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)和制作小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)與制作一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1、主要技術(shù)指標(biāo)：1、中心頻率： f0=12MHz2、頻率穩(wěn)定度 Df/f0£10-43、最大頻偏 Dfm>10kHz4、輸出功率 Po³30mW5、電源電壓 Vcc=9V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，

2、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)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。小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)和制作圖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

3、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，L2和C10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。

4、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:fr³(3:5)fosc小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)和制作V(BR)CEO³2VCC所以可選用普通的小功率高頻晶體管，如9018等另外，VbQ=VeQ+VBE, I=IcQb若取流過偏置電阻R9,R10的電流為I1=10IbQ則R10=VbQ/I1, R8=(Vcc-VbQ)/I1所以選R10,R8均為10K.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180pf對(duì)于諧振回路C10,L2,由fosc=12pLC=12MHz1C10:(2pfosc)2故本次實(shí)驗(yàn)取C10為100PF，L2=（

5、3）功放輸出級(jí) =1.76uH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L3、C12 和C13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VB3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T3的發(fā)射極串接有小電阻R14在輸出回路中，從結(jié)構(gòu)簡單和調(diào)節(jié)方便考慮，設(shè)計(jì)采用型濾波網(wǎng)絡(luò)，如右圖。L3，C12，C13構(gòu)成型輸出，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實(shí)現(xiàn)阻抗匹配并進(jìn)行濾波，即將天線阻抗變換

6、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。小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)和制作在選擇功率管時(shí)要求：Pcm³P0Icm³icmaxV(BR)CEO³2VCCfr³(3:5)fosc 由于要使功放級(jí)工作在丙類，就要使VB=R13>8.3，為了使功放的效率較大，可以減小R12Vcc:R12<VBE=0.7v，解得R12+R13Q3管的導(dǎo)通角，這里取R13=11R12，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R13=220K，R12=20K，改變R14可調(diào)整放大倍數(shù)，取較小的

7、反饋電阻有利于提高增益。 因?yàn)檫x定VB=Vcc:R129*20=0.75v，所以發(fā)射極電壓R12+R1320+220VE為0.05V，因此R14可選為100。 由于Qe=w´L3RL , f=fosc=且Ct=C12´C13 ,一般取 Qe = 810 C12+C13所以L3=1æCCö(2pf)2×ç1213÷èC12+C13ø解得：L3=1.06µH 計(jì)算得，C13680PF，C12220PF.小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)和制作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)

8、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)行測量，然后調(diào)節(jié)中周L1，使振蕩頻率為12MHz，測量結(jié)果如表1所示。表1（2）第二級(jí)調(diào)試小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)和制作對(duì)三極管的各個(gè)靜態(tài)工作點(diǎn)測量，然后調(diào)節(jié)中周L2，使該級(jí)的LC諧振回路諧振在12MHz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。測量結(jié)果如表2所示。表2（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)測量，由于各級(jí)之間存在一定的影響，所

9、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3（4）整機(jī)調(diào)試把1KHz，0.2V的調(diào)制信號(hào)加到調(diào)制信號(hào)輸入端，把輸出端的已調(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42、調(diào)試過程小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)和制作在調(diào)試過程中，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)果五、課程設(shè)計(jì)心

10、得與體會(huì)通過這次的小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)工作原理分析及其安裝調(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)際問題的能力。在制作過程中，通過選取元件、確定電路形式、計(jì)算等等，提高了動(dòng)手能力，同時(shí)通過調(diào)試來發(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，通過一次又一次的焊接，把以前忘光的焊接知識(shí)補(bǔ)了回來同時(shí)也將拖焊的技術(shù)進(jìn)一

11、步的加強(qiáng)而且焊點(diǎn)也更加的美觀了，通過這次實(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 7小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)和制作布等。同時(shí)也明白了焊接一定要細(xì)心，就如老師所說的，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)，而不是簡單的對(duì)一個(gè)電路的一些數(shù)據(jù)測量，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，對(duì)于不同的狀況能夠大概的推測出問題的原因出在哪里并作出相應(yīng)的檢測和修正，才能說明自己真正的懂了。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