电子线路课程设计--高频发射机设计

1、.课程实验报 告通信电子线路课程设计 高频发射机设计姓名：黄新发学号：1107300504班级：信息技术类创新实验2011级（1）班2014年5月18日一、实验目的：1、掌握电容三点式振荡器的工作原理；2、掌握掌握常用宽带放大器的设计；3、对电路进行改进，实现简易数控调频；4、掌握高频放大器基本特性参数的测量方法。二、实验设备：万用表，高频100MHz示波器。三、电路原理电路原理图1、 调频电路该实验原理图使用了电容三点式振荡电路，在电路中，作为可变增益器件的三极管，必须由偏置电路设置合适的静态工作点，以保证起振时工作在放大区，提供足够的增益，以满足了起振条件，起振后，振荡振幅增长，直到三极管

2、开始呈现非线性放大特性时，放大器的增益将随振荡振幅增大而减小，以满足平衡条件。与射极相连的是两个同性质的容性电抗，不与发射极相连的是性质相异的感性电抗。要分析电路的谐振频率，就计算出谐振回路的总电容和总电感，根据公式有：f=12LC ,就可以计算出谐振频率了。首先画出交流通路出来，如图3-1-2所示，C总=C3/CD1+C4/C6/C13（符号/表示两电容的串联，因三极管的结电容较小，对总电容的影响较小，故忽略不计），电感只有L3，故可求出谐振频率。图3-1-22、 滤波匹配网络该滤波匹配网络是型的，C9、C10和L2是阻抗匹配电路。要求网路的传输效率尽可能的接近1，尽可能的做到无损耗，且谐波

3、抑制度尽可能的小。四、 实验任务1、观察电容三点式振荡器的工作特性。（1） SW1断开，SW2断开，SW3闭合的情况下，测量BG1的振荡频率和输出信号的幅度。示波器探头接在C7的左端得到f1，u1。示波器探头接在C7的右端得到f2，u2。对比这两组数据的差异，并分析原因。f1 (MHz)f2 (MHz)u1 (Vpp峰峰值)u2(Vpp峰峰值)86.5284.960.2950.298解：由以上测量数据可知：f1>f2，u1略小于u2。两者测量的区别是一个在电容的左端一个在电容的右端，接在电容C7右端的相当于在振荡回路多接入电容C7。没有接入C7时，C总=C3/CD1+C4/C6/C13，

4、接入C7后，C总=C3/CD1+C4/C6/（C13+C7)，总电容变大了，然后由公式f=12LC 求出谐振频率，由于C总<C总，可得接入C7后的谐振频率变小了，即f1>f2。实际上C7是一直都接在电路中的，而示波器也是有电容的（对地电容10p至30p，设电容C0），放在C7左端测时，相当于C13和C7和C0并联，总电容为C总=C3/CD1+C4/C6/（C13+C7+C0)，放在C7右端测量时，C7先和C0串联在与C13并联，总电容为C总=C3/CD1+C4/C6/（C13+C7/C0)，由于C总>C总,故理论上有f1<f2，与实际不符。所以C7的作用不仅是调节电容值

5、，还有其他原因。可能原因有滤波偶合的作用，隔直流通交流，隔高频通低频的作用。对于高频管2SC9018，高频性能随信号频率的增大而变差。故频率减小，性能较好，信号的幅度较大，即u2>u1。（2） SW1闭合，在SW2断开，SW3闭合的情况下，即在电感并上一个10PF的电容，分析电路是否能工作正常，分析原因。示波器探头接在C的右端，测量信号的输出频率f3。说明为何频率下降了。f1 (MHz)f3 (MHz)68.8568.62解：电路是可以正常工作的，电路能不能工作正常取决于振荡器满不满足起振条件和相位平衡条件和幅度平衡条件。在电路中，作为可变增益器件的三极管，必须由偏置电路设置合适的静态工

6、作点，以保证起振时工作在放大区，提供足够的增益，以满足了起振条件，起振后，振荡振幅增长，直到三极管开始呈现非线性放大特性时，放大器的增益将随振荡振幅增大而减小，以满足平衡条件。显然，对于电容三点式振荡电路来说是条件都是满足的。把SW1闭合只是并上一个电容，增加总电容的值，并不能改变它不是三点式振荡电路。总电容增大，有公式f=12LC，可得谐振频率降低了。2、观察频偏对信号音质的影响。如果要增大调频信号的频偏，应该怎么做？试对比增大频偏后音质的变化情况。事实上增大频偏主要有两种方法，一是增大输入音频信号的幅度，使得变容二极管的偏置电压增大，电容的变化也随着增大。二是？请查阅资料补充，并分析原理。

7、图3-2-1解：在线性范围内，调频的频偏与调制信号的幅度的增大而增大，与调制信号的频率无关。变容二极管的压控电容如图3-2-1所示，当其反向接通时，电压增加，电容减小；电压减小，电容增大。当输入音频信号幅度增大时，控制变容二极管的电容值也就减小了，而变容二极管D1与C3串联后的电容值也减小，故振荡回路的总电容也减小，谐振频率增大。BB910变容二极管的电容变化范围为3-40PF左右，音频信号的幅度对D1负极电压的影响从而改变D1的电容值，进而改变与值串联的C3所在支路的电容值，串联支路电容的大小取决于电容校的电容，C3=20pF很小，即使输入信号幅度发生变化，电容值还是绝大程度上取决于C3的电

8、容值，所以增加频偏的方法除了增大输入音频信号的幅度外，还可以通过增大C3 的电容值来增加频偏。当C3不变时，即C3=20PF时，输入音频信号，C3与D1串联的电容值变化范围约为313PF，C=10PF；当增大C3后，C3与D1串联的电容值变化范围约为340PF，C=37PF；因而可以通过增大C3 的电容值来增加频偏。3、分析BG2的工作原理，并根据f2的大小，设计后级低通滤波器电路的参数（C9、C10、L2），设输出阻抗为50欧姆。SW1断开，在SW2闭合，SW3断开的情况下，在R4上测得f4，u4。分析f2和f4为什么有差异？f2 (MHz)f4 (MHz)84.9585.50解： （1）设

9、计低通滤波器已知电感L=150nH，输出阻抗R=50，测得频率f2=82.95MHZ,求得 品质因数Q=*LR=2*f*LR=1.563取Re=25 利用书本上的公式，求得：XC1=-ReQ=-251.563=-19.995（1）因为 XC1=-1C1（2）联立（1）（2）式求得：C1=96 PF；XC2=-RlRe/Rl1+Q2-(Re/Rl)=20.609 （3）XC2=-1*XC2 （4）联立（3）（4）式得：C2=93 PF故C1和C2都选100PF。（2）由于后级三极管及外围不仅仅起到放大的作用，还构成了电容三点式电路，相当于在C7上串联一个三极管的结电容，从而使总电容减小，故频率增

10、大。4、对电路进行改进，实现简易数控调频。锁相环或者数控电压（推荐）的方式。答：TLV5616是DA转换芯片，它将数字量的变化转换成了模拟量的变化，是一个12位电压输出数模转换器，如图4-1，是5616与51单片机的连接模式，5616接口方式为SPI模式，可与单片机兼容。可将OUT引脚直接接到变容二极管的负极，即可实现数控调频。图4-1五、 电路板的制作DXP布线根据提供的原理图，在DXP软件上布好原理图的线，在导入PCB里布线，布地线一定要粗一些，我用的是线宽100mil，电源线也要粗一些，我用线宽80mil，信号线60mil.打印电路板将绘制好的电路板用转印纸打印出来，注意滑的一面面向自己

11、，一般打印两张电路板，即一张纸上打印两张电路板。在其中选择打印效果最好的制作线路板。裁剪覆铜板覆铜板，也就是两面都覆有铜膜的线路板，将覆铜板裁成电路板的大小，不要过大，以节约材料。预处理覆铜板用细砂纸把覆铜板表面的氧化层打磨掉，以保证在转印电路板时，热转印纸上的碳粉能牢固的印在覆铜板上，打磨好的标准是板面光亮，没有明显污渍。转印电路板将打印好的电路板裁剪成合适大小，把印有电路板的一面贴在覆铜板上，对齐好后把覆铜板放入热转印机，放入时一定要保证转印纸没有错位。一般来说经过2-3次转印，电路板就能很牢固的转印在覆铜板上。热转印机事先就已经预热，温度设定在160-200摄氏度，由于温度很高，操作时注

12、意安全！腐蚀线路板先检查一下电路板是否转印完整，若有少数没有转印好的地方可以用黑色油性笔修补。然后就可以腐蚀了，等线路板上暴露的铜膜完全被腐蚀掉时，将线路板从腐蚀液中取出清洗干净，这样一块线路板就腐蚀好了。线路板钻孔线路板上是要插入电子元件的，所以就要对线路板钻孔了。依据电子元件管脚的粗细选择不同的钻针，在使用钻机钻孔时，线路板一定要按稳，钻机速度不能开的过慢。线路板预处理钻孔完后，用细砂纸把覆在线路板上的墨粉打磨掉，用清水把线路板清洗干净。水干后，用松香水涂在有线路的一面，为加快松香凝固，我们用热风机加热线路板，只需2-3分钟松香就能凝固。元器件的焊接焊接直插式的电子元器件，首先先焊接变容二

13、极管，再到电阻，再到排针电容，最后到三极管，从低到高的焊接。一定要注意三极管的极性，变容二极管的极性和电解电容的极性。PCB布线六、 学到的知识1、 掌握电容三点式振荡器的工作原理在电路中，作为可变增益器件的三极管，必须由偏置电路设置合适的静态工作点，以保证起振时工作在放大区，提供足够的增益，以满足了起振条件，起振后，振荡振幅增长，直到三极管开始呈现非线性放大特性时，放大器的增益将随振荡振幅增大而减小，以满足平衡条件。与射极相连的是两个同性质的容性电抗，不与发射极相连的是性质相异的感性电抗。2、 掌握常用宽带放大器和滤波匹配网络的设计三极管必须用特性频率很高的高频管。在滤波匹配网络中，要求网路

14、的传输效率尽可能的接近1，尽可能的做到无损耗，且谐波抑制度尽可能的小。3、 掌握简易数控调频采用TLV5616是DA转换芯片，通过单片机控制，输出模拟电压，控制变容二极管，继而达到调频。七、 总结通过这次的高频课程设计，我又从新回顾了上学期学到的电子线路，加深了我对电子线路知识的认识。更加深入分析了高频电路，更懂得了三点式振荡电路的频率响应，通过改变电容值就改变谐振频率。通过单片机的编程，能够控制DA转换芯片输出模拟电压，达到数控调频。这次的课设不仅学会了新知识，还复习了以前的知识，加深了我们对基本技能的掌握。附录：=第1页=#include<reg51.h> /通用的头文件定义

15、#include<intrins.h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int Uint Num=0;sbit p3_3=P33;sbit key1=P35;sbit key2=P34;sbit key3=P33;sbit key4=P32;/*函数声明* void tlv5616_da(uint da); /DA转换函数 /*tlc5615的信号线* sbit tlv5616_clk=P02; /TLC5615的时钟线 sbit tlv5616_data=P01; /TLC5615的输入数据线 sbit tlv5

16、616_cs=P03; /TLC5615的片选线 sbit tlv5616_fs=P04; void delay(int a) int i,j; for(i=a;i>0;i-) for(j=110;j>0;j-);void key()if(key1=0) delay(15); if(key1=0) Num+; while(!key1); if(key2=0) delay(15); if(key2=0) Num-; while(!key2); if(key3=0) delay(15); if(key3=0) / a2=1;num1+; while(!key3); if(key4=0) delay(15); if(key4=0) / a2=1;num1-; while(!key4); /*tlc5615的驱动程序* /da:要输出的DA值 void tlv5616_da(uint da) uchar i; /da<<=4; tlv5616_cs=0; tlv5616_clk=1; tlv5616_fs=0; for(i=0;i<16;i+) _nop_()