小功率调幅发射机版
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小功率调幅发射机版 1 / 12
电子线路课程设计
总结报告
学生姓名: 李佳音
学 号: 108001
专 业: 电子信息工程
班 级: C102
报成伟绩:
评阅时间:
教师签字:
河北工业大学信息学院
2013 年3月
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小功率调幅发射机的安装与调试
李佳音
电子 C102 ,108001
内容大纲 :调幅发射机目前正广泛应用于无线电广播系统中,课题以电子线路课程设计实践
授课为应用背景,经过查阅大量授课文件,完成小功率调幅发射机从设计、仿真到安装、调试等一
系列完满设计工作。调幅发射机的主要任务是完成适用的低频信号对高频载波的调制,将其变为在
某一中心频率上拥有必然带宽、适合经过天线发射的电磁波。本设计的发射机包括高频部分、低频
部分、电源部分三个模块。低频信号采用音频放大器对调制信号进行放大,以便对高频末级功率放
大器进行调制;高频部分包括主振荡器、缓冲放大、末级功放三部分,主振器采用频率牢固度高的
石英晶体振荡器,并在它后边加上缓冲级,以削弱后级对主振器的影响,经过音频放大后的信号在
高频部分的末级功放实现对载波信号的调幅。
一、设计内容及要求 1. 设计内容: 小功率调幅 AM发射机设计
2.技术指标:
载波频率 fc 10MH Z ,
频率牢固度不低于 -3
10
输出功率 200mW P0 500mW
负载电阻 RL 50
输出信号带宽 BW 9kH Z (双边带)
单音调幅系数 ma ;平均调幅系数 m
发射效率 50%
二、方案选择及系统框图
2.1 方案论证与比较
( 1)振幅调制模块
方案一:二极管平衡电路。在电路中为减少无用组合频率重量,应使二极管工作在大信号状态,
即控制电压的信号(载波信号的电压)的幅值最少应大于 0.5V 以上。
方案二: MC1496 模拟相乘器的核心电路是差分对模拟相乘器, 实现调幅和同步检波。 MC1496
线性区和饱和区的临界点在 15~20mV 左右,仅当输入信号电压均小于 26mV 时,器件才有理想的相
乘作用,否则电压中会出现较大的非线性误差。在 2、 3 引脚之间接入 1kΩ 反响电阻,可扩大调制
信号的输入线性动向范围,满足设计需要。
由于 MC1496 模拟相乘器混频输出电流频谱纯净,组合频率重量少,赞同输入信号动向范围较
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大,有利于减少交调停互调失真,因此采用 MC1496 芯片。
( 2)音频振荡模块
方案一:电容三点式 LC 正弦波振荡器
方案二:石英晶体振荡器
方案三:文氏电桥电路( RC 正弦波振荡器)
音频振荡部分频率大概在 1KHz 左右, 石英晶体振荡器供应的频率过高, 用 LC 或 RC 正弦振荡
器都可实现音频振荡部分的功能,与 LC 振荡电路对照, RC 振荡电路拥有电路简单、参数计算简单
的特点,因此音频部分采用文氏电桥电路。
( 3)当地振荡模块
方案一: RC 正弦波振荡器。其中 RC 振荡电路是用电阻与电容器组成的,无调谐电路。因此不
能够控制高谐波的产生,不适于当作高频的振荡电路。
方案二:石英晶体振荡器。石英晶体振荡器拥有很高的牢固度,可高达 10-4 ~10-11 量级。频率稳
定度要求高的情况下,能够采用晶体振荡器。
方案三:三点式 LC 正弦波振荡器。三点式振荡电路有电容三点式和电感三点式。在电感三点
式振荡器中,晶体管的极间电容与回路电感相并联,在频率高时可能改变电抗的性质;在电容三点
式振荡器中,极间电容与电容并联,频率变化不改变电抗的性质。因此振荡器的电路型式一般采用
电容三点式。在频率牢固度要求不高的情况下,能够采用一般三点式电路、克拉泼电路。 LC 回路由
于碰到标准性和质量因数的限制,其频率牢固度只能达到 10-4 量级。
因此,作为高频的振荡电路平时使用的是 LC 振荡电路或晶体振荡电路。 与 LC 回路对照, 技术
指标要求频率牢固度不低于 10-3,因此 LC 振荡器与晶体振荡器均吻合要求。 本设计采用晶体振荡电
路,接射极随从器作为缓冲级。
( 4)功率放大模块
功率激励级 — 为末级功放供应激励功率。若是发射功率不大,且振荡级的输出能够满足末级功放的输入要求,功率激励级能够省去。
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。如
果要求整机效率较高,应采用丙类功率放大器,若整机效率要求不高如 50% ,而对波形失真要
求较小时,能够采用甲类功率放大器。但是本题要求 50% ,应采用丙类功率放大器较好。隔断
的作用是为了防范发射的部分高频信号对载波信号产生搅乱;放大的作用是为下一级供应足够的功
率,采用自给负偏压丙类谐振功率放大器,经过改变电位器改变负偏压大小。回路谐振在工作频率,
能够改变变压器耦合输出。
2.2 调幅发射机系统框图
3 小功率调幅发射机版 4 / 12 天
线
主振级 缓冲级 振幅调制 激励级 高频功放
音频振荡
图 1 系统框图
三、单元电路设计、参数计算和器件选择
3.1 振幅调制级电路设计
3.2 当地振荡电路
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3.3 音频放大电路
3.4 功率放大电路
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参数设计和计算
Vcc=12V ,fo=10MHz ,设晶体管 β=50, ICQ=2mA , VCEQ=6V,VEQ=0.2VCC. 依据电路计算:
12)×V/3 10 3
× mA=3.2K Ω, 取 3K Ω
10 3
R4=VEQ/ICQ=0.2 ×12V/3 × mA=0.8K Ω,取 1kΩ
IBQ=ICQ/ β=3mA/50=0.06mA,
10 3
× mA=150k Ω,
可取 R1=10KΩ+10KΩ 的可变电位器来调整偏置。为减小射随器对前级振荡器的影响,耦合电
容 C1 不能够太大,可为十或二十皮法。 C4 为 0.022 μF左右。
C4//C5<< C3, C4//C5<
文氏电桥电路振荡频率 fosc=1/(2 πRC) 要求输出信号为双边带信号,信号带宽 9KHz,因此
fosc 应取 4.5KHz 左右,才能达到设计要求。 R 取 7KΩ , C 取 0.005uF ,计算出振荡频率为
左右,能够达到要求。
四、整体电路设计及工作原理
主振荡电路采用晶体振荡器,产生牢固的 10MHz的载波信号,经过缓冲级接入集电极调制器,使得
载波不受下一级电路的影响。语音放大电路是经过一个功放将输入的语音信号进行不失真的放大,
使得功率达到所需要求。尔后经过线圈耦合输入到集电极调制器。经过前面的电路今后,信号是已
调信号。且功率足够大,能够直接经过天线发射出去。
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五、系统元件清单
元件名称 元件参数
电阻 150K Ω
电阻 10K Ω
电阻 7.9K Ω
电阻 6.8 KΩ
电阻 6.7K Ω
电阻 3.9K Ω
电阻 3K Ω
电阻 1K Ω
电阻 100K Ω
电阻 510Ω
电阻 150Ω
电阻 51Ω
电阻 10Ω
电阻 22.1K Ω
电阻 100Ω
元件数量
1
7
1
1
2
2
2
9
1
1
1
5
1
1
1
元件名称
可变电阻
可变电阻
电容
电容
电容
电容
电感
集成电路
集成电路
电容
电容
电容
电解电容
晶振
二极管
参数 数量
10K Ω 3
1K Ω 2
300pF 1
150pF 1
8
7
56uH 2
MC1496 1
LM358 2
100pF 2
1uF 2
1
10uH 2
6MHz 1
IN4148 2
7