高頻電子線路課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、(W)3r學(xué))；拿IMOKTtiTfSRMK3IYTKLFlZIfAL<TMIVHFtSITV高頻電子線路課程設(shè)計(jì)報(bào)告題、目無線電子門鈴發(fā)射單元院、系電子信息學(xué)院專、業(yè)通信工程專業(yè)班、級(jí)080409卓越計(jì)劃班組、員2012年05月22日一2012年06月07日目錄目 錄0FNOR 1 I I WHS KKM 1KJI_PTRC：HJST It/A I. t J IJ J V J IRS r 1 Y設(shè)計(jì)名稱1設(shè)計(jì)指標(biāo)1設(shè)計(jì)目的2設(shè)計(jì)原理2調(diào)試步驟7電路仿真8PCB板電路圖11技術(shù)指標(biāo)12心得體會(huì)12參考文獻(xiàn)：14設(shè)計(jì)名稱無線電子門鈴發(fā)射單元。設(shè)計(jì)指標(biāo)1、產(chǎn)生基帶振蕩信號(hào)，頻率：1kHz。通

2、過振蕩器產(chǎn)生穩(wěn)定頻率的正弦波作為調(diào)制信號(hào)。2、發(fā)射載波頻率：30MHz3、調(diào)制方式：調(diào)幅。采用雙邊帶調(diào)制，將調(diào)制信號(hào)加載到載波信號(hào)上，然后通過天線發(fā)射。4、發(fā)射頻率小于0.1W。5、直流12V供電。設(shè)計(jì)目的1、了解無線門鈴的發(fā)射原理2、熟練掌握Multisim仿真軟件的操作方法。3、了解原件相關(guān)參數(shù)對(duì)發(fā)射性能的影響4、熟練掌握Protel制作PC琳?qǐng)D的方法。設(shè)計(jì)原理采用調(diào)幅方式進(jìn)行無線電子門鈴發(fā)射單元設(shè)計(jì)，將調(diào)制信號(hào)加載到載波信號(hào)上進(jìn)行發(fā)射控制門鈴。1、設(shè)計(jì)原理框圖:振蕩器產(chǎn)生一定頻率產(chǎn)生30MHz勺正弦載波，然后和調(diào)制信號(hào)一起加到振幅調(diào)制器相乘器兩端，為了節(jié)省電路板面積，乘法器直接選用AD8

3、3磔成模擬乘法器，用來實(shí)現(xiàn)調(diào)幅功能，它將輸入的載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)變換為所需的調(diào)幅波信號(hào)，然后加到發(fā)射天線上去。1MOR 1 I 1 WHS PtJl_ YTRC：H JST ttJ A I. I J IJ J V J IRS r 1 V3設(shè)計(jì)原理框圖2、電路原理圖及原理論述:振蕩器原理圖:A原理電路:B振蕩器穩(wěn)定時(shí):麗N學(xué)INORTHWfciSKK>JPOLYTBCHISlICALVN1VIItlXrV5卻不演春XSC設(shè)計(jì)采用的是改良克拉波振蕩器的振蕩電路原理圖。理論計(jì)算振蕩器的頻率f1/(27LC)30MHz,傳統(tǒng)克拉潑振蕩電路主要依靠這兩個(gè)電容調(diào)節(jié)振蕩頻率，而改良型克拉潑振蕩電路增加

4、了C3,而且G的電容值小于C4,C7,同時(shí)三極管結(jié)電容也并聯(lián)與電路中，所以電路中可以近似認(rèn)為C3就是振蕩電路的總電容，而且C3值越小，估算值就越接近真實(shí)值，這樣方便快速估算，但是要注意C3值不應(yīng)過小，過小會(huì)引起電路不滿足振幅起振條件而停振.基帶信號(hào)產(chǎn)生:麗 N學(xué)MOR 1 I i WHS P<Jl_PTEC;U N lC?Al . t J H1V J ItlX rj'Y1設(shè)計(jì)采用的是考畢茲振蕩器的振蕩電路原理圖。理論計(jì)算振蕩器的頻2L2CC2) C1C21KHZ,調(diào)解C3C4改變頻率時(shí)，反饋系數(shù)改變。輸出電壓錯(cuò)誤，未找到引用源。調(diào)解C3c4改變頻率時(shí)，反饋系數(shù)改變。采用電容三點(diǎn)式

5、振蕩電路優(yōu)點(diǎn)：輸出波形好；電路的頻率穩(wěn)定度較高?？傻竭_(dá)幾十MHzSU幾百M(fèi)H/J甚高頻波段范圍。緩沖電路:為了個(gè)部分不相互影響，加個(gè)緩沖器來平衡一下。緩沖器由一個(gè)射隨器加一個(gè)由GA1310TB阻抗集成運(yùn)算放大器組成的反相比例放大器組成:10a:MOR 1 I i WHS JSI . T J hJ 1VI <RS ri'Y的。射隨器功能及作用是增大輸入電阻減少輸出電阻，盡量減少后面電路對(duì)振蕩器的影響，反相比例放大器比例系數(shù)為0.1,其對(duì)高頻信號(hào)衰減十倍，使其幅度小于1V,這樣才能加到乘法器的輸入端，因?yàn)槌朔ㄆ鞯淖畲筝斎霝镮V。調(diào)制:為了節(jié)省PC阪的面積調(diào)幅電路采用集成AD834勾成

6、雙邊帶調(diào)制電路乘法器,采用緩沖電路以防止其他干擾。此電路能到達(dá)其他雙邊帶調(diào)制的功能。AD834的邏輯符號(hào)如下:的。我們選擇X2和Y作為輸入端，選擇X2和丫作為單端輸入的引腳是因?yàn)檫@兩個(gè)引腳離輸。出端比較遠(yuǎn)，選擇它們做輸入可以減小輸入信號(hào)到輸出端的耦合分量。AD834的結(jié)構(gòu)框圖如下所示。AD834的輸入為差分電壓輸入；而輸出FNOR 1 I I WHS KKM 1KJI_PTRC：HJST It/A I. t J IJ J V J IRS r 1 Y為集電極開路的差分電流輸出。為了獲得相對(duì)于地的單端電壓輸出，必須在其外部增加電流-電壓變換電路。具體可以采用變壓器、傳輸線變壓器或者動(dòng)態(tài)電路，如集成

7、運(yùn)算放大器等。在X和Y端口輸入的電壓，經(jīng)過高速電壓-電流變換器變換為差分電流信號(hào)。兩個(gè)電流信號(hào)再分別通過X失真校正和Y失真校正，進(jìn)入到乘法器的核單元，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的相乘。該乘積信號(hào)通過電流放大器得到放大后，以集電極開路的差分電流形式輸出，即W和W2。當(dāng)輸入信號(hào)為v時(shí)，輸出電流為mA。即：輸入端的電壓為：XX1X2YYY2輸入端和輸出端之間的傳輸函數(shù)為：XYW4mA(1V)如果輸入信號(hào)單位為伏特，則該傳輸函數(shù)也可以簡(jiǎn)化為：WXY4mA芯片各引腳功能說明：AD834芯片的引腳分布如其結(jié)構(gòu)圖所示。該芯片總共有8根引腳： 引腳1、2為信號(hào)Y的差分輸入腳，滿幅度輸入為士1V; 引腳3、6為電源供電引腳，輸入

8、電壓為士4±9V,典型值為士5V; 引腳4、5為信號(hào)W的差分輸出腳，滿幅度輸出為士4mA 引腳7、8為信號(hào)X的差分輸入腳，滿幅度輸入為士IV。調(diào)試步驟1、首先按照相關(guān)元器件的技術(shù)指標(biāo)選定元器件。7FNOR 1 I i WHS KKM 1KJLPTRC：H 1ST lC_? A I . IJ fxj IV J 1RX I Y2、按照原理框圖分別設(shè)計(jì)基帶振蕩信號(hào)電路和雙邊帶調(diào)制電路。設(shè)計(jì)電路時(shí)應(yīng)該注意元件參數(shù)的設(shè)定，應(yīng)為很細(xì)微的變換會(huì)影響調(diào)制的效果。3、分別運(yùn)行各個(gè)電路并接通電源基帶振蕩信號(hào)電路部分，觀察是否起振，如果沒有測(cè)量反饋電路是否存在反饋，同通過改變反饋電路使電路起振。通過調(diào)節(jié)電

9、容和電感產(chǎn)生1KHz的基帶振蕩信號(hào)，通過示波器觀察結(jié)果是否穩(wěn)定，調(diào)節(jié)負(fù)載電阻使輸出電壓的幅值控制在260mO內(nèi)，以保證調(diào)幅振蕩器的正常調(diào)幅。用示波器觀察輸出的波形，會(huì)發(fā)現(xiàn)最開始輸出的是一條直線，逐漸變?yōu)檎袷幍膶拵盘?hào) 調(diào)制電路的調(diào)節(jié)：將載波信號(hào)加載到乘法器的Y1輸入端，基帶信號(hào)加到乘法器的X2輸入端，XI、Y2接地，W2K地，正電壓為6v,負(fù)電壓由于無法產(chǎn)生，故可以接地，不影響其調(diào)試功能。輸出端接到發(fā)射天線，先假設(shè)天線阻抗為100歐姆，可以仿真看出，發(fā)射功率為微瓦級(jí)，滿足要求。 綜合調(diào)試：將電路連接到一起進(jìn)行調(diào)試，改變基帶振蕩信號(hào)電路負(fù)載電阻使輸出的電壓保持正常，然后調(diào)試，輸出的調(diào)制信號(hào)不是很

10、穩(wěn)定，通過稍微改變調(diào)制信號(hào)的幅值，產(chǎn)生較好的輸出信號(hào)。觀察波形并與理論進(jìn)行比照，輸出的波形會(huì)存在一定的失真，可能是由于輸入調(diào)制信號(hào)的不穩(wěn)定。通過調(diào)節(jié)電路參數(shù)使輸出波形穩(wěn)定。記錄最終觀測(cè)到的波形。注：由于仿真軟件和實(shí)際的差距，在調(diào)節(jié)電路時(shí)應(yīng)考慮，每次仿真需要通過調(diào)節(jié)輸入電壓的幅值調(diào)節(jié)輸出信號(hào)的良好波形，可能的由于仿真軟件計(jì)算的延遲造成的。電路仿真電路仿真采用Multisim軟件進(jìn)行。確定Multism中各個(gè)元件的連接與原理圖檢查無誤#麗 N學(xué)MOR 1 I I WHS P<_)LPTRC:H 1ST tC? A 1. 1 J IJ IV J IRS r i'V1 .產(chǎn)生基帶振蕩信號(hào)

11、電路仿真將電路連接完成，檢查錯(cuò)誤，然后進(jìn)行仿真，按運(yùn)行鍵進(jìn)行測(cè)試電路,看是否能起振產(chǎn)生預(yù)期的正弦波?；鶐д袷幮盘?hào)波形如下：A起振時(shí)：R振蕩穩(wěn)定時(shí):產(chǎn)生正弦波，根據(jù)需要的頻率調(diào)節(jié)電容和電感，使頻率合適。根據(jù)需要的調(diào)制電壓調(diào)節(jié)負(fù)載電阻。頻率為IKHz,幅值約為10mV92.高頻載波部分仿真高頻載波圖形:分析：由圖中我們可以看出振蕩產(chǎn)生的載波信號(hào)有有些失真高頻正弦波，經(jīng)過查找相關(guān)書籍我們發(fā)現(xiàn)信號(hào)的失真是由于振蕩電路本身的因素，高頻載波的失真也影響我們后期測(cè)量調(diào)頻波波形的準(zhǔn)確性。已經(jīng)調(diào)幅波圖形:忘MN/R當(dāng)MOR1I1WHSKKMPtJLPTEC：HJSTIC?AI.IJISJJV1<RStTY

12、從圖上可以看書，載波的幅度很好的反映了基帶信號(hào)的變化。一本圖中為了比照，前半部分觀測(cè)頻率很高，是為了看到波形的細(xì)節(jié)細(xì)節(jié)特征；后部分是為了看到波形的整體特征。PCB板電路圖我們首在protel中設(shè)計(jì)仿真電路圖:11在protel中設(shè)計(jì)電路選擇元件時(shí)應(yīng)注意元件的封裝，修改PCB勺規(guī)則，使參數(shù)符合制作水平，制作PCB版時(shí)采用了手動(dòng)布局的方式，然后將其進(jìn)行布線，設(shè)置邊界?？傻玫絇CB版如下：MOR 1 I i WHS PtJl_PTEC：H JSI lC?Al . t J hJ 1V J ItlX I Y技術(shù)指標(biāo)數(shù)量個(gè)名稱數(shù)值1乘法器2電阻R7、R1127K2電阻R8、九5.1K3電阻R9、R6、R3

13、3K3電阻R、飛、RU1K3電容C9、C10、C111mF1電源POWER_SOURCES1電容C810uF2電容C6、C71uF1電阻R4200K1電源DC_POWER12V1電感L2600nF1電容C5300pF2電容C2、C4120pF1電感900nH1電容C370pF1電阻R35K1電阻R22K2電阻R、R181001電容C1100nF1電容C1230uF1電容C1350uF2電容C14、C1610nF1電容C151電阻r55001電感1電感300mH1電阻r640K1電阻r71.2K心得體會(huì)通過這次對(duì)無線電子門鈴發(fā)射單元的設(shè)計(jì)，使得我們組的成員熟練地掌握了Multisim仿真軟件以及

14、Protel軟件PC張的制作，提高了我們思考問題和解決問題的能力，穩(wěn)固了我們已有的相關(guān)高頻電子線路方面的知識(shí)。在我看來，這次高頻課程設(shè)計(jì)，不僅培養(yǎng)了大家獨(dú)立思考、動(dòng)手操作的能力，在其它能力上也都有了提高，比方團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等。更重要的是,這次課設(shè)，讓我們掌握了很多學(xué)習(xí)的方法。當(dāng)日后走出校園面對(duì)社會(huì)的挑戰(zhàn)時(shí)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，再學(xué)習(xí)、再實(shí)踐才能在社會(huì)立足，開創(chuàng)屬于自己的一片天空。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。在做課設(shè)的這段時(shí)間內(nèi)，我們組的成員在一起討論如何設(shè)計(jì)這個(gè)無線門鈴發(fā)射單元，如何解決一些關(guān)鍵性的問題，大家一起討論，一起解決問題，增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作

15、的意識(shí)，也理解了團(tuán)隊(duì)合作的精神。大家互補(bǔ)自己的不足，在這次的課程設(shè)計(jì)中大家一起提高了自己的能力，在做課程設(shè)計(jì)中體驗(yàn)到快樂。并且在查找課設(shè)題目的相關(guān)資料時(shí)，也了解了一些生活中常見器件的基本原理，對(duì)自己的生活知識(shí)是個(gè)不錯(cuò)的補(bǔ)充時(shí)機(jī)。通過在這次的課設(shè)中，十字路口交通管理控制器的設(shè)計(jì)，理解了一些東西在外表上看著容易，但是通過自己的努力，認(rèn)真的分析電路，把電路的原理搞懂的話，其實(shí)一些東西還是很簡(jiǎn)單，對(duì)生活種的一些常見的東西要善于運(yùn)用自己所學(xué)的知識(shí)去分析它的基本組成，分析它的原理，自己的知識(shí)也在不斷的提高，同時(shí)也理論知識(shí)也和實(shí)際的運(yùn)用聯(lián)系了起來，增加自己對(duì)專業(yè)課學(xué)習(xí)的興趣，在學(xué)習(xí)中不再那么的枯燥無聊，適當(dāng)?shù)募ぐl(fā)了自己的潛力。這次課程設(shè)計(jì)的經(jīng)歷使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，我們不斷學(xué)習(xí)相關(guān)資料去解決出現(xiàn)的一個(gè)又一個(gè)問題，同時(shí)在設(shè)