通信電子線路課程設計

1、  通信電子線路 課程設計中波電臺發(fā)射系統(tǒng)與接收系統(tǒng)設計 學院：*專業(yè)：*姓名：*學號：*一 引言 這學期，我們學習了通信電子線路這門課，讓我對無線電通信方面的知識有了一定的認識與了解。通過這次的課程設計，可以來檢驗和考察自己理論知識的掌握情況，同時，在本課設結(jié)合Multisim軟件來對中波電臺發(fā)射機與接收機電路的設計與調(diào)試方法進行研究。既幫助我將理論變成實踐，也使自己加深了對理論知識的理解，提高自己的設計能力二 發(fā)射機與接收機原理及原理框圖1. 發(fā)射機原理及原理框圖發(fā)射機的主要任務是完成有用的低頻信號對高頻載波的調(diào)制,將其變?yōu)樵谀骋恢行念l率上

2、具有一定帶寬、適合通過天線發(fā)射的電磁波。 通常，發(fā)射機包括三個部分：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、功放推動級與末級功放。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，主振級往往采用石英晶體振蕩器，并在它后面加上緩沖級，以削弱后級對主振器的影響。低頻部分包括話筒、低頻電壓放大級、低頻功率放大級與末級低頻功率放大級。低頻信號通過逐漸放大，在末級功放處獲得所需的功率電平，以便對高頻末級功率放大器進行調(diào)制。因此，末級低頻功率放大級也叫調(diào)制器。發(fā)射機系統(tǒng)原理框圖如下圖：高頻功率放大器AM調(diào)幅主振器緩沖器 低頻放大低頻信號 設計指標

3、：設計目的是要求掌握最基本的小功率調(diào)幅發(fā)射系統(tǒng)的設計與安裝調(diào)試。技術(shù)指標：載波頻率535-1605KHz，載波頻率穩(wěn)定度不低于10-3，輸出負載51，總的輸出功率50mW，調(diào)幅指數(shù)3080。調(diào)制頻率500Hz10kHz。本設計可提供的器件如下，參數(shù)請查詢芯片數(shù)據(jù)手冊。所提供的芯片僅供參考，可以選擇其他替代芯片。高頻小功率晶體管 3DG6高頻小功率晶體管 3DG12集成模擬乘法器 XCC，MC1496高頻磁環(huán) NXO-100運算放大器 A74l集成振蕩電路 E16483原理及原理框圖接收機的主要任務是從已調(diào)制AM波中解調(diào)出原始有用信號，主要由輸入電路、混頻電路、中放電路、檢波電路、低頻放大器、低

4、頻功率放大電路和喇叭或耳機組成。原理框圖如下圖低頻功放檢波高頻信號中頻放大混頻器本振 設計指標本課題的設計目的是要求掌握最基本的超外差接收機的設計與調(diào)試。任務：AM調(diào)幅接收系統(tǒng)設計主要技術(shù)指標：載波頻率535-1605KHz，中頻頻率465KHz，輸出功率0.25W，負載電阻8，靈敏度1mV。本設計可提供的器件如下，參數(shù)請查詢芯片數(shù)據(jù)手冊。所提供的芯片僅供參考，可以選擇其他替代芯片。晶體三極管 3DG6晶體二極管 2AP9 集成模擬乘法器xCC，MCl496中周 10A型單片調(diào)幅接收集成電路 TA7641BP三 基本原理調(diào)制和解調(diào)是通信系統(tǒng)的重要組成部分，沒有調(diào)制和解調(diào)，就無法實現(xiàn)信號的遠距離

5、通信。所謂調(diào)制，就是將我們要傳輸?shù)牡皖l信號加載在高頻振蕩信號上，使之能更有效地進行遠距離傳輸。  所要傳輸?shù)牡皖l信號是指原始電信號，如聲音信號、圖像信號等，稱為調(diào)制信號，用U(t)表示；高頻振蕩信號是用來攜帶低頻信號的, 稱為載波，用Uc (t)表示；載波通常采用高頻正弦波，受調(diào)后的信號稱為已調(diào)波，用U(t)表示。本次設計采用的是振幅調(diào)制：1、振幅調(diào)制的分類： 振幅調(diào)制可分為普通調(diào)幅（AM），雙邊帶調(diào)幅（DSB），單邊帶調(diào)幅（SSB）與殘留邊帶調(diào)幅（VSB）幾種不同方式2.AM調(diào)制原理 已調(diào)幅波振幅變化的包絡形狀與調(diào)制信號的變化規(guī)律相同，而其包

6、絡內(nèi)的高頻振蕩頻率仍與載波頻率相同，表明已調(diào)幅波實際上是一個高頻信號。 可見，調(diào)幅過程只是改變載波的振幅，使載波振幅與調(diào)制信號成線性關(guān)系，即使變?yōu)?，據(jù)此，可以寫出已調(diào)幅波表達式為：+) 為調(diào)制系數(shù)，為包絡最大值，為包絡最小值，表明載波振幅受調(diào)制控制的程度。一般要求01。2.普通調(diào)幅信號的產(chǎn)生和解調(diào)方法 普通調(diào)幅是通過將載波信號與調(diào)制信號直接耦合或相加之后，通過非線性器件，利用非線性器件在頻譜上的線性搬移作用，產(chǎn)生新的頻率分量，再經(jīng)過帶通濾波器濾除不需要的頻率分量，從而產(chǎn)生調(diào)幅信號。 解調(diào)方法包括包絡檢波和同步檢波。包絡檢波利用普通調(diào)幅信號的包絡反映調(diào)制信號波形變

7、化這一特點，將包絡提取出來，從而恢復原來的調(diào)制信號。同步檢波必須采用一個與發(fā)射端載波同頻率同相的信號，這個信號稱為同步信號。發(fā)射機各模塊電路設計仿真載波主振器的設計及仿真本次設計設計要求穩(wěn)定度，采用西勒振蕩器。原理圖如下：仿真結(jié)果分析靜態(tài)工作點：由電阻R1，R2，R3，R4為三極管提供直流偏置工作點，考慮到要避免頂部失真和底部失真的出現(xiàn)，所以最終選定電阻阻值為R1=20k，R2=8k，R3=500，R4=500,從仿真結(jié)果也可以看出波形較好。 電容C1，C6為旁路電容，C5為耦合電容，應取較大值，這里取0.5uH。 電容C1，C2，C3，C4與電感L1組成諧振回路，其中C4

8、為可調(diào)電容，并且由C4和L1組成LC諧振回路，并且使其呈感性。此時主要考慮諧振頻率是否能夠符合要求，以及是否能夠滿足起振條件。諧振頻率計算公式：其他模塊：1. 射極跟隨器將振蕩級與功放級隔離,以減小功放級對振蕩級的影響,因為功放級輸出信號較大,工作狀態(tài)的變化會影響振蕩器的頻率穩(wěn)定度或波形失真或輸出電壓減小。為減小級間相互影響，通常在中間插入緩沖隔離級。緩沖隔離級經(jīng)常采用射極跟隨器電路，如圖所示2. 小信號放大電路本設計是將音頻信號放大后輸入調(diào)制電路，本次采用3554AM運算放大器完成本設計，放大倍數(shù)大約100倍。電路原理圖如下放大倍數(shù)約為50倍。3. 調(diào)幅電路調(diào)幅電路直接使用集成的乘法器。調(diào)制

9、指數(shù)ma=,通過改變和Ucm可以改變調(diào)制度。4. 高頻功率放大電路原理：。三極管工作在非線性區(qū)，放大電路實質(zhì)能量變換器。5. 各模塊級聯(lián)四 接收機各模塊功能仿真1. 本地振蕩器2. 混頻器輸出信號頻率等于兩輸入信號頻率之和、差或為兩者其他組合的電路。混頻器通常由非線性元件和選頻回路構(gòu)成。本次設計中利用了M1496乘法器構(gòu)成混頻電路。本振信號為輸入 AM調(diào)制信號為。經(jīng)過乘法器后的信號為二者相乘：混頻后信號通過中心頻率為fc的帶通濾波器，即可得到中頻信號： 本設計中。仿真電路如下圖所示：仿真結(jié)果:得到了fc=465.926kHz的AM調(diào)幅波 3. 中頻放大器輸入電臺信號與本振信號差出的中頻信號fI

10、恒為某一固定值465kHz ，它可以在中頻“通道”中暢通無阻，并被逐級放大，即將這個頻率固定的中頻信號用固定調(diào)諧的中頻放大器進行放大。而不需要的鄰近電臺信號和一些干擾信號與本振信號所產(chǎn)生的差頻不是預定的中頻，便被濾掉，因此，接收機的選擇性也大為提高。 中頻放大器的設計指標為：中心頻率f0=465KHZ，帶寬為2f0.7=8KHZ。負載ZL為下級一個完全相同的晶體管的輸入阻抗。4. 檢波器設計中利用改進型的減小交直流負載差別的檢波電路。設計過程中要特別注意惰性失真和負峰切割失真。檢波器負載電阻R越大，檢波器的電壓傳輸系數(shù)越大，等效輸入電阻越小，非線性失真越小。但隨著負載電阻R增大，RC的時間常數(shù)將增大，當RC放電速率小于輸入AM信號包絡變化率時，將產(chǎn)生失真，稱為惰性失真。設計電路如下所示：5. 各模塊級聯(lián)成接收機六、結(jié)語本次課程設計雖然出現(xiàn)了許多問題，但基本實現(xiàn)了各個電路的設計、仿真。更為重要的是，本次課程設計使我得到了極大的鍛煉。我對小功率調(diào)幅發(fā)射系統(tǒng)和超外差調(diào)幅接收機，各個基本模塊及整體電路有了系統(tǒng)的掌握。對于通信電子線路課程的知識有了更為深刻的