高频课程设计解析
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调频无线话筒1 概述通信的主要任务就是传输消息,最早的无线通信出现在工业化时期,随着无线电通信技术迅速发展,各种无线电通信设备广泛应用于人们生产、生活等各个领域。
1.1无线话筒准用的频段无线电波可以在空间自由传播,不受用途和地域限制,因此造成各种无线电设备的频率交叉重叠。
如果不加以规定和约束,不可避免地会产生相互干扰,影响正常的通信。
为此,世界上无线频率管理部门对无线电频率的使用范围作了统一规定,使它们之间的相互影响降到最低。
无线话筒使用频率为88MHZ-108MHZ。
1.2各频段无线电波的传播特性自由空间电磁波的传播衰减包括距离衰减(衰减量与距离的平方成正比)、传播媒体的吸收(空气、人体和墙体等)和金属结构物的反射。
频率越高,传播媒体的吸收越大,金属物体的反射越强(即阻止电磁波传播的能力越强)。
金属物体对电磁波都有反射作用。
阻挡电磁波传播的能力与电磁波的波长和金属物体的大小有关。
电磁波的波长小于金属物体的尺寸时,会被全部反射,传播受阻。
或者说,频率越高,金属物体对电磁波的反射越强。
相反,如果电磁波的波长大于金属物体的尺寸时,部分电磁波会绕过金属障碍物继续传播(电磁波的绕射特性)。
电磁波对金属网格(或金属孔板)有穿透能力。
电磁波的波长小于金属网格孔的直径时,则会被通过。
也就是说,波长越短,通过金属网格的穿透能力越强。
非金属物体(人体、墙壁等)对电磁波的吸收作用,电磁波的频率越高,非金属物体对它的吸收越大,电磁波的传播衰减也越大。
无线电通信系统的基本组成框图:信源输入换能器发射机无线信道接收机噪声图1.1 无线电通信系统框图1.3 无线话筒无线话筒是一个简单的发送设备,由输入换能器和发射机构成。
输入换能器将待发送的信息变换为基带信号,如果信息表现为声音,那么换能器便是将声音变换为电信号的话筒。
发射机将基带信号变换成其频带适合在信道中传播的信号,并送入信道。
这种变换称为调制。
用来对载波进行调制的基带信号称为调制信号。
高频课程设计报告AM波的调制与解调设计者:蔡文泽专业班级:12通信工程B班学号:20121613310093小组成员:蔡文泽杨鹏飞汪亚指导老师:黄艳设计日期:2013年10月6日一、课题名称AM 调幅系统的调制与解调二、内容摘要本次课程设计,我组以AM 波的调制和解调为课题,利用Multisim10仿真软件进行仿真验证,以完成AM 波的调制与解调。
以正弦波振荡器产生的1MHZ 高频正弦信号为载波,对100KHZ 的正弦波为低频信号,利用高电平调幅的基极调幅方法实现调幅,经过包络检波电路并滤波,最终检出低频正弦信号。
本设计结合proteus 仿真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。
proteus 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。
这个系统是本次设计的一个核心软件。
三、设计指标1、利用基极调幅电路对信号进行调制,产生一个鱼尾纹的调制波形。
2、通过包络检波能检出原低频信号,或者相近的波形。
四、系统框图及工作原理原理简介: 基极调幅:调幅就是使载波的振幅随调制信号的变化规律而变化。
而所谓的基极调幅,就是用调制信号电压来改变高频功率放大器的基极偏压,以实现调幅。
低频调制信号电压与直流偏压相串联。
放大器的有效偏压等于这两个电压之和,它随调制信号波形而变化。
在欠压状态下,集电极电流的基波分量随基极电压成正比变化。
因此,集电极的回路输出高频电压振幅将随调制信号的波形而变化,于是得到调幅波输出。
基极调幅电路(发射极调幅电路)vbe=VBB+vΩ+vc=VBB+VΩcosΩt+VccosωotvΩ、vc幅度不同时:(1)vΩ、vc均较小采用幂级数法分析,产生调幅波。
(因非线性失真大,很少使用)(2)vΩ较小(几mv~几十mv)vc较大(几百mv)采用时变参量法分析。
(3)vΩ小(几mv)vc大(0.5~1v)采用开关函数法分析。
调幅系数m<<1,线性范围小。
一.论文研究目的及意义:由于当今无线电通讯技术的进步, 无线话筒的普及和广泛使用, 怎样才能更好地发挥它们的优越作用, 提升无线话筒产品的品质及功能, 达到普遍实用的领域,触发消费者对这项产品的逐渐爱好及普遍应用。
研究目的:1. 了解无线话筒的构成,并设计一个小功率无线话筒2. 理解和掌握无线话筒的主要技术指标和设计方法3. 根据给出的技术条件和指标 . 设计无线话筒4. 增强对课本理论知识的理解 . 并提升到实践当中去做到学以致用研究意义:无线话筒在现实生活中应用十分广泛 , 调频无线话筒因为没有传输电缆的束缚 , 可以自由移动 , 使用灵活方便 , 广泛用于各种会场、剧场、广场演出、娱乐中心、体育比赛场馆 , 以及广场演出和家庭卡拉 OK 演唱。
对于电子制作爱好者 , 自己动手做一个无线话筒是一件十分愉快的工作。
调频无线话筒主要就是将基带信号调制成高频信号 , 然后利用天线将信号发射出去 , 使接收机能够较好的接受到信号。
但由于制作技术与制作水平的限制 , 无线话筒的稳定性 , 发射距离 , 发射功率都会成为很大的问题。
所以需要设计一款高灵敏调频无线话筒做简要研究 , 利用驻极体话筒来收集微弱的信号 , 再通过预加重电路和音频放大电路对音频信号放大 , 然后将音频信号调制到高频上 , 可以增加信号的抗干扰性 , 最后经过高频功放电路 , 提高信号的功率来增加发射距离 , 利用天线发射出去。
二.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径 :本次设计选择设计制作调频无线话筒, 简单地说, 他就是一种通过无线电波或其他方式传输声音的设备。
电路板上的电子元件话筒先将自然界的声音信号转变成音频电信号,这个信号会去调制电子振荡器产生高频信号。
最后,高频信号通过天线发射到空中。
我们将发射频率设计在 FM 收音机波段, 因此可以配合任何 FM 收音机接收到该高频信号,并从该高频信号还原出声音信号从而完成各种用途调频收音机的调频接收范围是 88-108MHZ 。
高频课程设计报告1. 引言本报告旨在对高频课程设计进行全面的分析和评估。
高频课程设计是一种针对特定需求和目标制定的教学计划,旨在提供高质量的教育体验。
通过本报告,我们将探讨高频课程设计的定义、目标、设计原则以及评估方法。
2. 高频课程设计的定义和目标2.1 定义高频课程设计是指教师或培训师根据特定的学习需求和目标,设计和组织高频的课程内容。
高频课程设计注重提供与实际工作和生活相关的教育内容,强调学生的实际操作能力和解决问题的能力。
2.2 目标高频课程设计的目标主要包括:•培养学生实际操作能力:通过设计易于实施的实践活动和项目,培养学生的实际操作技能。
•培养解决问题的能力:通过引导学生思考和解决实际问题的方式,培养学生的解决问题的能力。
•提高学习效果:通过设计高频的课程内容,激发学生的学习兴趣,提高学习效果和成绩。
3. 高频课程设计的原则3.1 目标导向性高频课程设计的首要原则是以学生的学习需求和目标为导向。
教师应该根据学生的实际情况和需求,设计课程内容和教学活动,以帮助学生实现其学习目标。
3.2 实践性高频课程设计注重学生的实践操作能力的培养。
教师应该设计和组织适合学生的实际操作活动和项目,以让学生在实践中学习和提高。
3.3 问题导向性高频课程设计应该引导学生思考和解决实际问题的能力。
教师应该通过设计问题情境和案例分析等教学活动,培养学生的解决问题的能力。
3.4 激发兴趣高频课程设计应该结合学生的兴趣和爱好,设计具有吸引力和趣味性的教学内容和活动,以激发学生的学习兴趣。
3.5 教学评估和反馈高频课程设计应该建立有效的教学评估机制,及时获取学生的学习情况,并给予及时的反馈和指导,以调整和改进课程设计和教学方法。
4. 高频课程设计的评估方法高频课程设计的评估方法主要包括定性和定量评估方法。
4.1 定性评估方法定性评估方法通过观察和记录学生的学习情况和表现,进行个案分析,从而评估高频课程设计的效果。
常用的定性评估方法包括教学观察、学生访谈、实际操作评估等。
高频电路课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握高频电路的基本概念、特点和应用,了解高频电路的分析和设计方法,提高学生对电磁波的理解和应用能力。
具体来说,知识目标包括:1.理解高频电路的定义和特点;2.掌握高频电路的分析和设计方法;3.了解高频电路在实际应用中的例子。
技能目标包括:1.能够运用高频电路的基本原理解决实际问题;2.能够阅读和理解有关高频电路的文献和资料;3.能够独立进行高频电路的设计和实验。
情感态度价值观目标包括:1.培养学生对科学探究的兴趣和热情;2.培养学生团队合作意识和沟通能力;3.培养学生对高频电路应用的认知和责任感。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括高频电路的基本概念、特点和应用,以及高频电路的分析和设计方法。
具体安排如下:1.第一部分:介绍高频电路的定义和特点,包括频率范围、信号传输特性等;2.第二部分:讲解高频电路的分析和设计方法,包括谐振电路、放大电路等;3.第三部分:介绍高频电路在实际应用中的例子,如无线电通信、雷达等。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本节课将采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
具体方法如下:1.讲授法:通过讲解高频电路的基本概念和原理,使学生掌握相关知识;2.讨论法:学生进行小组讨论,促进学生思考和交流;3.案例分析法:分析实际应用中的高频电路案例,帮助学生了解高频电路的实际应用;4.实验法:安排学生进行高频电路实验,培养学生动手能力和实际问题解决能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,将选择和准备以下教学资源:1.教材:选用权威的高频电路教材,为学生提供系统的高频电路知识;2.参考书:提供相关的高频电路参考书籍,供学生深入学习;3.多媒体资料:制作精美的教学PPT,辅助讲解和展示高频电路的原理和应用;4.实验设备:准备充足的高频电路实验设备,确保每个学生都能进行实验操作。
multisim高频课程设计一、教学目标本课程旨在通过Multisim高频课程设计,让学生掌握高频电路的基本概念、设计和仿真方法。
在知识目标方面,学生需要了解高频电路的特点、分类和应用,掌握Multisim 仿真软件的基本操作,学会使用该软件进行高频电路的设计与验证。
在技能目标方面,学生应能独立完成高频电路的设计与仿真,具备分析和解决高频电路问题的能力。
在情感态度价值观目标方面,学生应培养对高频电路设计与仿真的兴趣,提高创新意识和团队合作能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:第一部分是高频电路基本概念,介绍高频电路的定义、特点和分类;第二部分是 Multisim 仿真软件的使用,讲解Multisim 软件的安装、界面及其基本操作;第三部分是高频电路设计与仿真,包括放大器、滤波器、振荡器等常见高频电路的设计与仿真;第四部分是案例分析,通过分析实际案例,让学生学会如何运用所学知识解决实际问题。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法。
主要包括:讲授法,用于讲解高频电路基本概念和 Multisim 软件的使用;讨论法,在课堂或课后学生针对具体问题进行讨论;案例分析法,通过分析实际案例,让学生学会解决实际问题;实验法,让学生动手进行高频电路的设计与仿真。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将准备以下教学资源:教材,包括《高频电路》、《Multisim 仿真软件教程》等;参考书,为学生提供更多的学习资料;多媒体资料,包括教学PPT、视频等;实验设备,包括电脑、示波器、信号发生器等,用于进行高频电路的设计与验证。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等多个方面,以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
平时表现主要考察学生的课堂参与、提问和团队协作等情况;作业包括课后练习和实验报告,用以巩固学生的理论知识;考试则分为期中和期末两次,全面检验学生的学习效果。
五邑大学高频数字电路课程设计报告题目:调频(FM)发射机的制作院系信息工程学院专业通信工程(物联网)学号3113002002学生姓名莫枢明指导教师曾军英报告题目:调频(FM)发射机的制作一、题目的要求(一)查阅调频发射机基本原理的资料;(二)选择合理的方案,选择电路器件、计算电路参数,设计调频发射机电路;(三)工作频率88~108MHz,辐射距离大于3米,电源电压5-12V;(四)扩展功能:工作频率点可调节;(五)学生2人一组,独立完成分析和设计,并完成系统调整和测试。
(六) 用Multisim进行电路仿真;(七)制作PCB(须标注学号),焊接元器件,完成电路设计和用收音机完成作品调试。
二、题目的意义及系统的主要功能(一)此次课程设计的意义在于的:1、培养学生根据需要选学参考书,查阅手册,图表和文献资料的自学能力,通过独立思考﹑深入钻研有关问题,学会自己分析解决问题的方法。
2、利用所学过的知识,通过设计计算﹑元件选取﹑电路板制作调试等环节,初步掌握工程设计的技能。
3、掌握常用仪表的正确使用方法,学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法,使学生巩固和加深对数字逻辑电路的理论知识,锻炼学生的动手能力。
4、了解与课程有关的电子电路以及元器件工程技术规范,能按课程设计任务书的技术要求,编写设计说明,能正确反映设计和实验成果,能正确绘制电路图。
5、培养严谨的工作作风和科学态度,使学生逐步建立正确的生产观点,经济观点和全局观点。
(二)系统的主要功能是:利用电容三点式电路产生一个高频载波,使高频载波的频率随音频信号发生变化,(即将音频信号和高频载波调制为调频波),再对调频波进行放大、选频,使信号输出到天线,并发送出去。
(三)本人负责的部分是:利用电容三点式电路产生一个高频载波,使高频载波的频率随音频信号发生变化,(即将音频信号和高频载波调制为调频波)。
三、电路原理及方案论证(一)电路原理调频,是使高频振荡信号的频率按照调制信号的规律变化(瞬时频率变化的大小与调制信号成线性关系)而振幅保持恒定的一种调制方式。
高频频率及课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解高频频率的概念,掌握其计算方法,并能在实际问题中进行运用。
2. 学生能掌握频率分布表的制作方法,通过数据分析,发现数据分布的特点。
3. 学生能运用统计学知识,对高频频率的数据进行合理的解释和推断。
技能目标:1. 学生能运用计算器或统计软件进行高频频率的计算和分析。
2. 学生能通过小组合作,共同完成频率分布表的制作,提高团队协作能力。
3. 学生能运用所学知识,解决实际问题,提高解决问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习高频频率的知识,培养对数据分析的兴趣和热情。
2. 学生在小组合作中,学会倾听他人意见,尊重他人,培养合作精神。
3. 学生通过对高频频率的实际应用,认识到数学知识在生活中的重要性,增强学习的积极性。
课程性质:本课程属于数学学科,以统计学为基础,重点在于培养学生的数据分析能力。
学生特点:学生处于初中年级,具有一定的数学基础,对新鲜事物充满好奇,但需要引导激发学习兴趣。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。
在教学过程中,关注学生的情感态度,培养良好的学习习惯和合作精神。
通过具体的学习成果,对课程目标进行有效评估。
二、教学内容本节课依据课程目标,选定以下教学内容:1. 高频频率的概念与计算方法:- 频率的定义与性质- 高频频率的计算公式- 实际问题中的高频频率分析2. 频率分布表及其制作:- 频率分布表的概念与作用- 制作频率分布表的步骤与方法- 频率分布表的解读与应用3. 统计数据分析与推断:- 数据分布的特征参数- 高频频率数据的统计分析- 数据推断与预测教学大纲安排如下:第一课时:高频频率的概念与计算方法,引入频率的定义,讲解计算公式,结合实际例子进行讲解和练习。
第二课时:频率分布表及其制作,指导学生动手制作频率分布表,分析数据分布特点。
第三课时:统计分析与推断,运用频率分布表进行数据分析,引导学生进行数据推断和预测。
高频电子线路设计报告设计题目:AM波调制解调电路设计班级: 11电子信息工程指导老师:设计时间:2013年1月一、课程设计的目的调制在通信系统中至关重要,所谓调制,就是在传送信号的一方将所要传送的信号附加在高频振荡上,再由天线发射出去。
本次课程设计,我组以AM波调制解调电路设计为课题,借助Multisim仿真软件,利用基极调幅和包络检波达到信号的调制和解调要求。
二、设计思路及总体方案我组的设计思路为,以电容三端式反馈振荡器(即考毕兹振荡电路)产生高频交流电信号作为载波,通过基极调幅电路将调制信号附加在高频载波上调制,得到已调信号发送出去,然后经过包络检波电路解调和LC式集中选择性滤波器滤波,输出低频调制信号,最后通过低频放大电路放大,得到符合要求的低频信号。
总体方案分为两个模块,分别为发送模块和接收模块,其中一共有五个电路,分别为本地振荡电路,基极调幅电路,包络检波电路,LC低通滤波电路,以及低频放大电路。
无线发射模块的原理,以本地振荡器产生频率为1MHZ幅值为7.5V 的高频交流信号为载波,利用函数发生器产生频率为1kHZ幅值为1V 的调制信号(有用的信号),调整参数使放大器工作在欠压状态,通过基极调幅得到频率为1MHZ幅值随调制信号变化而变化的调幅波(AM波)发射出去。
无线接收模块的原理,利用二极管的单向导电性和RC充放电的过程对接收到的调幅波进行包络检波得到调制信号(含有其他频率),通过低通滤波器选出频率为1kHZ的信号(幅值很小),接着用低频功率放大器放大后得到我们需要的低频信号。
整体框图:三、电路设计及原理分析1.电容反馈式三端振荡电路1)电路图:2)原理:从输出信号中取出一部分利用电容反馈到输入端作为输入信号,无须外部提供激励信号,能产生持续等幅正弦波输出。
由于反馈主要是通过电容,所以可以削弱高次谐波的反馈,使振荡产生的波形得到改善,且频率稳定度高,又适于较高频段工作。
3)参数计算:LC 振荡器由基本放大器、选频网络和正反馈网络三个部分组成。
一.论文研究目的及意义:由于当今无线电通讯技术的进步, 无线话筒的普及和广泛使用, 怎样才能更好地发挥它们的优越作用, 提升无线话筒产品的品质及功能, 达到普遍实用的领域,触发消费者对这项产品的逐渐爱好及普遍应用。
研究目的:1. 了解无线话筒的构成,并设计一个小功率无线话筒2. 理解和掌握无线话筒的主要技术指标和设计方法3. 根据给出的技术条件和指标 . 设计无线话筒4. 增强对课本理论知识的理解 . 并提升到实践当中去做到学以致用研究意义:无线话筒在现实生活中应用十分广泛 , 调频无线话筒因为没有传输电缆的束缚 , 可以自由移动 , 使用灵活方便 , 广泛用于各种会场、剧场、广场演出、娱乐中心、体育比赛场馆 , 以及广场演出和家庭卡拉 OK 演唱。
对于电子制作爱好者 , 自己动手做一个无线话筒是一件十分愉快的工作。
调频无线话筒主要就是将基带信号调制成高频信号 , 然后利用天线将信号发射出去 , 使接收机能够较好的接受到信号。
但由于制作技术与制作水平的限制 , 无线话筒的稳定性 , 发射距离 , 发射功率都会成为很大的问题。
所以需要设计一款高灵敏调频无线话筒做简要研究 , 利用驻极体话筒来收集微弱的信号 , 再通过预加重电路和音频放大电路对音频信号放大 , 然后将音频信号调制到高频上 , 可以增加信号的抗干扰性 , 最后经过高频功放电路 , 提高信号的功率来增加发射距离 , 利用天线发射出去。
二.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径 :本次设计选择设计制作调频无线话筒, 简单地说, 他就是一种通过无线电波或其他方式传输声音的设备。
电路板上的电子元件话筒先将自然界的声音信号转变成音频电信号,这个信号会去调制电子振荡器产生高频信号。
最后,高频信号通过天线发射到空中。
我们将发射频率设计在 FM 收音机波段, 因此可以配合任何 FM 收音机接收到该高频信号,并从该高频信号还原出声音信号从而完成各种用途调频收音机的调频接收范围是 88-108MHZ 。
高频电子线路课程设计报告设计题目:压控振荡器的设计
专业:电子科学与技术
班级: 2011级电科1班
学号: 2220105
姓名: 张虎
目录
1.压控振荡器的定义、工作原理
2.压控振荡器的类型
3.LC压控振荡器
4.电路原理图的改进:
5.vco的性能指
6.调试效果图
7.设计心得体会
8.参考文献
1.压控振荡器的定义、工作原理
压控振荡器的工作原理指输出频率与输入控制电压有对应关系的振荡电路,常以符号(VCO)(Voltage Controlled Oscillator)。
其特性用输出角频率ω0与输入控制电压uc之间的关系曲线(图1)来表示。
图1中,uc为零时的角频率ω0,0称为自由振荡角频率;曲线在ω0,0处的斜率K0称为控制灵敏度。
使振荡器的工作状态或振荡回路的元件参数受输入控制电压的控制,就可构成一个压控振荡器。
在通信或测量仪器中,输入控制电压是欲传输或欲测量的信号(调制信号)。
人们通常把压控振荡器称为调频器,用以产生调频信号。
在自动频率控制环路和锁相环环路中,输入控制电压是误差信号电压,压控振荡器是环路中的一个受控部件。
压控振荡器的控制电压可以有不同的输入方式。
如用直流电压作为控制电压,电路可制成频率调节十分方便的信号源;用正弦电压作为控制电压,电路就成为调频振荡器;而用锯齿电压作为控制电压,电路将成为扫频振荡器。
图1 压控振荡器的控制特性
在压控振荡器中,振荡频率应只随加在变容管上的控制电压变化,但实际电
路中,振荡电压也加在变容管两端,这使得振荡频率在一定程度上也随振荡幅度而变化,这是不希望的。
为了减小振荡频率随振荡幅度的变化,应尽量减少振荡器的输出电压幅度,并使变容管工作在较大的固定直流偏压(如大于1V)上。
图2示出了一压控振荡器线路。
它的基本电路是一个栅极电路调谐的互感耦合振荡器。
决定频率的回路元件为L1、C1、C2和压控变容管VD2呈现的电容Cj。
压控振荡器的主要性能指标为压控灵敏度和线性度。
压控灵敏度定义为单位控制电压引起的振荡频率的变化量,用S表示,即
S=Δf/Δu
2、压控振荡器的类型
压控振荡器的类型有LC压控振荡器、RC压控振荡器和晶体压控振荡器。
对压控振荡器的技术要求主要有:频率稳定度好,控制灵敏度高,调频范围宽,频偏与控制电压成线性关系并宜于集成等。
晶体压控振荡器的频率稳定度高,但调频范围窄,RC压控振荡器的频率稳定度低而调频范围宽,LC压控振荡器居二者之间。
在下面主要分析LC压控振荡器和晶体压控振荡器。
压控振荡器线路
3.LC压控振荡器
在任何一种LC振荡器中,将压控可变电抗元件插入振荡回路就可形成LC 压控振荡器。
早期的压控可变电抗元件是电抗管,后来大都使用变容二极管。
图2是泼型LC压控振荡器的原理电路。
图中,T为晶体管,L为回路电感,C1、C2、
Cv为回路电容,Cv为变容二极管反向偏置时呈现出的容量;C1、C2通常比Cv大得多。
当输入控制电压uc改变时,Cv随之变化,因而改变振荡频率。
这种压控振荡器的输出频率与输入控制电压之间的关系为
VCO输出频率与控制电压关系式中C0是零反向偏压时变容二极管的电容量;φ 是变容二极管的结电压;γ 是结电容变化指数。
为了得到线性控制特性,可以采取各种补偿措施。
RC压控振荡器在单片集成电路中常用RC压控多谐振荡器(见调频器)。
图3 LC压控振荡器原理图
电路设计
MC1648 是单片集成的射极耦合振荡器,输出 MECL 电平。
电路工作时,外接电感L和电容C的并联谐振回路即可形成固定频率的振荡器。
若外接变容二极管,控制变容管的直流偏置即可构成 LC 压控振荡器。
MC1648 的工作电源为 5v 或负 5.2V。
最高工作频率可达 225MHz.几种常见的变容管连接方式和相应的压控特性见下图,其中(a)(b)为单管连接,控制电压加到变容管,其作用是限流。
(c)采用双管背对背连接,其工作频率高,压控特性也好,本系统采用此种结构。
电路的 5 端为 AGC。
改变 AGC 的电位,则振荡幅度改变,经放大输出的波形也不一样。
通过 AGC 调节,电路可以输出正弦波,也可以输出方波。
振荡频率由式来决定, Cs 为变容管电容。
由此式可知,要想改变整个系统的输出频率,可以有两种方法,可以改变电容的大小,也可以改变电感的大小,改变电容的大小就如图中所示,通过变容二极管来实现,很适合电路自动完成,常作为压控振荡的受控元件;改变电感可以用波段开关来实现,从而达到扩充频段的目的。
由于条件所限,可供选择的变容二极管只有2CC1,其最高工作频率为 50MHz,并且变容比比较小,虽然作者采用比较好的电路结构来改善频率输出,最大频率能达到 68MHz,但前提条件是要改变电感的大小。
因此,为了得到较大的带宽,可采用波段开关来选择两个不同的电感,电感由继电器来选择,继电器由单片机来控制,因此,只要设置一个按键来选择波段,就可达到扩宽频带的目的。
振荡器是系统产生频率的关键,决定着输出波形是否失真,以及输出幅度的大小。
因为是高频电路,所以对电源的要求比较高,常需要对电源进行处理才能,比如加电感电容来滤波,既可以防止工频变压器对振荡器的干扰,也可以防止振荡器通过电源对其他电路的干扰。
在进行这些处理后,一般还要加金属屏蔽外罩,才有更好的效果。
根据选用的变容二极管 2CC12B,其最大工作频率为 50MHz,由于采用较合适的结构设计,本系统实际工作频率为 8~68MHz,输出频率范围达 60MHz,但是要通过改变电感来实现。
4.电路原理图的改进:
5.vco的性能指标
VCO的性能指标主要包括:1)频率受控范围;2)线性度;3)压控灵敏度;4)调制带宽;5)噪音;6)工作电压。
频率调谐范围,输出功率,(长期及短期)频率稳定度,相位噪声,频谱纯度,电调速度,推频系数,频率牵引等。
频率调谐范围是VCO的主要指标之一,与谐振器及电路的拓扑结构有关。
通常,调谐范围越大,谐振器的Q值越小,谐振器的Q值与振荡器的相位噪声有关,Q 值越小,相位噪声性能越差。
振荡器的频率稳定度包括长期稳定度和短期稳定度,它们各自又分别包括幅度稳定度和相位稳定度。
长期相位稳定度和短期幅度稳定度在振荡器中通常不考虑;长期幅度稳定度主要受环境温度影响,短期相位稳定度主要指相位噪声。
在各种高性能、宽动态范围的频率变换中,相位噪声是一个主要限制因素。
在数字通信系统中,载波信号的相位噪声还要影响载波跟踪精度。
其它的指标中,振荡器的频谱纯度表示了输出中对谐波和杂波的抑制能力;推频系数表示了由于电源电压变化而引起的振荡频率的变化;频率牵引则表示了负载的变化对振荡频率的影响;电调速度表示了振荡频率随调谐电压变化快慢的能
力。
在压控振荡器的各项指标中,频率调谐范围和输出功率是衡量振荡器的初级指标,其余各项指标依据具体应用背景不向而有所侧重。
例如,在作为频率合成器的一部分时,对VCO的要求,可概括为一下几方面:应满足较高的相位噪声要求;要有极快的调谐速度,频温特性和频漂性能要好;功率平坦度好;电磁兼容性好。
6.调试效果图
7.设计心得体会
过此次课程设计,使我更加扎实的掌握了有关高频电子线路方面的知识,在设计过程中虽然遇到了一些问题,但经过一次又一次的思考,一遍又一遍的检查终于找出了原因所在,也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。
实践出真知,通过亲自动手制作,使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。
8.参考文献
高频电子线路(第四版)张肃文主编
电子电路基础刘宝玲主编。