有利于調(diào)幅發(fā)射系統(tǒng)整機(jī)的小型化。共有三種振幅調(diào)制的方法：其區(qū)別和特點(diǎn)如下圖：電壓表達(dá)式普通調(diào)幅波載波被抑制雙邊帶調(diào)幅波單邊帶信號(hào)波形圖頻譜圖信號(hào)帶寬圖表 3 4-1 三種調(diào)制方法對(duì)比常見的調(diào)幅方法主要有乘法器調(diào)幅、開關(guān)型調(diào)幅電路、晶體管調(diào)幅電路，其中晶體管調(diào)幅又分為基極調(diào)幅、集電極調(diào)幅。其原理為：調(diào)幅波的共同之處都是在調(diào)幅前后產(chǎn)生了新的頻率分量，也就是說都需要用非線性器件來(lái)完成頻率變換。這里將調(diào)制信號(hào)v與載波信號(hào)v0相加后，同時(shí)加入非線性器件，然后通過中心頻率為0的帶通濾波器取出輸出電壓vo中的調(diào)幅波成分。圖表 3 4-2 非線性調(diào)幅方框圖本設(shè)計(jì)中

19、，采用模擬乘法器mc1496構(gòu)成調(diào)幅電路。用它可以容易的實(shí)現(xiàn)兩信號(hào)的相乘，將放大的語(yǔ)音信號(hào)同高頻載波相乘，從而得到調(diào)制信號(hào)。l mc1496內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖：圖表 3 4-3 乘法器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3.4.2 振幅調(diào)制級(jí)電路圖根據(jù)上面的方案設(shè)計(jì)，選定模擬乘法器mc1496構(gòu)成的調(diào)幅電路如下圖所示。x通道兩輸入端8和10腳直流電位均為6v，可作為載波輸入通道；y通道兩輸入端1和4腳之間有外接調(diào)零電路；輸出端6和12腳外可接調(diào)諧于載頻的帶通濾波器；2和3腳之間外接y通道負(fù)反饋電阻r8。若實(shí)現(xiàn)普通調(diào)幅，可通過調(diào)節(jié)10k電位器rp1使1腳電位比4腳高，調(diào)制信號(hào)與直流電壓疊加后輸入y通道，調(diào)節(jié)電位器可改變的大小，即

20、改變調(diào)制指數(shù)ma；若實(shí)現(xiàn)dsb調(diào)制，通過調(diào)節(jié)10k電位器rp1使1、4腳之間直流等電位，即y通道輸入信號(hào)僅為交流調(diào)制信號(hào)。為了減小流經(jīng)電位器的電流，便于調(diào)零準(zhǔn)確，可加大兩個(gè)750電阻的阻值，比如各增大10。mc1496線性區(qū)好飽和區(qū)的臨界點(diǎn)在15-20mv左右，僅當(dāng)輸入信號(hào)電壓均小于26mv時(shí)，器件才有良好的相乘作用，否則輸出電壓中會(huì)出現(xiàn)較大的非線性誤差。顯然，輸入線性動(dòng)態(tài)范圍的上限值太小，不適應(yīng)實(shí)際需要。為此，可在發(fā)射極引出端2腳和3腳之間根據(jù)需要接入反饋電阻r8=1k，從而擴(kuò)大調(diào)制信號(hào)的輸入線性動(dòng)態(tài)范圍，該反饋電阻同時(shí)也影響調(diào)制器增益。增大反饋電阻，會(huì)使器件增益下降，但能改善調(diào)制信號(hào)輸入的

21、動(dòng)態(tài)范圍。mc1496可采用單電源，也可采用雙電源供電，其直流偏置由外接元器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。1腳和4腳所接對(duì)地電阻r5、r6決定于溫度性能的設(shè)計(jì)要求。若要在較大的溫度變化范圍內(nèi)得到較好的載波抑制效果（如全溫度范圍-55至+125），r5、r6一般不超過51；當(dāng)工作環(huán)境溫度變化范圍較小時(shí)，可以使用稍大的電阻。圖表 3 44振幅調(diào)制級(jí)電路圖3.5 音頻放大級(jí)如下圖所示的音頻放大電路，采用ua741對(duì)由話筒或ck插座輸入的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行不失真的放大。圖表 3 5-1音頻放大電路圖4電路參數(shù)選擇及仿真結(jié)果選參數(shù)時(shí)所需考慮的幾點(diǎn)：w 晶體管選擇： 從穩(wěn)頻的角度出發(fā),應(yīng)選擇ft較高的晶體管,這樣晶體管內(nèi)部相移較小

22、。通常選擇ft >(310)f1max。同時(shí)希望電流放大系數(shù)大些,這既容易振蕩,也便于減小晶體管和回路之間的耦合。 w 直流饋電線路的選擇 ：為保證振蕩器起振的振幅條件,起始工作點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在線性放大區(qū);從穩(wěn)頻出發(fā),穩(wěn)定狀態(tài)應(yīng)在截止區(qū),而不應(yīng)在飽和區(qū),否則回路的有載品質(zhì)因數(shù)ql將降低。所以,通常應(yīng)將晶體管的靜態(tài)偏置點(diǎn)設(shè)置在小電流區(qū),電路應(yīng)采用自偏壓。 w 振蕩回路元件選擇： 從穩(wěn)頻出發(fā),振蕩回路中電容c應(yīng)盡可能大,但c過大,不利于波段工作;電感l(wèi)也應(yīng)盡可能大,但l大后,體積大,分布電容大,l過小,回路的品質(zhì)因數(shù)過小,因此應(yīng)合理地選擇回路的c、l。在短波范圍,c一般取幾十至幾百皮法,l一般取0

23、.1至幾十微亨。 w 反饋回路元件選擇： 反饋系數(shù)的大小應(yīng)在下列范圍選擇f0.10.54.1振蕩級(jí)的計(jì)算與仿真結(jié)果l 參數(shù)計(jì)算已知條件：vcc=12v，fo=7mhz，選擇的晶體管型號(hào)是3dg12b，其放大倍數(shù)=50，icq=3ma，vceq=6v,veq=0.2vcc.依據(jù)電路計(jì)算：r3= (vceq- veq)/ icq=(12-6-0.2×12)v/3×ma=1.2kr4=veq/icq=0.2×12v/3×ma=800，故取標(biāo)值為r4=810ibq=icq/=3ma/50=0.06 mar2=vbq/10ibq=(veq+0.7)v/10

24、5;0.06×ma=5.1kr1=vcc-vbq/10ibq=(12-3.1)v/0.6×ma=15k可取r1=10k+10k的可變電位器來(lái)調(diào)整偏置。取c4=5/20pfc5=20pf，則f= c4/c5=1/2ma, c4/c5<< c1, c4/c5<<c2令c1=470pf，則c2=2c1=2×470pf=940pf，取標(biāo)稱值1000pf即可。l 仿真結(jié)果圖表4 1 振蕩級(jí)仿真結(jié)果4.2 緩沖級(jí)的計(jì)算與仿真結(jié)果l 仿真結(jié)果圖表4 2 緩沖級(jí)仿真結(jié)果4.3 放大級(jí)晶體管的選擇l 參數(shù)計(jì)算集電極瞬時(shí)電壓為 ，其最大值為，當(dāng)ma0.5時(shí)，v

25、c,max 24v。集電極輸出的功率為156.25mw（末級(jí)激勵(lì)功率125mw），若取ap10 db（10倍），則末級(jí)激勵(lì)功率為156.25mw/10=15.6mw,可選用3dg130，其參數(shù)為icm300ma, ft200mhz, bvceo60v,ppcm=0.7w,振蕩管的選擇，要求bvceo50, ft10f0,仍選用3dg130。l 仿真結(jié)果圖表4 3 放大級(jí)電路仿真結(jié)果4.4振幅調(diào)制級(jí)參數(shù)的計(jì)算與仿真l 參數(shù)計(jì)算已知條件：=12v，fo=3.579mhz，=0.5w，=可設(shè)輸出變壓器的效率為=0.7=0.714w設(shè)功率放大器在載波點(diǎn)于臨界狀態(tài)，可知：=100.84 =0.118a=

26、0.271a=0.2530.271=0.069a= =0.069=0.828w=-=0.828-0.714=0.114w=86.23% l 仿真結(jié)果圖表4 4 振幅調(diào)制級(jí)電路仿真結(jié)果4.5 音頻放大級(jí)電路參數(shù)計(jì)算及仿真結(jié)果l 仿真結(jié)果圖表4 5 音頻放大級(jí)電路仿真結(jié)果5 結(jié)論由于工作頻率的升高，分布參數(shù)及各種耦合與干擾對(duì)高頻電路的影響，比低頻電路更加明顯。因此，理論估算的工作狀態(tài)與實(shí)際電路仿真到的狀態(tài)之間，往往會(huì)存在一定的差異。有時(shí)，在仿真過程中元件參數(shù)甚至需要較大的修改，才能達(dá)到預(yù)期的效果。所以，高頻電路的仿真過程與其設(shè)計(jì)過程同樣重要，有時(shí)比設(shè)計(jì)過程更復(fù)雜，除了需要經(jīng)驗(yàn)以外，更需要細(xì)致耐心、

27、棄而不舍的精神。不能急躁，更不能盲目地更改元件參數(shù)，否則事倍功半，達(dá)不到預(yù)期效果。另外，在實(shí)際的操作過程中，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，許多問題并不是由于電路本身的故障引起的，而恰恰是由于我們未能正確使用測(cè)試儀器，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果錯(cuò)誤。因此，在調(diào)試電路之前，花些時(shí)間學(xué)習(xí)測(cè)試設(shè)備的使用方法，掌握它對(duì)某類被測(cè)電路的測(cè)試功能和限制條件，對(duì)于快速診斷電路故障是非常重要的，往往可以達(dá)到事半功倍的效果。同時(shí)，不能忽略連接到電路上的測(cè)試設(shè)備可能對(duì)電路性能帶來(lái)的影響。電路的安裝、調(diào)試順序一般從前級(jí)單元電路開始，向后逐級(jí)進(jìn)行。即先將各單元電路彼此斷開，從第一級(jí)開始調(diào)整單元電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，以及交流狀態(tài)下的性能指標(biāo)；然后與下一級(jí)連

28、接，進(jìn)行逐級(jí)聯(lián)調(diào)，直到整機(jī)仿真；最后進(jìn)行整體電路技術(shù)指標(biāo)測(cè)試。單元電路的調(diào)試，以振蕩器為例。常見的故障是，電路設(shè)計(jì)完畢，上電后，沒有信號(hào)輸出。在確認(rèn)硬件電路連接沒有問題后，檢查電路是否起振?？梢酝ㄟ^測(cè)量發(fā)射極直流電壓進(jìn)行判斷：起振后的射極電壓值應(yīng)大于靜態(tài)（未振蕩時(shí)）射極電壓值。若電路未起振，多是由于靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置不當(dāng)引起的，可將基極偏置電阻之一安裝電位器，以便調(diào)節(jié)工作點(diǎn)。在逐級(jí)聯(lián)調(diào)時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)調(diào)試合格的單元電路在聯(lián)調(diào)時(shí)性能參數(shù)發(fā)生很大變化的現(xiàn)象，這時(shí)，切不可盲目更改元件參數(shù)。故障原因多是由于單級(jí)調(diào)試時(shí)沒有接負(fù)載，而與下一級(jí)連接后，下一級(jí)的等效輸入阻抗必然對(duì)本級(jí)性能產(chǎn)生一定的影響；或是所接負(fù)載

29、與實(shí)際電路中的負(fù)載不等效；或是整機(jī)的聯(lián)調(diào)又引入了新的分布參數(shù)。因此，整體仿真時(shí)需仔細(xì)分析故障原因。在逐級(jí)聯(lián)調(diào)時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象：?jiǎn)为?dú)加測(cè)試信號(hào)調(diào)試合格的單元電路，在與前級(jí)或下級(jí)電路連接后，沒有輸出或輸出信號(hào)不正常。這時(shí)要考慮，各級(jí)相連的電路對(duì)其輸入信號(hào)幅度及功率的要求是否達(dá)到，也就是說，單元電路僅僅有輸入信號(hào)是不夠的，還要保證其輸入信號(hào)的參數(shù)滿足本級(jí)電路的要求。例如調(diào)幅接收機(jī)中的二極管大信號(hào)包絡(luò)檢波器，就要求輸入調(diào)幅波的幅度達(dá)到幾百mv以上。在單獨(dú)調(diào)試單元電路時(shí)，可借助測(cè)試儀器（如信號(hào)發(fā)生器、示波器等）確定電路達(dá)到最佳工作狀態(tài)所需的輸入信號(hào)幅值及頻率參數(shù)等。在整體仿真時(shí)，重點(diǎn)應(yīng)關(guān)注整體性能

30、是否達(dá)到指標(biāo)要求。在整體各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到要求的前提下，中間各別單元電路輸出波形的輕度失真是允許的。隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展，在電路設(shè)計(jì)中可利用合適的仿真軟件來(lái)輔助設(shè)計(jì)，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。但同時(shí)也必須注意到，在電路的實(shí)際安裝、調(diào)試中，尤其是高頻模擬電路的安裝、調(diào)試過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)仿真中所不能發(fā)現(xiàn)的故障現(xiàn)象，這是由于實(shí)際電路環(huán)境中各種條件，如電路板材質(zhì)、元器件參數(shù)、溫度、濕度、輻射等等因素的不確定性所導(dǎo)致的結(jié)果。而這些條件在仿真軟件中是很難模擬的。6 心得體會(huì)通過這次的高頻課程設(shè)計(jì)，我收獲了頗多：首先，通過對(duì)高頻知識(shí)的掌握，初次利用multisim軟件設(shè)計(jì)了一個(gè)小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)。我根據(jù)先局部后整體的設(shè)

31、計(jì)方案，先將小信號(hào)調(diào)幅發(fā)射機(jī)的各部分電路設(shè)計(jì)出來(lái)，并且單獨(dú)進(jìn)行仿真和調(diào)試，然后再進(jìn)行調(diào)試并且仿真。在設(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)中都遇到了很多問題：首先，參數(shù)的選定很難，課堂上基本上是分析電路的原理功能和計(jì)算電路的性能指標(biāo)，很少親自選定器件的參數(shù)，從資料或網(wǎng)上得到的數(shù)據(jù)很多都有問題；必須經(jīng)過修正和調(diào)試才能確定出器件的參數(shù)，只有正確的參數(shù)，才能夠設(shè)計(jì)出我們所想要的輸出結(jié)果，參數(shù)的正確性可以說決定著設(shè)計(jì)成功的50%；其次，有些時(shí)候理論上符合要求的電路，仿真后卻得不到相應(yīng)的結(jié)果，尤其是整機(jī)聯(lián)接的時(shí)候出現(xiàn)了更多問題，也花費(fèi)了很多時(shí)間（其實(shí)差不多一半的時(shí)間都在進(jìn)行整機(jī)調(diào)試和修正），比如主振級(jí)與緩沖級(jí)聯(lián)調(diào)時(shí)緩沖級(jí)輸出電壓明顯減小并且波形失真嚴(yán)重，開始的時(shí)候，主振級(jí)甚至起振不起來(lái)，還有就是調(diào)幅失真，問題更加復(fù)雜。當(dāng)然也正是由于問題的出現(xiàn)，我才學(xué)到了更多的知識(shí)，以及設(shè)計(jì)的技巧，對(duì)multisim軟件的應(yīng)用也更加熟練了。出現(xiàn)問題的時(shí)候，首先思考出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)，然后借助于從圖書館借的幾本書，有時(shí)候直接上網(wǎng)查詢，也