高频答辩课件

1、高频答辩课件 第一PPT 高频答辩课件高频答辩课件 课程目录课程目录 1、摘摘 要要 2、设计任务设计任务 3、调频发射机及其主要技术指标调频发射机及其主要技术指标 4、单元电路的测试和调试单元电路的测试和调试 5、LCLC正弦波振荡器正弦波振荡器 6 6、变容二极管调频变容二极管调频 7 7、功率放大器（甲放、丙放）功率放大器（甲放、丙放） 8 8、小功率调频发射机实验电路小功率调频发射机实验电路图图 9、仿真调试结果仿真调试结果 高频答辩课件高频答辩课件 摘要摘要 u 用我们所学的知识去掌握调频发射机整机电路的设计与用我们所学的知识去掌握调频发射机整机电路的设计与 调试方法调试方法,学习如

2、何将高频单元电路组合实现满足工程实学习如何将高频单元电路组合实现满足工程实 际要求的整机电路等际要求的整机电路等.根据技术指标我们进行了本次设计根据技术指标我们进行了本次设计, 主要以振荡、调频、缓冲、放大等。主要以振荡、调频、缓冲、放大等。 u 关键字关键字:小功率小功率 调频调频 发射机发射机 u Abstract: u This paper discusses the FM transmitter means for realizing the principles and design of the circuit diagram, FM transmitters to the osc

3、illator circuit is divided into a buffer isolation, power motivation, and the end-PA several parts, They discussed the principles and characteristics. u Key words: FM transmitters, oscillators, high-frequency power amplifier 高频答辩课件高频答辩课件 设计任务设计任务 u小功率调频发射机设计小功率调频发射机设计 u主要技术指标：输出功率主要技术指标：输出功率 u工作频率工作

4、频率 u总效率总效率 u负载电阻负载电阻 u最大频偏最大频偏 mWP O 80 MHzf10 0 %50 51 L R kHzfm20 高频答辩课件高频答辩课件 一、调频发射机及其主要技术指标一、调频发射机及其主要技术指标 (a) 高 频 振 荡 频 率 调 制 调 制 信 号 缓 冲 隔 离倍 频高 频 功 放 高频答辩课件高频答辩课件 调频发射机及其主要技术指标调频发射机及其主要技术指标 A P A 高频答辩课件高频答辩课件 二、单元电路的测试和调试二、单元电路的测试和调试 整机电路的设计计算顺序一般是从整机电路的设计计算顺序一般是从 末级单元电路开始，向前逐级进行。末级单元电路开始，向前

5、逐级进行。 而电路的装调顺序一般从前级单元电而电路的装调顺序一般从前级单元电 路开始，向后逐级进行。路开始，向后逐级进行。 高频答辩课件高频答辩课件 LC正弦波振荡器正弦波振荡器 RB2 VQ RB1 C1 VCC L1 C C2 C3 E B CB RE T RC D Cc C4 A L2 C5C6 DC R3 R2 R1 v LC 振荡器调频电路 * * 比值比值C2/C3=F，决定反馈电压的大小，反馈系数，决定反馈电压的大小，反馈系数F一般取一般取1/81/2。 为减小晶体管的极间电容对回路振荡频率的影响，为减小晶体管的极间电容对回路振荡频率的影响，C2、C3的取值的取值 要大。如果选要

6、大。如果选C1C2，C1R2，R3R1，以减小调制信号，以减小调制信号v 对对VQ的影响。的影响。 Cc Cj C1 L 1 图为变容二极管部分接入振荡回路的等效电路，图为变容二极管部分接入振荡回路的等效电路， 接入系数接入系数p及回路总电容及回路总电容CS S分别为分别为 jc c CC C p jc jc 1 CC CC CC S 高频答辩课件高频答辩课件 变容二极管的变容二极管的Cj-v 特性曲线特性曲线 变容二极管的变容二极管的Cj-v特性曲线特性曲线 左图 为 变 容 二左图 为 变 容 二 极管的极管的Cj-v特性特性 曲线。设电路工曲线。设电路工 作在线性调制状作在线性调制状 态

7、，在静态工作态，在静态工作 点点Q处，曲线的处，曲线的 斜率为斜率为 VCk C 高频答辩课件高频答辩课件 LC调频振荡器调频振荡器主要性能参数及其测试方法主要性能参数及其测试方法 主振频率主振频率 LC振荡器的输出频率振荡器的输出频率fo称为主振频率或载波频率。称为主振频率或载波频率。 用数字频率计测量回路的谐振频率用数字频率计测量回路的谐振频率fo，高频电压表测量谐振电，高频电压表测量谐振电 压压vo，示波器监测振荡波形。，示波器监测振荡波形。 频率稳定度频率稳定度 主振频率主振频率fo的相对稳定性用频率稳定度表示。的相对稳定性用频率稳定度表示。 小时/ o minmax oo f ff

8、ff 最大频偏最大频偏 指在一定的调制电压作用下所能达到的最大频率指在一定的调制电压作用下所能达到的最大频率 偏移值。将偏移值。将 称为相对频偏。称为相对频偏。 om ff 调制灵敏度调制灵敏度 Sf 单位调制电压所引起的最大频偏称为调制灵单位调制电压所引起的最大频偏称为调制灵 敏度，以敏度，以 Sf 表示，单位为表示，单位为 kHz/V，即，即 m m V f S f m V 为调制信号的幅度；为调制信号的幅度； 为变容管的结电容变化为变容管的结电容变化 时时 引起的最大频偏。引起的最大频偏。 m f j C 高频答辩课件高频答辩课件 高频功率放大器设计高频功率放大器设计 晶体管晶体管T1与

9、高频变压器与高频变压器Tr1组成宽带功率放大组成宽带功率放大 器，晶体管器，晶体管T2与选频网络与选频网络L2、C2组成丙类谐振组成丙类谐振 功率放器。功率放器。 C1 RB2 RF RE1 CE1 T1 L1 N1 N2 Tr1 C10C11 L10 Vi 宽带功率放大器丙类功率放大器 RE2 CE2 T2 C2 N2 N1 L2 C20 C21 L20 N3 RL o VCC Tr2 RB1* Vi 高频答辩课件高频答辩课件 宽带功率放大器宽带功率放大器 C1 RB2 RF RE1 CE1 T1 L1 N1 N2 Tr1 C10C11 L10 Vi 宽带功率放大器丙类功率放大器 RE2 C

10、E2 T2 C2 N2 N1 L2 C20 C21 L20 N3 RL o VCC Tr2 RB1* Vi 晶体管晶体管T1与与RB1、RB2、 、 RE1、RF组成的宽带功组成的宽带功 率放大器工作在甲类状率放大器工作在甲类状 态。其特点是：晶体管态。其特点是：晶体管 工作在线性放大工作在线性放大 区。区。 其静态工作点的计算方其静态工作点的计算方 法法与低频电路相同。与低频电路相同。 宽带功率放大器集电极的宽带功率放大器集电极的 输出功率输出功率PC为为 PC= PH / T 式中，式中，PH为输出负载上为输出负载上 的实际功率；的实际功率； T为变压器为变压器 的传输效率，一般的传输效率

11、，一般 T = 0.750.85。 高频答辩课件高频答辩课件 甲类功率放大器甲类功率放大器 甲类功放的负载特性甲类功放的负载特性 左图是宽带功率放大左图是宽带功率放大 器的负载特性。为获器的负载特性。为获 得最大不失真输出功得最大不失真输出功 率，静态工作点率，静态工作点Q应应 选在交流负载线选在交流负载线AB 的中点。的中点。 功率增益功率增益 与电压放大器不同的是，功与电压放大器不同的是，功 放应有一定的功率增益，对放应有一定的功率增益，对 于图于图4.3.1所示电路，宽带功所示电路，宽带功 放要为下一级丙类功放提供放要为下一级丙类功放提供 一定的激励功率，必须将前一定的激励功率，必须将前

12、 级输入的信号进行功率放大，级输入的信号进行功率放大， 功率增益功率增益 为为 AP=PC / Pi 式中，式中，Pi为功放的输入功率，为功放的输入功率， 它与功放的输入电压它与功放的输入电压Vim及输及输 入电阻入电阻Ri的关系为的关系为 iiim 2PRV 高频答辩课件高频答辩课件 丙类功率放大器丙类功率放大器 C1 RB2 RF RE1 CE1 T1 L1 N1 N2 Tr1 C10C11 L10 V i 宽带功 率放 大器丙类功 率放 大器 RE2 CE2 T2 C2 N2 N1 L2 C20C21 L20 N3 RL o VCC Tr2 RB1* Vi 丙类功放的基丙类功放的基 极偏

13、置电压极偏置电压 VBE是利用发是利用发 射极电流的直射极电流的直 流分量流分量 IE0(IE0 Ic0)在在 射极电阻射极电阻RE2 上产生的压降上产生的压降 来提供的，故来提供的，故 称为自给偏压称为自给偏压 电路。电路。 当放大器的输入信号当放大器的输入信号vi为正弦波时，集电极的输出电流为正弦波时，集电极的输出电流iC为余弦脉冲波。为余弦脉冲波。 利用谐振回路利用谐振回路L2C2的选频作用可输出基波谐振电压的选频作用可输出基波谐振电压vC1、电流、电流iC1。 集电极基波电压的振幅集电极基波电压的振幅 pC1mC1m RIV 式中，式中，IC1m为集电极基波电流的振幅；为集电极基波电流

14、的振幅；Rp为集电极负载阻抗。为集电极负载阻抗。 高频答辩课件高频答辩课件 丙类功率放大器丙类功率放大器 集电极输出功率集电极输出功率 p 2 C1m p 2 C1mC1mC1mC 2 1 2 1 2 1 R V RIIVP 直流电源直流电源VCC供给的直流功率供给的直流功率 C0CCD IVP 式中，式中，IC0 为集电极电流脉冲为集电极电流脉冲 iC 的直流分量。的直流分量。 电流脉冲电流脉冲iC 经傅立叶级数分解，可得峰值经傅立叶级数分解，可得峰值 与与 分解系数分解系数 n()的关系式的关系式 Cm I )( )(/ 0CmC0 1C1mCm II II 高频答辩课件高频答辩课件 丙类

15、功率放大器丙类功率放大器 下图为下图为功放管输入电压功放管输入电压VBE与集电极电流脉冲与集电极电流脉冲 iC的波形关系。由图可得：的波形关系。由图可得： 当 输 入 电 压当 输 入 电 压 VBE大于导通大于导通 电压电压 时，晶体管时，晶体管 导通，并工作导通，并工作 在放大状态，在放大状态， 则基极电流脉则基极电流脉 冲冲 与集电极电流与集电极电流 脉脉 成线性成线性 关系，即满足关系，即满足 j V Bm I Cm I BmBmfeCm IIhI 高频答辩课件高频答辩课件 丙类功率放大器丙类功率放大器 功放的功率增益功放的功率增益 i o P P A p 或或 dBlg10 i o

16、P P AP 丙类功放的输出回路采用变压器耦合方式。丙类功放的输出回路采用变压器耦合方式。 其作用一是实现阻抗匹配，将集电极的输出其作用一是实现阻抗匹配，将集电极的输出 功率送至负载；二是与谐振回路配合，滤除功率送至负载；二是与谐振回路配合，滤除 谐波分量。谐波分量。 集电极谐振回路为部分接入，谐振频率集电极谐振回路为部分接入，谐振频率 LC 1 o LC f 2 1 o 或或 高频答辩课件高频答辩课件 丙类功率放大器丙类功率放大器 负载特性负载特性 当功放处于临界当功放处于临界 工作状态工作状态A点时，点时， 管子的集电极电管子的集电极电 压正好等于管子压正好等于管子 的饱和压降的饱和压降VCES， 集电极电流脉冲集电极电流脉冲 接近最大值接近最大值ICm。 此时集电极输出此时集电极输出 的功率的功率PC和效率和效率 都较高，对都较高，对 应的等效负载电应的等效负载电 阻阻 C 2 CESCC q 2 )( P VV R 判断功放是否为临界工作状态的条件是：判断功放是否为临界工作状态的条件是： Vcc-Vcm=Vces 高频答辩课件高频答辩课件 主要技术指标及实验测试方法主要技术指标及实验测试方法 输出功率输出功率 高频功放的输出功率是指放大器的 负载RL上得到的最大不失