哈工大設(shè)計(jì)報(bào)告模版3

1、通信電子線路課程設(shè)計(jì)2014年11月哈爾濱工業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)題目： 中波電臺(tái)發(fā)射與接收系統(tǒng)_ 院 系： 電信學(xué)院 班 級(jí)： 1 發(fā)射系統(tǒng)1-1功能框圖本地振蕩器模擬乘法器高頻小信號(hào)放大器調(diào)制信號(hào)緩沖器中波電臺(tái)發(fā)射系統(tǒng)功能框圖1、本地振蕩器：用來(lái)產(chǎn)生高頻載波，在本設(shè)計(jì)中采用頻率穩(wěn)定度較高的西勒振蕩器。其中還包含一個(gè)射極跟隨器，他是一個(gè)共集電極放大電路，只能放大電流，不能放大電壓，而且經(jīng)過(guò)特定設(shè)置輸入阻抗很大輸出阻抗很小，這樣就能盡量減小兩極之間的相互影響。2、緩沖器： 利用設(shè)計(jì)跟隨器，起到緩沖作用，減小后級(jí)電路對(duì)振蕩器的影響3、模擬乘法器： 利用MC1496構(gòu)建幅度調(diào)制電路。4、高頻小信號(hào)放大器：由于

2、模擬乘法器是一個(gè)低電平調(diào)幅，適用于小信號(hào)，出來(lái)的信號(hào)達(dá)不到所要求的功率，因此需要一個(gè)功率放大器使得電路達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的發(fā)射功率。1-2電路組成1-2-1 西勒振蕩電路西勒振蕩器原理電路圖如下：西勒振蕩電路原理圖首靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置：由R1、R2、R3和R4為三極管提供偏置電壓和電流，同時(shí)要考慮到避免底部失真和削頂失真的出現(xiàn)，經(jīng)調(diào)試，取，對(duì)應(yīng)的偏置電阻R1、R2、R3、R4分別取、，三極管放大倍數(shù)約為60倍。 電感L2為高頻扼流圈，穎應(yīng)采用較大的電感，這里取20mH。 諧振回路的計(jì)算： 諧振頻率計(jì)算公式： 當(dāng)C2>>C4,C3>>C4時(shí)，起振條件是：AF>1, 其中F

3、=C3/C4。根據(jù)任務(wù)要求，這里振蕩頻率取1MHz，L2取100uH， 根據(jù)，可以的得出C4+C5=252pF。仿真時(shí)，得出的頻率有些偏差，又稍微調(diào)整下，最終頻率穩(wěn)定在1.001MHz左右。西勒振蕩器輸出波形及其頻率如下圖：1-2-2.緩沖器緩沖隔離級(jí)將振蕩級(jí)與功放級(jí)隔離,以減小功放級(jí)對(duì)振蕩級(jí)的影響,因?yàn)楣Ψ偶?jí)輸出信號(hào)較大,工作狀態(tài)的變化會(huì)影響振蕩器的頻率穩(wěn)定度或波形失真或輸出電壓減小。為減小級(jí)間相互影響，通常在中間插入緩沖隔離級(jí)。緩沖隔離級(jí)經(jīng)常采用射極跟隨器電路，如圖所示。射級(jí)跟隨器電路圖調(diào)節(jié)射極電阻，可以改變射極跟隨器輸入阻抗，如果忽略晶體管基極體電阻的影響，則射極輸出器的輸入電阻輸出電阻

4、式中，很小，所以可將射極輸出器的輸出電路等效為一個(gè)恒壓源，電壓放大倍數(shù)一般情況下，所以圖示射極輸出器具有輸入阻抗高、輸出阻抗低、電壓放大倍數(shù)近似于1的特點(diǎn)。晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)位于交流負(fù)載的中點(diǎn)，一般取，對(duì)于圖示電路，若取，則取R7=1k,R8為1k的電位器1-2-3模擬乘法器利用MC1496搭建模擬乘法器。由于multisim中沒(méi)有MC1496，我自行搭建了一個(gè)，內(nèi)部電路如下圖所示：MC1496內(nèi)部電路圖及引腳圖MC1496構(gòu)成的振幅調(diào)制器電路如圖所示。 其中載波信號(hào)經(jīng)高頻耦合電容C2從10腳輸入，C3為高頻旁路電容，使8腳接地。調(diào)制信號(hào)經(jīng)低頻耦合電容C3，從4腳輸入。調(diào)幅信號(hào)從12腳、6腳

5、輸出。電位器R15可以調(diào)節(jié)ma的值，也可以是電路對(duì)稱，減小載波信號(hào)輸出。將振蕩器、緩沖器與乘法器連接。由于MC1496要求小信號(hào)輸入，而振蕩器輸出電壓較大，所以加了變壓器將電壓減小為10+mV（變壓器封裝在“振蕩器&緩沖器”中），通過(guò)耦合電容從C2從10腳輸入。利用振幅為5mV,頻率為2kHz的正弦波電源作為調(diào)制信號(hào)通過(guò)耦合電容C3從4腳輸入。電路圖如下圖所示：通過(guò)調(diào)節(jié)電位器R15可以改變調(diào)制度.當(dāng)R15=50k×30時(shí)，調(diào)制度約為，輸出調(diào)幅波如下圖所示：1-2-4高頻小信號(hào)放大器高頻小信號(hào)放大器波特儀用來(lái)觀察放大倍數(shù)?？梢钥吹剑摲糯笃鞯姆糯蟊稊?shù)大約為42db，且在中心頻率

6、大約為1Mhz處得到的放大效果最強(qiáng)。將掃描時(shí)間減小的結(jié)果：說(shuō)明：由以上的示波器結(jié)果可以看出，該發(fā)射機(jī)完成了載波調(diào)幅的功能，輸出的波形有一些毛刺，應(yīng)屬于正常誤差。2 接收系統(tǒng)2-1功能框圖高頻信號(hào)中頻放大器檢波器緩沖器混頻器本地振蕩器低頻放大器緩沖器1、高頻信號(hào)：實(shí)際生活中，高頻信號(hào)為無(wú)線廣播電臺(tái)等發(fā)出的信號(hào)，這兒用上一級(jí)發(fā)射系統(tǒng)產(chǎn)生的信號(hào)作為此處的高頻信號(hào)。2、本地振蕩器、緩沖器： 席勒振蕩器產(chǎn)生本地振蕩信號(hào)，緩沖器在發(fā)射系統(tǒng)中已經(jīng)介紹過(guò)，此處被再贅述。3、混頻器： 利用MC1496構(gòu)建混頻器?；祛l后，高頻信號(hào)變成固定中頻465kHz信號(hào)。4、中頻放大器：從混頻器輸出的信號(hào)較小，不適益進(jìn)行檢波

7、，利用中頻放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，以達(dá)到檢波條件。5、檢波器： 中頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，得到調(diào)制信號(hào)。6、低頻放大器： 利用運(yùn)算放大器構(gòu)建低頻同相放大器對(duì)檢波器解調(diào)所得信號(hào)進(jìn)行適度放大。2-2 電路組成:2-2-1本地振蕩器：利用發(fā)射系統(tǒng)中相同方法設(shè)計(jì)西勒振蕩器，以產(chǎn)生本地振蕩信號(hào)，因?yàn)橐螅?中波頻率為465kHz，則本振信號(hào)頻率為：1MHz-465kHz=535kHz.靜態(tài)工作點(diǎn)與發(fā)射系統(tǒng)中的振蕩器相同，此處不再贅述。電路圖如下圖所示：產(chǎn)生的高頻波如下圖所示：2-2-2混頻器:混頻器電路圖如下：通過(guò)調(diào)節(jié)R15可改變調(diào)制度.用如下圖所示的兩電源代替高頻信號(hào)，和本振信號(hào)輸出波形如下圖所示：輸出頻率由探

8、針測(cè)得465kHz.2-2-3中頻放大器用AM電源代替混頻器輸出的中頻信號(hào)靜態(tài)工作點(diǎn)分析：假設(shè)，取Re=1k, Rc=2k,=60.不難求得 Rb2=13.25k, Rb1=40.07kC14和L1構(gòu)成諧振回路，諧振頻率為465kHz,根據(jù)公式: ，取L1=25uH，C14=469nF，中頻放大電路如下：中頻放大電路波形如下，紅色為輸出，紫色為輸入2-2-4檢波器檢波電路就是采用二極管包絡(luò)檢波。對(duì)于二極管包絡(luò)檢波電路，因?yàn)槎O管只是在輸入信號(hào)正半周的峰值附近一部分時(shí)間導(dǎo)電，二極管一直處于充放電狀態(tài)，形成鋸齒狀波形。檢波電路如下圖所示:檢波電路低通濾波器R1C1具有一定的頻率特性，電容C1的主要

9、作用是濾除調(diào)幅波中的載波頻率分量，所以應(yīng)該滿足但當(dāng)C取值過(guò)大時(shí)，對(duì)于檢波后輸出電壓的頻率來(lái)說(shuō)，C的容抗將產(chǎn)生旁路作用，引起頻率失真，為了不產(chǎn)生失真，應(yīng)滿足：又耦合電容C2將影響檢波器頻率的輸出電壓，必須滿足：才能不失真。還需要滿足R1C1不會(huì)過(guò)大，以至于產(chǎn)生惰性失真。經(jīng)過(guò)計(jì)算和調(diào)試，最終取C1=22nF，C2=0.1uF，R1=2,3k，R2=50k輸出波形如下圖所示：2-2-4低頻放大器電路圖如下圖所示：利用運(yùn)放的特性，6腳和5腳電位相同，輸入信號(hào)通過(guò)C1輸入，引起6腳處電位變化，則5腳處電位變化，1腳為輸出端, 經(jīng)過(guò)耦合電容C2輸出，1腳處電壓U1=U5*(R3+R1)/R1.輸入與輸出波形如下圖所示：當(dāng)加上8的負(fù)載電阻時(shí)，調(diào)節(jié)電位器R3，使輸出功率為0.25w,如下圖所示：總結(jié)分析：在電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)并未考慮到的一些問(wèn)題可能會(huì)導(dǎo)致最終輸出波形產(chǎn)生失真現(xiàn)象，或者在將前后電路進(jìn)行連接時(shí)，后級(jí)電路影響前級(jí)電路的工作狀態(tài)。例如在將混頻器和檢波器進(jìn)行連接時(shí)，發(fā)現(xiàn)混頻器輸出波形出現(xiàn)較大失真，斷開時(shí)則不