高頻電路通信基本實驗

通信基本電路實驗電子工程系調(diào)頻無限通信系統(tǒng)設(shè)計（發(fā)射部分）一，設(shè)計任務(wù)：設(shè)計一個調(diào)頻發(fā)射機，其系統(tǒng)框圖如下所示（要求用分立元件實現(xiàn)）：調(diào)頻振蕩器緩沖放大器諧

振功

率放大器負載︵天線︶二，設(shè)計要求技術(shù)指標：發(fā)射功率：P0≥

20mW工作頻率：（30~60）MHz，信道間隔150KHz（共150個信道）；（3）頻點分配：小組頻率=（30+0.2

x組號）x

MHz；通信距離：≥5m；電源電壓Vcc：10V；負載（容性）：50Ω與20pF電容相串聯(lián)；三，調(diào)頻振蕩器設(shè)計設(shè)計原則：①震蕩形式選擇（穩(wěn)定度、輸出波形好，幅度平穩(wěn)）②回路參數(shù)計算③變?nèi)莨苄阅堍苤绷髌糜嬎?，選擇振蕩類型-------西勒振蕩器及其電路如下：電容并聯(lián)改進型（西勒）電路圖（僅供參考）2，振蕩器電路設(shè)計方法：選擇一個，按工作頻率確定另一個振蕩頻率：f

=

12p

LCC

=

C1//

C2

//

C3

+

C4

+

C5

//

Cj1L=4p

2

f

2C0

從穩(wěn)定度要求：C∑≥不穩(wěn)定電容根據(jù)實際經(jīng)驗：若工作頻率在30~60MHZ時，其回路總電容選取范圍C∑：25~60pF,其電感為0.25~0.47uH。第一在變?nèi)荻O管電路中再串一個電感,如圖所示.L1的串入能抵消變?nèi)荻O管靜態(tài)電容的影響晶體等效電路如圖所示:擴展石英晶體振蕩器直接調(diào)頻電路頻偏的方法L1變?nèi)荻O管石英晶體LqCqrq

Coq

o

q

o

pC

C=C

+

Cf

=1

+

q

Co

o1C112p

Lq

Cq2p

Lqq

qp2p

L

C1f

=并聯(lián)諧振頻率為:串聯(lián)諧振頻率為:由以上兩式可知:減小Co能提高fp此時串聯(lián)諧振頻率fq并不受到影響,因此能擴展fp與fq之間的范圍.另外若用一適當?shù)碾姼蠰與晶體并聯(lián),以減小Co.當L與Co達到并聯(lián)諧振,Co被全部抵消,因此,fp與fq之間的范圍大大加寬.但頻率穩(wěn)定性大大降低,失去石英晶體的優(yōu)越性.注:L1為低Q線圈,若Q值過高,電感量較大雖然能產(chǎn) 生較大的頻偏,但同時卻會引起頻率不穩(wěn);晶體與L1的聯(lián)結(jié)點與地之間的分布電容應(yīng)盡量小,

否則該分布電容將使石英晶體和變?nèi)荻O管對地旁路,并使電路產(chǎn)生頻率漂移.

變?nèi)荻O管對地分布電容也應(yīng)盡量小,否則將使頻偏受到限制.第二采用π型網(wǎng)絡(luò)進行阻抗變換.請自己查閱有關(guān)資料.確定靜態(tài)工作點及偏置電路靜態(tài)工作點或負載阻抗過大，都易進入飽和區(qū)。實踐證明：進入飽和區(qū)，晶體管輸出阻抗R0將急劇下降，由原來的幾十千歐或幾百千歐→幾百歐姆→QL↓→波形嚴重失真→停振。將工作點設(shè)計遠離飽和電壓而靠近截止區(qū)，一般小功率振蕩器，集電極電流取ICQ=1~4mA。高穩(wěn)定偏置電路如圖注：Rc和Re不宜過大----〉VCEQ↓工程上一般?。篤EQ=0.2Vcc或VEQ

=1~3v其次必須減小RB1和RB2的電阻值，滿足I2

≥IbQ的條件。使

VB≈I2

RB2保持恒定，RB1和RB2不宜過小增加直流電源的功耗，一般取I2=（5~10）IbQ2：Rb2

?（3

6）Re1：Re

?

VeQICQb1b2EQV3：R

=

Vcc

-

VEQ

R在滿足I2﹥﹥IbQ和VB

﹥﹥

Vbe的條件下，工作點獲得很高的穩(wěn)定度。各偏置元件選擇如下：4：w

cb

Rb

=

Rb1

Rb2

Ri

=

hie

+（1+hfe）Reie26IcQ其中

h

=（1+hfe）說明：①C1和C2決定反饋系數(shù)FF取值范圍：1/2~1/8②C1＞＞C3，C2

＞＞C3（從穩(wěn)定性出發(fā)）。③對于工作頻率大于20MHz以上，C1和C2的取值通常小于100pF。C1C1

+

C2C1C2共基電路

F

=共發(fā)電路

F

=說明（續(xù)）④C4為小電容起微調(diào)作用⑤C5與Cj一起構(gòu)成部分接入回路，其值主要根據(jù)接入系數(shù)P=C5/(C5+CjQ)=0.4，Cj（DB910）。⑥變?nèi)莨芴匦裕?，起振條件fhw

Q

C2L

3zeyfe

F

1C1C2hi說明：①C3不能太小，太小不宜起振（回路與管子弱耦合）②工作頻率f一定，

C1C2遇大，起振遇困難4，振幅幅度VmVm

f

L

3

C1C2hih

Q

w

C

25，直流偏置的計算，取工作點電流：ICQ=1~4mA（具體計算見前文）緩沖放大器的設(shè)計緩沖放大器的設(shè)計假設(shè)條件：推動級功率為Po

2

=

2mW

~

5mW工作狀態(tài)為甲乙類緩沖放大器的設(shè)計假設(shè)條件：3.

9018的功率增益（與工作頻率有關(guān)）約10～30倍ff

T

8prbb

'Cb

'c

f2Gp

=

max

;

fmax

=

rbb

':幾十W

~

幾百WCb

'c

:手冊可查(2

pF

)緩沖放大器的設(shè)計假設(shè)條件：4.

集電極電壓利用系數(shù)x

=

0.6

~

0.8緩沖放大器的設(shè)計假設(shè)條件：5.

中間級交流等效電路Rp2中間級等效電路p

2o

2V

2R2P

2P0.8V

-V=

cm

=

cc

ces

=

0.8·10

-

0.5

=1.875kW2

·

2

·10-3取Rp2=2kΩ中間級等效電路接入系數(shù)ip

2R

=

p2

R100100RiRp

2p

===

0.231.875·103

2

·103取p=1/4回路參數(shù)計算考慮到穩(wěn)定性（分布電容的影響）取C=20~30pF則1w

2CL

=諧振功率放大器的設(shè)計1.

電路形式Rp諧振功率放大器的設(shè)計2.

匹配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)計算keQ=

0.7

Q

o

取h

=1-0.7hkP

20

·10-3\

Po

=

A=

36mW匹配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)計2

cc

po2

P1

(xV-

0.5R

=(0.9

·10

-

0.5)2=2

·30

·10-3=1.2kW匹配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)計11AAL

===

0.507mHw

2C

6.282

·502

·1012

·

20

·10-12RA

=

51WCA取20

pF匹配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)計算取Qe

=

515eRp1.2

·103XC

=

Q

==

240W111C1C

===13.269

pFw

X

6.28·50

·106

·

240匹配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)計算(

)25151C2

AepRARRX

=1+

Q-1=(1+

52

)-11.2

·103=157.389W211C2C

===

20.234

pFw

X

6.28·50

·106

·157.389匹配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)計算2Lee

C2RAQ

XR

QX

=

p

e1+1+

Q1.2

·103

·5

51=1+

52

1+

5·157.387

=

245W245L

=

XL

==

0.78256mHw

6.28·50

·106諧振功率放大器的設(shè)計3.

功率計算若Vcc

=10V要求輸出功率Po

?

30mW功率計算1.

放大器為丙類工作狀態(tài)，選取脈沖電流峰值為Icm

=

45mA

<

ICM功率計算2.

取導(dǎo)通角qc

=

70 ~

90查表得cos

70

=

0.342a1

(70

)=

0.436a0

(70

)=

0.253功率計算3.

計算IC

0

,

IC1Ic0

=

a0

(70Icm

=

0.253·

45

=11.385mAIc1

=

a1

(70

)Icm

=

0.436

·

45

=19.62mA功率計算4.

選擇臨界工作狀態(tài)集電極回路輸出電壓：Vcm

=

Vcc

-Vces

=10

-

0.5

=

9.5V功率計算5.

輸出功率為212ocm

c1P

=

1

V

I=·9.5·0.01962=

93mW

>

30mW功率計算6.

高頻輸入功率已知：bmmcIcmV

=g

(1-

cosq

)高頻輸入功率若ib~

Vbe輸入曲線的動態(tài)電阻為ΔRi，則(

)iccTcIbm

IcmIcm

1

fVbm

=DR

=(1-

cosq

)b

(1-

cosq

)=1-

cosqDRi

fcicmfIV

f

(1-

cosq

)bm

T

DR

=高頻輸入功率212i

bm

b1P

=

1

V

I=·