小功率FM发射机电路的设计
小功率FM调频发射机电路的设计
摘要
1933年，世界上第一台发射机诞生。美国发明家阿姆斯特朗发明了短波（FM）收音机。1939年,FM发射机的发明者阿姆斯特朗在美国建立了第一个FM广播的发射站。同年,调幅收音机开始在美国出售。从此FM发射机技术开始迅速发展。在各行各业中得到应用，尤其是小功率FM发射机的应用更为广泛。.
论文是关于小功率调频发射机电路的设计。通常小功率发射机采用直接调频方式，其中调频振荡级主要是产生频率稳定，中心频率符合指标要求的正弦波信号，且其频率受到外加音频信号电压调变，缓冲级主要是对调频振荡信号进行放大，以提供末级所需的激励功率，同时对前后级起有一定的隔离作用，为避免末级功放的工作状态变化而直接影响振荡级的频率稳定度。功放级的任务是确保高效率输出足够大的高频功率，并馈送到天线进行发射。
本设计采用DSP+锁相环技术，频率更加稳定，频率不会随环境变化而产生频飘。
关键词：小功率调频发射机直接调频调频振荡锁相环
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Abstract
1933, the world's first transmitter was born. American inventors Armstrong invented the short-wave (FM) radio. 1939, the inventor of FM transmitters Armstrong of the United States established the first FM radio transmitters. The same year, the AM radio began sale in the United States. Since then FM transmitter technology has begun to develop rapidly. In all walks of life to be applied, particularly in low-power FM transmitters of more extensive. .
The paper is about the low power frequency modulated transmitter electric circuit design. The usual low power transmitter selects the direct-frequency modulation method, frequency modulation vibrates the level mainly is has the frequency to be stable, the center frequency conforms to the target request sine wave signal, also its frequency receives the sur- tonic train signalling voltage regulation, the buffer mainly is vibrates the signal to the frequency modulation to carry on the enlargement, by provides the grid-driving power which the last stage needs, at the same time plays to the around level has the certain isolation role, for avoids the working mode active status change which the last stage merit puts but affecting the vibration level directly the frequency stability. The merit puts the level the duty guarantees the high efficiency output enough big high frequency power, and presents to the antenna carries on the launch.
This design USES the DSP + phase locked loop technique, frequency more stable, frequency will not change with the environment and produce frequency wave.
Keywords: Small power FM transmitter, Direct FM, FM oscillation, Phase locked loop technique
目录
摘要....................................................... I ABSTRACT .................................................. II 目录..................................................... III 前言. (1)
1 调频发射系统 (2)
1.1调频发射机的性能指标概念 (2)
1.2调频发射机性能指标及设计要求 (3)
1.3调频发射机基本原理方框图 (4)
1.4发射机系统各部分波形图 (4)
1.5调频发射机系统方框图各部分简介 (5)
1.6调频发射机的工作原理 (6)
2 锁相环路（PLL） (8)
2.1锁相环路作用及原理 (8)
2.2锁相环路的各组成部分及具体工作过程 (9)
3 高频振荡电路的选取 (11)
3.1高频振荡电路的设计要求及选取 (11)
3.1.1 方案一:变压器反馈式LC正弦波振荡器 (11)
3.1.2 方案二:石英晶体振荡器 (12)
3.2振荡器的选择 (15)
4 频率调制 (16)
4.1频率调制的性能指标 (16)
4.2频率调制方案选取 (16)
4.2.1 方案一：变容二极管直接调频电路 (16)
4.2.2 方案二：变容二极管间接调频电路 (18)
4.3 所选变容二极管直接调频电路参数的估算 (19)
5 高频功率放大器 (21)
5.1高频功率放大器概述 (21)
5.2谐振功率放大电路 (22)
6 整机电路分析与调试 (23)
6.1液晶显示控制电路 (23)
6.2实验整机电路图及相关程序 (24)
6.3整机主要元器件选用及简介 (25)
总结 (29)
致谢 (30)
参考文献 (31)
附录A (32)
附录B (33)
附录C (34)
小功率FM发射机电路的设计
前言
自20世纪90年代以来，无线通信在全球范围内取得了突飞猛进的发展。无论是军用或民用通信，在各种频段上出现了许多新的系统和模式，满足了社会上各种各样的需求。发射机作为无线通信设备的重要组成部分，其发展极大的促进了无线通信技术的发展。
无线电技术诞生以来，信息传输和信息处理始终是其主要任务。为了有效地进行传输，必须将携带信息的低频电信号调制到几十MHz～几百MHz以上的高频振荡信号上，再经天线发送出去。为减小各种因素引起的系统不稳定，增强系统的可靠性，系统必须包括自动增益控制、自动频率控制和自动相位控制（锁相环）在内的反馈控制电路。本文所讨论的就是一个利用锁相环组成的直接调频信号发射器。
FM发射机具有使接收机接收灵敏度高，抗干扰力强、音质清晰等特点，但往往在制作、调试过程中易出现电路易停振、抗干扰力差、容易跑频、失真等故障。该FM发射机电路工作频率稳定，抗干扰力强，制作调试简单。
通过教师的悉心指导和自己的不断努力，最终完成了毕业设计的各项任务，成功设计一小功率调频广播发射器，基本完成其各项功能。论文的正文部分主要包括3个要点，如下：
⑴简述设计原理、设计框图和设计要求；
⑵阐述各单元电路的设计原理及其功能；
⑶概述整个电路的设计原理和设计总图；
最后再由结论、致谢、参考文献和附件构成该论文。
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1 调频发射系统
1.1调频发射机的性能指标概念
与调幅系统相比，调频系统由于高频振荡器输出的振幅不变，因而具有较强的抗干扰能力和较高的效率，所以在无线通信、广播电视、遥控遥测等方面获得广泛应用。调频发射机的性能指标的概验如下：
1、发射功率：一般是指发射机输送到天线上的功率。只有当天线的长度与发射机频率的波长λ可比拟时，天线才能有效地把载波发射出去。波长λ与频率f 的关系为
λ=c/f 式中，c 为电磁波传播速度，c=3*108m/s ，若接受机的灵敏度V A =2V μ，则通信距离s 与发射机功率P A 的关系为 {}{}
mw
A km p s 4
107*=
表1.1.1列出了小功率发射机的功率P A 与通信距离s 的关系。
表1.1发射机功率与距离关系表
P A /mw 50 100 200 300 400 500 600 700 S/km 2.84 3.38 4.02 4.45 4.82 5.08 5.27 5.50 2、工作频率或波段：发射机的工作频率应根据调制方式，在国家或有关部门规定的范围内选取。广播通信常用波段的划分如表1.1.2所示，对于调频发射机，工作频率一般在超短波范围内。
表1.2广播通信波段划分表
波段名称 波长范围 频率范围 频段名称 超长波 100～10km 3～30kHz 甚低频 长波 10～1km 30～300 kHz 低频 中波 1000～200m 0.3～1.5 MHz 中频 短波 200～10m 1.5～30 MHz 高频 超短波（米波） 10～1m 30～300 MHz 甚高频
3、总效率：发射机发射的总效率P A 与其消耗的总功率'P C 之比称为发射机的总效率ηA ，即
η
=P A/'P C
A
4、非线形失真：当最大频偏为75KHz，调制信号的频率为100Hz～7500Hz时，要求调频发射机的非线形失真系数γ应小于1%。
5、杂音电平：调频发射机的寄生调幅应小于载波电平的5%～10%，杂音电平应小于-65dB。
6、输出阻抗：对调频广播而言，一般要求输出阻抗为50欧，对电视差转而言一般要求75欧。
7、残波辐射：残波辐射是指杂波与输出功率之比。
8、信杂比：信杂比是指已调波在规定频偏的情况下经理想解调后有用信号功率与载波功率之比。
9、频率响应：频率响应是指已调波在规定频偏的情况下经理想解调后输出音频的幅频响应。
1.2调频发射机性能指标及设计要求
1、发射功率A P≥80mW
2、负载电阻L R=75Ω
3、工作中心频率0f=100KHz
4、最大频偏△m f=±75KHz
η>50%
5、总效率A
6、发射距离＞1Km
7、调制方式：FM
1.3调频发射机基本原理方框图
图1.1 直接调频发射系统组成框图1.4发射机系统各部分波形图
图1.2发射机系统各部分波形图
1.5调频发射机系统方框图各部分简介
1、参考分频器作用：合理的分割各单元的工作频段，合理进行各单元功率分配，使各单元之间具有恰当的相位关系以减少各单元的工作中出现声干扰失真；利用分频电路的特性以弥补单元在某频段里的声缺陷，将各频段圆滑平顺的对接起来。
2、鉴相器作用：鉴相器是一个相位比较装置，又称为相位比较器。它的输出误差电压v d (t)是v i (t)与v o (t) 的瞬时相位之差的函数。
图1.3 鉴相器
3、环路滤波器作用：在鉴相器的输出端衰减高频误差分量，以提高抗干扰性能；在环路跳出锁定状态时，提高环路以短期存储，并迅速恢复信号。
4、压控振荡器作用：压控振荡器受控制电压控制，使严控振荡器的频率向参考信号频率接近，也就是使差拍频率越来越近，直至消除频率差而锁定。
5、缓冲放大器作用：提高负载能力和减少负载对信号源的影响，兼有增加抗干扰能力。
6、可变分频器作用：信号处理步骤，通过根据施加到控制端上的信号的电平，反相／不反相施加到输入端的输入时钟信号，来形成分频前的时钟信号，根据具有比分频前的时钟信号中的预定脉冲宽度大的脉冲宽度的时钟脉冲中的转变点，按照预定的分频数，对分频前的时钟信号进行分频，所述转变点对应于输入时钟信号一个方向上的转变点，并从输出端输出分频信号，作为输出时钟信号；连接／断开步骤，根据外部控制信号，连接／断开形成在输出端和控制端之间并用作返回控制端的信号路径的反馈路径；延迟步骤，使施加到输入端上的信号通过反馈路径返回到控制端的延迟时间大于输入时钟信号的脉冲宽度。
7、高频放大器作用：高频功率放大器用于发射机的末级，作用是将高频已调波信号进行功率放大，以满足发送功率的要求，然后经过天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。
1.6调频发射机的工作原理
工作原理：语言或音乐的声波，使话筒内的膜片及线圈产生相应的机械振动，由于电磁感应的作用，又将膜片及线圈的机械振动转换为相应的音频电流或电压信号，并将微弱的音频电流或电压信号送到音频放大器放大幅度。在将放大后的音频电信号送到频率调制中，采用直接调频的方式，使音频电信号直接去控制高频振荡器产生的高频信号，为了稳定高频振荡器的频率，采用缓冲隔离。为达到预订的频率采用倍频使高频信号频率整倍升高到所需值。将已调信号的功率放大以使负载（天线）获得令人满意的发射功率有远距离的发送。
调频广播具有抗干扰性能强、声音清晰等优点，获得了快速的发展。调频电台的频带通常大约是200～250kHz，其频带宽度是调幅电台的数十倍，便于传送高保真立体声信号。由于调幅波受到频带宽度的限制，在接收机中存在着通带宽度与干扰的矛盾，因此音频信号的频率局限于30～8000Hz的范围内。在调频时，可以将音频信号的频率范围扩大至
30～15000Hz，使音频信号的频谱分量更为丰富，声音质量大为提高。
2 锁相环路（PLL）
2.1锁相环路作用及原理
一、作用：
锁相环路是一种以消除频率误差为目的的自动控制电路，锁相环电路是一种相位负反馈系统，利用相位误差信号电压去消除频率误差。
二、原理：
锁相环路基本组成如图2.1所示，它是由鉴相器、环路滤波器、和压控振荡器组成的闭合环路。鉴相器是相位比较部件，它能够检测出两个输入信号之间的相位误差，输出反映相位误差的电压。环路低通滤波器是用来消除误差信号中的高频分量及噪声，提高系统的稳定性。压控振荡器受控于环路滤波器输出电压，即其振荡频率受环路滤波器输出电压控制。
图2.1锁相环路基本组成框图
众所周知，当两个正弦信号频率相等是，这两个信号之间的相位差必然保持恒定，若两个正弦信号不相等，则它们之间的瞬时相位差将随时间的变化而不断变化，换句话说，如果能保证两个信号之间的相位差恒定，则这两个信号频率必定相等。锁相环路就是利用两个信号之间的相位误差来控制压控振荡器输出信号的频率，最终使两个信号之间的相位保持恒定，从而达到两个信号频率相等的目的。
2.2锁相环路的各组成部分及具体工作过程
一、锁相环路的新能主要取决于鉴相器、压控振荡器和环路滤波器三个基本组成部件。
鉴相器（PD）是进行相位比较的装置，它把压控振荡器的输出信号Vo(t)与输入信号vi(t)的相位进行比较，产生对应于两信号相位差的误差电压Vd(t)，起到相位差—电压变换作用。
低通滤波器（LPF）是个线性电路，它的作用是：滤除鉴相器输出电压Vd(t)中的高频分量和噪声，起平滑滤波的作用，以保证系统所要求的性能，增加系统的稳定性。电路通常由电阻、电容或电感等组成，有时也包含运算放大器。
电压控制振荡器（VCO）是一个电压—频率（或称电压—相位）变换电路，其振荡瞬时角频率受控制电压的控制，使输出信号频率向输入信号频率靠拢，两个信号间的相位差减小。
二、锁相环路的具体工作过程如下：
相位比较器把输入信号作为标准，将它的频率和相位与从VCO输出端送来的信号进行比较。如果在它的工作范围内检测出任何相位（频率）差，就产生一个误差信号Vd(t)，这个误差信号正比于输入信号和VCO 输出信号之间的相位差，通常是以交流分量调制的直流电平。由低通滤波器滤除误差信号中的交流分量，产生信号Ve(t)去控制VCO，强制VCO朝着减小相位/频率误差的方向改变其频率，使输入基准信号和VCO输出信号之间的任何频率或相位差逐渐减小直至为0，这时我们就称环路已被锁定。
对于已经锁定的环路，若输入信号的频率或相位稍有变化，立刻会在两个输入信号的相位差上反映出来，鉴相器的输出也会随着改变并驱动VCO的频率和相位以同样的规律跟着变化。环路的这种状态称为跟踪状态。因此可以说锁相环是一个相位自动控制系统，其锁定状态的取得是靠相位差的作用，锁定状态的维持也仍然依靠相位差的作用。
锁相环路基本特性有（1）环路锁定后，没有频率误差。当锁相环路锁定时，压控振荡器的输出频率严格等于输入信号频率，而只有不大的剩余相位误差。（2）频率跟踪特性。锁相环路锁定时，压控振荡器的输出频率能在一定的范围内跟踪输入信号频率变化。（3）窄带滤波
特性。锁相环路通过环路滤波器的作用后具有窄带滤波特性。当压控振荡器输出信号的频率锁定在输入信号上时，位于信号频率附近的频率分量，通过鉴相器变成低频信号而平移到零频率附近，这样环路滤波器的低通作用对输入信号而言，就相当于一个高频带通滤波器，只要把环路滤波器的带通做的比较窄，整个环路就具有很窄的带通特性。
锁相环路的这些特点，使它在自动频率控制中得到应用，以达到精确的频率控制，而其它的频率控制系统总是存在剩余频差。
3 高频振荡电路的选取
3.1高频振荡电路的设计要求及选取
满足振荡的性能指标要求 1、振荡中心频率0f =MHz 50 2、稳定度为510 量级以上 3、电路容易起振，输出波形好
3.1.1 方案一:变压器反馈式LC 正弦波振荡器
变压器反馈式LC 正弦波振荡器电路如图3. 1所示。
图3.1变压器反馈式LC 正弦波振荡器电路
一、电路组成
（1）放大电路 图中由V 组成采用分压式偏置的共射电路，耦合电容C b 和发射极旁路电容C e 容量较大，在振荡频率上，交流阻抗小，可视短路。
（2）选频网络 选频网络由L 1和C 构成。作为三极管集电极负载。
（3）反馈网络变压器二次侧绕组N
2
作为反馈绕组，将输出的一部分，经C b反馈到输入端。变压器二次侧绕组N3接输出负载。
二、电路能否振荡的判断
1.相位平衡条件判断
在反馈输入端K处断开，用瞬时极性法进行判断。设V基极上的瞬时极性为正，则集电极为负，即L1的瞬时极性为上正下负。根据同名端
的概念，N
2
上端瞬时极性为正，反馈至K处的瞬时极性为正，为正反馈。满足振荡的相位平衡条件。
2.振幅起振条件的判断
本电路中，N
1、N
2
同绕在一磁芯上为紧耦合。放大电路为共射电路，
放大倍数较大，这种电路是利用三极管的非线性实现内稳幅的。实践中，
只要设置合适的静态工作点，增减N
2的匝数或改变同一磁棒上N
1
、N
2
的相对位置调节反馈系数的大小，使反馈量合适，即可满足起振条件。
三、振荡频率f0的估算
振荡器的振荡频率网络的固有谐振频率。振荡频率可用下式计算
式中，L为谐振回路总电感量，C为谐振回路总电容量。
3.1.2方案二:石英晶体振荡器
一、石英晶体振荡器的基本原理
1、石英晶体振荡器的结构
石英晶体振荡器是利用石英晶体（二氧化硅的结晶体）的压电效应制成的一种谐振器件，它的基本构成大致是：从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片，它可以是正方形、矩形或圆形等），在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到管脚上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一般用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑料
封装的。
2、压电效应
若在石英晶体的两个电极上加一电场，晶片就会产生机械变形。反之，若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应。如果在晶片的两极上加交变电压，晶片就会产生机械振动，同时晶片的机械振动又会产生交变电场。在一般情况下，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小，但当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，比其他频率下的振幅大得多，这种现象称为压电谐振，它与LC回路的谐振现象十分相似。它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。
3、谐振频率
从石英晶体谐振器的等效电路可知，它有两个谐振频率，即:
（1）当L、C、R支路发生串联谐振时，它的等效阻抗最小（等于R）。串联揩振频率用fs表示，石英晶体对于串联揩振频率fs呈纯阻性.
（2）当频率高于fs时L、C、R支路呈感性，可与电容C。发生并联谐振，其并联频率用fd表示。
二、石英晶体振荡器的主要参数
石英晶体振荡器的主要参数有标称频率、负载电容、激励电平、工作温度范围及温度频差等。
1、标称频率标称频率是指石英晶体振荡器的振荡频率，它与负载电容的容量值有关。
2、负载电容负载电容是指与石英晶体振荡器各引脚相关联的总有效电容（包括应用电路内部与外围各电容）之和。负载电容常用的标准值有16PF、20PF、30PF、50PF、100PF。
3、激励电平激励电平是指石英晶体振荡器工作时所消耗的有效功率。该值决定电路工作频率的确良稳定程度。激励电平常用的标准值有0.1 mW、0.5 mW、1 mW、2 mW、4 mW。
4、工作温度范围工作温度范围是指石英晶体振荡器正常工作时所允许的最低温度至最高温度（环境温度）。
5、温度频差温度频差是指石英晶体振荡器在工作温度范围内的工作频率相对于基准温度下工作频率的最大偏离值，它用来反映石英晶体振荡器的频率温度特性。
三、原理工作特性
1、 石英晶体是利用压电效应实现机械振动和电信的交换，当晶片的几何尺寸和结构一定时，它本身具有固有的机械振动频率；当外加交流电压的频率等于晶片固有的机械振动频率时，晶片的振动幅度最大，外电路中的交流电最大，既显现出电的谐振特性。
2、石英晶体的振动具有多谐性，除基频振动外，还有奇次谐波的泛音振动。
（1）、专门用于基频振动的晶体称为基音晶体。
（2）、专门用于泛音振动的晶体称为泛音晶体。 四、等效电路和频率
1、石英晶体振荡器的等效电路和频率如3.2所示
(a) (b) 图3..2 石英晶体振荡器的等效电路和频率 （a ）等效电路 (b)频率特性
对于石英晶体振荡器的等效电路，可以产生两个谐振频率。现分析如下。
2、 当R 、L 、C 支路发生串联谐振时，等效于纯电阻R ，阻抗最小，其串联谐振频率
s f =
LC
21
3、 当外加信号频率高于s f 时，L X 增大，C X 减小，R 、L 、C 串联支路呈感性，可与C0所在电容支路发生并联谐振，其并联谐振频率为
p f =
|
210
C C C C L
+?π=
LC
π2101C C +
?=0f 0
1C C +? 石英晶体的电抗—频率特性如图3.2（b ）所示。从图中可以看出，
凡信号频率低于串联谐振频率s f 或高于并联谐振频率p f 时，石英晶体均显容性。只有信号频率在s f 和p f 之间才显感性。在感性区域，它振荡频率稳定度极高。
4、 石英晶体构成的正弦波振荡器基本电路有两类。一类是石英晶体作为高Q 电感元件与回路中的其他元件形成并联谐振，称为并联型晶体振荡器；另一类是石英晶体工作在串联谐振状态，作为高选择性短路元件，称为串联型晶体振荡器。
五、石英晶体振荡电路优缺点 1、容易起振
2、频率调节不方便
3、工作频率泛音式振荡可达MHz f 200>
4、振荡波形好
5、稳定度可达1110-数量级
3.2振荡器的选择
一、变压器反馈式LC 正弦波振荡器
电路易起振，频率调节方便但波形差工作在低频段。
二、采用石英晶体振荡器
石英晶体谐振器具有很高的标准性。电路的频率稳定度高，输出波形好，电路简单，只有该电路的稳定度才能满足指标要求。为使电路工作的稳定度提高采用50MHz 的泛音式振荡。
通过对比采用石英晶体振荡器。
4 频率调制
4.1 频率调制的性能指标
1、 中心频率要稳定
2、 最大频偏Δm f =KHz 75
3、 非线性失真要小
4、 调制灵敏度要要高
4.2 频率调制方案选取
4.2.1 方案一：变容二极管直接调频电路
一、 变容二极管的特性
变容二极管是根据PN 结的结电容随反向电压改变而变化的原理设计的一种二极管。它的极间结构、伏安特性与一般检波二极管没有多大差别。不同的是在加反向偏压时，变容二管呈现一个较大的结电容。这个结电容的大小能灵敏地随反向偏压而变化。正是利用了变容二极管这一特性，将变容二极管接到振荡器的振荡回路中，作为可控电容元件，则回路的电容量会明显地随调制电压而变化，从而改变振荡频率，达到调频的目的。
二、变容二极管直接调频电路图如4. 1 所示
课程设计任务书 学生：专业班级：电子0903 指导教师：工作单位：理工大学 题目: 小功率调幅发射机设计 初始条件： 具较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力；对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解；具备高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力；能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测。 要求完成的主要任务： 1. 采用晶体管或集成电路完成一个小功率调幅发射机的设计。 2. 电源电压＋V cc＝＋10V，－V EE＝－10V； 3. 工作频率f＝16MHz，调幅度=50%； 4. 负载电阻R L＝75Ω时，发射功率P0≥100mW，整机效率η>40％ 5. 完成课程设计报告（应包含电路图，清单、调试及设计总结）。 时间安排： 1．2013年1月4日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。 2．2013年1月5日至2013年1月10日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。
3. 2013年1月11日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。 指导教师签名：年月日
目录 摘要................................................................................................................................. I Abstract......................................................................................................................... I I 1 调幅发射机的相关知识 .. (1) 1.1基本知识及性能指标 (1) 1.2调幅发射机的工作原理 (1) 2 小功率调幅发射机的设计 (3) 2.1 设计要求 (3) 2.2确定电路设计方案 (3) 2.2.1拟定调幅发射机的工作原理框图 (3) 2.2.2 单元电路设计方案选择 (4) 2.3单元电路设计 (5) 2.3.1本机振荡电路和话音放大电路 (5) 2.3.2调制电路 (6) 2.3.4功率放大级电路 (8) 2.3.5整体电路设计 (8) 3 调试与仿真 (9) 3.1晶体振荡器的调试 (9) 3.2调制器的测试 (10) 3.3整机联调及其常见故障分析 (11) 4心得与体会 (12) 参考文献 (13)
惠州学院 HUIZHOU UNIVERSITY 高频电子线路课程设计 设计题目调频发射机 系别 专业 班级 姓名 学号
一、设计题目:调频发射机的设计 二、设计的技术指标与要求: 1工作电压：Vcc =+12V ； (天线)负载电阻：R L =51欧； 3发射功率：Po ≥500mW ； 4工作中心频率：f 0=5MHz ； 5最大频偏：kHz f m 10=?； 6总效率：%50≥A η； 7频率稳定度：小时/10/4 00 -≤?f f ； 8调制灵敏度S F ≥30KH Z /V ； 三、设计目的: 设计一个采用直接调频方式实现的工作电压为12V 、输出功率在500mW 以上、工作频率为5MHz 的无线调频发射机，可用于语音信号的无线传输、对讲机中的发射电路等。 四、设计框图与分析: （一）总设计方框图 与调幅电路相比,调幅系统由于高频振荡输出振幅不变, 因而具有较强的抗干扰能力与效率.所以在无线通信、广播电视、遥控测量等方面有广泛的应用。 （二）实用发射电路方框图 ( 实际功率激励输入功率为 1.56mW) 变容二极管直接调频电路 调制信号 调频信号 载波信号 图3-1 变容二极管直接调频电路组成方框图
拟定整机方框图的一般原则是，在满足技术指标要求的前提下，应力求电路简单、性能稳定可靠。单元电路级数尽可能少，以减少级间的相互感应、干扰和自激。 由于本题要求的发射功率P o 不大，工作中心频率f 0也不高，因此晶体管的参量影响及电路的分布参数的影响不会很大，整机电路可以设计得简单些，设组成框图如图3-2所示，各组成部分的作用是： (1)LC 调频振荡器：产生频率f 0=5MHz 的高频振荡信号，变容二极管线性调频，最大频偏kHz f m 10=?，整个发射机的频率稳定度由该级决定。 (2)缓冲隔离级：将振荡级与功放级隔离，以减小功放级对振荡级的影响。因为功放级输出信号较大，当其工作状态发生变化时（如谐振阻抗变化），会影响振荡器的频率稳定度，使波形产生失真或减小振荡器的输出电压。整机设计时，为减小级间相互影响，通常在中间插入缓冲隔离级。缓冲隔离级电路常采用射极跟随器电路。 (3)功率激励级：为末级功放提供激励功率。如果发射功率不大，且振荡级的输出能够满足末级功放的输入要求，功率激励级可以省去。 (4)末级功放 将前级送来的信号进行功率放大，使负载（天线）上获得满足要求的发射功率。若整机效率要求不高如%50≥A η而对波形失真要求较小时，可以采用甲类功率放大器。但是本题要求 %50≥A η，故选用丙类功率放大器较好。 五、设计原理图: 1 考虑到频率稳定度的因素，调频电路采用克拉泼振荡器和变容二极管直接调频电路。电路的工作原理是：利用调制信号控制变容二极
东北石油大学课程设计 课程高频电子线路 题目小功率调频发射机的设计 院系电子科学学院 专业班级电信XXXXXXX班 学生姓名XX 学生学号XXXXXXXXXXXX 指导教师 2013年3月1日
东北石油大学课程设计任务书 课程高频电子线路 题目小功率调频发射机的设计 专业电子信息工程姓名XX 学号XXXXXXXXX 主要内容、基本要求、主要参考资料等 1、主要内容 利用所学的高频电路知识，设计一个小功率调频发射机。通过在电路设计、安装和调试中发现问题、解决问题，加深对高频电子线路课程理论知识的理解，提高电路设计及电子实践能力。 2、基本要求 设计一个小功率调频发射机，主要技术指标为： (1) 载波中心频率 06.5MHz f=； (2) 发射功率100mW A P>； (3) 负载电阻75 L R=Ω； (4) 调制灵敏度25kHz/V f S≥； 3、主要参考资料 [1] 阳昌汉. 高频电子线路. 哈尔滨：高等教育出版社，2006. [2] 张肃文，陆兆雄. 高频电子线路(第三版). 北京：高等教育出版社，1993. [3] 谢自美. 电子线路设计·实验·测试. 武汉：华中科技大学出版社，2000. [4] 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计. 北京：电子工业出版社，2002.完成期限2月25日-3月1 日 指导教师 专业负责人 2013 年 2 月22 日
一、电路基本原理 1. 总设计方框图 与调幅电路相比,调频系统由于高频振荡输出振幅不变, 因而具有较强的抗干扰能力与效率.所以在无线通信、广播电视、遥控测量等方面有广泛的应用。如图1所示： 图1 变容二极管直接调频电路组成方框图 2.电路基本框图 图2 电路的基本框图 实际功率激励输入功率为1.56mW 拟定整机方框图的一般原则是，在满足技术指标要求的前提下，应力求电路简单、性能稳定可靠。单元电路级数尽可能少，以减少级间的相互感应、干扰和自激。 由于本题要求的发射功率Po 不大，工作中心频率f0也不高，因此晶体管的参量影响及电路的分布参数的影响不会很大，整机电路可以设计得简单些，设组成框图如图2所示，各组成部分的作用是： (1)LC 调频振荡器：产生频率f0=6MHz 的高频振荡信号，变容二极管线性调频，最大频偏，整个发射机的频率稳定度由该级决定。 (2)缓冲隔离级：将振荡级与功放级隔离，以减小功放级对振荡级的影响。因为功放级输出信号较大，当其工作状态发生变化时（如谐振阻抗变化），会影响振荡器的频率稳定度，使波形产生失真或减小振荡器的输出电压。整机设计时，为减小级间相互影响，通常在中间插入缓冲隔离级。缓冲隔离级电路常采用射极跟随器电路。 (3)功率激励级：为末级功放提供激励功率。如果发射功率不大，且振荡级的 LC 调频振荡器缓冲隔离器 功率激励 末级功放 调制信号变容二极管直接调频电路调频信号 载波信号
小功率调幅发射机设 计
一、设计题目 小功率调幅发射机 二、设计目的、内容及要求 2.1 设计目的 （1）加深对高频电子线路理论知识的掌握，使所学的知识系统、深入地贯穿到实践中。 （2）提高同学们自学和独立工作的实际能力，为今后课程的学习和从事相应工作打下坚实基础。 2.2 设计原理 小功率调幅发射机的设计 （1）掌握小功率调幅发射机原理； （2）设计出实现调幅功能的电路图； （3）应用multisim软件对所设计电路进行仿真验证。 技术指标：载波频率f =1MHz~ 10MHz；低频调制信号1KHz正弦信号；调 制系数 =50Ω。 Ma=50％±5％；负载电阻R A 2.3 设计要求 根据原理，要求设计一个小功率调幅发射机， （1)主要参数：
已知+Vcc=+10V、-VEE=-10V；话音放大级输出电压为5mV；负载电阻R A=50Ω (2)主要元器件：主要元件有MC1496、3DG100、3DG130、4MHz晶振、NXO-10磁环； =8MHz；低频调制信号1KHz正弦信号；调制系数 (3)技术指标：载波频率f Ma=50％；发射功率P0=300mW 三、调幅发射机的原理与分析 3.1调幅发射机的原理框图 所谓调幅，就是按照调制信号的变化规律去改变载波的幅度，使输出信号的频谱搬移到高频波段，而输出信号的振幅携带调制信号的相关信息。调幅发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的幅度调制,将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。 通常，调幅发射机包括三个部分：高频部分，低频部分，和调制部分。 高频部分一般包括主振荡器、缓冲放大、倍频器、中间放大、功放推动级与末级功放。主振器的作用是产生频率稳定的载波。为了提高频率稳定性，主振级往往采用石英晶体振荡器或LC振荡电路，并在它后面加上缓冲级，以削弱后级对主振器的影响。 低频部分包括话筒、低频电压放大级、低频功率放大级与末级低频功率放大级。低频信号通过逐渐放大，在末级功放处获得所需的功率电平，以便对高频末级功率放大器进行调制。 调制部分即振幅调制电路，它将要传送的信息装载到某一高频振荡(载频)信号上去的过程。
高频课程设计论文题目：高频(FM)发射机的设计 系别：电子信息与电气工程系 专业：通信工程
摘要：作为通信系统的重要组成部分，无线电技术越来越重要。本文研制一种调频发射机，介绍了调频发射机的制作方法及其工作原理，同时给出了系统的组成框图及系统各部分功能，设计了PCB电路板，并且对所设计的发射机的功能进行了安装与调试。本文中的发射机发射的频率可在66-109MHz频段内进行调制，并可用普通的调频收音机接收。 关键词：小功率调频发射机音频信号调制波载波
目录 1设计课题 2实践目的 3设计要求 4基本原理 4.1 系统方案选择 4.2 整体系统描述 4.3 单元电路设计 4.3.1 音频放大电路 4.3.2 高频振荡电路 4.3.3 高频功率放大电路 5系统调试 5.1 PCB板的设计 5.2 系统调式 6结论 7参考文献 8附录
1设计课题 调频发射机设计 2实践目的 无线电发射与接收设备是高频电子线路的综合应用，是现代化通信系统、广播与电视系统、无线安全防范系统、无线遥控和遥测系统、雷达系统、电子对抗系统、无线电制导系统等必不可少的设备。本次设计要求达到以下目的： 1.进一步认识射频发射与接收系统； 2.掌握调频无线电发射机的设计； 3.学习无线电通信系统的设计与调试。 3设计要求 1.发射机采用FM的调制方式； 2.发射频率覆盖范围为88-108MHz，传输距离大于10m； 3.为了加深对调制系统的认识，发射机采用分立元件设计； 4.已调信号采用通用的AM/FM多波段收音机进行接收测试。 4 基本原理 4.1 系统方案选择 方案一：以晶体振荡器做成高精度高稳定度的调频发射机 以晶体振荡器做成高精度高稳定度的调频电路，这完全可以达到我们的要求，但是这种方案比较复杂，能过搜索我们有另外一种方案，见方案二。 方案二：以调频方式做成三级发射机 这种方案的性能是比较好的，这种发射机主要由三个模块组成，第一级是音频放大电路；第二级是高频振荡电路；第三级是高频功率放大电路。 4.2 整体系统描述 本调频发射机的总体电路如下：声--电转换、音频放大、高频振荡调制和高频功率放大等。声--电转换由驻极体话筒担任，它拾取周围环境声波信号后即输出相就应电信号，经电容C2输入到晶体管Q1，Q1担任音频放大功能，对音频信号进行
********************校 高频电子线路 课程设计报告 设计题目：小功率调频发射机的设计 系部： 专业： 班级： 学生姓名： 学号： 成绩： 2011年月
“高频电子线路”课程设计任务书 1．时间：2011年06月6日~2011年06月10日 2. 课程设计单位：**************** 3. 课程设计目的：掌握“高频电子线路”课程的基本概念、基本原理，加深对高频电子系统的工作原理和电路调试方法的理解。 4. 课程设计任务： ①了解电路图绘制软件的相关常识及其特点； ②熟悉电路图绘制软件的使用方法； ③理解高频电子系统的布局布线规则； ④作好实习笔记，对自己所发现的疑难问题及时请教解决； ⑤联系自己专业知识，熟练设计高频电子线路的，总结自己的心得体会； ⑥参考相关的的书籍、资料，认真完成实训报告。 ⑦作好笔记，对自己所发现的疑难问题及时请教解决； ⑧联系自己所学知识，总结本次设计经验； ⑨认真完成课程设计报告。 高频课程设计报告
前言： 结合这次课设的要求：运用模电知识，利用晶体管设计电路，我的选题是 小型功率发射机，在小型发射机的设计中，根据晶体管结构和工作原理，进行放大电路，射极跟随器设计，小型功率放大电路，还有在设计中占主要地位的振荡电路的设计。其中振荡电路的设计结合了模电以及高频电子线路中晶体管综合应用。设计跟随其实必不可少的，因为起到前后级电路的隔离作用。产生的信号很小，需要通过放大电路的放大才能达到要求，发大电路的的设计最为复杂，考虑到前后及电路的匹配，以及波形的失真与否。 本次课设论文分为以下几个部分：通过技术指标从后级电路依次往前级电路设计，包括元件参数，器件的选择，电路仿真，PCB印刷版的制作，和最终实物的制作和调试。课设中。设计仿真和实物调试很有差别，因为振荡频率为6到7兆赫兹，已经属于高频范围，很容易受到杂波信号的影响，所以在调试中为保证电路的稳定性会改变电路的某些参数。小功率发射机主要包括以下几个部分：高频振荡级主要是产生频率稳定、中心频率符合指标要求的正弦波信号，且其频率受到外加音频信号电压调变；缓冲级主要是对调频振荡信号进行放大，以提供末级所需的激励功率，同时还对前后级起有一定的隔离作用，为避免级功放的工作状态变化而直接影响振荡级的频率稳定度；，功放级的任务是确保高效率输出足够大的高频功率，并馈送到天线进行发射。下面就这几个 部分进行介绍说明。 课程设计报告: 1.设计内容及要求 ．设计目的 晶体管器件课程设计是电子科学与技术专业学科实践性课程，其任务是使学生运用模拟电路等电路课程中所学的知识，利用晶体管等器件，设计出一些完成一定功能的电路，并对电路进行分析和调试。掌握设计和调试电路的一些方法和技巧。 .设计任务及主要技术指标 （1）工作电压：Vcc=+12V；
摘要 频率调制又称调频，它是使高频载波信号的频率按调制信号振幅的规律变化，即使瞬时频率变化的大小与调制信号成线性关系，而振幅保持基本恒定的一种调制方式。调频发射机作为一种简单的通信工具，由于它不需要中转站和地面交换机站支持，就可以进行有效的移动通信，因此深受人们的欢迎。目前它广泛的用于生产、保安、野外工程等领域的小范围移动通信工程中。本文主要讨论了调频发射机的原理实现方式并设计了电路图，将调频发射机的电路分为了振荡器、调制器、混频电路、倍频电路和功率放大器几部分，分别讨论它们的原理及其特性。 关键字：调频振荡器混频倍频功放
一、前言 调频电路具有抗干扰性能强、声音清晰等优点，获得了快速的发展。主要应用于调频广播、广播电视、通信及遥控。调频电台的频带通常大约是200～250kHz，其频带宽度是调幅电台的数十倍，便于传送高保真立体声信号。 调频发射机作为一种简单的通信工具，它首先将音频信号和高频载波调制为调频波,使高频载波的频率随音频信号发生变化,再对所产生的高频信号进行混频，倍频，功放和一系列的阻抗匹配,使信号输出到天线,发送出去的装置。本文主要讨论了调频发射机的原理实现方式并设计了电路图，将调频发射机的电路分为了载波振荡器、调制器、混频电路、倍频电路和功率放大器等部分组成，分别讨论它们的原理及其特性。 通过调频发射机电路的设计，使得建立无线电发射收机的整机概念，了解发射机整机各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算发射的各个单元电路：包括晶体振荡电路、变容二极管调频电路、二极管单平衡混频电路、三极管倍频电路、丙类谐振功率放大电路设计、元器件选择。发射机是日常生活中常见的也是应用非常广泛的电子器件，研究本课题既可以了解调频发射机电路，又可以提高对于Multisim的应用能力和运用书本知识的能力。
电子线路课程设计总结报告 学生姓名： 学号： 专业：电子信息工程 班级：电子111 报告成绩： 评阅时间： 教师签字：
河北工业大学信息学院 2014年2月24日~2014年3月7日 课题名称：小功率调幅发射机的设计 内容摘要：本次课程设计实现小功率发射机的理论设计，本文介绍了设计的理论和步骤。根据设计指标、要求和可行性，选择适合设计方案，并对设计方案进行必要的论证。设计具体包括以下几个步骤：一般性理论设计、具体电路的选择、根据指标选定合适器件并计算详细的器件参数、用multisim 进行设计的仿真、根据仿真结果检验设计指标并进行调整。小功率调幅发射级主要包括四个单元电路：载波发生电路、低频调制信号发生器、调制电路、高频放大电路。先完成各单元电路设计及仿真，然后将各单元连接进行调试仿真完成设计指标的要求。最后对整个设计出现的问题，和心得体会进行总结。 关键字：调幅发射机、理论设计、multisim 仿真 一、设计内容及要求 1.确定小功率调幅发射机的设计方案，根据设计指标对既定方案进行理论设计分析，并给出各单元电路的理论设计方法和实用电路设计细节，其中包括元器件的具体选择、参数调整。 2.利用multisim 仿真软件，对设计电路进行仿真和分析，依据设计指标对电路参数进行调整直至满足设计要求。 3.小功率调幅发射机设计的技术指标：载波频率010f MHz =,输出功率0200P mW ≥，负载阻抗 50A R =Ω，输出信号带宽9WB KHz =，单音调幅系数0.8a m =，平均调幅系数0.3a m ≥，发射效 率50%η≥。 二、方案选择及系统框图 1.设计方案概述和系统框图： 发射机的主要作用是完成有用的低频信号对高频信号的调制，并通过天线向外辐射携带有有用信号、具有一定带宽和满足功率要求的已调信号。 调幅发射机主要包括三个部分:载波发生器（主振级）、音频部分和调制电路。此外本系统依然用到了射随器（缓冲级）以满足隔离条件，用放大器以满足载波电压和末级发射功率的要求。对于实现相同功能的单元电路，实现方法不唯一：载波发生器可以利用克拉泼电路、西勒电路、晶体振荡电路等；音频部分可以使用集成运放电路、三极管低频放大电路；AM 调制部分可以使用高电平调制（三极管集电极调幅电路等）、低电平调制（乘法器）两种不同方法。 无论各单元电路使用何种方法，小功率调幅发射机的系统框图大同小异，如下图所示：
高频课程设计 报告 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 设计时间： 福建工程学院电子信息与电气工程系 通信教研室 2010.1
目录 1. 设计题目 (3) 2. 实践目的 (3) 3. 设计要求 (3) 4. 基本原理 (3) 5. 系统调试 (9) 6. 心得体会 (9) 7. 参考文献 (10) 附录 (10)
高频课程设计 一、设计题目 调频发射机 二、实践目的 无线电发射与接收设备是高频电子线路的综合应用，是现代化通信系统、广播与电视 系统、无线安全防范系统、无线遥控和遥测系统、雷达系统、电子对抗系统、无线电制导系统等，必不可少的设备。本次设计要达到以下目的： 1. 进一步认识射频发射与接收系统； 2. 掌握调频（或调幅）无线电发射机的设计； 3. 学习无线电通信系统的设计与调试。 三、设计要求 1. 发射机采用FM 、AM 或者其它的调制方式； 2. 若采用FM 调制方式，要求发射频率覆盖范围在８８－１０８ＭＨｚ，传输距离>20m; 3. 若采用AM 调制方式，发射频率为中波波段或30MHz 左右，传输距离>20m ； 4. 为了加深对调制系统的认识，发射机建议采用分立元件设计； 四、基本原理 本设计图采用FM 调制。 载波()t w U t u c cm c cos )(=，调制信号()t u Ω；通过FM 调制，使得)(t u c 频率变化量与调制信号()t u Ω的大小成正比。即已调信号的瞬时角频率 ()()t u k w t w f c Ω?+= 已调信号的瞬时相位为 ()()t d t u k t w t d t w t t f c t ''+=''=??Ω )(0 ? 实现调频的方法分为直接调频和间接调频两大类，本设计图采用直接调频： 直接调频的基本原理是利用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使其反映调制信号变化规律。要用调制信号去控制载波振荡器的振荡频率，就是用调制信号去控制决定载波振荡器振荡频率的元件或电路的参数，从而使载波振荡器的瞬时频率按调制信号变化规律
湖南工程学院课程设计 课程名称通信电子线路课程设计课题名称小功率调频发射机设计 专业电子信息工程 班级 学号 姓名李科峰 指导教师浣喜明 2011年09 月08 日
湖南工程学院 课程设计任务书 课程名称通信电子线路课程设计 题目小功率调频发射机设计 专业班级电子信息工程班0881 学生姓名李科峰学号10 指导老师浣喜明 审批 任务书下达日期：2011 年08 月29 日设计完成日期：2011 年09 月08 日
目录 一．设计目的 (6) 二．基本原理与方案比较 (6) 2.1FM调制原理 (6) 2.2调频方式选择 (9) 三．单元电路的设计 (10) 四．总电路图 (17) 五．心得体会 (18)
一．设计目的 无线电发射与接收设备是高频电子线路的综合应用，是现代化通信系统、广播与电视系统、无线安全防范系统、无线遥控和遥测系统、雷达系统、电子对抗系统、无线电制导系统等，必不可少的设备。本次设计要达到以下目的： 1. 进一步认识射频发射系统； 2. 掌握调频（或调幅）无线电发射机的设计； 3. 学习无线电通信系统的设计与调试。 二．基本原理与方案比较 2.1FM 调制原理 载波()t w U t u c cm c cos )(=，调制信号()t u Ω；通过FM 调制，使得)(t u c 频率变化量与调制信号()t u Ω的大小成正比。即已调信号的瞬时角频率 ()()t u k w t w f c Ω?+= 已调信号的瞬时相位为 ()()t d t u k t w t d t w t t f c t ''+=''=??Ω )(0 ? 实现调频的方法分为直接调频和间接调频两大类。 2.1.1 直接调频 直接调频的基本原理是利用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使其反映调制信号变化规律。要用调制信号去控制载波振荡器的振荡频率，就是用调制信号去控制决定载波振荡器振荡频率的元件或电路的参数，从而使载波振荡器的瞬时频率按调制信
等级: 课程设计 课程名称高频电子线路 课题名称小功率调频发射机 专业电子信息工程 班级 学号 姓名 指导老师浣喜民 2016年6月24日
课程设计任务书 课程名称高频电子线路题目小功率调频发射机设计 学生姓名专业班级学号 指导老师浣喜明课题审批下达日期 2016年06月07日 一、设计内容 设计一小功率调频发射机。主要技术指标： 发射功率Pa=3W；负载电阻（天线）RL=75Ω； 中心工作频率fo=88MHZ；调制信号幅度VΩm=10mV； 最大频偏Δfm=75KHZ；总效率η>70%。 二、设计要求 1、给出具体设计思路和整体设计框图； 2、绘制各单元电路电路图，并计算和选择各器件参数； 3、绘制总电路原理图； 4、编写课程设计说明书； 5、课程设计说明书和所有图纸要求用计算机打印(A4纸)。 三、进度安排 第1天：下达设计任务书，介绍课题内容与要求； 第2、3天：查找资料，确定系统组成； 第4～7天：单元电路分析、设计； 第8～9天：课程设计说明书撰写； 第10天：整理资料，答辩。（共两周）。 四、参考文献 1、《高频电子线路》，张肃文主编.，高等教育出版社.。 2、《电子技术基础实验》陈大钦主编,高等教育出版社出版 3、《高频电子线路实验与课程设计》,杨翠娥主编,哈尔滨工程大学出版社出版 4、《通信电路》沈伟慈主编,西安电子科技大学出版社出版 6、《电子线路设计·实验·测试》谢自美主编, 华中理工大学出版社 五、说明书基本格式 1）课程设计封面； 2）设计任务书； 3）目录； 4）设计思路，系统基本原理和框图； 5）单元电路设计分析； 6）设计总结； 7）附录； 8）参考文献； 9）电路原理图； 10）评分表
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一、设计题目： 小功率调幅发射机的设计 二、设计目的、内容及要求： 2.1 设计目的 (1)加深对《高频电子线路》理论知识的进一步理解，进一步巩固理论知识，能够建立起无线发射机的整机概念，学会分析电路、设计电路的步骤和方法，深入地贯穿到实践中。 （2）提高同学们自学和独立工作的实际能力，为今后课程的学习和从事相应工作打下坚实基础。 2.2 设计内容及要求 小功率调幅发射机的设计 （1）掌握小功率调幅发射机原理； （2）设计出实现调幅功能的电路图； （3）应用multisim软件对所设计电路进行仿真验证。 技术指标：载波频率f0=1MHz~ 10MHz；低频调制信号1KHz正弦信号；调制系数Ma=50％±5％；负载电阻RA=50Ω。 三、工作原理： 由振荡器产生一个固定频率的载波信号，载波信号经缓冲级送至振幅调制电路，缓冲级将振荡级与调制级隔离，减小调制级对晶体振荡级的影响，放大级将低频信号放大至足够的电压后送到振幅调制电路，振幅调制电路的输出信号经高频功率放大器，高放级将载频信号的功率放大到所需的发射功率。 调幅发射机常用于通信系统与其他无线电系统中，在中短波领域应用极为广泛，由于调幅简便，占用频带窄，设备简单等优点，因此在发射机系统中应用非常广泛。 在实际的广播发射系统中，中波调幅的频率范围为535 ～ 1605 千赫，音频信号中的高音频率应该被限制在 4.5 千赫以下，发射功率需要达到300W以上才能使空间覆盖面达到比较好的状态，此次设计需要在实验室环境中研究发射机的工作原理与原件选择，因此，根据实验室条件适当降低技术指标，载波频率采用实验室较为常用的6MHz，单音频调制信号选择1KHz，发射机功率初步定为1W。 四、总体方案： 1、调幅发射机的设计方案 发射机的主要任务是利用低频音频信号对高频载波进行调制，将其变为在适合频率上具有一定的带宽，有利于天线发射的电磁波。根据设计要求，载波频率
调频发射机课程实验报告 姓名： 班别： 学号： 指导老师： 组员：
小功率调频发射机课程设计 一、 主要技术指标： 1. 中心频率：012f MHz = 2. 频率稳定度 40/10f f -?≤ 3. 最大频偏 10m f kHz ?> 4. 输出功率 30o P mW ≥ 5. 天线形式 拉杆天线（75欧姆） 6. 电源电压 9cc V V = 二、 设计和制作任务： 1. 确定电路形式，选择各级电路的静态工作点，并画出电路图。 2. 计算各级电路元件参数并选取元件。 3. 画出电路装配图 4. 组装焊接电路 5. 调试并测量电路性能 6. 写出课程设计报告书 三、 设计提示： 通常小功率发射机采用直接调频方式，并组成框图如下所示： 其中，其中高频振荡级主要是产生频率稳定、中心频率符合指标要求的正弦 波信号，且其频率受到外加音频信号电压调变；缓冲级主要是对调频振荡信号进
行放大，以提供末级所需的激励功率，同时还对前后级起有一定的隔离作用，为避免级功放的工作状态变化而直接影响振荡级的频率稳定度；，功放级的任务是确保高效率输出足够大的高频功率，并馈送到天线进行发射。 上述框所示小功率发射机设计的主要任务是选择各级电路形式和各级元器件参数的计算。 1.频振荡级： 由于是固定的中心频率，可考虑采用频率稳定度较高的克拉泼振荡电路。关于该电路的设计参阅《高频电子线路实验讲义》中实验六内容。 克拉泼（clapp ）电路是电容三点式振荡器的改进型电路，下图为它的实际电路和相应的交流通路： 实用电路 交流通路 如图可知，克拉泼电路比电容三点式在回路中多一个与C1 C2相串接的电容C3，通常C3取值较小，满足C3《C1 ，C3《C2，回路总电容取决于C3，而三极管的极间电容直接并接在C1 C2上，不影响C3的值，结果减小了这些不稳定电容对振荡频率的影响，且C3较小，这种影响越小，回路的标准性越高，实际情况下，克拉泼电路比电容三点式的频稳度高一个量级，达4 51010--。 可是，接入C3后，虽然反馈系数不变，但接在AB 两端的电阻RL ’=RL//Reo 折算到振荡管集基间的数值（设为RL ’’）减小，其值变为 ''2' 22 3( )31,2 L L L L C R n R R C C ≈=+ 式中，C1，2是C1 C2 和 各极间电容的总电容。因而，放大器的增益亦即环路增益将相应减小，C3越小，环路增益越小。减小C3来提高回路标准是以牺牲环路增益为代价的，如果C3取值过小，振荡器就会因不满足振幅起振条件而停振。 2.缓冲级： 由于对该级有一定增益要求，考虑到中心频率固定，因此可采用以LC 并联回路作负载的小信号谐振放大器电路。
实习报告 课程： 课题：调频发射机设计 专业： 班级： 座号： 姓名： 指导老师： 2011年1月18日
目录 前言 一、设计内容 (3) 1.1进程安排 (3) 1.2设计目的 (3) 1.3设计要求 (4) 二、发射机原理 (4) 2.1 设计整体思路 (4) 2.2 基本原理 (4) 2.3 调频发射机的原理图 (8) 2.4、各个元器件说明 (8) 三、模块说明 (9) 3.1 输入信号模块 (9) 3.2 振荡模块 (9) 3.3 放大和发射模块 (9) 3.4 调频发射机的主要技术指标 (10) 四、PCB板的制作 (10) 五、电路的调试及调试结果结果 (11) 5.1 电路的调试 (11) 5.2 调试结果 (11) 六、实验总结及心得体会 (12) 元器件清单 附页
前言 调频发射机作为一种简单的通信工具，由于它不需要中转站和地面交换机站支持，就可以进行有效的移动通信，因此深受人们的欢迎。目前它广泛的用于生产、保安、野外工程等领域的小范围移动通信工程中。本课题重点在于设计能给发射机电路提供稳定频率的振荡调制电路。课题首先用两级电压并联负反馈放大电路，适当放大语音信号，以配合调制级工作；然后用石英晶体构成振荡电路为发射机提供稳定的基准频率载波，接着通过变容二极管完成语音信号对载波信号的频率调制，并通过LC并联谐振网络选出三倍频信号；最终利用两级功率放大，使已调制信号功率大大提高，经过串联滤波网络滤除高次谐波，最后通过拉杆天线发射出去。通过后续的电路仿真和部分电路的调试，可以证明本课题的电路基本成熟，基本能完成语音信号的电压放大、频率调制和功率放大，达到发射距离的要求。发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制,将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。通常，发射机包括三个部分：高频部分，低频部分，和电源部分。高频部分一般包括主振荡器、缓冲放大、倍频器、中间放大、功放推动级与末级功放。主振器的作用是产生频率稳定的载波。为了提高频率稳定性，主振级往往采用石英晶体振荡器，并在它后面加上缓冲级，以削弱后级对主振器的影响。低频部分包括话筒、低频电压放大级、低频功率放大级与末级低频功率放大级。低频信号通过逐渐放大，在末级功放处获得所需的功率电平，以便对高频末级功率放大器进行调制。因此，末级低频功率放大级也叫调制器。调制是将要传送的信息装载到某一高频振荡(载频)信号上去的过程。所以末级高频功率放大级则成为受调 放大器。
《通信电子线路》课程设计说明书小功率调频发射机 学院：电气与信息工程学院 学生姓名：贺帅 指导教师：伍麟珺职称讲师 专业：通信工程 班级：通信1301班 学号：1330440128 完成时间：2016年1 月
摘要 调频发射机的用处很大，在很多领域都有了很广泛的应用。这个实验是关于小功率调频发射机工作原理分析及其模拟调试，通过这次实验我们可以更好地巩固和加深对小功率调频发射机工作原理和非线性电子线路的进一步理解。学会基本的实验技能，提高运用理论知识解决实际问题的能力。本次设计我是结合Multisim软件来对小功率调频发射机电路的设计与调试方法进行研究。Multisim 是一款仿真软件，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。首先设计出总的电路图，在分别计算各电路的静态工作点，但是通过实际仿真，还是与理论计算值有出入。 关键词：LC振荡器；调频；功率放大器
目录 第1章绪论......................................... 错误！未指定书签。 1.1小功率调频发射机研究意义.................... 错误！未指定书签。 1.2调频发射机研究现状.......................... 错误！未指定书签。 1.3发射机的主要技术指标........................ 错误！未指定书签。第2章总体方案设计.. (4) 2.1设计方案比较 (4) 2.2总设计框图 (4) 第3章电路组成方案 (6) 3.1振荡电路的选择 (6) 3.2振荡电路参数计算 (6) 3.3调频电路的设计.............................. 错误！未指定书签。 3.4调频参数的计算 (9) 3.5缓冲隔离级电路的设计........................ 错误！未指定书签。 3.6缓冲隔离级电路参数计算...................... 错误！未指定书签。 3.7末级功放电路选择............................ 错误！未指定书签。 3.8末级功放电路参数计算........................ 错误！未指定书签。第4章Multisim仿真结果 ........................... 错误！未指定书签。 4.1 LC振荡电路仿真波形......................... 错误！未指定书签。第5章实验数据与误差分析........................... 错误！未指定书签。 5.1实验数据与设计要求比较.................... 1错误！未指定书签。 5.2误差分析.................................. 1错误！未指定书签。结束语............................................. 错误！未指定书签。参考文献.. (20) 致谢 (21) 附录 (22)
用Multisim设计调频发射机 目录 摘要 一．设计要求 (2) 二．设计的作用、目的 (3) 三.设计的具体实现 (3) 1.系统概述 (3) 2.单元电路设计、仿真与分析 (4) 2.1振荡级 (4) 2.1.1调频波的产生....... 错误!未定义书签。 2.1.2振荡电路的选择 2.1.3 参数的计算 2.2缓冲级 (6) 2.2.1 元器件的选择及参数的确定错误!未定义书签。 2.3 功率输出级 (10) 2.3.1 元器件的选择和参数的确定错误!未定义书签。 2.4调频发射机总原理电路图 (10) 三 四.Multisim的相关介绍 五.心得体会及建议 (12) 六．附录 (12) 七.参考文献 (14)
调频发射机的设计报告 摘要 随着科技的发展和人民生活水平的提高，调频发射机也在快速发展，并且在生活中得到广泛应用，它可以用于演讲、教学、玩具、防盗监控等诸多领域。在生活中，人们通过无线电发射机可以把需要传播出的信息发射出去，接收者可以通过特制的接收机接受信息，最普通的模式是：广播电台通过无线电发射机发射出广播，收听者通过收音机即可接收到电台广播。 本设计为一简单功能的调频发射机，通过该发射机可以把声音转换为无线电信号发射出去，该信号频率可调，通过普通收音机接收，只要在频率适合时即可收到发射器发送出的无线电信号，并通过扬声器转换出声音。通过这次实验我们可以更好地巩固和加深对小功率调频发射机工作原理和非线性电子线路的进一步理解。学会基本的实验技能，提高运用理论知识解决实际问题的能力。 一．设计要求 设计一个调频发射机，通过该发射机可以把声音转换为无线电信号发射出去，该信号频率可调，通过普通收音机接收，只要在频率适合时即可收到发射机发送出的无线电信号。 （1）.确定电路形式，选择各级电路的静态工作点； （2）.输入信号能够通过电路进行稳定，调频等； （3）.输出为足够大的高频功率，使其能够发射； （4）.根据上述要求选定设计方案，画出该系统的系统框图，写出详细的设计过程并利用Multisim软件画出一套完整的设计电路图； （5）.列出所有的元件清单并写出参考书目。
小功率调幅发射机毕业 设计 目次 1 绪论 (1) 1.1 小功率调幅发射机初步认识 (1) 1.2 小功率调幅发射机国外研究现状 (2) 1.3 小功率相关技术及热点问题分析 (2) 1.4 课题的研究任务和容 (5) 2 方案设计与单元电路形式选择 (6) 2.1 发射机的总体认识 (6) 2.2 单元电路的认识 (6) 3 单元电路的设计与仿真 (8) 3.1 主振级与小信号放大级的设计 (8) 3.2缓冲隔离级的设计 (11) 3.3语音放大级的设计 (12) 3.4幅度调制电路的设计 (13) 3.5高频谐振功率放大器的设计..................................................................1 6 3,6谐振功率放大器的调整 (26) 3.7天线的相关知识及设计 (27) 4 单元电路调试与整机统调 (29) 4.1主振级调试 (29) 4.2信号调制级调
试 (29) 4.3功率放大级调试 (29) 4.4 整机统调……………………………………………………………………………… 30 4.5 主要技术指标测试方法……………………………………………………………… 3 1 5 硬件电路调试过程及示波器影像图 (33) 5.1 主振级硬件电路以及示波器图像…………………………………………………… 3 3 5.2 音频信号输入级硬件电路以及示波器图像………………………………………… 3 3 5.3 振幅调制级硬件电路以及示波器图像……………………………………………… 3 4 5.4 功率放大级硬件电路以及示波器图像……………………………………………… 3 5 6 另外一种调幅发射机设计方案 (38) 6.1 主振级的选择与仿真波形…………………………………………………………… 38 6.2 语音放大级选择与仿真波形………………………………………………………… 39 6.3 AM调至电路与仿真波形 (39) 6.4 整机电路的连接与仿真……………………………………………………………… 40 结论 (42) 参考文献 (43) 致谢 (45) 附录 A 调幅技术与调频技术主要特点及区别 (46) 附录 B 集成调幅与调频发射机设计 (47) 附图 C 高频电路设计基本步骤 (54) 附图 D 选择高频元器件的基本设想 (55) 附图 1 整机所用元件列表 (56) 附图 2 整机电路图 (57) 附图3 整机电路PCB图 (58) 附图 4 整机电路实体图 (59)
淮海工学院 课程设计报告书 课程名称：通信电子线路课程设计 题目：调频发射机设计 系（院）：通信工程系 学期：2013-2014-1 专业班级： 姓名： 学号： 评语： 成绩： 签名： 日期：
调频发射机电路设计 一 绪论 1.1 摘要 调频信号的基本特点是它的瞬时频率按调制信号规律变化，因而，一种最容易的实现方法是用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使其不失真地反映调制信号的变化规律。通常将这种直接调变振荡器频率的方法称为直接调频法。采用这种方法时，被控的振荡器可以是产生正弦波的LC 振荡器和晶体振荡器，也可以是产生非正弦的张弛振荡器。前者产生调频正弦波，后者产生调频非正弦波（例如调频方波，调频三角波），如果需要，通过滤波等方法将调频非正弦波变换为调频正弦波。本电路采用LC 振荡器。 1.2 主要性能要求 1 (天线)负载电阻：R L =75欧； 2发射功率：Po ≥80mW ； 3工作中心频率：f 0=6.5MHz ； 4最大频偏：kHz f m 75=?； 5总效率：%50>A η。 1.3 概述 设计一个完整的小功率直接调频发射机系统，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。原理 图如图1。 图1 直接调频发射机组成框图 二 电路原理 2.1 LC 振荡电路工作原理 电容三点式振荡电路又称考毕兹（Colpitts ）电路，基本结构入图2左图所示。图中Cc 为耦合电容，Cb 为旁路电容，电阻Rb1，Rb2和Re 构成分压式偏置，为电路提供直流偏置，Rl 为输出负载电阻。电路的交流通路如图3右图所示，如果移去管子，电容C1，C2和电感L 为并联谐振回路，构成电路的选频网络。对于一个振荡器，当其负载阻