调幅、调频发射与接收设计原理的介绍

1、课程设计指导高频电路的一般设计方法电子电路种类很多，千差万别，设计方法和步骤也因不同情况而 异。这里给出高频电路设计的一般步骤，以供参考，设计者应根据具 体情况，灵活掌握。1. 总体实现方案的选择由课题要求实现的电路功能及性能指标，决定最终实现电路的构成。2. 单元电路形式的选择根据课题要求实现的电路性能指标，确定总体实现方案中，各单元电路的形式。3. 电路参数的计算根据所选单元电路的形式，对组成电路的各元器件的值进行计算。4. 元器件的选择元器件的选择，除了要考虑计算出的参数值外，还要遵从节约电 路成本，元器件购买方便，以及尽量利用现有条件实现的原则。以上各步骤之间不是绝对独立的，往往需要交

2、叉进行，尤其是有 时受到元器件选择的限制，常会推翻最初的设计方案，从头来做。所 以，在进行电路设计之初，要先把可能限制电路实现的因素考虑好， 再着手设计，往往可以达到事半功倍的效果。表1评分办法课题满分基本要求设计与总结报告：方案设计与论证理论分析与计算 测试方法与测试数据 对测试结果的分析40实际制作完成情况40发挥部分根据完成项的数目、难度、完成的质量20高频电路设计举例课题一：基于MC1496的简易调幅发射机一、简要说明集成模拟乘法器性能好，外围电路结构简单，可实现振幅调制、 同步检波、混频、倍频、鉴频等过程，目前在无线通信、广播电视等 领域应用较多。常见的产品型号有 MC1495/14

3、96 LM1595/1596等。 本课题的目的是练习集成模拟乘法器的使用，掌握幅度调制的原理。一、要求1 .基本要求：工作频率5MHz载波频率稳定度优于10-3/分钟，发射功率(输 出负载R=75上的功率)P0 10mW，调制度m=30%-80痢调，调制 频率 F=500Hz3kHz。2.发挥部分：(1) 全机使用单电源供电。(2) 自行设计产生正弦波调制信号。(3) 提咼整机性能指标。电路要求：振荡器一缓冲级一调制电路一功率放大器(话筒)课题二：基于MC1496的简易调幅接收机一、简要说明本课题目的是练习集成模拟乘法器的使用，掌握同步检波的原理。此题目与课题一结合，可制作出完整的调幅收发系统

4、。一、要求1 .基本要求：直接放大式接收机，工作频率 5MHz载波频率稳定度优于10-3/ 分钟，灵敏度1mV2.发挥部分：(1) 全机使用单电源供电。(2) 自行设计低频放大电路，输出功率(输出负载 R=8上的 功率)P0 =100mW(3) 提咼整机性能指标。电路要求：天线一调谐放大一检波一低放电路小功率调幅发射机任务：小功率调幅发射机设计技术指标：载波频率f o=2MHz载波频率稳定度不低于10“/分钟， 输出负载R=75Q，发射功率(输出负载 R上的功率)P) 10mW调 制度 na=30%- 80%可调，调制频率 F=500H 3kHz。图调幅发射系统框图一、实现方案的选择1 .调幅

5、发射系统分析图为最基本的调幅发射系统框图。主要由主振荡器、缓 冲级、高频小信号放大器、调制器、高频功率放大器、低频电压放大 器等电路组成。在组成电路中，除了主振器、调制器、调制信号是最基本的组成 单元，不能缺少外，其他单元电路的选择，主要根据设计指标要求来 确定。缓冲级将主振器与其后一级隔离，以减小后级对振荡器频率稳定 度及振荡波形的影响。所以，是否选择该单元电路，主要根据电路对 稳定性的要求高低。一般情况下，需要选择该电路。高频放大器的任务是将振荡电压放大以后送到振幅调制，为驱动 调制级提供足够的增益。是否选择该单元电路，主要根据所选择的振 幅调制电路决定。即：如果选用低电平调幅电路（如用集

6、成模拟乘法 器做振幅调制器），由于这种调制器为小信号输入，振荡器输出电压 一般能够满足要求，就不需要该放大电路；而如果采用高电平调幅电 路（如集电极调幅电路），由于它要求大信号输入，振荡器输出电压 不能满足时，就要使用一至二级高频放大器。功率放大器是调幅发射系统的末级，它的任务是提供发射系统所 需要的输出功率。是否选择该电路，主要根据系统对发射功率的要求。 如果由调幅电路输出的功率能满足性能要求的话， 就可以不再其后加 功率放大电路，否则，就不能省略。2.本设计任务总体实现方案的确定根据以上对调幅发射系统构成电路选择方法的介绍，结合设计任 务中给定的技术指标，确定总体实现方案如下：方案一：低电

7、平调幅发射机由于设计任务要求实现的是小功率发射机，发射功率（输出负载图222-2低电平调幅发射机系统框图RL上的功率)Po为10mW即可。所以，可以利用提供的集成模拟乘法 器MC1496组成低电平调幅电路。系统框图如图 222-2所示。方案二：高电平调幅发射机因为设计任务中对发射功率并没有限制上限值，所以，也可以采. 丫主振器緩冲擁幅调制L调制信号图222-3 高电平调幅发射机系统框图用高电平调幅电路组成发射系统，如图222-3所示。若缓冲级输出 电压能满足高电平调幅电路的要求，并且最终负载上的输出功率也满 足指标要求时，则应力求电路结构简单，去除高频放大电路。二、单元电路形式的选择1. 调幅

8、发射系统各单元电路的分析(1) 主振器主振器就是高频振荡器，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，如克拉泼、西勒电路。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。(2) 缓冲级缓冲级通常采用射极跟随器，基本原理是利用它的输入电阻高和 输出电阻低的特点，在电路中起着阻抗变换的作用。(3) 高频放大器高频放大器属于线性放大器。根据电路所需要的电压增益和选择 性，来确定电路形式。一般电路形式有单调谐放大器和双调谐放大器。 在对放大器选择性要求不高的场合， 可以选用单调谐放大器。为提高 放大器的电

9、压增益，可以选择多级放大器级联的电路形式。（4）振幅调制器振幅调制器的任务是将所需传送的信息“加载”到高频振荡中， 以调幅波的形式传送出去。通常有低电平调幅和高电平调幅两种实现 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

10、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。（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 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。2. 设计任务单元电路形式的确定根据以上对调幅发射系统单元电路形式的介绍， 结合本设计任

11、务 的技术指标，确定各单元电路形式如下：由于技术指标中对主振器的频率和频率稳定度要求不高，所以， 采用西勒振荡电路；缓冲级采用射极跟随器；低电平调幅电路采用集 成模拟乘法器实现；高电平电路采用基极调幅电路。三、电路参数计算根据以上确定的单元电路形式，下面给出具体的电路，以及组成 电路的各元件值的计算方法。1. 主振器图222-4为西勒振荡电路。它被接成共基组态，G为基极旁路电容。其静态工作点由偏置电阻 嘉、恵、R、FC决定。电容C、G、 G、G与电感Li组成振荡回路。振荡器输出信号一般尽可能从低阻抗 点取出，以减弱外接负载对振荡幅度、频率稳定度的影响。本电路从 发射极取出信号送给下一级。(1)

12、 偏置电阻值的计算偏置电阻决定静态工作点，所以，要先确定振荡器的静态工作电+VccHbiCbRc4 信号输出ReC2LiR b2图2.2.2-4西勒振荡电路流ICQ。一般小功率振荡器的静态工作电流I CQ( 14)mA设计时 可以在此围任取一值，如取 I cQ=2mA根据所选晶体管型号确定电流放大系数的值。则:由ReVe 生，确定Re,式中一般取VE0.2VccI E I CQ由 Re Rc VcC VcEQ，确定 Rc,式中取 Vceq Vcc/2 ; I CQ或依据集电极直流电压Vc(0.6 1)Vcc，确定FC。由流过忠的电流Ib2 101 BQ IOIcq/ ，确定Rd2VBQVEQ

13、VBE1 B2B2式中VeqI CQ Re。由 Vbq血 Vcc，确定 Rbi Rb21。Rb1 Rb2VBQ根据以上计算出的各电阻值，选取最接近的标称电阻值。为便于调整静态工作点，实际电路中 金常用固定值的电阻与电位器串联。（2）振荡回路元件值的计算根据西勒振荡器的原理，GvG, Gv2的值,Rb1 Rb2一般这两个电阻值应选为k数量级。电阻Fe一般取几百欧姆。谐振回路电感L和电容C的值，依据载波频率f0 确定。2 vTC电感L采用带磁芯的变压器，以便调节磁芯改变电感量，达到调谐； 同时，也可以实现阻抗匹配。2集电极等效负载电阻Rc Vcc Vces ，式中为设计任务中要2Po求达到的发射功

14、率；Vces表示晶体管集电极、发射极间的饱和压降， 一般为1V左右。设变压器初级线圈匝数 N,次级线圈匝数N，集电极接入初级线 圈的匝数N）,则匝数比由以下两式确定：N。 I &2 I tRlNi . Ql 0L ，Ni ,Ql 0L式中R表示任务指标中给出的发射机输出负载。5. 线性功率放大器图222-8为甲类线性功放电路，适用于中间级或输出功率较小 的末级功率放大器。为获得最大不失真输出功率，静态工作点应选在 交流负载线的中点，所以，集电极静态电流Icq与集电极交流的振幅Icm近似相等。静态工作电流Icq一般为（310） mA设计时可以在此 围任取一值，如取I cQ=7mA设变压器的效率t

15、=0.8，则功放集电极输出功率P0c Po/ T。由Poc 1 Vcm I cm，可得集电极电压振幅Vcm，从而得集电极等效负载 电阻Rc Vc2m/2Poc设变压器初级线圈匝数 N,次级线圈匝数N2,则匝数比NitRc瓦一 Rl射极电阻Re VCC Vcm隘，为提高放大器的输入阻抗，稳定增益， 1 CQ实际电路中R常要串联一个几欧姆或几十欧姆的交流负反馈电阻。& -1- Vcc卜jO丨1R -C图222-8甲类线性功率放大器基极偏置电阻 爲、Fb2的计算方法，以及旁路电容Ce的选取，详见 主振器中偏置电阻和旁路电容的计算。小功率调频发射机任务：小功率调频发射机设计主要技术指标：载波频率f=2

16、MHz载波频率稳定度不低于10-3/ 分钟，输出负载R=75Q,发射功率（输出负载R上的功率）R 50mW 调制频率F=500H 3kHz,最大频偏厶fn=20kHz,总效率n a50%一、总体实现方案的选择1. 调频发射系统分析图222-9为基本的直接调频发射系统框图。主要由调频振荡器、缓冲隔离器、倍频器、高频功率放大器、调制信号发生器等电路 组成。由调相实现调频的间接调频发射系统，与直接调频发射系统相比，主要是调频波产生过程不同。图 给出了间接调频时调 频波的产生过程图，调频波输出后，系统的组成电路也包括缓冲隔离图2.2.2-10 间接调频发射系统的调频波产生过程器、倍频器、高频功率放大器

17、等。考虑到直接调频系统应用的广泛性， 以及电路的易实现性，本设计举例主要介绍直接调频发射系统的实 现。实际制作的直接调频发射系统组成电路的选择，主要根据设计指标要求来确定。调频振荡器在产生稳定的载波信号的同时，完成调频功能，是调频发射系统的核心电路，不可缺少。缓冲隔离级将调频振荡器与功放级隔离，以减小后级对振荡器频 率稳定度及振荡波形的影响。是否选择该单元电路，主要根据电路对 稳定性要求的高低。一般情况下，需要选择该电路。倍频器将调频振荡器产生的信号频率加倍，以达到发射机载波频 率的要求，这样可以降低振荡器的工作频率，提高电路的频率稳定度。 如果振荡器的振荡频率可以满足发射机载波频率的要求，就

18、可省去此电路。高频功放电路使负载（天线）上获得设计要求的发射功率。如果 要求达到的发射功率比较大，那么在末级功放之前还要加功率推动 级，以便为末级功放提供足够的激励功率。如果要求的发射功率不大， 且振荡级的输出功率能够满足末级功放的输入要求，那么功放推动级 也可省去。2. 本设计任务总体实现方案的确定根据以上对调频发射系统构成电路选择方法的介绍， 结合设计任 务中给定的技术指标，确定总体实现方案如下：方案一：集成调频发射系统随着集成芯片技术的发展，集成电路已成为无线电收发系统不可 缺少的组成部分，如我们熟悉的收音机、电视机、手机等等。所以， 在自行设计制作高频电路时，也可以尝试使用单片集成电路

19、，学习集 成电路的使用也是电路设计中重要的环节。 在选择集成芯片时，可以 优先选用那些在市场上容易买到、价格适宜的产品。单片集成的调频低功率发射电路，可以包含调频振荡器级、缓冲隔离级、倍频级等多个单元电路。单片集成调频发射系统如图222-11所示。由于单片集成调频发射系统的输出功率比较小，因 此需要在集成电路后加功率放大器。方案二：分立调频发射系统由于设计任务的技术指标要求不高，所以，采用由调频振荡器、 缓冲隔离器、高频功率放大器、调制信号发生器等分立电路组成的调 频发射机，也可以实现设计目标。图集成调频发射系统框图二、单元电路形式的选择1 .调频振荡器直接调频发射系统中，调频振荡器的电路形式

20、主要有晶体振荡器 直接调频，电抗管调频、变容二极管调频。晶体振荡器直接调频电路 的优点是提高了振荡器中心频率的稳定性；电抗管调频电路与变容二极管调频电路相比，要复杂一些。考虑到本设计任务要求中心频率的 稳定性不高（10-3/分钟），用LC振荡器就可达到；再考虑到电路的简 单易实现，所以，选择采用LC调频振荡器、变容二极管调频电路。2.缓冲隔离级缓冲级通常采用射极跟随器电路。3. 高频功率放大器要使负载（天线）上获得令人满意的发射功率，而且整机效率较 高，应选择丙类功率放大器。末级功放的功率增益不能太高，否则电 路性能不稳定，容易产生自激。因此要根据发射机各部分的作用，适 当地合理分配功率增益。

21、功率推动级为末级功放提供激励功率。可以选择在弱过压工作状 态下的丙类功放，或甲类功放。本设计任务中，发射功率要求不高， 省去功放推动级。三、电路参数计算根据以上确定的单元电路形式，下面给出具体的电路，以及组成 电路的各元件值的计算方法。1.调频振荡器基于LC振荡器的变容二极管直接调频电路原理，在本书第一篇 基础实验四“频率调制与解调”中有详细介绍，图222-12为基于西勒振荡器的变容二极管调频电路。此类电路的静态工作点的设置及 其偏置电阻的计算方法，与普通 LC振荡器的方法相同，详见2.2.1 节小功率调幅发射机中主振器“偏置电阻值的计算”。振荡回路元件值的计算，只要把变容二极管在固定直流反向

22、偏压 下的结电容G看作振荡回路总电容中的一部分处理即可，由振荡的中 心频率确定变容二极管结电容 G的值，中心振荡频率（即载波频率）、 反馈系数等参数的计算和取值方法，详见221节小功率调幅发射机 中主振器“振荡回路元件值的计算”。调制信号并联在变容二极管两端，在振荡回路中构成了部分接 入，有利于提咼中心频率的稳定度，减小调制失真。接入系数 P 匚 1，为保证频偏达到技术指标要求，p不宜取得过小，可C4 C j以先取p=0.3，需要的话，在实际电路调试中可以再做调整。确定接 入系数p后，即可得到电容C的值。变容二极管直流偏置电阻的计算，根据需要的反向偏压值决定。 根据已知的变容二极管结电容 C与

23、反向偏压变化关系曲线（或关系 式），得到相应结电容C的静态反向偏压 V的值。再由电路中的分压 关系，可知VjQ Vcc，从而确定分压电阻 R、R的值。为便于R R2调整静态偏压，实际电路中 R常用固定值的电阻与电位器串联组成。由于在调频振荡电路中高频信号和低频信号同时工作，所以，电 路中辅助性元件的位置和值的选取，对于保证两种信号各自的通路、 减小它们之间的相互影响，都非常重要。首先分析扼流圈的作用。对于低频调制信号来说，扼流圈呈现的 阻抗应很小，相当于短路，保证低频信号的一端输入加至变容二极管 的负端；而对高频信号，扼流圈则应呈现大阻抗，相当于开路，以减 小高频振荡信号对低频信号的影响。其次

24、分析隔直电容的作用。对于低频调制信号来说，电容呈现的 阻抗应很大，相当于开路，保证低频信号加至变容二极管的两端；而 对高频信号，电容则应呈现小阻抗，相当于短路，以进一步滤除高频 信号。所以，扼流圈和隔直电容的取值应满足以下关系式:1C 0L 七式中，o表示咼频载波信号的角频率，表示低频调制信号的角频率。2.缓冲隔离级这里仍采用图222-5所示的射极跟随器电路作为缓冲级，即共 集电极组态的放大器。偏置电阻及级间电容的取值方法， 详见电路参 数计算中缓冲级电路的计算。高频功率放大器采用甲类功放作功率推动级电路时，功放的电路与元件值计算, 请参见线性功率放大器的电路计算方法。丙类功率放大器通常作为末

25、级功放以获得较大的输出功率和较高的效率，电路如图222-13所示。电路元件值的计算，从选择临界状态为功放工作状态开始。然后，根据所图高频功率放大器选导通角确定各分量电流以及直流功率等。这部分容在一般的高频电子线路教材中都有详细的介绍，读者可参见相关教材。另外， 由于基于这种工程估算方法得到的各种参数值，与实际电路调试时， 根据测试结果不断调整后得到的最终参数值之间，往往存在较大的误 差。所以，丙类功放电路的设计与制作，需要一定的经验和技巧，只 有亲手进行电路的设计与制作，才能真正掌握。调幅接收机本设计举例的目的是掌握点频超外差调幅接收机的设计。任务：普通调幅接收机设计技术指标：载波频率fo=2

26、MHz调制信号频率F=500H 3kHz。输出功率Po=O.25W R=8Q，灵敏度1mV一、总体实现方案的选择图222-14超外差式调幅接收系统框图1. 调幅接收系统分析图为超外差式调幅接收系统方框图。主要由输入回路、 高频小信号调谐放大器、混频器、本机振荡、中频放大器、检波器、 低频放大等电路组成。在一些超外差接收机里，为保证输出信号电平 恒定，还往往增加自动增益控制电路，控制高频放大级和中频放大级 的增益。（1）输入回路输入回路是接收系统选择信号的第一关。它的作用是初步选取接 收系统要接收的某一载波信号，以尽量少的损耗传送到下一级，并抑 制接收频率以外的一切干扰信号。衡量输入回路性能的指

27、标主要有通 频带和选择性。为了保证信号不产生频率失真，通频带要有适当的宽 度；为了对邻频道信号有足够的衰减，要有一定的选择性。（2）高频小信号调谐放大器高频小信号放大器对天线接收下来的微弱信号进行电压放大，同时，进一步对接收信号进行筛选。衡量此电路性能的指标主要有电压 放大倍数（或电压增益）、通频带和选择性。（3）混频器混频器将输入信号的载频f 0与本机振荡信号频率f L进行频率变 换，使输入信号的载频变成固定的中频信号，并保持其调制规律不变。 混频器有高中频和低中频之分，高中频取 f0与f L之和，低中频取f0 与f L之差。本设计以常用的低中频为例。（4）本机振荡本机振荡即正弦波振荡器，产

28、生频率为 f L的等幅振荡信号，并将 信号送入混频器与输入信号的各个频率分量进行混频，（5）中频放大器中频放大器的任务是将混频器的输出信号进行电压放大，以满足 检波器对输入信号幅度的要求。（6）检波器检波即调幅波的解调，从输入的调幅波中还原调制信号。可见， 检波器是调幅接收机的核心电路，衡量它性能的指标主要有检波效 率、检波失真、等效输入电阻等。2. 本设计任务总体实现方案的确定根据设计任务要求，载波频率f=2MHz比较低，可省去变频过程， 直接将接收的调幅波放大后解调。因此，确定本设计任务总体实现方 案有：方案一：同步检波接收机利用同步检波的方法，对调幅波解调时，实现电路包括输入回路、 高频

29、放大、本地载波、检波器。方案二：包络检波接收机利用包络检波的方法，对调幅波解调时，实现电路包括输入回路、高频放大、检波器。二、单元电路形式的选择输入回路的电路形式主要有单调谐回路，双调谐耦合回路。其中 耦合回路的选频特性要优于单调谐回路，一般在接收机性能要求较高 的场合使用。本设计选择单调谐回路。接收机中高频放大电路和中频放大电路，均属于小信号线性放大，电路工作于甲类状态。电路的形式有单调谐放大电路、双调谐放 大电路等，对电路选择性要求较高的场合，一般选择双调谐放大电路。 本设计选择单调谐放大电路。实现同步检波器的电路形式有乘法器、 环形或桥形幅度调制器等。 由于集成电路的发展，在广播接收机、

30、电视接收机电路中，多采用模 拟乘法器来完成同步解调。包络检波器是利用二极管的单向导电特性和检波负载 Rl C的充放 电过程实现检波，适用于解调含有较大载波分量的大信号。三、电路参数计算1. 输入回路图222-15为单调谐输入回路。根据接收信号的中心频率 fo和 接收信号的带宽B,确定表示输入回路谐振特性的品质因数 Q f. B。图222-15单调谐输入回路根据中心频率fo 1/(2 . LC),确定回路电感L和电容C的值。其 中，电容值不能太小，否则，分布电容会影响回路的稳定性，一般取 CC(Cie表示下级高频放大电路中晶体管的输入电容)。为便于调整， 实际电路中电容C常用固定电容和可变电容并

31、联的形式。在设计输入回路时，还要考虑它与天线之间，以及它与下一级放 大电路之间的阻抗匹配。所以，要事先确定天线的等效阻抗，以及放 大电路的等效输入阻抗。输入回路可以采用部分接入的方法，改善下一级电路对输入回路选频性能的影响。2. 高频小信号调谐放大器图为小信号调谐放大器的电路。(1) 直流偏置电阻值的计算一般取发射极静态电压Veq 1V。则基极电压Vbq Veq Vbe，其中， VBe为晶体管基极、发射极间的电压，对于硅管 Vbe约为0.7V，对于错 管VBe约为0.2V。根据系统的功率增益分配，确定本电路交流输出功率Po。设发射极电压和集电极饱和压降共占去电源电压V的10%则放大器直流功率P

32、dc 0.9VccIcq。由于甲类放大器的集电极效率最大为c 50% ,而PocPdc 0.5Pdc，贝S Icq2P/(0.9Vcc)。由Re VE生，确定RQ Ie Icq由流过Rb2的电流Ib2 101 BQ 101 cq/ ，确定:VBQ VEQ VBERd2ii。B2B2由 Vbq 空Vcc，确定 RbiRb2 Vcc1RbiRb2Vbq图小信号调谐放大器下面介绍交流下元件参数的设定。电阻R和电容C0组成低通滤波器，抑制高频信号对直流电源的 干扰，防止通过电源线形成本级电路对其他级电路的反馈。对于小功率接收机，F0一般取100 , C0的阻抗值应小于等于 R阻值的1/10。旁路电容C

33、E的阻抗值也应小于等于 Re的1/10 ；级间隔直耦合电 容CC的阻抗值应小于等于放大器输入阻抗的1/10。集电极谐振回路元件值的设定方法。考虑晶体管Y参数等效电路 的丫参数值，假设接入系数值后，根据已知的电路工作频率fo设定回 路外接电感值L和总电容值C，外接电容值C等于C减去晶体管Y 参数中的输入输出电容。再根据工作频率 fo及回路带宽B,决定回路 有载品质因数Q= fo/B;回路谐振电阻R可由R=2 foLQ决定。3. 本地振荡电路本地振荡电路与发射机中的主振器原理相同，设计方法也相同， 可参见发射机中主振器电路参数的计算。4. 同步检波器Uo图2.2.2-17MC1496实现的同步检波

34、电路bn采用MC1496实现的电路谢自美,如图所示。5. 二极管包络检波器检波器的电路如图222-18所示_jjlIIO图二极管包络检波器(1) 二极管D的选择在选择检波二极管时，要考虑输入信号的频率，保证二极管的工 作频率远小于其自身的截止频率。一般可选用点接触型检波二极管， 如2AP9其截止频率为100MHz本例中就可选用此二极管。(2) 检波负载电阻的确定先估算检波器后的低频放大器等效输入电阻ri的值,一般为25k。为满足检波输出波形不产生负峰切割失真的条件，即ma亠Rl ri式中m表示调幅度，通常，在接收机中m最大约为0.8,平均为0.3 , 所以，一般选R=510 k 。(3) 负载

35、电容C的确定根据检波输出波形不产生惰性失真的条件，得工程上近似计算式：max RLC 1.5本例中已知调制信号频率 F=500Hz3kHz，所以， max=2 Fmax=2 3 10lad/s，从而求得 C小于(4) 隔直耦合电容Cc的确定Cc的存在主要影响检波的下限频率。为使调制信号频率为最小值时，CC上的电压降不大，不产生频率失真，必须满足下式:minCcri在通常的音频围，上式是容易满足的。一般取Cc为几F,如510 F。高频电路的安装与调试由于频率的提咼，高频电路特性比低频电路特性要复杂一些。 因此，高频电路的调试需要考虑更多的问题。下面就从元器件的选择、 识别，到电路常见故障的处理，

36、做具体介绍。一、电子元件及其在高频电路中的应用（一）、导线与电缆1. 导线类型与用途裸铜线低频电路中作地线镀银线频率为大于几 MH z的电路中作地线或绕制电感线圈 单股漆包线 绕制电感线圈多股塑包线电源连接线或电路接线单股塑包线一一电路里点与点之间的短接线沙（丝）包线一一绕制接收机中波天线线圈、电感线圈或多层的 蜂房式线圈导线组数十根导线彼此绝缘， 压成扁平的带子，在计算机与 外设的连接中使用2. 导线的高频电阻与电感随着工作频率的升高，流过导线的交流电流会离开导线中心， 向图2.2.4-1导线趋肤效应示意图导线表面（皮肤）集中。这种现象称为趋肤效应。如图所示。 直流或频率很低的电流将均匀分布

37、在导线中； 当电流频率很高时，导 线中心部位几乎没有电流流通，这相当于把导线的横截面积减小为导 线外圈的圆环面积，导电的有效面积比直流时大为减小， 而导线阻值 的大小与其横截面积成反比，长度成正比。所以，导线的电阻增大。因而，在高频电路中，连接线要短而粗，以减小导线电阻对能量 的损耗。也可以在铜导线外面镀银，即使用镀银线，提高导线的导电 率来降低导线的交流电阻。（二八电阻1电阻的高频等效电路电阻器在直流或低频电路中，等效为一个纯电阻。而在高频电路 中，由于趋肤效应及各种损耗的影响，电阻等效为 RLC电路。如图 224-2所示。PLnnm8J B图224-2电阻的高频等效电路在高频电路中，电阻的

38、频率特性不可忽视。在一定频率时，阻值 低的电阻以分布电感影响为主，阻值高的电阻以分布电容影响为主。 对于低阻值的电阻，应尽可能缩短电阻引线以减小引线电感。 对于高 阻值的电阻，由于其分布电容的旁路作用，使电阻值大幅度降低，所 以应尽可能使用小电阻值。另外，电阻的外形尺寸越小，高频特性越好。在允许的围，尽可 能地使用功率小的电阻（功率小，外形尺寸也小）。考虑到电路的可 靠性，电阻的损耗功率应为额定功率的 1/2以下。在高频电路中，电阻引线也将变为电感，使电阻的频率特性变差。 所以，电阻的引线必须尽可能地缩短。如贴片电阻，就是没有引线且 外形小的电阻，在3GHz以的频域都可以使用。2. 种类与用途

39、合成型电阻 碳质实芯合成电阻，其分布电容、分布电感较大。 不宜用于高频电路。薄膜型电阻一一金属膜、碳膜电阻。金属膜电阻的精度一般高于 碳膜电阻，但其不能制作高阻值（1M 以上），与碳膜电阻相比价格 高。因而，一般在稳定性和电性能要求较高的场合， 选用金属膜电阻。线绕型电阻即使采用无感绕法，其分布电感也比非线绕电阻 器大得多。不宜用于高频电路。（三）电容器1. 电容器的高频等效电路电容在高频应用时，除了它本身的损耗之外，还要考虑它的引线 电感。各种损耗可用等效的串联电阻 甩表示，电感Lc体现了因引线 和电极的形状而引起的电感成分。电容器的实际等效电路如图 224-3所示。由于Lc和C串联，工作频

40、率升咼时容易引起串联共振， 使理想电容的阻抗值下降。1|VA图224-3 电容的高频等效电路2. 合理选用电容器。大多数电容是正温度系数，即电容量随温度升高而加大；有一些 是负温度系数；还有一些是专门设计的，在一定的温度围电容量不变。 电容器的性能主要是由制造电容器所使用的介质材料的特性决 定。这些介质有云母、玻璃、陶瓷、涤纶膜等材料，空气也可作为介 质（一般为可变电容器）。其中瓷介电容（CC型），云母电容，塑料 薄膜电容，主要用于高频电路，如作调谐、滤波器元件。通常，当用电容来降低对地的阻抗时，如电源的去耦和晶体管的 发射极旁路、IC偏置电路的旁路等，电路使用 1100MHz频率时用 0.0

41、1 F,再高的频率时用1000pF以下的电容。（四）、电感电感属非标称元件，很难找到电路所需值的电感元件，通常需要 自己设计制作。因此，电感线圈的设计计算是比较重要的，尤其在高 频电路中的选频、滤波电路的电感。1.线圈的损耗（1）线圈的分布电容线圈匝与匝之间，导线与导体之间能 构成电容，绕组与底板以及屏蔽罩之间、多层绕组层与层之间等都存 在电容，称为分布电容。电感线圈匝与匝之间的分布电容如图 224-4 所示。这些分布电容在工作频率较高时就会影响电路性能。图224-4电感线圈的分布电容（2）线圈是由导线绕制而成的，因此线圈也有交流电阻，此电 阻会消耗一部分功率。用品质因数 Q来衡量线圈损耗的大

42、小。要提高电感线圈的Q值，应增加线圈感抗，减小损耗电阻。可采取以 下措施：选择最佳的线圈形状选择尺寸较大的线圈一一线圈尺寸大，所用导线可粗一点，使损耗电阻减小。用镀银线绕制线圈用绞合线（又称兹线）绕制线圈线圈中加入磁芯2.电感线圈的制作电感线圈一般可分为空芯和带磁芯的两种。空芯电感的绕制，要根据电感值选择线圈的直径d （其半径用r表示）、长度I、匝数N。电感值近似计算式为（设rl ）：r2N2L oI式中0=4107H/m表示真空的磁导率。带磁芯的电感，由于磁芯的导磁系数很大，使线圈中的磁通增加 很多，因而比空芯电感的电感量增大了。高频电感及高频变压器所采 用的磁芯材料为镍锌（NXO铁氧体。以

43、NXO-100环型铁氧体为例， 设其尺寸为外直径 直径 高度，绕在其上的线圈匝数为 N,磁芯横截 面积A （cm）,平均磁路长度I （cm）,磁导率=100H/m则电感值可 由下式计算：L 4 2出计H）I为减小线圈漏感与分布电容的影响，线圈的匝数应尽可能少，匝 间距离应尽可能大。（五）、中频变压器也叫中周变压器，简称中周中周是超外差接收设备中的重要元件，起选频和耦合作用，抑制上下频带，只允许中间频率的信号通过。它很大程度上决定了整机的 灵敏度、选择性和通频带等指标。我国规定，无线电广播调幅收音机的中频为 465kHz,调频收音 机的中频为10.7MHz黑白、彩色电视接收机的中频分为图像 38

44、MHz 伴音 31.5MHz。（六）、咼频扼流圈高频扼流圈是只允许直流和低频交流通过，而对高频交流呈现很 大阻抗的元件。串馈扼流圈一一电感量不需很大，0.5MHz以下不超过（100010000）卩H,频率越高，电感量越小。并馈扼流圈电感量应远大于调谐回路的电感量，取其1020倍或更大一些。二、高频电路的安装高频电路的频率特性与实际安装技术有很大关系。1. 合理安排元件，尽量减小各种元件之间的寄生耦合。必要时， 可以对关键元件进行屏蔽。2. 直流电源应有良好的去耦滤波装置。用于去耦的电容、电阻等元件应尽量安装在离电源最近的位置； 如果去耦元件需要接地，应就近接地。3. 电路元件间的接线应尽量短而粗，避免平行走线。4. 高频电路的接地应采用多点、就近接地方法。若整个电路既 有模拟信号又有数字信号，应使模拟地与数字地分开布线，避免信号 间的干扰。三、高频电路的调试由于工作频率的升高，分布参数及各种耦合与干扰对高频电路的 影响，比低频电路更加明显。因此，理论估算的工作状态与实际电路 测试到