通信電子線路課程設(shè)計

1、  通信電子線路 課程設(shè)計中波電臺發(fā)射系統(tǒng)與接收系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)院：*專業(yè)：*姓名：*學(xué)號：*一 引言 這學(xué)期，我們學(xué)習(xí)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(rèn)識與了解。通過這次的課程設(shè)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(shè)結(jié)合Multisim軟件來對中波電臺發(fā)射機與接收機電路的設(shè)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(shè)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(wù)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(shè)計指標(biāo)

3、：設(shè)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(shè)計與安裝調(diào)試。技術(shù)指標(biāo)：載波頻率535-1605KHz，載波頻率穩(wěn)定度不低于10-3，輸出負(fù)載51，總的輸出功率50mW，調(diào)幅指數(shù)3080。調(diào)制頻率500Hz10kHz。本設(shè)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(wù)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(shè)計指標(biāo)本課題的設(shè)計目的是要求掌握最基本的超外差接收機的設(shè)計與調(diào)試。任務(wù)：AM調(diào)幅接收系統(tǒng)設(shè)計主要技術(shù)指標(biāo)：載波頻率535-1605KHz，中頻頻率465KHz，輸出功率0.25W，負(fù)載電阻8，靈敏度1mV。本設(shè)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(yuǎn)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(yuǎn)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(shè)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(luò)形狀與調(diào)制信號的變化規(guī)律相同，而其包

6、絡(luò)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(dá)式為：+) 為調(diào)制系數(shù)，為包絡(luò)最大值，為包絡(luò)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(luò)檢波和同步檢波。包絡(luò)檢波利用普通調(diào)幅信號的包絡(luò)反映調(diào)制信號波形變

7、化這一特點，將包絡(luò)提取出來，從而恢復(fù)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(shè)計仿真載波主振器的設(shè)計及仿真本次設(shè)計設(shè)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(yīng)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(shè)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(shè)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?；祛l器通常由非線性元件和選頻回路構(gòu)成。本次設(shè)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(shè)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(yù)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(shè)計指標(biāo)為：中心頻率f0=465KHZ，帶寬為2f0.7=8KHZ。負(fù)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(shè)計中利用改進型的減小交直流負(fù)載差別的檢波電路。設(shè)計過程中要特別注意惰性失真和負(fù)峰切割失真。檢波器負(fù)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(fù)載電阻R增大，RC的時間常數(shù)將增大，當(dāng)RC放電速率小于輸入AM信號包絡(luò)變化率時，將產(chǎn)生失真，稱為惰性失真。設(shè)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(shè)計雖然出現(xiàn)了許多問題，但基本實現(xiàn)了各個電路的設(shè)計、仿真。更為重要的是，本次課程設(shè)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