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