調(diào)頻收發(fā)信機(jī) 2 (2)

1、江蘇城市職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）（ 2013 屆）設(shè)計（論文）題目調(diào)頻收發(fā)信機(jī) 辦 學(xué) 點(diǎn) （系）江蘇城市職業(yè)學(xué)院南通辦學(xué)點(diǎn)專 業(yè)電氣自動化班級10電氣學(xué)號 100503350109學(xué)生姓名張鎮(zhèn)起訖日期2012.10.132013.3.20地點(diǎn) 江蘇城市職業(yè)學(xué)院南通辦學(xué)點(diǎn) 指導(dǎo)教師 張鷹 職稱 副教授 二零一三年三月二十日調(diào)頻收發(fā)信機(jī)摘要本文主要介紹的是一種調(diào)頻收發(fā)信機(jī)，該收發(fā)器主要由正弦波振蕩器、調(diào)頻電路、混頻器、高頻諧振功率放大器、高頻小信號諧振放大器、鑒頻器、低頻放大等電路組成。其中混頻和鑒頻電路中使用了MC1596集成電路。該機(jī)成本低、性能好、體積小、重量輕，與同類產(chǎn)品相比具有較高性

2、價比，因此，在低功率業(yè)余無線電通信領(lǐng)域中，具有較高的實(shí)用價值和廣闊的應(yīng)用前景。本文我們對其各個模塊進(jìn)行Multisim 2001仿真及其性能分析。 關(guān)鍵詞：Multisim 2001仿真；MC1596；無線電通信；調(diào)頻收發(fā)信機(jī)；1目 錄摘要1目 錄2緒 論31發(fā)信單元的設(shè)計41.1 發(fā)信部分方框圖41.2 發(fā)信部分單元電路41.2.1 正弦波振蕩器41.2.2正弦波振蕩器的仿真71.2.3 調(diào)頻電路101.2.4調(diào)頻電路的仿真111.2.5高頻諧振功率放大器161.2.6高頻諧振功率放大器的仿真182 收信單元的設(shè)計202.1 收信部分方框圖202.2 收信部分單元電路202.2.1 高頻小信

3、號諧振放大器202.2.2高頻小信號諧振放大器仿真波形222.2.3低頻放大272.2.4低頻放大仿真波形28總結(jié)30致謝31參考文獻(xiàn)342江蘇城市職業(yè)學(xué)院（南通）藝術(shù)傳媒學(xué)院10電氣班畢業(yè)論文緒 論隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類生活水平不斷的提高，人們對自己生活有了更高的要求。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促使科技的不斷提高，隨著計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、音像技術(shù)的綜合發(fā)展，人們預(yù)言：未來的社會是信息的社會。當(dāng)前最熱門的話題就是信息技術(shù)。其實(shí)，信息技術(shù)概括起來包括兩類技術(shù)：信息處理和信息傳輸。信息傳輸是人類社會活動的重要內(nèi)容。信息是一個抽象的概念，信息具有多種形式: 語言、文字、符號、音樂、圖形、圖像和數(shù)據(jù)。通信的主要任務(wù)是

4、傳遞信息，即將經(jīng)過處理的信息從一個地方傳遞到另一個地方。對信息傳輸?shù)囊笾饕翘岣呖煽啃院陀行?。從古代的烽火到近代的旗語，都是人們尋求快速遠(yuǎn)距離通信的手段。電報、電話的發(fā)明為迅速準(zhǔn)確地傳遞信息提供了新手段。今天，除電報、電話之外，還包括傳真、電視和各式各樣的數(shù)據(jù)信息傳輸系統(tǒng)。隨著電子科學(xué)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，到目前為止，實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)已有利用電纜線傳輸信息的有線系統(tǒng)、利用電磁波在空間傳輸信息的無線通信系統(tǒng)以及利用光導(dǎo)纖維傳輸信息的光纖通信系統(tǒng)。傳遞信息既可以通過有線信道，也可以通過無線信道，信號的無線傳輸是無線電技術(shù)的主要應(yīng)用。一般調(diào)制電路有三種調(diào)制方式：調(diào)頻、調(diào)幅和調(diào)相。調(diào)頻優(yōu)點(diǎn)： 抗

5、干擾性強(qiáng) 功率管利用率高 信號傳輸保真度高 調(diào)頻缺點(diǎn)： 只能工作在超短波以上波段 電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜集成電路諧振放大器體積小、工作穩(wěn)定可靠、調(diào)整方便，其有通用集成電路放大器和專用集成電路放大器，也可和其它功能電路集成在一起。Multisim是以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。它提供了一個非常大的元件數(shù)據(jù)庫，并提供了原理圖輸入接口、全部的數(shù)模Spise仿真功能、VHDL/Verilog設(shè)計接口與仿真功能、FPGA/CPLD綜合、RF設(shè)計能力和后處理功能。下面電路將使用Multisim

6、仿真技術(shù)來完成對各個電路的測試和性能分析。321發(fā)信單元的設(shè)計1.1 發(fā)信部分方框圖接收機(jī)所接收的信號是由無線電發(fā)送到自由空間或電纜上的。發(fā)射機(jī)的功能就是發(fā)送符合要求的無線電信號，一臺完整的發(fā)射機(jī)至少要包括三部分：基帶信號處理電路,調(diào)制電路和高頻功率放大電路。圖1 發(fā)信方框圖如圖所示，振蕩器產(chǎn)生等幅的高頻正弦信號，經(jīng)過倍頻器后，即成為載波頻率信號；然后，載波頻率信號被基帶信號調(diào)制，產(chǎn)生高頻已調(diào)信號，最后再經(jīng)功率放大器放大，獲得足夠的發(fā)射功率，作為射頻信號發(fā)送到空間。載波頻率在適合無線信道傳播的頻率范圍。由于要傳輸?shù)男畔⒎N類多樣，其對應(yīng)的基帶信號特性各異，這些基帶信號往往并不適合信道的直接傳輸。

7、無線發(fā)射機(jī)的功能是將基帶信號調(diào)制成高頻信號再放大到具有足夠的功率發(fā)送到自由空間或同軸電纜上。實(shí)現(xiàn)調(diào)制、放大功率都是比較容易做到的，但是實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)對發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號有許多的技術(shù)指標(biāo)要求，要全面達(dá)到這些指標(biāo)要求就不容易了，本文用調(diào)頻無線通信發(fā)射機(jī)。1.2 發(fā)信部分單元電路1.2.1 正弦波振蕩器 振蕩器是在沒有激勵信號的情況下，能自動的將直流電源能量轉(zhuǎn)換為周期性交流信號輸出的電子電路。正弦波振蕩器是一種將直流電能自動轉(zhuǎn)換成所需交流電能的電路，正弦波振蕩器在各種電子設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用。一般對振蕩電路的性能要求有以下幾點(diǎn)：（1） 保證振蕩器接通電源后能夠從無到有建立起具有某一固定頻率的正弦波輸出。

8、（2） 振蕩器在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后能維持一個等幅連續(xù)的振蕩。（3） 當(dāng)外界因素發(fā)生變化時，電路的穩(wěn)定狀態(tài)不受到破壞。下面介紹一種改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路，如圖所示為克拉潑電路及交流通路：（a）克拉潑電路的實(shí)用用電路 （b）高頻等效電路圖2 克拉潑電路及交流通路該電路的特點(diǎn)是在電感支路中串接一個容量較小的電容C3。在滿足C3C1、C3C2時，回路總電容C總主要取決C3。在接C3后不穩(wěn)定電容對振蕩頻率的影響減小，而且C3越小，極間電容影響就越小，頻率的穩(wěn)定性就越高。因為C3遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于C1或C2，所以三電容串聯(lián)后的等效電容C約等于C3，得公式：振蕩角頻率：該振蕩電路的振蕩頻率為： 要注意是，減小C3來提高回路

9、的穩(wěn)定性是以犧牲環(huán)路增益為代價的，如果C3取值過小，振蕩器就不滿足振幅條件而停振。反饋型振蕩器的原理框圖如圖3所示。由圖可見, 反饋型振蕩器是由放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)組成的一個閉合環(huán)路, 放大器通常是以某種選頻網(wǎng)絡(luò)(如振蕩回路)作負(fù)載, 是一調(diào)諧放大器, 反饋網(wǎng)絡(luò)一般是由無源器件組成的線性網(wǎng)絡(luò)。 圖3 反饋型振蕩器的原理框圖正弦波反饋振蕩器的電路通常由有源器件，選頻回路，反饋網(wǎng)絡(luò)組成，下面介紹正弦波振蕩器，電路如圖所示: 圖4 正弦波振蕩器上圖為三點(diǎn)式振蕩電路，R1,R2和 R3為分壓偏置電阻，C3,C4為旁路電容。 1.2正弦波振蕩器的仿真一、放置所需元件（包括電源）：（1）開始模擬電路之前，必須

10、先將電路圖畫出來。按工具欄上的圖標(biāo)你可以直接在Part Name處鍵入元件名稱，確定元件后，按Place即可將元件拖放到電路圖上，按一下鼠標(biāo)左鍵，就可以將元件放在圖面上，按右鍵則結(jié)束。要改變元件的方向，可點(diǎn)選該元件點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵進(jìn)行設(shè)置。要改變元件的參數(shù)（或稱Attributes),可雙擊該元件，打開元件屬性對話框。（2）設(shè)置圖中正弦波振蕩器激勵信號的參數(shù)： AC: 交流值，現(xiàn)設(shè)定為100mV。 U1: 初始電壓，設(shè)定為0V。 U2：峰值電壓，設(shè)定為1V。 TD: 出現(xiàn)第一個脈沖延遲時間，設(shè)定為2ns。 TR: 上升時間，設(shè)定為2ns。 TF: 下降時間，設(shè)定為2ns。 PW: 脈沖寬度，設(shè)定為

11、2us。PER: 周期，設(shè)定為0。其余元件鍵入需要的電阻值即可，然后按Save Attr,再按OK完成。二、連接導(dǎo)線：三、設(shè)定要執(zhí)行的模擬內(nèi)容：執(zhí)行Analysis/Setup菜單命令，AC Sweep:交流信號分析，設(shè)置啟始頻率為20kHz ,終止頻率為500kHz。Transient:瞬態(tài)分析，設(shè)定繪圖的時間增量為1000ns。Monte Carlo：蒙托卡諾分析；四、 點(diǎn)擊工具欄中Analysis內(nèi)的simulate,出現(xiàn)PspiceAD對話框，選擇Transient:瞬態(tài)分析，在 Trace中選擇Add Trace 或單擊圖標(biāo)。在Trace Expression中鍵入所需的字符串或直接

12、用鼠標(biāo)點(diǎn)擊。五、 啟動Multisim進(jìn)行仿真并觀察Transient:瞬態(tài)分析的輸出波形。在電路中選用相應(yīng)的虛擬儀器后，將需要觀測的電路點(diǎn)與虛擬儀器面板上的觀測口相連。雙擊虛擬儀器就會出現(xiàn)儀器面板，面板提供觀測窗口和參數(shù)設(shè)定按鈕，設(shè)置參數(shù)這時會出現(xiàn)正弦波振蕩器的輸出曲線：圖5 正弦波振蕩器輸出波形六、啟動Multisim進(jìn)行仿真并觀察AC Sweep:交流信號分析的輸出波形，將需要觀測的電路點(diǎn)與虛擬儀器面板上的觀測口相連。雙擊虛擬儀器就會出現(xiàn)儀器面板，面板提供觀測窗口和參數(shù)設(shè)定按鈕，窗口出現(xiàn)正弦波振蕩器的幅頻特性曲線： 圖 6 正弦波振蕩器幅頻特性曲線我們還可以在Plot里設(shè)置它的起始頻率為

13、20kHz和終止頻率為500kHz，意思是選取這一頻段的波形。七、作蒙托卡諾（ Monte Carlo）分析：設(shè)定MC運(yùn)行次數(shù)為50次，分析類型AC；設(shè)定輸出變量為U（A）;在求值方式中，選每個波形與標(biāo)稱運(yùn)行值的最大差值；在輸出形式上選擇，只給出前n次運(yùn)行的輸出數(shù)據(jù)（設(shè)n =3）。仿真波形如下： 圖 7 蒙托卡諾（ Monte Carlo）分析輸出波形1.2.3 調(diào)頻電路1. 變?nèi)荻O管 PN結(jié)具有電容效應(yīng)所以為利用PN結(jié)的電容，PN結(jié)應(yīng)工作在反向偏置狀態(tài)。PN結(jié)反向偏置時，結(jié)電容會隨外加反向偏壓而變化，而專用的變?nèi)荻O管，是經(jīng)過特殊工藝處理（控制半導(dǎo)體的摻雜濃度和摻雜的分布）使勢壘電容能靈敏

14、地隨反向偏置電壓的變化而呈現(xiàn)較大變化的壓控變?nèi)菰＝Y(jié)電容C j與反偏電壓 的關(guān)系： 為反向偏置電壓 UD：PN結(jié)勢壘電位差 ：結(jié)電容變化指數(shù)，通常=1/21/3，經(jīng)特殊工藝制成的超突變結(jié)電容 =15，可以看出C j與 之間是非線性關(guān)系，即變?nèi)荻O管屬于非線性電容，這種非線性電容基本上不消耗能量，產(chǎn)生的噪聲量級也較小，是較理想的高效率，低噪聲非線性電容。2變?nèi)荻O管調(diào)頻電路圖8 變?nèi)荻O管調(diào)頻電路這是一個直接調(diào)頻電路，用調(diào)制信號直接控制主振蕩回路元件的參數(shù)L或C，使主振蕩頻率受到控制，并按調(diào)制信號的規(guī)律變化。直接調(diào)頻電路簡單，頻偏較大。圖中，C8為高頻偶合電容 ，D1為變?nèi)荻O管。1.2.4調(diào)

15、頻電路的仿真用Multisim仿真技術(shù)對電路進(jìn)行交流分析和瞬態(tài)分析，步驟如下：（1） 必須先將電路圖畫出來，連線，執(zhí)行菜單命令。（2） 點(diǎn)擊工具欄中Analysis內(nèi)的simulate,出現(xiàn)PspiceAD對話框，選擇Transient:瞬態(tài)分析，在 Trace中選擇Add Trace 或單擊圖標(biāo)。在Trace Expression中鍵入所需的字符串或直接用鼠標(biāo)點(diǎn)擊。（3） 啟動Multisim進(jìn)行仿真并觀察Transient:瞬態(tài)分析的輸出波形。在Probe窗口選擇TraceAdd,打開Add Trace對話框。在下面的Trace Expression欄處輸入“V（u1）”，選“OK”，退出

16、窗口。雙擊虛擬元器件會出現(xiàn)調(diào)頻電路的輸出曲線窗口：圖 9 輸出電壓波形（4）啟動Multisim進(jìn)行仿真并觀察AC Sweep:交流信號分析的輸出波形。在AC Sweep中選Octave，設(shè)置End Freq為1000KHz。在Probe窗口選擇TraceAdd,打開Add Trace對話框。在下面的Trace Expression欄處輸入“V2(L1)”。選“OK”，退出窗口。圖 10 調(diào)頻電路的幅頻特性曲線 125混頻電路混頻電路是一種典型的頻率變頻電路，它將某一個頻率的輸入信號變換成另一個頻率的輸出信號，而保持原有的調(diào)制規(guī)律。混頻電路是超外差式接收機(jī)的重要組成部分?；祛l器是頻譜的線性搬移

17、電路，是一個三端口（六端）網(wǎng)絡(luò)，它還具有變頻作用?；祛l器 混頻器有兩個輸入信號即高頻調(diào)制波和本地振蕩信號 ，uL和uc隔離性好，牽引小。一個中頻輸出信號， 如圖所示： uc (fc) uI (fI) uL (fL)圖11 混頻器的輸入輸出混頻器中的輸入已調(diào)信號uc和本振電壓uL分別為 uc=Uccostcosct uL=ULcosLt其工作頻率分別為fc和fL輸出信號為uI,稱為中頻信號,其頻率是fc和fL的差頻或和頻,稱為中頻fI,fI=fL±fc(同時也可采用諧波的差頻或和頻)。 tuI (t)tuL (t)tuc (t) 圖12 混頻器輸入輸出信號的分析兩個輸入信號與輸出信號之

18、間的關(guān)系：輸入信號uc的包絡(luò)形狀相同，頻譜結(jié)構(gòu)相同，只是填充頻譜不同。 在混頻器中，由于各種原因總會混入很多與中頻頻率接近的干擾信號, 為了抑制不需要的干擾，要求中頻輸出回路具有良好的選擇性，矩形系數(shù)趨近于1。本文所用的混頻電路是用MC1596構(gòu)成，下面介紹MC1596內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖： 圖13 MC1596內(nèi)部結(jié)構(gòu)例外MC1596集成電路是常用的廉價且性能較好的乘法器。MC1596的內(nèi)部電路由八個三極管，三個電阻，以及一個二極管組成，其中六個同時組成雙差分對管模擬乘法器，例外兩個作為電流源。在以下所用的電路中鑒頻器和混頻器就使用了該集成電路。用MC1596實(shí)現(xiàn)混頻比分立元件混頻電路有以下優(yōu)點(diǎn)：輸出

19、信號頻率中組合分量少，寄生干擾?。粚Ρ菊耠妷悍葲]有嚴(yán)格要求，不會因小而失真嚴(yán)重；具有高的混頻增益。圖14是由MC1596組成的混頻電路，它是利用非線性器件實(shí)現(xiàn)兩個信號相乘，中心頻率為9MHz的中頻信號經(jīng)帶通濾波器取出。這兩個信號的乘積為1.2.6高頻諧振功率放大器功率放大器的功能是給負(fù)載提供足夠大的信號功率，并能高效率地實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。功率放大器與電壓放大器從能量轉(zhuǎn)換的角度來看，是完全一致的，它們都是在三極管的控制作用下，按輸入信號的變化規(guī)律將直流電源的電壓、電流和功率轉(zhuǎn)換成相應(yīng)變化的交流電壓、電流和功率傳給負(fù)載。功率放大器是對經(jīng)過電壓放大后的大信號放大，要求它在允許的失真度條件下為負(fù)載提供

20、足夠大的功率和盡可能高的效率。高頻諧振功率放大器輸出功率大、效率高，工作在高頻段、調(diào)諧回路作負(fù)載。高頻放大器的主要功能是將放大器的諧振頻率對準(zhǔn)某一電臺的載頻，以便從多臺信號中選取其中一個電臺的信號，同時加以適當(dāng)放大。由于高頻放大器應(yīng)具備良好的選頻功能，因而，這類放大器的負(fù)載一般為LC調(diào)諧回路。它一般由晶體管、輸入輸出調(diào)諧回路、直流電源，還有旁路電容組成。電路如圖所示：圖 17 高頻諧振功率放大器根據(jù)導(dǎo)通角的不同，晶體管工作狀態(tài)可分為：A（甲）類：導(dǎo)通角為 ；AB（甲乙）類：導(dǎo)通角為 ；B（乙）類：導(dǎo)通角為； C（丙）類：導(dǎo)通角為。此電路工作在丙類狀態(tài)，集電極與基極之間的電壓較小，集電極耗散功率

21、小，效率高。輸出回路中用LC諧振電路作選頻網(wǎng)絡(luò)。這時，諧振功率放大器的輸出電壓接近余弦波電壓。由于晶體管工作在丙類狀態(tài)，晶體管的集電極電流 ic是一個周期性的余弦脈沖。當(dāng)輸出回路的選頻網(wǎng)絡(luò)諧振于基波頻率時，輸出回路只對集電極電流中的基波分量呈現(xiàn)很大的諧振電阻，而對其他各次諧波分量呈現(xiàn)很小的電抗并可看成短路。這時余弦脈沖形狀的集電極電流ic流經(jīng)選頻網(wǎng)絡(luò)時，只有基波電流才產(chǎn)生電壓降，因而輸出電壓仍近似為余弦波形，且與輸入電壓ub同頻，反相。高頻諧振功率放大器的輸出功率Po = UcmIc1m / 2 =I2c1m RP / 2諧振功率放大器的三種工作狀態(tài)：（1） 欠壓狀態(tài)： Po 、hC均低， P

22、c較大， ic為尖頂余弦脈沖。（2）臨界狀態(tài)： Po最大，hC較高， ic為尖頂余弦脈沖最佳狀態(tài)。（3）過壓狀態(tài)：弱過壓時hC最高，但Po逐步減小， ic為有凹陷的余弦脈沖。 Ucm隨Re變化不大， 即Ucm較為穩(wěn)定。1.2.7高頻諧振功率放大器的仿真1.用Multisim仿真技術(shù)對電路進(jìn)行交流分析和瞬態(tài)分析，步驟同上：(1) 對信號源U1進(jìn)行設(shè)置：AC:交流值，現(xiàn)設(shè)為350mV。UOFF：直流基準(zhǔn)電壓，設(shè)定為0V。UAMPL：峰值電壓，設(shè)定為200350mV。FREO：信號頻率，設(shè)定為1.6MHz。TD：出現(xiàn)第一個脈沖延遲時間，設(shè)定為0ms 。DF：阻尼系數(shù)，設(shè)定為0，單位為秒的倒數(shù)。PHA

23、S：相位，設(shè)定為0。(2) 對變壓器T1進(jìn)行設(shè)置。COUPLING ：互感，設(shè)定為0.99。L1_VALVE=0.01m。L2_VALVE=0.5m為兩線圈的電感量。注意圖中 A B C 是各點(diǎn)的編號。2. 啟動Multisim進(jìn)行仿真并觀察Transient:瞬態(tài)分析的輸出波形。當(dāng)U1為200mV時，V(C)的瞬態(tài)分析： 圖21 諧振功率放大器負(fù)載上的電壓波形2 收信單元的設(shè)計2.1 收信部分方框圖在無線通信中，發(fā)射與接受的信號應(yīng)當(dāng)適合于空間傳輸。接收設(shè)備的作用就是接收傳送過來的信號，并進(jìn)行處理，以恢復(fù)發(fā)送端的基帶信號。由于信號在傳輸和恢復(fù)的過程中存在著干擾和失真，接收設(shè)備要盡量減少這種失真

24、，故設(shè)置收信部分方框圖，如圖24所示： 圖24 收信部分方框圖接收設(shè)備的第一極是高頻放大器。由于通過長距離的通信傳輸，信號受到衰減和干擾，到達(dá)接收設(shè)備的信號是非常弱的高頻窄帶信號，在做進(jìn)一步處理之前，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過放大和限制干擾的處理。中頻信號經(jīng)中頻放大器放大，送到解調(diào)器，恢復(fù)原基帶信號，再經(jīng)低頻放大器放大后輸出。2.2 收信部分單元電路2.2.1 高頻小信號諧振放大器高頻小信號諧振放大器工作頻率高，中心頻率在幾百kHz幾百M(fèi)Hz之間,具有選頻特性，一般負(fù)載采用諧振回路 , 晶體管工作在線性區(qū)，可看成線性元件，可用有源四端網(wǎng)絡(luò)參數(shù)微變等效電路來分析。他穩(wěn)定性指放大器的工作點(diǎn)，晶體管參數(shù)，電路元件參數(shù)

25、變化時，放大器的穩(wěn)定程度。希望放大器本身產(chǎn)生的噪聲越小越好，要求噪聲系數(shù)接近1。在高頻范圍內(nèi)，為了獲得足夠大的高頻輸出功率，必須采用高頻調(diào)諧功率放大器，這是發(fā)射設(shè)備的重要組成部分。集成電路諧振放大器體積小、工作穩(wěn)定可靠、調(diào)整方便，其有通用集成電路放大器和專用集成電路放大器，也可和其它功能電路集成在一起。他的特點(diǎn)可以分為以下四點(diǎn): (1)工作頻率高，相對頻帶窄。 (2)采用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路。 (3)放大器一般工作在C（丙）類工作狀態(tài)，屬于非線性電路 。 (4)不能用線性模型電路分析。下面是諧振功率放大器與小信號諧振放大器的異同之處，相同之處：它們放大的信號均為高頻信號，而且放大器的負(fù)載均為諧

26、振回路。不同之處：為激勵信號幅度大小不同；放大器工作點(diǎn)不同；晶體管動態(tài)范圍不同。圖25 諧振功率放大器波形圖與小信號諧振功率放大器波形圖小信號諧振功率放大器電路如圖所示：圖26 高頻小信號諧振放大器諧振頻率：由于X=0, 即， =0 或 電壓增益： 功率增益諧振放大器是采用諧振回路作負(fù)載的放大器，具有放大、濾波和選頻的作用。非諧振由阻容放大器和各種濾波器組成，其機(jī)構(gòu)簡單，便于集成。2.2.2高頻小信號諧振放大器仿真波形1. 對信號源U1的參數(shù)設(shè)置AC：交流值，現(xiàn)設(shè)定為30 mV。 UOFF：直流基準(zhǔn)電壓，設(shè)定為0V。UAMPL :幅度電壓,設(shè)定為30 mV。FREO:信號頻率,設(shè)定為10MHz

27、。TD: 出現(xiàn)第一個波形的延遲時間，設(shè)定為0ms 。DF:阻尼系數(shù),設(shè)定為0,單位為秒的倒數(shù)。PHAS:相位,設(shè)定為0。其他元件編號和參數(shù)按圖中設(shè)置。2. 啟動Multisim進(jìn)行仿真，并觀察Transient:瞬態(tài)分析的電流波形。在Probe窗口選擇TraceAdd,打開Add Trace對話框。在下面的Trace Expression欄處輸入“V(L1:1,L1:2)”,選“OK”，退出窗口。高頻小信號諧振放大器的時間增量為100ns,起始時間為4us,終止時間為6us,L1兩端的瞬態(tài)分析圖，如圖所示: 圖 27 高頻小信號諧振放大器輸出端的波形 在Probe窗口選擇TraceAdd,打開

28、Add Trace對話框。在下面的Trace Expression欄處輸入“U(U1:+)”選“OK”，退出窗口。高頻小信號諧振放大器的時間增量為100ns,起始時間為4us,終止時間為6us,高頻小信號諧振放大器輸入端的瞬態(tài)分析: 圖 28 高頻小信號諧振放大器輸入端的波形3.啟動Multisim進(jìn)行仿真，并觀察AC Sweep:交流信號分析。在Probe窗口選擇TraceAdd,打開Add Trace對話框。在下面的Trace Expression欄處輸入“V(L1:1,L1:2)”,選“OK”，退出窗口。 高頻小信號諧振放大器起始頻率為1.0MHz,終止頻率為100MHz,它的交流分析如

29、圖所示： 圖 29 高頻小信號諧振放大器的幅頻特性曲線 圖30接收的混頻電路2.2.3 鑒頻器乘積型鑒相器在電路結(jié)構(gòu)上與同步檢波器是相同的，即只要輸入調(diào)相信號與的載波正交，同步檢波器就變成了乘積型鑒相器。 鑒相器可實(shí)現(xiàn)PM信號的解調(diào)，但也廣泛用于解調(diào)FM信號，以及鎖相技術(shù)及頻率合成技術(shù)中。如在以后介紹的相移鑒頻器和正交鑒頻器都有具體應(yīng)用。鑒相器是用來比較兩個同頻輸入電壓和的相位，而輸出電壓是兩個輸入電壓相位差的函數(shù)，如圖所示： 鑒相器圖33鑒相器的輸入輸出框圖即 當(dāng)線性鑒相的情況下，輸出電壓與兩個輸入電壓的瞬時相位差成正比。 即 鑒相器的實(shí)現(xiàn)方法： 乘積型鑒相器和疊加型鑒相器。乘積型相位鑒頻器

30、就是在頻率-相位變換網(wǎng)絡(luò)的后面增加乘積型相位檢波電路。如圖所示是利用MC1596集成模擬乘法器構(gòu)成的乘積型相位鑒頻器電路。圖中Q1為射極輸出器，L1、R、C2、C8 組成頻率-相位變換網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)用于中心頻率為79 MHz、最大頻偏250kHz的調(diào)頻波解調(diào).。利用三角函數(shù)的積化和差公式： 2.2.4低頻放大低頻放大器的功能是將檢波器輸出的音頻信號進(jìn)行放大，是之具有足夠大的功率以推動揚(yáng)聲器發(fā)音。在超外差收音機(jī)中低頻放大器又可稱為音頻放大器。低功率通信是業(yè)余無線電臺活動的主要內(nèi)容,低功率業(yè)余無線電臺是眾多業(yè)余無線電愛好者急需的通信設(shè)備.盡管市場上也有相應(yīng)的無線電臺出售,但多為進(jìn)口設(shè)備,價格昂貴,數(shù)

31、量也較少.因此,低功率無線電臺國產(chǎn)化具有特別的現(xiàn)實(shí)意義.本文采用的是OTL互補(bǔ)對稱功率放大器。OTL是采用單電源及大電容量電容器與負(fù)載和前級耦合，而不用變壓器耦合的互補(bǔ)對稱電路。OTL電路通常由兩個對稱的異型管構(gòu)成，因此又稱互補(bǔ)對稱電路。電路如圖所示：圖37 低頻放大電路功率放大電路的輸出功率即負(fù)載RL上獲得的功率，用Po表示。Po等于RL兩端交流電壓有效值和流過RL的交流電流有效值的乘積。用Uom,Iom分別表示交輸出電壓和交流輸出電流的幅值。輸出功率 Po： Po =U omIom / 2=U2om / 2RL上式表明當(dāng)負(fù)載RL一定時，功率放大電路輸出功率的大小與輸出信號電壓幅值的平方成正

32、比。由于功放電路是射極輸出器，輸出電壓可近似認(rèn)為與輸入相等，即 UomUim,因此，乙類功放電路，輸入電壓愈大，功放電路的輸出功率也愈大，即負(fù)載獲得的功率越大。 2.2.5低頻放大仿真波形啟動Multisim進(jìn)行仿真，并觀察Transient:瞬態(tài)分析的電流波形。在Probe窗口選擇TraceAdd,打開Add Trace對話框。在下面的Trace Expression欄處輸入“V(OUT2)”, 原理圖中VAMPL設(shè)置為0.1V，選“OK”，退出窗口，對輸出端電壓進(jìn)行瞬態(tài)分析如圖所示： 圖38 低頻放大器輸出端電壓波形啟動Multisim進(jìn)行仿真并觀察AC Sweep:交流信號分析的輸出波形

33、，在Probe窗口選擇TraceAdd,打開Add Trace對話框。在下面的Trace Expression欄處輸入“V(OUT2)”,選“OK”，退出窗口。這時在Probe窗口出現(xiàn)低頻放大器的幅頻特性曲線： 圖39 低頻放大器的幅頻特性曲線總 結(jié)本次設(shè)計為高頻調(diào)頻收發(fā)信器，分為發(fā)送和接收兩部分。并利用Multisim仿真技術(shù)來完成對各個電路的測試和性能分析。Multisim提供了許多分析功能：DC Operating Point Analysis（直流工作點(diǎn)分析）、AC Analysis（交流分析）、Transient Analysis（瞬態(tài)分析）、Fourier Analysis（傅里葉分析）、Noise Analysis（噪聲