高頻期中論文要點(diǎn)

1、小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)電路的設(shè)計(jì)e一、設(shè)計(jì)目的1 . 了解無線電通信原理2 .熟悉調(diào)幅廣播和超外差接收的方框圖3 .學(xué)會(huì)小功率發(fā)射機(jī)的安裝與調(diào)試技術(shù)二、儀器與器材儀器設(shè)備：示波器一臺(tái)，直流穩(wěn)壓電源一臺(tái)，超外差收音機(jī)一部， 錄音機(jī)一部，萬用表一塊。元器件：瓷片電容：0.01 fk、120p、300p、68p;電解電容：10 f= x2、 100 f;電阻：6.2k q xj 33kq x2 56q、1kqx2 8.2k q 10kq、 2kq、150q、680kq、47kq、220q;電位器：1kq;三極管：3dg6bx 2、 3dg12b;變壓器：ttl-3型x3；耳機(jī)插孔；自制天線。三、小功率調(diào)幅

2、法設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方案調(diào)幅發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)原則（一）方框圖下圖為最基本的調(diào)幅發(fā)射機(jī)的方框圖。（二）技術(shù)指標(biāo) 調(diào)幅發(fā)射機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)：載波頻率，載波頻 率 的穩(wěn)定度，輸出負(fù)載電阻rl,發(fā)射功率pl,發(fā)射機(jī)效率，調(diào)幅系數(shù) ma,調(diào)制頻率f。1. 發(fā)射功率發(fā)射功率一般是指發(fā)射機(jī)輸送到天線上的功率。只有當(dāng) 天線的長度與發(fā)射機(jī)高頻振蕩的波長入相比擬時(shí)，天線才能有效地把 載波發(fā)射出去。波長與頻率的關(guān)系為：入=儀f式中，c為電磁波傳播速度，c=3xi08m/s。若接收機(jī)的靈敏度us=2v,則通信距離s與發(fā)射功率pa 的關(guān)系為 表 1 小功率發(fā)射系統(tǒng)的功率與通信距離的關(guān)系2. 工作頻率或波段發(fā)射機(jī)的工作頻率應(yīng)根據(jù)調(diào)制方

3、式，在國家或有關(guān)部門所規(guī)定的范圍內(nèi)選取。 對(duì)調(diào)頻發(fā)射機(jī)， 工作頻率一般在超短波( 30-300mhz )范圍內(nèi)；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)。3. 總效率發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射的總功率pa 與其消耗的總功率pc 之比稱為發(fā)射系統(tǒng)的總效率(三)電路型式選擇調(diào)幅發(fā)射機(jī)是由主振器，緩沖級(jí)，高頻電壓放大器，振幅調(diào)制器，高頻功率放大器等電路組成。1. 主振器主振器就是高頻振蕩器，根據(jù)載波頻率的高低，頻率穩(wěn)定度來確定電路型式。 高頻電子線路所討論的工作頻率是幾百千赫到幾百兆赫， 而課程設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的最高頻率受到實(shí)驗(yàn)條件的限制， 一般選在 30 兆赫以下。 電容三點(diǎn)式

4、振蕩器的輸出波形比電感三點(diǎn)式振蕩器的輸出波形好。 這是因?yàn)殡娙萑c(diǎn)式振蕩器中， 反饋是由電容產(chǎn)生的，高次諧波在電容上產(chǎn)生的反饋壓降較小， 輸出中高頻諧波?。?而在電感三點(diǎn)式振蕩器中， 反饋是由電感產(chǎn)生的， 高次諧波在電感上產(chǎn)生的反饋壓降較大。 另外， 電容三點(diǎn)式振蕩器最高工作頻率一般比電感三點(diǎn)式振蕩器的高。 這是因?yàn)樵陔姼腥c(diǎn)式振蕩器中，晶體管的極間電容與回路電感相并聯(lián)， 在頻率高時(shí)可能改變電抗的性質(zhì)； 在電容三點(diǎn)式振蕩器中，極間電容與電容并聯(lián)，頻率變化不改變電抗的性質(zhì)。因此振蕩器的電路型式一般采用電容三點(diǎn)式。 在頻率穩(wěn)定度要求不高的情況下， 可以采用克拉潑， 西勒電路。 頻率穩(wěn)定度要求高的情

5、況下，可以采用晶體振蕩器，也可以采用單片集成振蕩電路。 頻率穩(wěn)定度是振蕩器的一項(xiàng)十分重要的技術(shù)指標(biāo)， 表示一定時(shí)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(duì)變化程度，振蕩頻率的相對(duì)變化量越小，則表明振蕩頻率穩(wěn)定度越高。 式中為標(biāo)稱頻率，為實(shí)際工作頻率。改善頻率穩(wěn)定度，從根本上來說就是力求減少振蕩頻率受溫度等外界因素影響的程度， 振蕩回路是決定振蕩頻率的主要部件。 因此， 改善振蕩頻率穩(wěn)定度的最重要措施是提高振蕩回路在外界因素變化時(shí)保持諧振頻率不變的能力。 這就是通常所謂的提高振蕩回路標(biāo)準(zhǔn)性。提高振蕩回路標(biāo)準(zhǔn)性，除了采用高 q 值和高穩(wěn)定的回路電容和電感外， 還可以采用與正溫度

6、系數(shù)電感作相反變化的負(fù)溫度系數(shù)電容， 實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償?shù)淖饔茫?或采用部分接入的方法以減小不穩(wěn)定的晶體管極間電容和分布電容對(duì)振蕩頻率的影響 （詳見參考資料） 。2. 高頻電壓放大器 高頻電壓放大器的任務(wù)是將振蕩電壓放大以后送到振幅調(diào)制器， 可以選用高頻調(diào)諧放大器。 需要使用幾級(jí)放大器要看振幅調(diào)制器選擇什么樣的電路型式。 如果選用集成模擬乘法器作振幅調(diào)制器，輸入信號(hào)是小信號(hào)。當(dāng)振蕩器輸出電壓能夠滿足要求時(shí)，可以不加高頻電壓放大器。 如果采用集電極調(diào)幅電路， 就要使用一至二級(jí)高頻電壓放大器， 以滿足集電極調(diào)幅的大信號(hào)輸入。 諧振放大器首先應(yīng)調(diào)整每一級(jí)所需的直流工作點(diǎn)，但要注意一點(diǎn)：在多級(jí)諧振放大器中，

7、由于增益高，容易引起自激振蕩。因此， 在測(cè)試其直流工作點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先用示波器觀察一下放大器的輸出端是否有自激振蕩波形。 如果已經(jīng)有自激振蕩， 應(yīng)先設(shè)法排除它，然后再測(cè)試其直流工作點(diǎn)。否則，所測(cè)數(shù)據(jù)是不準(zhǔn)確的。對(duì)于調(diào)諧放大器的頻率特性、 增益及動(dòng)態(tài)范圍的調(diào)整及測(cè)試， 一般有兩種方法，一種是逐點(diǎn)法；一種是掃頻法。后者比較簡單、直觀。但由于其頻標(biāo)較粗，對(duì)于窄帶調(diào)諧放大器難以精確測(cè)試。3. 振幅調(diào)制器 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

8、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。4. 高頻功率放大器 高頻功率放大器是調(diào)幅發(fā)射機(jī)的末級(jí)，它的任務(wù)是要給出發(fā)射機(jī)所需要的輸出功率。 本設(shè)計(jì)研究的是小功率調(diào)幅發(fā)射系統(tǒng)，通常采用丙類功率放大器，如果一級(jí)不能滿足指標(biāo)要求，可以選用兩級(jí)。 一般末級(jí)功率放大器工作在臨界狀態(tài)， 中間級(jí)可以工作在弱過壓狀態(tài)。 調(diào)幅發(fā)射機(jī)的各單元電路可以用分立元件組成的電路完成，也可以用集成電路來完成。u 二設(shè)計(jì)任務(wù)技術(shù)指標(biāo)：載波頻率f0 =10mhz ,載波頻率穩(wěn)定度不低于10-3 ,輸

9、出負(fù)載rl=50q ,總的輸出功率pa=200mw ，調(diào)幅系數(shù)平均值ma=30% 。 調(diào)制頻率f=20hz20khz.四、設(shè)計(jì)電路圖 是一個(gè)小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)的電路。 具特點(diǎn)是電路簡單、取材方 便、調(diào)試容易、實(shí)驗(yàn)效果良好?？捎脕碜髡{(diào)幅廣播與接收、無線電話 等多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。該電路由 低頻振蕩（低頻放大）、高頻振蕩及調(diào)制發(fā)射三 部分電路組成。vt13dgsbvt2 3dg6bvt3 3dg12b圖 小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)電路其中晶體管vtl及其外圍元件構(gòu)成rc移相振蕩器。f=1/（2兀rc）二 1khz,輸出的信號(hào)作為低頻調(diào)制信號(hào)。當(dāng)插頭插入插口ck后，rc振蕩器變?yōu)榈皖l放大器，可由外部輸入音頻信號(hào)經(jīng)放大后作

10、為低頻調(diào)制信號(hào)。rw、c5構(gòu)成交流負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，調(diào)節(jié)rw可連續(xù)地改變交流負(fù) 反饋的強(qiáng)度，從而改變了放大器的增益，因此改變了輸出的低頻振蕩信號(hào)或音頻信號(hào)的幅度，所以 rw可作為調(diào)幅度調(diào)節(jié)電位器。變壓器trl可采用收音機(jī)中低放電路的輸入變壓器。晶體管vt2及其外圍元件構(gòu)成電容三點(diǎn)式振蕩器， 該電路輸出的高頻等幅正弦信號(hào)作為高頻載波fc 。電感l(wèi)l 采用 ttl-3 中周的初級(jí)線圈。晶體管vt3 及其外圍元件構(gòu)成調(diào)制發(fā)射電路。 由于硅管發(fā)射結(jié)的門限電壓高， 為提高調(diào)制靈敏度和減小調(diào)制失真，給vt3 的發(fā)射結(jié)加上了適當(dāng)?shù)恼蚱珘海?.40.5v）,使其工作狀態(tài)接近于乙類。當(dāng)?shù)皖l調(diào)制信號(hào)f 和高頻載波fc

11、 同時(shí)加到vt3 的基極上時(shí)， 由于發(fā)射結(jié)的非線性，使輸出電流中除了基波分量f 和 fc 外，還產(chǎn)生了一系列諧波分量，包括差頻分量（fc- f）及和頻分量（%+f）。將vt3的 集電極負(fù)載lc回路調(diào)諧在載波頻率fc上，因lc回路的選頻作用， 該回路便產(chǎn)了由fc、（fcf）、（fc+f）所組成的調(diào)幅信號(hào)。調(diào)幅信號(hào)由 天線發(fā)射出去。電感l(wèi)2 采用 ttl-3 中周的初級(jí)線圈。五、設(shè)計(jì)制作步驟1 按圖 自制電路板一塊;2 .檢查、處理元件。3 .電路的調(diào)整（ 1）檢查電路的安裝有無錯(cuò)誤；（2）接通電源，調(diào)整電阻r3,使ici=2ma。將示波器接在測(cè)試點(diǎn)（vt1 的集電極）上 ,電路常時(shí)可顯示出 f=

12、1khz 的正弦波。若無正弦波出現(xiàn)，需調(diào)節(jié)rw 提高放大器的增益，以使電路起振。調(diào)節(jié)rw觀察振蕩波形幅度的連續(xù)變化， 其峰一峰值電壓最大可達(dá)1ov 左右。（3）斷開電容c6,調(diào)整調(diào)整電阻使2=0.60.8ma。（4）接上c6,將示波器接到測(cè)試點(diǎn)（vt2的集電極）上，電 路正常時(shí)可顯示出fc=750khz、vp-p=10v以上的正弦波。調(diào)節(jié) li的 磁芯可微調(diào)fc；若較大范圍地改變,需改變c8或c9。（5）調(diào)整 r13,使 vb3=0.40.5v。3.以上調(diào)試完畢，電路工作正常后，就可以進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操 作了。利用示波器測(cè)出f、fc的頻率，分別觀察測(cè)試點(diǎn)、上 的波形。測(cè)試點(diǎn)上為f、fc線性疊加的

13、波形；電路正常時(shí)，測(cè)試點(diǎn) 上可觀察到由fc、（fc f）、（fc+f）所組成的調(diào)幅信號(hào)的波形， 適當(dāng)調(diào)節(jié)rw及l(fā)2的磁芯，可得到vp-p達(dá)20v左右且不失真的調(diào)幅波。 調(diào)節(jié)rw可連續(xù)穩(wěn)定地改變調(diào)幅度。測(cè)試點(diǎn)上是由發(fā)射結(jié)對(duì)測(cè)試點(diǎn) 上線性疊加倍號(hào)高頻整流后產(chǎn)生的脈沖電壓波形。 將測(cè)試點(diǎn)、 、上的波形畫下來，根據(jù)測(cè)試結(jié)果，總結(jié)調(diào)幅電路的工作原 理。該電路由低頻振蕩（低頻放大卜高頻振蕩及調(diào)制發(fā)射三部分電路組 成。（1）低頻振蕩部分頻率在10hz以下的振蕩器采用rc振蕩器是很適合的。這里采用齊納 二極管來穩(wěn)定輸出幅度，輸出的峰-峰電壓可在04v間調(diào)整，頻率 為6.5hz。如采用圖中括弧內(nèi)的數(shù)值，頻率可低

14、至 0.01hz。振蕩器吸 取的電流約為3ma低頻振蕩電路bowbc2 5cb(2)高頻振蕩電路部分電路如圖所示。高頻振蕩器的主振級(jí)由 vt1、vt2組成。正反饋經(jīng)r1、sjt、c1c4型選頻網(wǎng)絡(luò)加到vt1的基極，vt1為射極跟隨器，以提供高輸入阻抗，保證石英晶體 sjt能穩(wěn)定的工作。vt2為具有一 定放大能力的反相器，其輸出作為 vt1的反饋源。主振級(jí)的輸出，加 到由vt3 vt4構(gòu)成的直流負(fù)反饋的放大整形電路，輸出為矩形波。vt5為限幅跟隨器，它以低輸出阻抗向輸出 uo和告警電路提供高頻 信號(hào)。由于最后采取了限幅措施，所以高頻幅度不需要調(diào)整就可以保 證處于額定電平范圍之內(nèi)。根據(jù)載波頻率的高

15、低，頻率穩(wěn)定度來確定電路型式。高頻電子線 路所討論的工作頻率是幾百千赫到幾百兆赫，而課程設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的最 高頻率受到實(shí)驗(yàn)條件的限制，一般選在 30兆赫以下。電容三點(diǎn)式振蕩器的輸出波形比電感三點(diǎn)式振蕩器的輸出波形好。這是因?yàn)殡娙萑c(diǎn)式振蕩器中，反饋是由電容產(chǎn)生的，高次諧波在電 容上產(chǎn)生的反饋壓降較小，輸出中高頻諧波??；而在電感三點(diǎn)式振蕩 器中，反饋是由電感產(chǎn)生的，高次諧波在電感上產(chǎn)生的反饋壓降較大。另外，電容三點(diǎn)式振蕩器最高工作頻率一般比電感三點(diǎn)式振蕩器的 高。高頻振蕩電路(3)調(diào)制發(fā)射電路部分振幅調(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

16、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。調(diào)制發(fā)射電路t五、小功率發(fā)射機(jī)的應(yīng)用發(fā)射機(jī)就是可以將信號(hào)按一定頻率發(fā)射出去的裝置。是一個(gè)比較 籠統(tǒng)的概念。廣泛應(yīng)用與電視，廣播，雷達(dá)等各種民用,軍用設(shè)備。下面的應(yīng)用是地市級(jí)廣播電臺(tái)傳輸與覆蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐（一） 小功率調(diào)頻多點(diǎn)同頻發(fā)射（二）1.方案的提出根據(jù)承德市所轄縣區(qū)地域廣闊、屬于山區(qū)和丘陵地帶、人口多集中 于縣

17、城，農(nóng)村人口分散，受地理環(huán)境、頻率資源、資金匱乏、技術(shù)維 護(hù)等因素以及調(diào)頻大功率覆蓋的技術(shù)性制約， 在縣城不適合建立大功 率調(diào)頻發(fā)射臺(tái)。因此我們?cè)O(shè)計(jì)并實(shí)施了 小功率調(diào)頻多點(diǎn)同頻發(fā)射” 系統(tǒng)。2.設(shè)計(jì)方案（1）在雙橋區(qū)以外的十個(gè)縣區(qū)每個(gè)縣區(qū)分別建立承德電臺(tái)兩套節(jié)目、兩個(gè)頻率（93.8mhz、97.6mhz）的調(diào)頻發(fā)射臺(tái)；（2）采用調(diào)頻小功率（50-100w）多點(diǎn)（10個(gè)縣區(qū)）同頻發(fā)射的方 式覆蓋，實(shí)現(xiàn)兩套廣播節(jié)目對(duì)縣區(qū)所在地縣城的無線覆蓋。3、技術(shù)制作調(diào)頻同頻覆蓋技術(shù)的本身并不復(fù)雜，其關(guān)鍵是如何盡可能的避免 或減少同頻干擾，因?yàn)樵谝话闱闆r下，若采用調(diào)頻同頻發(fā)射的方式在 各自所覆蓋的區(qū)域的交匯點(diǎn)將

18、可能出現(xiàn)相互干擾，解決的方法是：在滿足有效覆蓋區(qū)域正常收聽的前提下，合理的選擇發(fā)射機(jī)的發(fā)射功 率、發(fā)射天線高度和相鄰各發(fā)射點(diǎn)之間的距離，根據(jù)覆蓋區(qū)域的地理情況、人口分布情況進(jìn)行設(shè)計(jì)來避開同頻干擾。根據(jù)上述技術(shù)要求，按平坦地由空間損耗時(shí)接收?qǐng)鰪?qiáng)進(jìn)行設(shè)計(jì)， 設(shè)計(jì)發(fā)射天線hl高度為30米，增益為6db （換算成放大倍數(shù)為10 log>6db=4）,饋線效率取0.8,發(fā)射機(jī)標(biāo)稱輸出功率為100w,接收按 用戶直接接收考慮，接收天線h2按0.5米計(jì)算，頻率按93.8mhz計(jì) 算。經(jīng)以上理論計(jì)算可知在最大直視距離25.5km處的場強(qiáng) （21dbp v/m）,低于最低可用場強(qiáng)（行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)村為 54dbp v/m）及 服務(wù)場強(qiáng)即最低可收聽場強(qiáng)（一般在35d