通信电子线路课设报告2
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课程设计任务书学生姓名:_________ 专业班级:____通信0803班______指导教师:____杨福宝____ 工作单位:_____信息工程学院____ 题目:(1)高频小信号调谐放大器的电路设计;(2)LC振荡器的设计;(3)高频谐振功率放大器的电路设计。
课程设计目的:1.较全面的了解常用的数据分析与处理原理及方法;2.能够运用相关软件进行模拟分析;3.掌握基本的文献检索和文献阅读的方法;4.提高正确的撰写论文的基本能力。
课程设计内容和要求1.高频小信号调谐放大器的电路设计2.LC振荡器的设计3.高频谐振功率放大器电路设计。
初始条件1.EWB软件2.通信原理及高频电子线路基础知识时间安排第18周,安排任务第18周,程序设计与计算第21周,完成(答辩,提交报告,演示)指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录1. 高频小信号调谐放大器的电路设计 (1)1.1概述 (1)1.2设计目标 (1)1.2.1主要技术指标: (1)1.2.2给定条件 (1)1.3 设计过程 (2)1.4 单调谐高频小信号放大器电路仿真实验 (5)1.4.3研究阻尼电阻变化对放大器增益、带宽、品质因数的影响 (5)1.4.4 研究反馈电阻变化对放大器的影响 (5)2.LC三点式反馈振荡器与晶体振荡器设计与制作 (6)2.1 概述 (6)2.2 电容三点式振荡器工作原理分析 (6)2.3 设计目标 (10)2.3.1主要设计技术性能指标 (10)2.3.2 .基本设计条件 (10)2.4 .电路结构 (10)2.5电路参数计算 (11)2.5.1 静态工作电流的确定 (11)2.5.2 确定主振回路元器件 (11)3.高频谐振功率放大器电路设计与制作 (12)3.1 概述 (12)3.2 设计要求 (13)3.3 参数确定 (13)4. 小结与体会 (16)5. 参考文献 (17)摘要通信电子线路是信息类各专业的一门专业技术基础课,是联系基础课和专业课的桥梁课程,系统性和实践性较强。
小功率调频发射机的设计与制作一、设计任务与要求1、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、电源电压 9cc V V =二、 原理及图1、 小功率调频发射机原理: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,以减小级间的相互感应、干扰和自激。
在实际应用中,很多都是采用调频方式,与调幅相比较,调频系统有很多的优点,调频比调幅抗干扰能力强,频带宽,功率利用率大等。
调频可以有两种实现方法,一是直接调频,就是用调制信号直接控制振荡器的频率,使其按调制信号的规律线性变化。
令一种就是间接调频,先对调制信号进行积分,再对载波进行相位调制。
两种调频电路性能上的一个重大差别是受到调频特性非线性限制的参数不同,间接调频电路提供的最大频偏较小,而直接调频可以得到比较大的频偏。
所以,通常小功率发射机采用直接调频方式,它的组成框图如下所示。
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,且其频率受到外加调制信号电压调变;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。
2、小功率调频发射机电路图图1小型调频发射机原理图三、调频发射机调试步骤1、调试步骤及原理1)电路的调试顺序先分级调单元电路的静态工作点,测量其性能参数;2)然后在逐级进行联调,直到整机调试;3)最后进行整机技术指标测试;4)分析调试结果。
(1)第一级调试为了检查电路是否正确,应该对三极管Q1和变容二极管的静态工作点进行测量,然后调节中周L1,使振荡频率为12MHz,测量结果如表5.2-1所示表5.2-1(2)第二级调试对三极管的各个静态工作点测量,然后调节中周L2,使该级的LC谐振回路谐振在12MHz上,而且为了使第三级有更大的功率放大,该级的Vpp尽量调到靠近4V。
南京信息工程大学电子线路实验Ⅱ课程设计报告电子与信息工程学院07通信工程(2)班姓名:学号:2009.6.1实验题目:用MAX+plusⅡ进行设计和仿真。
实验目的:(1)学习软件的使用方法及VHDL程序的基本语法;(2)用MAX+plusⅡ进行门电路、组合逻辑电路、触发器、可编程逻辑器件和时序电路等的仿真。
实验内容:一、MAX+plusⅡ软件的设计流程1)设计输入点击新建图标弹出如图1.1所示的新建文件类型对话框。
选取“Text Editorfile”使用文本设计方法,在弹出的文本编辑器中输入VHDL语言是设计代码并存盘,窗口显示如图1.2.下面以一个2输入与门的设计为例来描述这一操作。
图1.1 先输入源代码并存盘,文本编辑框效果如图 1.2所示。
将此文件保存为and2.vhd。
注意保存文件时一定要选择“vhd”的文件后缀,文件名必须与实体名相同。
另外,保存该文件的文件夹不能用中文命令,也不能为根目录。
这里是新建一个名为example的文件夹来保存and2.vhd文件的。
图1.2当要打开已存盘的文件时则可点击左上角的,在弹出如图1.3所示Open对话框中“Show in List”栏内,选中要打开的文件类型,再选中VHDL程序所在的文件夹,,在“Files:”框内选中VHDL程序名,这时在“File Name”栏里将显示相应VHDL程序的文件名。
点击“OK”按钮,就会弹出要打开的文件窗口。
2)新建一个项目在编辑并保存VHDL程序后,准备对其编译前,一定要先将该VHDL程序所对应的文件指定为一个项目。
新建一个项目的过程如下:在主菜单中选择“File”→“Project”→“Name…”,打开如图1.4所示的项目名称选择对话框。
在对话框“Directories”栏中,选择项目文件所在的文件夹,再在左边的“File”框里选中要建立项目的VHDL文件名,此时在“Project图1.3 图1.4Name”框内将显示要建立项目的VHDL文件名,再点击“OK”,回到初始界面。
二○○九~二○一○学年第二学期电子信息工程系课程设计报告书班级:学号:姓名:课程名称:通信电子线路学时学分: 1周 1学分指导教师:二○一○年三月十五日变容二极管频率调制电路设计一、 课程设计目的1、 复习正弦波振荡器有关知识2、 复习LC 振荡器的工作原理3、 复习静态工作点和动态信号对工作点的影响4、 学会分析计算LC 振荡器的频率稳定度二、 课程设计内容及要求1、 已知条件VV CC 12+=+,高频三极管3DG100,变容二极管2CC1C 。
2、 性能指标 主振频率0f =10MHZ ,频率稳定度/105/4-⨯≤∆o o f f 小时,主振级的输出电压VV O 1≥,最大频偏kHzf m 10=∆。
3、 报告要求 给出详细的原理分析,计算步骤,电路图和结果分析。
三、 原理分析3.1 FM 调制原理:FM 调制是靠信号使频率发生变化,振幅可保持一定,所以噪声成分易消除。
设载波t w Vcm Vc c cos =,调制波t w Vsm Vs s cos =。
t w w w w s c m cos ∆+=或t f f f f s c m π2cos ∆+=,此时的频率偏移量△f 为最大频率偏移。
最后得到的被调制波m cm m V V θsin = , V m 随V s 的变化而变化。
⎰∆+==ts s c m m t w w w t w dt w 0sin )/(θ)sin sin(]sin )/(sin[sin t w m t w V t w w w t w V V V s c cm s s c cm mcm m +=∆+==θss f fw w m ∆=∆=为调制系数3.2 变容二极管直接频率调制的原理:变容二极管Cj 通过耦合电容C 1并接在LC N 回路的两端,形成振荡回路总容的一部分。
因而,振荡回路的总电容C 为:j N C C C += (3-1) 振荡频率为:图3.1 变容二极管调频原理电路)(2121j N C C L LCf +==ππ (3-2)加在变容二极管上的反向偏压为:()()()高频振荡,可忽略调制电压直流反偏O Q R V V υυ++=Ω变容二极管利用PN 结的结电容制成,在反偏电压作用下呈现一定的结电容(势垒电容),而且这个结电容能灵敏地随着反偏电压在一定范围内变化,其关系曲线称j C~R υ曲线,如图3.2所示。
通信电子电路课程设计报告学号:姓名:学院:专业:班级:指导教师:摘要人类自从发现能利用电波传递信息以来,就不断研究出不同的方法来增加通信的可靠性、通信的距离、设备的微形化、省电化、轻巧化等。
接收信息所用的接收机,俗称为收音机。
目前的无线电接收机不单能收音,且还有可以接收影像的电视机、数字信息的电报机等。
随着广播技术的发展,收音机也在不断更新换代。
自1920年开发了无线电广播的半个多世纪中,收音机经历了电子管收音机、晶体管收音机、集成电路收音机的三代变化,功能日趋增多,质量日益提高。
1947年、美国贝尔实验室发明了世界上第一个晶体管,从此以后.开始了收音机的晶体管时代.并且逐步结束了以矿石收音机、电子管收音机为代表的收音机的初级阶段。
1956年,西德西门子公司研制成了超高频晶体管,为调幅晶体管收音机创造了必要的条件。
1959年.日本索尼公司生产了第一代调幅晶体管收音机。
1961年,美国研制了集成电路。
随后.1966年,日本利用这一技术设计了世界上第一台集成电路收音机,开始了收音机工业的又一场技术革命。
从此收音机向着小型化、系列化、集成化、低功耗、多功能的方向发展。
20世纪80年代开始,收音机又朝着电路集成化、显示数字化、声音立体化、功能电脑化、结构小型化等方向发展。
其中,大部分接收机系统由接收天线回路、输入回路、高频小信号放大电路,混频电路、本地振荡电路、中频放大电路、鉴频器、低频放大电路、视频显示器或扬声器等九个部分组成,经过电路本身的选频滤波作用,就变成另外一个预先确定好的频率(在我国为465KHz),然后再进行鉴频和放大得到一个输出信号。
这个固定的频率,是由差频的作用产生的。
一般情况下都采用超外差式,它具有灵敏度高、工作稳定、抗干扰能力强、声音清晰、选择性好及失真度小等优点。
目录一课程设计目的………………………………………二技术指标……………………………………………三方案设计……………………………………………四单元电路设计………………………………………1、输入调频回路……………………………………2、高频放大电路……………………………………3、混频器和本机振荡器………………………………4、中频放大电路………………………………………5、限幅电路…………………………………………6、鉴频电路…………………………………………7、低频放大电路……………………………………五总原理图……………………………………………六问题总结……………………………………………七心得体会……………………………………………八参考文献……………………………………………一、课程设计目的无线发射与接收设备是通信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等,必不可少的设备。
课程设计报告课程设计名称:通信电子线路实验学院:信息科学与工程学院班级:通信XXX班学生姓名: XXX 学号: 0XXXXXX 指导老师:彭春华张学丽成绩评定:《通信电子线路》实验报告实验室名称:实验日期:年月日学院信息科学与工程专业、班级通信0XXX 姓名XX实验名称振幅调制器指导教师彭春华实验目的:1.掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑止载波双边带调幅的方法。
2.研究已调波与调制信号及载波信号的关系。
3.掌握调幅系数测量与计算的方法。
4.通过实验对比全载波调幅和抑止载波双边带调幅的波形。
实验内容:1.调测模拟乘法器MC1496正常工作时的静态值。
2.实现全载波调幅,改变调幅度,观察波形变化并计算调幅度。
3.实现抑止载波的双边带调幅波。
实验原理:幅度调制就是载波的振幅(包络)受调制信号的控制作周期性的变化。
本实验中载波是由晶体振荡产生的10MHZ高频信号。
1KHZ的低频信号为调制信号。
振幅调制器即为产生调幅信号的装置。
在本实验中采用集成模拟乘法器MC1496来完成调幅作用,图2-1为1496芯片内部电路图,它是一个四象限模拟乘法器的基本电路,电路采用了两组差动对由V1-V4组成,以反极性方式相连接,而且两组差分对的恒流源又组成一对差分电路,即V5与V6,因此恒流源的控制电压可正可负,以此实现了四象限工作。
D、V7、V8为差动放大器V5与V6的恒流源。
进行调幅时,载波信号加在V1-V4的输入端,即引脚的⑧、⑩之间;调制信号加在差动放大器V5、V6的输入端,即引脚的①、④之间,②、③脚外接1KΩ电位器,以扩大调制信号动态范围,已调制信号取自双差动放大器的两集电极(即引出脚⑹、⑿之间)输出。
图2-1 MC1496内部电路图用1496集成电路构成的调幅器电路图如图2-2所示,图中VR8用来调节引出脚①、④之间的平衡,VR7用来调节⑤脚的偏置。
器件采用双电源供电方式(+12V,-9V),电阻R29、R30、R31、R32、R52为器件提供静态偏置电压,保证器件内部的各个晶体管工作在放大状态。
通信电子线路课程设计设计报告学院:计算机与信息学院姓名:学号:班级:通信工程14-2班指导老师:***目录键入章标题(第 1 级) (1)键入章标题(第2 级) (2)键入章标题(第3 级) (3)键入章标题(第 1 级) (4)键入章标题(第2 级) (5)键入章标题(第3 级) (6)设计课题一 LC 正弦波振荡器的设计1. 设计内容和主要技术指标要求 ● 设计内容:设计一个LC 正弦波振荡器● 已知条件:Vcc =+12V 三极管9013 负载 R L =1kΩ ● 主要技术指标要求: ① 谐振频率ƒ0 = 5MHz ② 频率稳定度ocf f ≤5×10–4/小时 ③ 输出峰峰值U op−p ≥1V 2. 设计方案选择 ● 方案选择 ① 电感三点式振荡器优点:由于1L和2L之间有互感存在,所以容易起振。
其次是频率易调(调C)。
缺点:与电三点式振荡器相比,其输出波形差。
这是因为反馈支路为感性支路,对高次谐波呈现高阻抗,波形失真较大。
其次是当工作频率较高时,由于1L和2L上的分布电容和晶体管的极间电容均并联于1L与2L两端,这样,反馈系数F随频率变化而变化。
工作频率愈高,分布参数的影响也愈严重,甚至可能使F减小到满足不了起振条件。
因此,优先选择的还是电容反馈振荡器。
②电容三点式振荡器优点:高次谐波成分小,输出波形好,其次振荡频率可以做得很高,因而本电路适用于较高的工作频率。
缺点:频率不易调(调L,调节范围小),调1C或2C来改变震荡频率时,反馈系数也将改变。
但只要在L两端并上一个可变电容器,并令1C与2C为固定电容,则在调整频率时,基本上不会影响反馈系数。
③克拉波振荡器优点:频率可调,ω0=√LC 3,调节C 3可改变ω0,其次C 3改变F 不受影响,f 0与C ie C oe 无关,故比较稳定。
缺点:频率不能太高,波段范围不宽,波段覆盖系数一般约为1.2~1.3,波段内输出幅度不平稳,实际中常用于固定频率振荡器。
路漫漫其修远兮,吾将上下而求索- 百度文库目录目录 (1)一、前言 (1)二、设计指标 (1)三、系统总述 (2)5.高频功率放大 (4)四、单元电路设计与仿真 (5)4.1电容三点式振荡器 (5)4.2集电极调幅调制电路 (6)4.3上混频电路 (7)4.4三极管倍频电路 (8)4.5丙类谐振功率放大电路 (9)六、设计总结 (12)七、参考文献 (12)一、前言通信系统中的发送设备是将信息发送者送来的非电量原始信息(信源)如语音、文字和图像等转变成电信号,再把信号处理成适合于信道传输的信号形式送至信道。
信源信号在通信系统中称为基带信号。
基带信号是频谱在零频附近的宽带信号,这种信号一般具有从零频开始的较宽的频谱,而且在频谱的低端分布较大的能量,所以称为基带信号,这种信号不宜直接在信道中传输。
如果将消息信号对频率较高的载波进行调制,就能使信号的频谱搬移到适合信道的频率范围内进行传输。
例如声音基带信号的频率范围是20Hz~20kHz,这样的基带信号是不能在无线信道上传输的。
即使在某些可以传输直流的有限信道上,为了提高信道的通信容量,基带信号的传输方式也很少采用。
一般是用基带信号去改变某个高频正弦电压(载波)的参数,使载波的振幅、频率或相位随基带信号而变化,这一过程称为调制。
在通信系统中,调制有三个主要作用:1调制的过程就是一个频谱搬移的过程,将原来不适宜传输的基带信号频谱搬移到适宜传输的某一个频段上,然后传输至信道;2调制的另一个重要作用是实现信道复用,即把多个信号分别安排在不同的频段上同时进行传输,以提高信道容量;3调制可以提高通信系统抗干扰的能力,例如将信号频率搬移,从而离开某一特定干扰频率。
对不同的信道,根据经济技术等因素,可以采用不同的调制方式。
以模拟信号为调制信号,对连续的正(余)弦载波进行调制,亦即载波的参数随着调制信号的作用而变化,这种调制方式称为模拟调制。
二、设计指标2.1输出功率P0=0.5W2.2工作频率f0=7MHz2.3调幅度ma=100%2.4电源电压12v2.5频率准确度△f/f0≤5×10-4三、系统总述通信系统中的发送设备若采用调幅方式则称为调幅发射机,一般调幅发射机的组成框图如图所示,工作原理是:本机振荡产生一个固定频率的载波信号,载波信号经缓冲倍频送至振幅调制电路;话音放大电路将低频信号(例如语音信号)放大至足够的电压送到振幅调制电路;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,然后经天线输出。
《通信电子线路课程设计》课程实验报告一、实验目的巩固理论知识,提高实际动手能力和分析能力,掌握调频发射整机电路的设计与调试方法,以及高频电路调试中常见故障的分析与排除;学会如何将高频单元电路组合起来实现满足工程实际要求的整机电路的设计与调试技术。
二、实验仪器1)直流稳压电源一台;2)数字万用表一台;3)示波器(≥100MHz)一台;4)调频收音机(87~108MHz)一台;5)电烙铁、镊子、斜口钳。
三、系统原理分析图1 小功率调频无线话筒的系统框图图2 振荡部分高频等效电路四、电路原理分析1.音频放大低频放大,由三极管实现功能。
理论上该部分能对输入的语音信号放大10 倍左右,被放大后的语音信号就是调频系统的基带信号。
微型麦克风将采集的语音信号转换成电压信号输入电路,R15 微麦克风偏置电阻,用来确定麦克风的静态工作点。
C16 用来稳定放大器,同时起到低通滤波的作用。
R16、R17、R18、R19、R20 为三极管9013 的偏置电阻。
C17 为旁路电容,三极管静态工作时,不起任何作用。
当输入交流信号时,R19 被C17 短路,C14、C15 接地起到滤波作用。
C18 为隔离电容。
图 2 音频放大模块原理图2.高频振荡与频率调制调频系统中,用一个频率较高的信号作为载波。
载波的频率将被基带信号所控制,携带基带信号的全部信息。
此处采用电容三端式振荡器,加了变容二极管Cx1 和反馈网络,外接电源后只要有一个微小的开关扰动就能产生自激振荡,最终输出频率为几十M 的正弦波。
通过调节可调电感L1,可逐渐改变正弦波的频率直至达到期望值。
图 3 高频振荡模块原理图3.缓冲隔离与高频功放缓冲高频振荡部分输出的信号,同时隔离前后级电路。
此处采用的是射极跟随器,三极管T2 9018 的静态工作点由偏置电阻R7、R8、R9 确定。
此处同样设置了一个简单的模拟滤波电路,由C12、C13、L4 构成,C9 为隔离电容。
图4 缓冲隔离模块原理图高频振荡电路输出的调制信号幅值一般较小,而话筒天线传输出去的信号是在无线信道中传播的,必然存在一定程度上的幅值衰减,所以必须在震荡电路之后添加一个高频功率放大器。
百度文库- 让每个人平等地提升自我!目录目录 (1)一、前言 (1)二、设计指标 (1)三、系统总述 (2)5.高频功率放大 (3)四、单元电路设计与仿真 (5)4.1电容三点式振荡器 (5)4.2集电极调幅调制电路 (6)4.3上混频电路 (7)4.4三极管倍频电路 (8)4.5丙类谐振功率放大电路 (9)六、设计总结 (12)七、参考文献 (12)一、前言通信系统中的发送设备是将信息发送者送来的非电量原始信息(信源)如语音、文字和图像等转变成电信号,再把信号处理成适合于信道传输的信号形式送至信道。
信源信号在通信系统中称为基带信号。
基带信号是频谱在零频附近的宽带信号,这种信号一般具有从零频开始的较宽的频谱,而且在频谱的低端分布较大的能量,所以称为基带信号,这种信号不宜直接在信道中传输。
如果将消息信号对频率较高的载波进行调制,就能使信号的频谱搬移到适合信道的频率范围内进行传输。
例如声音基带信号的频率范围是20Hz~20kHz,这样的基带信号是不能在无线信道上传输的。
即使在某些可以传输直流的有限信道上,为了提高信道的通信容量,基带信号的传输方式也很少采用。
一般是用基带信号去改变某个高频正弦电压(载波)的参数,使载波的振幅、频率或相位随基带信号而变化,这一过程称为调制。
在通信系统中,调制有三个主要作用:1调制的过程就是一个频谱搬移的过程,将原来不适宜传输的基带信号频谱搬移到适宜传输的某一个频段上,然后传输至信道;2调制的另一个重要作用是实现信道复用,即把多个信号分别安排在不同的频段上同时进行传输,以提高信道容量;3调制可以提高通信系统抗干扰的能力,例如将信号频率搬移,从而离开某一特定干扰频率。
对不同的信道,根据经济技术等因素,可以采用不同的调制方式。
以模拟信号为调制信号,对连续的正(余)弦载波进行调制,亦即载波的参数随着调制信号的作用而变化,这种调制方式称为模拟调制。
二、设计指标2.1输出功率P0=0.5W2.2工作频率f0=7MHz2.3调幅度ma=100%2.4电源电压12v2.5频率准确度△f/f0≤5×10-4三、系统总述通信系统中的发送设备若采用调幅方式则称为调幅发射机,一般调幅发射机的组成框图如图所示,工作原理是:本机振荡产生一个固定频率的载波信号,载波信号经缓冲倍频送至振幅调制电路;话音放大电路将低频信号(例如语音信号)放大至足够的电压送到振幅调制电路;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,然后经天线输出。
由调幅发射机的工作原理和给定的参数,得(1)点频调幅发射机框图图1点频调幅发射机框图(2)各部分的作用:本机振荡:产生频率为MHz4的载波频率缓冲级:将振荡级与调制级隔离,减小调制级对振荡级的影响;将功率放大级与调制级隔离,减少功率放大级对调制级的影响。
低频放大级:将低频信号放大到调制器所需的电压()V1。
调制级:将低频信号调制到载波上产生调幅信号。
匹配网络:高效率输出所需功率。
1.本机振荡不需外加输入信号,便能自行产生输出信号的电路称为振荡器。
按照产生的波形,振荡器可以分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。
按照产生振荡的工作原理,振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器。
所谓反馈式振荡器,就是利用正反馈原理构成的振荡器,是目前用的最广泛的一类振荡器。
所谓负阻式振荡器,就是利用正反馈有负阻特性的器件构成的振荡器,在这种电路中,负阻所起的作用,是将振荡器回路的正阻抵消以维持等幅振荡。
反馈式振荡电路,有变压器反馈式振荡电路,电感三点式振荡电路,电容三点式振荡电路和石英晶体振荡电路等。
本次设计我们采用的是电容三点式振荡电路。
2.倍频电路倍频器实质上就是一种输出信号等于输入信号频率整数倍的电路,常用的是二倍频和三倍频器。
在手持移动电话中倍频器的主要作用是为了提升载波信号的频率,使之工作于对应的信道:同时经倍频器处理后,调频信号的频偏也可成倍提高,即提高了调频调制的灵敏度,这样可降低对调制信号的放大要求。
3.缓冲电路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,工作状态的变化会影响振荡器的频率稳定度或波形失真或输出电压减小。
为减小级间相互影响,通常在中间插入缓冲隔离级。
缓冲隔离级经常采用射极跟随器电路。
图3.2 射极跟随器电路图2 射极跟随器电路图4.调制电路设调制信号为()t f ,其平均值______)(t f =0。
f(t)叠加直流0A 后对载波的幅度进行调制,就形成了常规调幅信号,也称为标准调幅信号或完全调幅信号,其时间波形表达式为()[]()C C AM t t f A t S θω++=cos )(0 (4-1)式中C ω为载波信号的角频率,C θ为载波信号的起始相位(通常取C θ=0)。
设调制信号()()t A t f m m ωcos =,则调幅信号为()[]()t t A t S t m AM AM ωωβcos cos 1)(0+= (4-2)5.高频功率放大高频功率放大电路由宽带功放和丙类功放两级组成。
丙类谐振功率放大器是利用选频网络作为负载回路的功率放大器。
6.匹配网络LC 选频匹配网络有倒L 型、T 型、π型等几种不同组成形式,其中倒L 型是基本形式。
现以倒L 型为例,说明其选频匹配原理。
倒L 型网络是由两个异性电抗元件1X 、2X 组成,常用的两种电路如图所示,其中2R 是负载电阻,1R 是二端网络在工作频率处的等效输入电阻。
图3 倒L 型网络常用电路四、单元电路设计与仿真4.1电容三点式振荡器(1)原理电容三点式振荡器的基本电路如图4所示图4 电容三点式振荡器基本电路由图可见:与发射极连接的两个电抗元件为同性质的容抗元件C1和C2;与基极和集电极连接的为异性质的电抗元件L,根据前面所述的判别准则,该电路满足相位条件。
其工作过程是:振荡器接通电源后,由于电路中的电流从无到有变化,将产生脉动信号,因任一脉冲信号包含有许多不同频率的谐波,因振荡器电路中有一个LC谐振回路,具有选频作用,当LC谐振回路的固有频率与某一谐波频率相等时,电路产生谐振。
虽然脉动的信号很微小,通过电路放大及正反馈使振荡幅度不断增大。
当增大到一定程度时,导致晶体管进入非线性区域,产生自给偏压,使放大器的放大倍数减小,最后达到平衡,即AF=1,振荡幅度就不再增大了。
于是使振荡器只有在某一频率时才能满足振荡条件,于是得到单一频率的振荡信号输出。
该振荡器的振荡频率of为:121212oC CfLC Cπ+=(4-3)反馈系数F为:12CF C≈(4-4)若要它产生正弦波,必须满足F= 1/2-1/8,太小不容易起振,太大也不容易起振。
一个实际的振荡电路,在F确定之后,其振幅的增加主要是靠提高振荡管的静态电流值。
但是如静态电流取得太大,振荡管工作范围容易进入饱和区,输出阻抗降低使振荡波形失真,严重时,甚至使振荡器停振。
所以在实用中,静态电流值一般ICO=0.5mA-4mA。
电容三点式振荡器的优点是:1)振荡波形好。
2)电路的频率稳定度较高。
工作频率可以做得较高,可达到几十MHz到几百MHz的甚高频波段范围。
电路的缺点:振荡回路工作频率的改变,若用调C1或C2实现时,反馈系数也将改变。
使振荡器的频率稳定度不高。
(2)电路图及仿真效果图5 电容三点式振荡电路及仿真4.2集电极调幅调制电路(1)原理集电极调幅是利用低频调制电压去控制晶体管的集电极电压,通过集电极电压的变化,使集电极高频电流的基波分量随调制电压的规律变化,从而实现调幅。
实际上,它是一个集电极电源受调制信号控制的谐振功率放大器,属高电平调幅。
调幅管处于丙类工作状态。
集电极调幅的基本原理电路如图6所示:图6 集电极调幅原理图7 集电极调幅电路及仿真4.3上混频电路(1)原理高频电路中的混频器利用电路中的非线性,可以对两个输入信号进行频率加或减,产生和频信号或差频信号。
本实验采用晶体三极管作混频电路,产生茶品信号,将高频信号转化成低频信号。
晶体管混频电路原理图如图8所示。
其中,晶体管起信号的混频作用,两个输入信号分别为和;电容C in1、C in2、C out 为信号输入和输出的耦合电容,起到隔直流的作用,使前后级的直流电位不相互影响,保证各级工作的稳定性;电容C e 对高频交流信号相当于短路,消除偏置电阻R e 对高频信号的负反馈作用,提高高频信号的增益;电阻元件R b1、R b2、R e 决定晶体管的工作点;电路中的电感L 和电容C 组成的谐振电路起选频作用,在产生的组合频率图8 晶体管混频电路原理图v in1V CCR b1R b2 R e C eV out LCC in1C out C in2v in2图9上混频电路及仿真4.4三极管倍频电路(1)原理倍频器实质上就是一种输出信号等于输入信号频率整数倍的电路,常用的是二倍频和三倍频器。
在手持移动电话中倍频器的主要作用是为了提升载波信号的频率,使之工作于对应的信道;同时经倍频处理后,调频信号的频偏也可成倍提高,即提高了调频调制的灵敏度,这样可降低对调制信号的放大要求。
采作倍频器的另一个好处是:可以使载波主振荡器与高频放大器隔离,减小高频寄生耦合,有得于减少自激现象的产生,提高整机工作稳定性。
由晶体三极管组成的倍频电路如下图所法,它的基本原理是:三极管VT1的基极不设置或设置很低的静态工作点,三极管工作于非线性状态,于是输入信号经管子放大,其集电流会产生截止切割失睦,输出信号信号丰富的谐波分量,利用选频网络选通所需的倍频信号,而滤除基波和其他谐波分量后,这就实现了对输入信号的倍频功能。
(2)电路图及仿真效果图10三极管倍频电路及仿真4.5丙类谐振功率放大电路(1)原理高频功率放大器是对载波信号或高频信号进行功率放大的电路。
利用选频网络作为负载回路的功率放大器成为谐振功率放大器。
随着现代通信技术的日益发展高频放大应用的领域也越来越广。
在某些场合高频放大技术的高低成为制约本领域技术发展的关键所在。
比如射频手机和高频信号收发机等,都需要用到高频功率放大器,并且作为一项非常重要的技术攻关项目。
特别是移动电话机中高频功率放大器品质的高低直接影响其产品的技术指标。
谐振式高频功率放大器的特点是:①为了提高效率,放大器常工作于丙类状态,晶体管发射结为反向偏置,由E b(V BB)来保证,流过晶体管的电流为余弦脉冲波形;②负载为谐振回路,除了确保从电流脉冲波中取出基波分量,获得正弦电压波形外,还能实现放大器的阻抗匹配。
(2)电路图及仿真效果图11丙类谐振功率放大电路及仿真五、整机电路设计图图12 整体电路设计图六、设计总结在这次的高频电子线路设计的过程中,自己感到虽然课本上的理论知识掌握的可以,但是一到实际应用上、具体的课程设计的时候,自己不能够很好的应用自己所学的知识去解决一系列的问题。