調(diào)幅發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 摘要1 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 第一章調(diào)幅發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)的具體要求和目的1 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 第一節(jié)設(shè)計(jì)目的1 HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 第二節(jié) 設(shè)計(jì)要求1 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 第二章調(diào)幅發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)選擇、及其原理框圖2 HYPERLINK

2、l bookmark19 o Current Document 第一節(jié)方案的選擇2 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 一設(shè)計(jì)選擇的原因2 HYPERLINK l bookmark25 o Current Document 功率分配及電源電壓的確定2 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 各級(jí)晶體管的選擇3 HYPERLINK l bookmark31 o Current Document 放大級(jí)管子的選擇3 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 第二節(jié)調(diào)

3、幅發(fā)射機(jī)方框圖4 HYPERLINK l bookmark37 o Current Document 第三章調(diào)幅發(fā)射機(jī)的電路形式及工作原理5 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 第一節(jié)高頻振蕩器電路5 HYPERLINK l bookmark43 o Current Document 第二節(jié)隔離放大電路6 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 第三節(jié)受調(diào)放大級(jí)電路7 HYPERLINK l bookmark49 o Current Document 第四節(jié)話筒和音頻放大電路8 HYPERLINK l

4、bookmark52 o Current Document 第五節(jié)傳輸線與天線9 HYPERLINK l bookmark55 o Current Document 第四章調(diào)幅發(fā)射機(jī)各級(jí)電路的計(jì)算及調(diào)試10 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 第一節(jié)各級(jí)電路的計(jì)算10 HYPERLINK l bookmark61 o Current Document 一 被調(diào)級(jí)參數(shù)的計(jì)算10 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 二放大級(jí)的計(jì)算11 HYPERLINK l bookmark67 o Current D

5、ocument 三振蕩級(jí)的計(jì)算11 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 第二節(jié)電路的調(diào)試12 HYPERLINK l bookmark73 o Current Document 一 本振級(jí)調(diào)試12 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 二放大級(jí)調(diào)整12 HYPERLINK l bookmark79 o Current Document 三末級(jí)調(diào)試12 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 四統(tǒng)調(diào)12 HYPERLINK l bookmark85 o Cur

6、rent Document 第五章心得體會(huì)14 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 參考文獻(xiàn)15 HYPERLINK l bookmark95 o Current Document 附錄16摘要發(fā)射機(jī)的主要任務(wù)是完成有用的低頻信號(hào)對(duì)高頻載波的調(diào)制，將其 變?yōu)樵谀骋恢行念l率上具有一定帶寬、適合通過(guò)天線發(fā)射的電磁波。通常，發(fā)射機(jī)包括三個(gè)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(dòng)級(jí)與末級(jí)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(jí)往往采用石英晶體振蕩器，并在它后面加上緩

7、沖級(jí)， 以削弱后級(jí)對(duì)主振器的影響。低頻部分包括話筒、低頻電壓放大級(jí)、低頻功率放大級(jí)與末級(jí)低頻 功率放大級(jí)。低頻信號(hào)通過(guò)逐漸放大，在末級(jí)功放處獲得所需的功率電 平，以便對(duì)高頻末級(jí)功率放大器進(jìn)行調(diào)制。因此，末級(jí)低頻功率放大級(jí) 也叫調(diào)制器。調(diào)制是將要傳送的信息裝載到某一高頻振蕩（載頻）信號(hào)上去的過(guò) 程。所以末級(jí)高頻功率放大級(jí)則成為受調(diào)放大器。關(guān)鍵字： 調(diào)幅、發(fā)射機(jī)第一章 調(diào)幅發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)的具體要求和目的第一節(jié)設(shè)計(jì)目的學(xué)會(huì)分析電路、設(shè)計(jì)電路的方法和步驟；進(jìn)一步掌握所學(xué)單元電路及在此基礎(chǔ)培養(yǎng)自己分析、應(yīng)用其他單元 電路的能力；了解高頻振蕩器電路、高頻放大器電路、調(diào)制器電路、音頻放大電 路的工作原理；第二節(jié)

8、設(shè)計(jì)要求輸出功率P0=0.5W工作頻率f0=7MHz調(diào)幅度ma=100%電源電壓12v 頻率準(zhǔn)確度f(wàn)/f0W5 X 10-4；畫(huà)出調(diào)幅發(fā)射機(jī)組成框圖，方案的確定，晶體振蕩器設(shè)計(jì)計(jì)算；完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，說(shuō)明書(shū)應(yīng)含有課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，設(shè)計(jì)原理說(shuō) 明，設(shè)計(jì)原理圖，要求字跡工整，敘述清楚，圖紙備齊；設(shè)計(jì)時(shí)間為一周；第二章調(diào)幅發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)選擇、及其原理框圖第一節(jié)方案的選擇一設(shè)計(jì)選擇的原因根據(jù)課程設(shè)計(jì)要求，其工作頻率為7MHz,輸出載波頻率為0.5W。由 于輸出功率小，所以它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小和質(zhì)量輕等特點(diǎn)?；谝?上要去，可選用最基本的發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)由主振、放大和被調(diào)級(jí)構(gòu) 成。由于晶體穩(wěn)定性好，Q

9、值很高，故頻率穩(wěn)定度也很高。因此，主振 級(jí)采用晶體振蕩器，滿足所需的頻率穩(wěn)定度。末級(jí)采用串聯(lián)饋電的方式。由于電源靠近的一端，雜散電容小，從 而對(duì)回路的影響也小，使電路穩(wěn)定工作。為了有較高的效率，本級(jí)采用 基極電流的直流分量在基極偏置電阻上產(chǎn)生所需要的負(fù)偏壓，使其工作 在丙類狀態(tài)。輸出回路采用變壓器耦合式諧振回路，利用電感抽頭實(shí)現(xiàn) 阻抗匹配，調(diào)整末級(jí)功放管的工作狀態(tài)，從而達(dá)到有效的集電極調(diào)幅， 有最佳的功率輸出。由于本機(jī)輸出載波功率為0.5W,所以，只需一級(jí)功率放大器就能達(dá)到 要求；而其工作在較低的7MHz頻率，一般晶體振蕩器都能實(shí)現(xiàn)，且具有 一定的輸出電壓，而且頻率穩(wěn)定度高，無(wú)須進(jìn)行倍頻。為了

10、提高工作效 率，采用丙類集電極調(diào)幅方式。因而，本機(jī)由最基本的發(fā)射機(jī)所應(yīng)有的 三級(jí)構(gòu)成。二 功率分配及電源電壓的確定本機(jī)輸出的最大功率 Po,max=(1+ma)2 X Po=4 X Po=4 X 0.5W=2W。 設(shè)輸出變壓器的效率=0.8，則末級(jí)功率放大器管最大輸出功率為Po,max=2W/0.8=2.5 W,取功率放大器管功率增益為Ap = 13 dB(20倍)，則 末級(jí)的最大激勵(lì)功率應(yīng)為125mW,W振蕩器輸出功率較小，一般為幾十毫 瓦即可。對(duì)于小型發(fā)射機(jī)，電源電壓一般為915 V，所以取標(biāo)準(zhǔn)電源12 V。三各級(jí)晶體管的選擇一般選取晶體管的原則是BVceo、PCM、ICM必須滿足要求。末

11、級(jí)功率放大器管：工作頻率為7 MHz ,最大輸出功率為2.5W，且 集電極瞬時(shí)電壓為Vc =Vcm cos ct+V m cos t + Vcc ,其最大值 為：Vc,max=Vcm+V m + Vcc = (V m + Vc)X V m + Vc = Vc(1+ma) X( + )當(dāng) ma = 1,= 時(shí)，Vc,max = 4XVcc =4X 12 = 48 V，可選用3DA1B ,其參數(shù)為：BVceo N 50V,Pcm=7.5W,Icm=0.75A,f =70MHz N 10f0,Ap=13dB。四放大級(jí)管子的選擇集電極瞬時(shí)電壓為Vc = Vcm cos ct + Vcc，其最大值為 V

12、c,max=Vcm + Vc = Vc ( + ) 當(dāng) = 時(shí)，Vc,max =24V。集電極輸出的功率為156.25mW(末級(jí)激勵(lì)功率125mW/ )，若取Ap = 10dB(10倍)，則末級(jí)激勵(lì)功率為156.25mW/10=15.6mW,可選用3DG12B， 其參數(shù)為 Icm=300mA, fTN200MHz, BVceoN45V,Pcm=0.7W,振蕩管的選擇，要求 N50, fTN10f0，仍選用3DG12B。第二節(jié)調(diào)幅發(fā)射機(jī)方框圖圖一調(diào)幅發(fā)射機(jī)方框圖第三章調(diào)幅發(fā)射機(jī)的電路形式及工作原理第一節(jié)高頻振蕩器電路圖二高頻振蕩器電路圖電路如上圖所示，振蕩器是無(wú)線電發(fā)射的心臟部分高頻振蕩器的主

13、要作用是產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的載波,它的頻率叫做載頻。由于晶體穩(wěn)定性好，Q值高，故頻率穩(wěn)定度也高。因此，主振級(jí)（高 頻振蕩器）采用晶體振蕩器，滿足所需的頻率穩(wěn)定度。此電路中其工作在 較低的7MHZ頻率，一般晶體振蕩器都能實(shí)現(xiàn)，且具有一定的輸出電壓， 而其頻率穩(wěn)定度高，無(wú)須進(jìn)行倍頻。頻率輸出需要通過(guò)C4微調(diào)。C1、C2為回路電容，改變C8可以改變 耦合程度，R1、R2為偏置電阻，R3為集電極負(fù)載電阻，R4為發(fā)射極電阻，C3為旁路電阻，Z1為高頻扼流圈，C6、C7為電容退耦電容。高頻振蕩器所輸出的波形如下圖所示:圖三高頻振蕩器輸出波形第二節(jié)隔離放大電路圖四隔離放大電路圖電路如上圖所示。該電路采用自給負(fù)偏壓

14、方式，通過(guò)R4可改變電位 器改變負(fù)偏壓大小。回路諧振在工作頻率，通過(guò)改變變壓器B1耦合輸出。 Z2、Z3為高頻扼流圈，C10為旁路電容，C11、C12為回路電容，C16、 C17為耦合電容，C14、C15為電源退耦電容。隔離放大級(jí)的輸出波形如下圖所示：圖五 隔離放大器輸出波形第三節(jié)受調(diào)放大級(jí)電路圖六受調(diào)放大級(jí)電路電路如上圖所示。末級(jí)采用串聯(lián)饋電的方式。為了有較高的效率， 本級(jí)利用集電極電流的直流分量在基極偏置電阻上產(chǎn)生所需要的負(fù)偏 壓，使其工作在丙類狀態(tài)。輸出回路采用變壓器耦合式諧振回路，利用 電感抽頭實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，調(diào)整末級(jí)功放的工作狀態(tài)，從而達(dá)到有效的集 電極調(diào)幅，有最佳的功率輸出。為加強(qiáng)耦

15、合度，可在變壓器初次級(jí)之間 接一個(gè)小耦合電容C22,C20和C21為回路電容。受調(diào)放大電路的輸出波形如下所示:圖七受調(diào)放大級(jí)的輸出波形第四節(jié) 話筒和音頻放大電路如下圖：音頻放大器采用LA4101。電源由14腳接入，3腳接地，10 腳與地之間接退耦電容C20，12腳與地之間接有源濾波退耦電容C21。 信號(hào)由9腳輸入，經(jīng)放大后由1腳經(jīng)數(shù)出電容C26送到受調(diào)放大級(jí)。6 腳到地之間接入C19和Rf組成的負(fù)反饋電路，決定放大倍數(shù)的大小。Rf 越小，電路增益越高；反之，增益越小。13、14之間接入自舉電容C24、 C22和C23，以防止產(chǎn)生寄生振蕩。圖八音頻放大電路信號(hào)經(jīng)過(guò)話筒、音頻放大電路和調(diào)制器后的波

16、形如下所示:圖九音頻放大框圖第五節(jié)傳輸線與天線這部分的作用是把己調(diào)高頻信號(hào)由傳輸線送至天線，變成電磁波， 輻射到空間去，實(shí)現(xiàn)無(wú)限電波的發(fā)射。第四章 調(diào)幅發(fā)射機(jī)各級(jí)電路的計(jì)算及調(diào)試第一節(jié)各級(jí)電路的計(jì)算被調(diào)級(jí)參數(shù)的計(jì)算已知條件：Vcc= 12 V, f0=7mHZ, Ql=5, P0=0.5W,RL = 51,hfe=10Q0=150,系數(shù) P1=0.15,P2=0.2。三級(jí)管型號(hào) 3DA1B。通過(guò)計(jì)算,可得：Ic1m=0.104A,Icm=0.238A,Ico=0.06APD=IcoXVcc=0.72WPc=PD- Po =0.098Wc= Po /PD=86.8%Ap=101og10 (Po

17、/PD) =13dB(20 倍)所以，激勵(lì)功率Pi=Po /20=31.25mWIbm=Icm/hfe=0.0238AIb1m=0.01AVbm=2XPi/Ib1m=6.24VVbb二VBZ-VbmXcosVIbo=6mAR5=|Vbb|/Ibo=310標(biāo)稱值可取R5 = 390 可變電壓。取耦合電容 C22=8pf,旁路電容C18=C19 = 0.033 F,高頻扼流圈 Z4=Z5=100 H,從而得到各項(xiàng)功率的計(jì)算。二放大級(jí)的計(jì)算已知條件：Vcc= 12 V, f0=7mHZ,末級(jí)激勵(lì)功P1=31.25mW系數(shù) P1=0.2,P2=0.4,管子選 3DG12B,其 Ap=10,Cb c=1

18、5pF。同理，取C12 = 85.5pF,則L2 = 6 H,用Q表測(cè)得其圈數(shù)n=12匝,n1二P1 Xn=2匝，n2=P2Xn=5匝.C0 = 2XCb c=30pF，折合到回路上從而算出 回路所需電容為 80.8pF.若取 C12=68pF,C11=0.25pF, RR=1KC14=0.047 F, C15=100 F, Z3=Z2=100 H, C10 = 0.033F.三振蕩級(jí)的計(jì)算已知條件：Vcc=12V, f0=7mHZ,選晶體型號(hào)為3DG12B，其放大倍數(shù) IcQ = 3mA,VceQ=6V,VeQ=0.2Vcc.從而通過(guò)計(jì)算可得：R3=1.2kR4=800 ，取標(biāo)稱值R4 =

19、810 ，BQ=0.06mA,R2=5.1K ，R1=15k 可取 R1=10 +10 的電位器調(diào)整 偏置。取 C4=0.25pF,C5=20pF,則 F = 0.5mA,C4/C5C1,C4/C5C2,令 C1=470pF，則 C2 = 940pF,取標(biāo)稱值 C2 = 1000pF。第二節(jié)電路的調(diào)試本振級(jí)調(diào)試按設(shè)計(jì)電路安裝后，將后級(jí)斷開(kāi)，調(diào)整晶體管的工作點(diǎn)，使振蕩管 靜態(tài)電流為3mA左右；適當(dāng)調(diào)整C4，輸出頻率為7MHz，幅度為3V的正 弦波。二放大級(jí)調(diào)整將前級(jí)的振蕩輸出通過(guò)耦合電容接入放大器的輸入端，斷開(kāi)末端， 接入約80的假負(fù)載；在B1的次級(jí)，改變回路電容CL1，使電表讀數(shù)指 示最小，即回路對(duì)工作頻率發(fā)生諧振；然后改變變壓器抽頭，使放大器 工作在臨界狀態(tài)，在假負(fù)載上輸出約200MW的功率。三末級(jí)調(diào)試前兩級(jí)調(diào)試通過(guò)后，通過(guò)耦合電容接入末級(jí)輸入，并按天線的等效 電阻接入B2的次級(jí)，調(diào)整回路電容C20，使回路諧振，集電極電流指示 最小，將調(diào)制信號(hào)短路，改變抽頭，使載波最大點(diǎn)工作于臨界狀態(tài)，輸 出功率大于0.5W，且有較好的正弦波輸出。四統(tǒng)調(diào)由于將最后一級(jí)接上后，其輸入阻抗不可能就等于假負(fù)載的阻值， 因而接入電路后，會(huì)改變前級(jí)的反射阻抗，使其回路失諧，影響工作波 形和輸出，所以必須進(jìn)行統(tǒng)調(diào)。重新改變抽頭位置，逐次對(duì)Cl1、Cl2進(jìn) 行調(diào)整，且改變級(jí)間耦合