小功率調幅發(fā)射機設計輔導

第1頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六一、單元電路

1.LC三點式晶體三極管振蕩器

2.緩沖隔離級

3.晶體三極管調幅電路

4.小信號諧振放大器（略）

5.匹配網(wǎng)絡（略）二、調幅發(fā)射機系統(tǒng)電路第2頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六LC三點式晶體三極管振蕩器

第3頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六LC振蕩器的設計

振蕩器實際上是一個具有反饋的非線性系統(tǒng)，精確計算是很困難的，而且也是不必要的。因此，振蕩器的設計通常是進行一些設計考慮和近似估算，選擇合理的線路和工作點，確定元件的數(shù)值，而工作狀態(tài)和元件的準確數(shù)值需要在調整、調試中最后確定。設計時一般應考慮以下一些主要問題：1、振蕩器電路選擇

LC振蕩器一般工作在幾百千赫茲至幾百兆赫茲范圍。振蕩器線路主要根據(jù)工作的頻率范圍及波段來選擇。在短波范圍內，電感反饋振蕩器、電容反饋振蕩器都可以采用。在中、短波收音機中，為簡化電路常用變壓器反饋振蕩器做本地振蕩器。在要求波段范圍較寬的信號產(chǎn)生器中常用電感反饋振蕩器。在短波、超短波波段的通信設備中常用電容反饋振蕩器。當頻率穩(wěn)定度要求較高，波段范圍又不很寬的場合，常用克拉潑、西勒振蕩器。西勒振蕩器電路調節(jié)頻率方便，有一定的波段工作范圍，用得較多。第4頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六2、晶體管選擇從穩(wěn)頻的角度出發(fā)，應選。同時希望電流放大系數(shù)大些，這既容易振蕩，也便于減小晶體管和外來之耦合。雖然不要求振蕩器中的晶體管輸出多大功率，但考慮到穩(wěn)頻等因素，晶體管的額定功率也應該有足夠的余量。3.直流饋電線路的選擇

為保證振蕩器起振的振幅條件，起始工作點應設置在線性放大區(qū)；從穩(wěn)頻出發(fā)，穩(wěn)定狀態(tài)應在截至區(qū)，而不應在飽和，否則回路的有載品質因數(shù)將降低。所以，通常應將晶體管的靜態(tài)偏置點設置在小電流區(qū)，電路應采用自偏置。對于小功率晶體管，集電極靜態(tài)電流約為1～4mA。第5頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六4．振蕩回路元件選擇

從穩(wěn)頻出發(fā)，振蕩回路電容C應盡可能大，但C過大，不利于波段工作；電感L也應盡可能大，但L大后，體積大，分布電容大，L過小，回路的品質因數(shù)過小，因此應合理地選擇回路地C、L。在短波范圍，C一般取幾十至幾百皮法，L一般取0.1至幾十微亨。5.反饋回路元件選擇

由前述可知，為了保證振蕩器有一定的穩(wěn)定振幅以及容易起振，在靜態(tài)工作點通常應選擇。

當靜態(tài)工作點確定后，的值就一定，對于小功率管可近似為：

反饋系數(shù)的大小應在F=0.1～0.5范圍選擇。第6頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六實際振蕩電路1、Clapp振蕩器第7頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六2、Seiler振蕩電路

第8頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六緩沖隔離級電路的設計不論是在低頻電路還是高頻電路的整機設計中，緩沖隔離級常采用射極跟隨器電路，如圖1所示。調節(jié)射極電阻RE2，可以改變射極跟隨器輸入阻抗。如果忽略晶體管基極體電阻rb‘b的影響，則射極輸出器的輸入電阻Ri為：

Ri=RB'//βRL'式中，RL‘=(RE1+RE2)//RL,RB’=RB1//RB2，輸出電阻R0為：R0=(RE1+RE2)//r0.式中，r0很小，所以可將射極輸出器的輸出電路等效為一個恒壓源。

圖1緩沖隔離級電路第9頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六電壓放大倍數(shù)AV為式中，gm——晶體管的跨導，一般情況下

。所以，圖2所示射極輸出器具有輸入阻抗高、輸出阻抗低、電壓放大倍數(shù)近似等于1的特點。晶體管的靜態(tài)工作點應位于交流負載線的中點，一般取，ICQ=3～10mA.對于如圖1所示電路，取VCEQ=6V，ICQ=4mA，若晶體管的電流放大倍數(shù)β=60，則RE1+RE2=VEQ/ICQ=1.5kΩ，取RE1=1kΩ的電阻，RE2=1kΩ的電位器。IRB≈10IBQ，IBQ=ICQ/β，第10頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六估算功率激勵級的輸入阻抗為335Ω，即射隨器的負載電阻RL=335Ω，并可計算出射隨器的輸入電阻Ri，即

Ri=RB’//βRL’≈3.6kΩ

輸入電壓Vi為

為減小射隨器對前級振蕩器的影響，耦合電容C1不能太大，一般為數(shù)十皮法。C2為0.022μF左右。第11頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六晶體三極管調幅電路

第12頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六AM信號的產(chǎn)生可以采用高電平調制和低電平調制兩種方式完成。目前，AM信號大都用于無線電廣播,多采用高電平調制方式。高電平調制是在高頻功率放大器中進行的。通常分為基極調幅、集電極調幅以及集電極基極(或發(fā)射極)組合調幅。P216

第13頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六1.集電極調幅電路

第14頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六2.集電極調幅的波形（工作在過壓區(qū)）第15頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六3.基極調幅電路

第16頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六

4.基極調幅的波形（工作在欠壓區(qū)）

第17頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六5.集電極、發(fā)射極雙重調幅電路

調制電壓經(jīng)變壓器同時加到集電極和發(fā)射極，注意變壓器的同名端，在調制電壓正半周，雖然集電極電源電壓降低，但基極偏壓也隨之變負，不致進入強過壓區(qū)，在調制過程中也是保持在臨界—弱過壓狀態(tài)工作，從而可以使調制特性得以改善。

第18頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六6.集電極—發(fā)射極雙重調制（具體電路）

如果發(fā)射機的級數(shù)較少，主振器的輸出直接用來推動未前級，則兩級集電極調制可能影響到主振器的頻率穩(wěn)定度。這時往往采用集電極—發(fā)射極（基極）調制，典型的例子見下圖。C34/20pC21μC60.1μB3B112調制信號輸入載波信號輸入已調波輸出B2R143ΩC12200pR2100Ω3DA76R32ΩC10.1μC4+

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24V第19頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六

必須注意，B1次級兩個繞組的相位不能接反，不然將引起正反饋，造成放大器自激振蕩。如果接法正確，則加在發(fā)射極和集電極的調制電壓是同相的，它們對集電極的電流控制作用相同。這樣，可以提高調制效率（加深調制度）和減小非線性失真。

由于被調管是在低電壓電路狀態(tài)下工作，所以要求所有的去耦元件和變壓器的直流電阻都應盡可能小，以提高整機效率。

應該說明，為便于散熱，3DA76集電極也是接地的，但它對于載波頻率來說，是共發(fā)射極電路；而對于調制頻率來說，卻又是共基極電路。

這是某一短波電臺末級功率放大級的簡化電路，頻率為1.7～6.0兆赫（分兩個波段），發(fā)話時輸出功率為1瓦。被調管3DA76采用共發(fā)射極電路，工作于丙類狀態(tài)。R1防止自激，C1使被調級輸入信號比較平穩(wěn)，R3為發(fā)射極交流交直流反饋電阻。B1調制信號電壓由調幅變壓器次級兩個繞組分別加到發(fā)射極和集電極電路，進行發(fā)射極調幅與集電極調幅。已調波從負載回路經(jīng)高頻變壓器B3的次級輸出。第20頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六調幅發(fā)射機系統(tǒng)參考電路

第21頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六振幅調制參考電路（一）測試點測試點調幅級緩沖級振蕩級調制信號輸入電源電源電流表克拉撥振蕩電路小信號諧振放大丙類功放集電極調制第22頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六電路改進方案

為了提高發(fā)射功率，在緩沖與調幅之間加入一級激勵放大，調幅級換用大功率管。為了提高調幅系數(shù)和線性調制度，調制級采用集電極和發(fā)射級雙重調制。為了提高發(fā)射機的效率，實現(xiàn)最佳阻抗匹配，在調幅級的輸入輸出端加入T型或π型匹配網(wǎng)絡。第23頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六振幅調制參考電路（二）

振蕩級、緩沖級和激勵級

0.001μ120p5~20p5~20pN1N2Tr1200Ω22Ω750Ω5.1K1.8K8.2K1K4.7K4.7K6.8K3DG123DG43DG4VCC(-15V)0.068μ0.47μ0.47μ0.068μ0.068μ0.068μ6.8p240p82+62+33p2200p33pL0820μH820μH激勵級緩沖級振蕩級第24頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六振幅調制參考電路（二）

功放級和振幅調制級Tr1Tr2T10.0472CP21×4注：T1的功率為2~5WN1：N2：N3=5：14：1.2N1N2N37T25T5~20p120p100p10~100p6.2ΩN3N1N22200p0.047100Ω51Ω3DA14A調制信號VCC(-24V)第25頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六振幅調制參考電路（二）（續(xù)前頁）

功放級和振幅調制級振蕩線圈及變壓器線圈參數(shù)注：L0：振蕩線圈：用Φ0.3mm漆包線在Φ8mm塑料骨架上并繞54匝。

Tr1：激勵級負載變壓器：N1和N2用Φ1.2mm漆包線，在外徑為

Φ30mm、內徑為Φ18mm的環(huán)狀高頻磁環(huán)上分別繞25匝和7匝。

Tr2；調幅級輸出變壓器：N1、N2、N3用