发射机与接收机

1、1 .概述21.1 小功率调幅高频发射机的设计目的21.2 课程设计的组成部分32 .小功率调幅高频发射机的设计的内容42 . 1单元电路设计方案选择42 . 2各模块电路的具体设计及仿真的设计72 .3音频放大电路的设计92.4调制电路的设计102 . 5功率放大级电路的设计112 .6整体电路设计 143 .总结163 .1所遇到的问题，你是怎么解决163 .2体会收获及建议163 .3参考资料.174. 教师评语185. 成绩18201.概述小功率调幅发射机常用于通信系统和其它无线电系统中，特别是在中短波广 播通信的领域里更是得到了广泛应用。原因是 调幅发射机实现调幅简便，调制所占的频带

2、窄，并且与之对应的调幅接收设备简单，所以调幅发射机广泛地应用于广播发射。本课设结合Multisim软件来对小功率调幅发射机电路的设计与 调试方法进 行研究。Multisim 软件能实现从电学概念设计到输 出物理生产数据，以及这之间的所有分析、验证、和设计数据管理。今天的Multisim 软件已不是单纯的设 计工具，而是一个 系统，它覆盖了以仿真为核心的全部物理设计。本课题的设计目的是要求掌握最基本的小功率调幅发射系统的设计与安装对各级电路进行详细地探讨，并利用Multisim软件仿真设计了一个小功率调幅 发射机。关键字：小功率调幅发射机、MULTISIM 仿真、振荡电路、调制电路、功率放大器。

3、1.1小功率调幅高频发射机的设计目的(1) 学习小功率调幅高频发射机的设计方法(2) 研究小功率调幅高频发射机的设计方案(3) 掌握用软件调试和使用的方法1.2课程设计的组成部分1.2.1设计要求要求设计一个小功率调幅发射机。已知条件： +Vcc=+12V、-VEE=-12V ;话音放大级输出电压为5mV ;负载电阻 RL=75 Q。主要元器件：主要元件有 MC1496、3DG100、3DG130、3.579MHz 晶振、NXO-10磁环主要技术指标：工作频率f=4MHz，发射功率 P0>=150mW，调制度 ma=50%,整波效率大于40%。测量仪器设备：函数信号发生器/计数器EE16

4、4B一台调制度测量仪器 HP8901A或BD5一台高频信号发生器一台双踪示波器(COS5020)一台数字万用表一台1.2.2设计方案根据调幅发射机的工作原理和给定的技术指标要求画出组成框 图图中，各组成部分的的作用如下:本机振荡：产生频率为 4MHz的载波信号。缓冲隔离级： 将晶体振荡级与调制级隔离，减小调制级对晶体振荡级的影响；将功率激励级与调制级隔离，减小功率激励级对调制级的影响。话音放大级：将话筒信号电压放大到调制级所需的调制电 压。调制级：将话音信号调制到载波上，产生已调波。功率激励级：为末级功放提供激励功率。末级功放：对前级送来的信号进行功率放大， 在负载上获 得满足要求的发射功率。

5、2.小功率调幅高频发射机的设计的内容2.1单元电路设计方案选择1）本机振荡器本机振荡器就是高频振荡器，根据载波频率的高低和频率稳定度来确定电路形式。在频率稳定度要求不高的情况下，可以采用电容反馈三点式振荡电路，如图2-1所示的克拉泼、西勒电路等。而在频率稳定度要求高的情况下，可以 采用晶体振荡器，也可以采用单片集成振荡电路。信)克拉波电路(b )西勒电路改进的电容三点式振荡电路频率稳定度是振荡器的一项十分重要技术指标，它表示在一定的时间范围内 或一定的温度、湿度、电压、电源等变化 范围内振荡频率的相对变化程度， 振荡 频率的相对变化量越小， 则表明振荡器的频率稳定度越高。改善振荡频率稳定度，从

6、根本上来说就是力求减小振荡频率受温度、负载、 电源等外界因素影响的程度，振荡回路是决定振荡频率的主要部件。因此改善振荡频率稳定度的最重要措施是提高振荡回路在外界因素变化时保持频率不变的能力，这就是所谓的提高振荡回路的标准性。2) 语音放大器语音放大器主要是对语音信号进行放大和 限频，经过放大的音频信号送到调 制器对高频载波进行调制 本机语音放大器采用集成运放 uA741.3）调制电路 低电平调幅电路输出功率小，适用于低功率系统。它的电路形式有多种，如斩波调幅器、平衡调幅器、模拟乘法器调幅等，比较常用的是采用模拟乘法器形式制成的集成调幅电路，即集成模拟乘法器调幅。这种集成电路的出现，使 产生 高

7、质量调幅信号的过程变得极为简单，而且成本很低。 高电平调幅电路输出功率大，一般在系统末级直接产生满足发射要求的调幅 波。它的电路形式主要有集电极调幅和基极调幅两种。 集电极调幅电路的优点是 效率高，晶体管获得充分的应用；缺 点是需要大功率的调制信号源。基极调幅电路的优缺点正好与之相反，它的平均集电极效率不高， 但所需的调制功率很小，有利于调幅发射系统整机的小型化。4）功率激励级 由于在本电路中，经模拟乘法器调制电路输 出的调制信号较小，不能满足末 级功放的输入要求，因此，本 电路中采用功率激励级来放大调制信号功率。5） ）功率放大器 功率放大器主要有甲类、甲乙类或乙类（限 于推挽电路）、丙类功

8、放，根据功 放的输出功率和效率来确定 选择哪一种。采用低电平调幅电路的系统，由于调制器输出信 号为调幅波，其后的功率放大器必须是线性的（如甲类、甲乙类 或乙类 功放）；而采用高电平调幅电路的系统，则在末级直接 产生达到输出功率要求的 调幅波，多以丙类放大器作为此时的末级电路。 对高频功率放大器的基本要求是,尽可能输出大功率、高效率，为兼顾两者，通常选丙类且要求在临界工作状态， 其电流流通 角e c在60 ° -90。范围。现设 e c =70 °。高频 电路的电源去耦滤波网络 通常采用兀型LC低通滤波器，滤波 电感0可按经验取 50100pH,滤波电感一 般取0.01 2.

9、2各模块电路的具体设计及仿真晶体振荡器如图2-3所示。其中，晶体、C1、C2、C3与 T1构成改进型电 容三点式振荡电路（克拉伯电路），振荡频率由晶振的等效电容和电感决定，电路中T1构成静态工作点由R1、R2、R3决定。在设置静态工作点时，应首先设定晶体管的集电极电流 ICQ, 一般取0.5mA4mA , ICQ太大会引起 输出波形失 真，产生高次谐波。设晶体管6 =60Icq=2mA , VEQ=（1/ 21/Vcc，贝U可算出R1, R2、R3,如图所示的值。- IZV5*晶体振荡器电路原理图利用multisim对该语音放大模块进行仿真，输出波形如下图2-4所示，从仿 真结果可以看出波形满

10、足设计的要求。振荡器频率图2- 1晶体振藩器仿直波圮i .01 iin. i.'Krl IMCTi-shfwI d.11 r 耳 11" nWT2 T1抵荡器 Ti：ai.&eLHAn&lyMs】42KI 且沥1 4»hl 4SSnL.MTm】4Z7由振荡器输出波形_巨1|勇>2.3.音频放大电路如下图 所示的音频放大电路，采用uA741对由话筒或CK插座输入的语 音信号进行不失真的放大。各种元件的具体 参数在图中有标明音频放大电路原理图音频放大电路仿真的输出波形如下图2-6所示，可以看出语音信号被很好的放大了。Ti Chany IA g Tr

11、lQgtr (2ms/E#rState旦 Sc<Jc 忏 W福一 Edge | _F _t|.M pos<im |or position |-3Y portion (oLevel |a v5 Add 职 I A/ft I ac I D ocAC I 0 X L fyp* PdOf. | AdtO NOT*仿真的音频输出波形2.4调制电路根据题意及给定的主要元件，选定模拟乘法器 MC1496构成的调幅电路如图2-7所示。E 1MC14968 1 115 o o oo O7 1 T« -Z _1101调幅电路图调制器Trai 商 eiH航&D纹inW调制器输出波形号学

12、OA模拟乘法器是完成两个模拟量（电压或电流）相乘的电子器件。高频电子线 路中的振幅解调,同步检波，混频，倍频，鉴频，鉴相等调制和解调的过程，均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程。采用集成模拟乘法器实现上述功能比采用 分立器件要简单得多，而且性能优越。2.5功率放大级电路通过前面的电路以后，进入功率放大级的是已调信号。但由 于信号的功率太 小，发射出去存在很大衰减，影响信号的传送,所以要进行功率放大。功率放大电路如下图2-9所示:XWM1(1 )功放及匹配电路贮-Bode Plot-ter-XBP 1ModeHorizontalLg H Lin F 140 MHzI i 蚱Controls-28

13、,1.58 dB25.279 MHz既.二.阡娈|VerticalReverse | 5，wr 5况I+ In+ Out波特图功放及匹配 Tmnsicrrt latysis(3)功放输入波形M=50%1457514550I5JQMTwiir蓟ent Analyst15£V骨？一(4)功放输出波形(5)功放功率2.6整体电路设计将以上各级单元电路一次连接就构成了小功率调幅发射机整体电路原理图，XSC1小功率调幅发射机整体电路C1800nFR2 15k| ?27R1 5.1k| ?L1 I V1 >22m 15 V |T 0处XFC1Q12织222入I?31R3 1.25k| ?C

14、2-680nFC8Tl100nF38C3±81pFC4士 245pFRRC5 47pF29：1uH2N222237L.-V.R10 500C91uFC10C6三 10pF4V215 V总图总图1Transiart Analj画，R9 3.3k| ?026VOAMP_3T_VIRTUAL12310knJ 总图输出3.1所遇到的问题，你是怎样解决这些问题的(1) 波形调不出 把负载减小，调节频率；(2) 选错器材或接错端口 一一检查电路，重新接；(3) 画图时不会用一些工具 一一问老师或同学或上网查；3.2体会与建议本次课程设计是在系统学习高频电子线路之后通过查 阅相关资料完 成的，这次

15、课程设计给我带来了很大的收获，让 我学到了很多，不仅掌握了简单的电子电路的设计与制作，也掌握了论文写作的方法和格式。在制作电路时，我深深体会到连接电路时一定要认真仔细，每一步骤都要认真分析。这样一来, 把所学的理论知识运用到了实践中，不仅巩固了理论知识的学 习，更加提高了分析解决问题的 能力。这次的课设是每个人独 立完成一种电路的设计与制作，是一次很好的锻炼 自己独立能力的机会，尽管在课设的过程中 碰到过很多难题，我都是先独立思考解决，实在解决不了的就请教身边的同学，有时候会被一语点破发现问题其实不 是问题。 大家一起探讨，总是能发现问题的所在并且找的很好的解决方 法。怎样看电路图以前是我们学习模拟电子技术的一大难题。为了提高且掌握看 图、识图、分析图的方法和技巧，我们特地 从网上查找了些专题文章，详细了解各类电路图的基本原理和分析方法。小功率调幅高频发射机的工作原理以及它的要求和性能 指标。也让我们认识到在此次 设计电路中所存在的问题；