高頻電子課程設(shè)計(jì)

1、目錄一、題目名稱1二、內(nèi)容摘要1三、設(shè)計(jì)任務(wù)及主要技術(shù)指標(biāo)和要求13.1 設(shè)計(jì)任務(wù)13.2 主要技術(shù)指標(biāo)1四、比較和選寫設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方案，畫出系統(tǒng)框圖24.1 系統(tǒng)方案24.2 系統(tǒng)框圖3五、畫出完整的電路圖，并說明電路的工作原理35.1 調(diào)幅發(fā)射與接收完整系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)的連接圖。35.2 工作原理3六、組裝調(diào)試的內(nèi)容（包括分機(jī)與整機(jī)）116.1 實(shí)驗(yàn)過程的連接圖。116.2實(shí)驗(yàn)過程的部分波形圖。12七、元器件清單13八、收獲和體會(huì)13一、題目名稱調(diào)幅發(fā)射與接收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與聯(lián)調(diào)二、內(nèi)容摘要1. 選擇總體方案 設(shè)計(jì)一個(gè)調(diào)調(diào)幅發(fā)射與接收系統(tǒng)，在課程學(xué)習(xí)中我們已經(jīng)做過類似的實(shí)驗(yàn)，所以本次課程設(shè)計(jì)主要是參考

2、本學(xué)期課程試驗(yàn)的第五第六次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。2設(shè)計(jì)單元電路；3選擇元器件，列出元器件清單；4計(jì)算參數(shù)；5畫出總體電路圖初稿；6審圖（全面審查）；7. 安裝調(diào)試三、設(shè)計(jì)任務(wù)及主要技術(shù)指標(biāo)和要求3.1 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)調(diào)調(diào)幅發(fā)射與接收系統(tǒng)，并且實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)。3.2 主要技術(shù)指標(biāo)（1）調(diào)頻（FM）：76-108MHz，調(diào)幅中波（AM）：5251610kHz（2）調(diào)制信號(hào)頻率范圍10015000Hz，最大偏頻75kHz（3）最大不失真輸出功率：100mV（4）接受機(jī)靈敏度：1mV（5）鏡像抑制性能優(yōu)于20dB（6）能夠正常收聽FM、AM中波廣播四、比較和選寫設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方案，畫出系統(tǒng)框圖4.1 系統(tǒng)方案

3、（1）如下圖發(fā)射機(jī)的連接圖。（2）如下圖接收機(jī)機(jī)的連接圖。該方案為無線接收收發(fā)系統(tǒng)，收，發(fā)各為一個(gè)試驗(yàn)箱，相距兩米左右。該實(shí)驗(yàn)在上述發(fā)射機(jī)與接收機(jī)調(diào)好的基礎(chǔ)上進(jìn)行，其連接與調(diào)整和上述基本相同。所不同的是，接收機(jī)接收的信號(hào)是發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)。在發(fā)射方：高頻信號(hào)源作為載波，其頻率設(shè)置為6.3MHz。音頻信號(hào)源可以是語言，可以是音樂，也可以是固定的但音頻。高頻信號(hào)與音頻信號(hào)經(jīng)過幅度調(diào)制后變成調(diào)幅波。然后送往高頻功放（注意高頻功放模塊在11K05跳線器要插上去。），經(jīng)過高頻功放放大后，通過天線發(fā)射出去。在接收方：天線上接收到的發(fā)方發(fā)出的信號(hào)，然后送往小信號(hào)調(diào)諧放大器（調(diào)諧回路諧振放大器模塊），小信號(hào)調(diào)

4、諧放大器的頻率應(yīng)與發(fā)方頻率一致，接收到的信號(hào)經(jīng)放大后送往混頻，混頻器采用晶體三極管混頻或集成乘法器混頻模塊，送往混頻器的本振信號(hào)可以用LC振蕩器，也可以采用晶體振蕩器，其頻率設(shè)置為8.8MHZ。經(jīng)混頻后輸出約2.5MHZ的調(diào)幅波。中放即為中頻放大器模塊，其諧振頻率為2.5MHZ。圖中檢波、低放、AGC為同一模塊，即二極管檢波與AGC模塊。AGC可接可不接，需要時(shí)用連接線與中放（7P03）相連。經(jīng)檢波后輸出與發(fā)端音頻信號(hào)源相一致的波形，低放輸出的信號(hào)送往底板低頻信號(hào)源部分功放輸入端（P104），通過該部分的揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。其聲音大小可通過“功放調(diào)節(jié)”電位W103來調(diào)節(jié)。4.2 系統(tǒng)框圖五、畫出完

5、整的電路圖，并說明電路的工作原理5.1 調(diào)幅發(fā)射與接收完整系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)的連接圖。5.2 工作原理（1）MC1496組成的調(diào)幅器實(shí)驗(yàn)電路用1496組成的調(diào)幅器實(shí)驗(yàn)電路如圖5-12所示。圖中，與圖5-11相對應(yīng)之處是：8R08對應(yīng)于RT，8R09對應(yīng)于RB，8R03、8R10對應(yīng)于RC。此外，8W01用來調(diào)節(jié)（1）、（4）端之間的平衡，8W02用來調(diào)節(jié)（8）、（10）端之間的平衡。8K01開關(guān)控制（1）端是否接入直流電壓，當(dāng)8K01置“on”時(shí)，1496的（1）端接入直流電壓，其輸出為正常調(diào)幅波（AM），調(diào)整8W03電位器，可改變調(diào)幅波的調(diào)制度。當(dāng)8K01置“off”時(shí)，其輸出為平衡調(diào)幅波（DSB）

6、。晶體管8Q01為隨極跟隨器，以提高調(diào)制器的帶負(fù)載能力。（2）高頻功放的電原理圖高頻功率放大器是一種能量轉(zhuǎn)換器件，它是將電源供給的直流能量轉(zhuǎn)換為高頻交流輸出。高頻功率放大器是通信系統(tǒng)中發(fā)送裝置的重要組件，它也是一種以諧振電路作負(fù)載的放大器。它和小信號(hào)調(diào)諧放大器的主要區(qū)別在于：小信號(hào)調(diào)諧放大器的輸入信號(hào)很小，在微伏到毫伏數(shù)量級，晶體管工作于線性區(qū)域。小信號(hào)放大器一般工作在甲類狀態(tài)，效率較低。而功率放大器的輸入信號(hào)要大得多，為幾百毫伏到幾伏，晶體管工作延伸到非線性區(qū)域截止和飽和區(qū)，這種放大器的輸出功率大，效率高，一般工作在丙類狀態(tài)。它主要是由晶體管、LC諧振回路、直流電源和等組成，為前級供給的高頻

7、輸出電壓，也稱激勵(lì)電壓。（3）高頻功放的電原理圖小信號(hào)調(diào)諧放大器是構(gòu)成無線電通信設(shè)備的主要電路，其作用是放大信道中的高頻小信號(hào)。所謂小信號(hào)，通常指輸入信號(hào)電壓一般在微伏至毫伏數(shù)量級，放大這種信號(hào)的放大器工作在線性范圍內(nèi)。所謂調(diào)諧，主要是指放大器的集電極負(fù)載為調(diào)諧回路（如LC諧振回路）。這種放大器對諧振頻率的信號(hào)具有最強(qiáng)的放大作用，而對其他遠(yuǎn)離的頻率信號(hào)，放大作用很差。調(diào)諧放大器的頻率特性如圖1-1所示。(4）高頻功放的電原理圖采用混頻器后，接收機(jī)的性能將得到提高，這是由于：（1）混頻器將高頻信號(hào)頻率變換成中頻，在中頻上放大信號(hào)，放大器的增益可以做得很高而不自激，電路工作穩(wěn)；經(jīng)中頻放大后，輸入到

8、檢波器的信號(hào)可以達(dá)到伏特?cái)?shù)量級，有助于提高接收機(jī)的靈敏度。（2）由于混頻后所得的中頻頻率是固定的，這樣可以使電路結(jié)構(gòu)簡化。（3）要求接收機(jī)在頻率很寬的范圍內(nèi)選擇性好，有一定困難，而對于某一固定頻率選擇性可以做得很好?；祛l器的電路模型如圖3-1所示。 混頻器常用的非線性器件有二極管、三極管、場效應(yīng)管和乘法器。本地振蕩器用于產(chǎn)生一個(gè)等幅的高頻信號(hào)，并與輸入信號(hào)經(jīng)混頻后所產(chǎn)生的差頻信號(hào)經(jīng)帶通濾波器濾出，這個(gè)差頻通常叫做中頻。輸出的中頻信號(hào)與輸入信號(hào)載波振幅的包絡(luò)形狀完全相同，唯一的差別是信號(hào)載波頻率變換成中頻頻率(5）中放的電原理圖1.進(jìn)一步放大信號(hào) 接收機(jī)的增益，主要是中頻放大器的增益。由于中放工

9、作頻率較低，因而容易獲得較高而又穩(wěn)定的增益。2.進(jìn)一步選擇信號(hào)，抑制鄰道干擾接收機(jī)的選擇性主要由中放的選擇性來保證，因?yàn)楦叻偶拜斎牖芈饭ぷ黝l率較高，因而通帶較寬，中放工作頻率較低，且為固定，因而可采用較復(fù)雜的諧振回路或帶通濾波器，將通帶做的較窄，使諧振曲線接近于理想矩形，所以中放的選擇性好，對鄰道干擾有較強(qiáng)的抑制。（6）檢波原理大信號(hào)檢波電路與小信號(hào)檢波電路基本相同。由于大信號(hào)檢波輸入信號(hào)電壓幅值一般在500mV以上，檢波器的靜態(tài)偏置就變得無關(guān)緊要了。下面以圖6-1所示的簡化電路為例進(jìn)行分析。大信號(hào)檢波電路與小信號(hào)檢波電路基本相同。由于大信號(hào)檢波輸入信號(hào)電壓幅值一般在500mV以上，檢波器的靜

10、態(tài)偏置就變得無關(guān)緊要了。下面以圖6-1所示的簡化電路為例進(jìn)行分析。大信號(hào)檢波和二極管整流的過程相同。圖6-2表明了大信號(hào)檢波的工作原理。輸入信號(hào)為正并超過和上的時(shí)，二極管導(dǎo)通，信號(hào)通過二極管向充電，此時(shí)隨充電電壓上升而升高。當(dāng)下降且小于時(shí)，二極管反向截止，此時(shí)停止向充電，通過放電，隨放電而下降。充電時(shí)，二極管的正向電阻較小，充電較快。以接近的上升速率升高。放電時(shí)，因電阻比大得多（通常），放電慢，故的波動(dòng)小，并保證基本上接近于的幅值。如果是高頻等幅波，則是大小為的直流電壓（忽略了少量的高頻成分），這正是帶有濾波電容的整流電路。當(dāng)輸入信號(hào)的幅度增大或減少時(shí)，檢波器輸出電壓也將隨之近似成比例地升高或

11、降低。當(dāng)輸入信號(hào)為調(diào)幅波時(shí)，檢波器輸出電壓就隨著調(diào)幅波的包絡(luò)線而變化，從而獲得調(diào)制信號(hào)，完成檢波作用。由于輸出電壓的大小與輸入電壓的峰值接近相等，故把這種檢波器稱為峰值包絡(luò)檢波器。（7）LC振蕩器。以互感反饋振蕩器為例，分析反饋型正弦波自激振蕩器的基本原理，其原理電路如圖2-1所示。 當(dāng)開關(guān)K接“1”時(shí)，信號(hào)源加到晶體管輸入端，這就是一個(gè)調(diào)諧放大器電路，集電極回路得到了一個(gè)放大了的信號(hào)。當(dāng)開關(guān)K接“2”時(shí)，信號(hào)源不加入晶體管，輸入晶體管是的一部分。若適當(dāng)選擇互感M和的極性，可以使和大小相等，相位相同，那么電路一定能維持高頻振蕩，達(dá)到自激振蕩的目的。實(shí)際上起振并不需要外加激勵(lì)信號(hào)，靠電路內(nèi)部擾動(dòng)

12、即可起振。產(chǎn)生自激振蕩必須具備以下兩個(gè)條件：1.反饋必須是正反饋，即反饋到輸入端的反饋電壓與輸入電壓同相，也就是和同相。2.反饋信號(hào)必須足夠大，如果從輸出端送回到輸入端的信號(hào)太弱，就不會(huì)產(chǎn)生振蕩了，也就是說，反饋電壓在數(shù)值上應(yīng)大于或等于所需要的輸入信號(hào)電壓.。（8）自動(dòng)增益控制接收機(jī)在接收來自不同電臺(tái)的信號(hào)時(shí)，由于各電臺(tái)的功率不同，與接收機(jī)的距離又遠(yuǎn)近不一，所以接收的信號(hào)強(qiáng)度變化范圍很大，如果接收機(jī)增益不能控制，一方面不能保證接收機(jī)輸出適當(dāng)?shù)穆曇魪?qiáng)度，另一方面，在接收強(qiáng)信號(hào)時(shí)易引起晶體管過載，即產(chǎn)生大信號(hào)阻塞，甚至損壞晶體管或終端設(shè)備，因此，接收機(jī)需要有增益控制設(shè)備。常用的增益控制有人工和自動(dòng)

13、兩種，本實(shí)驗(yàn)采用自動(dòng)增益控制，自動(dòng)增益控制簡稱AGC電路。為實(shí)現(xiàn)AGC，首先要有一個(gè)隨外來信號(hào)強(qiáng)度變化的電壓，然后用這一電壓去改變被控制級增益。這一控制電壓可以從二極管檢波器中獲得，因?yàn)闄z波器輸出中，包含有直流成分，并且其大小與輸入信號(hào)的載波大小成正比，而載波的大小代表了信號(hào)的強(qiáng)弱，所以在檢波器之后接一個(gè)RC低通濾波器，就可獲得直流成分。AGC的原理如圖12-1所示，這種反饋式調(diào)整系統(tǒng)也稱閉環(huán)調(diào)整系統(tǒng)。自動(dòng)增益控制方式有很多種，一般常用以下三種： （1）改變被控級晶體管的工作狀態(tài)；（2）改變晶體管的負(fù)載參數(shù)；（3）改變級間回路的衰減量。本實(shí)驗(yàn)采用第一種方式，其濾波和直流放大電路如圖11-2所示

14、：圖中16R01、16C01和16R07、16C02為RC濾波電路。16BG01、16BG02為直流放大器。當(dāng)采用AGC時(shí)，16P02應(yīng)與中頻放大器中的7P03相連，這樣就構(gòu)成了一個(gè)閉合系統(tǒng)。下面我們分析一下自動(dòng)增益控制的過程：當(dāng)信號(hào)增大時(shí)，中放輸出幅度增大，使得檢波器直流分量增大，自動(dòng)增益控制（AGC）電路輸出端16P02的直流電壓增大。該控制電壓加到中放第一級的發(fā)射極7P01，使得該級增益減小，這樣就使輸出基本保持平穩(wěn)。六、組裝調(diào)試的內(nèi)容（包括分機(jī)與整機(jī)）6.1 實(shí)驗(yàn)過程的連接圖。（1）發(fā)射機(jī)連接。（2）接收機(jī)連接。6.2實(shí)驗(yàn)過程的部分波形圖。（1）發(fā)射機(jī)的波形。（2）接收機(jī)的波形。七、元

15、器件清單高頻電子線路實(shí)驗(yàn)箱。八、收獲和體會(huì)通過此次課程設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)高頻電子線路方面的知識(shí)，由于是首次多人小組搭檔完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)，讓我深深體會(huì)到了團(tuán)隊(duì)合作的重要以及與搭檔們溝通的必要性。在這次課程設(shè)計(jì)中，我擔(dān)任小組長，過程中和組員們一起參考實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，較快地完成了設(shè)計(jì)。當(dāng)聽到試驗(yàn)箱想起音樂的時(shí)候，我們都覺得很有成就感。這次實(shí)訓(xùn)任務(wù)還是蠻艱巨的，時(shí)間又剛好趕在期末考試前后。好在這次的實(shí)訓(xùn)任務(wù)大部分模塊都是了解并曾經(jīng)完成過的。僅有少部分模塊了解的不多，所以在設(shè)計(jì)過程中，我們組雖然遇到了許多問題，但是通過在網(wǎng)絡(luò)及圖書館的資源，我們找到了一些關(guān)于調(diào)幅發(fā)射與接收系統(tǒng)的資料，然后根據(jù)這些資料中電路模塊的拼接，嘗試著組成了現(xiàn)在的電路。雖然在首次電路搭建過程中遇到了許多問題，甚至由于太急切，輸入頻率都沒調(diào)好等緣故。導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。但經(jīng)過多次的思考嘗試，并查閱了許多資料之后，隊(duì)友們集體分析調(diào)試，嘗試著調(diào)整參數(shù)，最終勉勉強(qiáng)強(qiáng)解決了信號(hào)的接收問題。這是由于我們在這方面知識(shí)的欠缺和經(jīng)驗(yàn)的不足造成的。實(shí)踐