高频——小功率调频发射机
- 格式:doc
- 大小:158.93 KB
- 文档页数:7
高频课程设计一、题目小功率调频发射机的设计与制作二、主要技术指标1.中心频率f=12MHzf >10kHz2.最大频偏mP≥30mW3.输出功率o4.电源电压 Vcc=9V三、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。
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,内容包括:●任务及性能指标要求●电路和方案选择的依据,元件的理论计算和选择●调试方法和步骤,调试中问题的分析及解决●测试仪器,实验结果及分析●改进设想,实验心得四、设计提示通常小功率发射机采用直接调频方式,它的组成框图如图1所示。
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,以提供未级所需的激励功率,同时还对前后级起有一定的隔离作用,为避免未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。
图1调频发射机组成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.调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。
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。
对该级管子的要求是f T≥(3-5)foV(BR)CEO≥2Vcc至于谐振回路的计算,一般先根据fo计算出LC的乘积值。
然后选择合适的C再求出LC。
根据本课题的频率可取100pF-200pF 。
3.功放输出级为了获得较大的功率增益和较高的集电极效率,该级可采用共发射极电路,且工作在丙类状态。
输出回路用来实现阻抗匹配并进行滤波,从结构简单、调节方便起见,本课题可采用π型网络,计算元件参数时通常取Qe1在10以内,计算公式请参阅教材。
中南林业科技大学涉外学院课程设计报告设计课题:小功率调幅高频发射机的设计专业班级:电子信息工程二班学生姓名:指导教师:设计时刻:调频发射机目前处于快速进展当中在很多领域都有了很普遍的应用。
它能够用于演讲、教学、玩具、防盗监控等诸多领域。
那个实验是关于小功率调频发射机工作原理分析及其安装调试通过这次实验咱们能够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明白得。
学会大体的实验技术提高运用理论知识解决实际问题的能力。
一概述 (1)二方案设计与论证 (2)三单元电路设计与参与计算 (5)四总原理图及元器件清单 (11)五心得体会 (12)六参考文献 (12)一概述发射机的要紧任务是完成有效的低频信号对高频载波的调制,将其变成在某一中心频率上具有必然带宽、适合通过天线发射的电磁波。
调幅发射机实现调幅简便,调制所占的频带窄,而且与之对应的调幅接收设备简单,因此调幅发射机普遍地应用于广播发射。
所谓调幅,确实是指,是振幅随调制信号的转变而转变,严格的讲,确实是指载波振幅与调制信号的大小成线性关系,而它的频率和相位不变。
振幅调分为四种方式:AM(一般调幅)、DSB(抑制载波双边带调幅)、SSB(单边带调幅)、VSB(残留边带调幅)。
通常,发射机包括三个部份,低频部份和电源部份。
高频部份一样包括主振荡器、缓冲放大、倍频器、中间放大、功放推动级与末级功放。
主振荡器的作用是产生频率稳固的载波。
缓冲级主若是减弱后级对主振荡器的阻碍。
低频部份包括话筒、低频电压放大级、低频功率放大级。
调制是将要传送的信息装载到某一高频振荡信号上去的进程。
二方案设计与论证(一)、设计方案一、采纳传统的频振荡级,缓冲级,调幅级,鼓励级,功放输出级。
这种方式能实现快速频率变换,具有低相位噪声和所有方式中最高的工作频率。
二、设计方案一采纳锁相环式频率合成器。
利用锁相环将压控振荡器(VCO)的输出频率锁定在所需要频率上。
这种频率合成器具有专门好的窄带跟踪特性,能够专门好地选择所需要频率信号,抑制杂散分量,而且幸免了量的滤波器,有利于集成化和小型化。
课题:小功率高频(FM)发射机的设计系别:专业:班级:姓名:学号:指导老师:目录1、引言 (3)2、摘要 (4)3、设计课题 (4)4、设计报告正文 (5)4.1 方案比较与选择 (5)4.1.1直接调频 (5)4.1.2间接接调频 (6)4.2 总体方案设计 (7)4.2.1系统框图 (7)4.2.2方案原理分析 (7)5、各单元模块说明 (8)5.1 获取音频信号电路 (8)5.2 前级音频放大电路 (8)5.3 高频振荡电路 (9)5.4 末级功率放大电路 (10)6、系统安装于调试 (11)6.1 原理设计图纸 (11)6.2 PCB设计图纸 (12)6.3 系统调试 (12)7、设计总结 (13)8、参考文献 (14)9、附录 (14)1、引言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。
发射机就是可以将信号按一定频率发射出去的装置。
广泛应用与电视,广播,雷达等各种民用,军用设备。
主要可分为调频发射机、调幅发射机、光发射机、哈里斯发射机等多种类型。
调频发射机,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放大、激励、功放和一系列的阻抗匹配,使信号输出到天线,并将信号发送出去的装置.高频信号的产生现在有频率合成、PLL等方式.现在我国商业调频广播的频率范围为88-108MHZ,校园为76-87MHZ,西方国家为70-90MHZ。
2、摘要本次课程设计围绕人们熟悉的调频发射机进行展开,随着经济的飞速发展,调频发射机也进行着高速的更新与换代,性能明显提升,性价比也有所下降,同时在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。
这次我们主要来设计一个小功率调频发射机,它主要是由前级音频放大、西勒振荡器和一级功率放大器组成,各单元电路共同作用,最终将音频信号通过天线辐射到空间。
本科毕业设计说明书小功率调频发射机研究DESIGN OF LITTLE POWER FM TRANSMITTER学院(部):通信工程专业班级:通信10-1班学生姓名:江传民指导教师:钟鸣宇讲师2014年5月20 日小功率调频发射机摘要本设计为小功率调频发射机,其实就是一个小型电台,可以将声音加载到无线电信号上发射出去,用合适的收音机就能接收,并且可以从扬声器中放出声音。
本次设计的发射机由由三部分构成:调频振荡级、缓冲隔离级、功率激励和末级功放级。
其基本工作原理是通过振荡级产生稳定的5MHz信号,麦克风采集到人的音频信号,将音频信号加载到5MHz的载波上,通过缓冲隔离级使末级功放和前一级的调频振荡相分开,避免末级功放对振动频率产生影响,提高频率稳定度,功率增益如果都集中在末级功放容易产生自激,故先通过功率激励级对信号的微弱电压进行放大,末级功放一般工作在丙类状态,工作效率ηA大于50%,信号功率大于500mW。
关键词:发射机,调频,无线话筒,小功率LOW POWER FM TRANSMITTERABSTRACTThe design for the low power FM transmitter, is in fact a small radio station, voice can be loaded into the launch out radio signals, use a suitable radio can receive, and can emit sound from the speaker.The design of the transmitter by consists of three parts: FM oscillation, cushioning isolation levels, power drive and at the end of the power amplifier.Its basic working principle is through the oscillation magnitude 5 MHZ signal stability, the microphone to the audio signal, the audio signal is loaded on the carrier to 5 MHZ, through buffer isolation level the level at the end of the power amplifier and the former separate from primary frequency modulation of the oscillation, avoid the last stage amplifier influence on the vibration frequency, to improve the frequency stability, power gain if are concentrated in the last stage amplifier is easy to produce self-excited, so the first of the weak voltage signal through the power stage of amplification, the last stage amplifier generally work in c class status, the efficiency eta A greater than 50%, signal power is greater than 500 mw, finally will signal the antenna to launch out.KEYWORDS: transmitter;FM, wireless microphone;low power目录摘要(中文) (I)ABSTRACT(英文)................................................... I I 1 绪论.. (1)1.1 FM发射机的概念 (1)1.2 FM发射机的现状 (2)1.3 设计技术指标 (3)2 总体方案设计 (5)2.1调频振荡级 (5)2.2缓冲级 (5)2.3功率激励和末级功放级 (5)2.2整机电路框图 (6)3 单元电路设计 (7)3.1 功率激励和末级功放设计 (7)3.1.1末级功放级 (7)3.1.2功率激励级 (8)3.1.3末级功放电路参数计算 (9)3.1.4功率激励级电路参数计算 (12)3.2缓冲隔离级 (15)3.2.1 缓冲隔离级电路原理 (15)3.2.2静态工作点的计算 (15)3.3调频振荡级 (17)3.3.1 调频的方案分析与选择 (17)3.3.2变容二极管相关特性 (18)3.3.3变容管调相电路参数计算 (19)3.3.4三级单回路变容管调相电路 (20)3.4 天线的相关知识及设计 (20)3.4.1.天线的输入阻抗 (21)3.4.2.天线的增益 (21)3.4.3.天线的极化方式 (21)3.4.4.天线的设计方案 (21)4 整机电路模拟测试 (23)4.1 Protel和Multisim简介 (23)4.2调频振荡级电路测试 (23)4.3整机模拟 (24)总结 (26)参考文献 (27)致谢 (28)附录一整机电路图 (29)附录二元器件参数表 (30)1 绪论1.1 FM发射机的概念二十世纪三十年代,短波(FM)收音机由美国发明家阿姆斯特朗发明,同年,他设计了世界上第一台发射机,建立了第一个短波广播站,FM发射机第一次开始商用。
专业:通信工程学号:AP0605413 姓名:李任荣一、前言这个学期我学习了高频电子线路,为了学以致用,做了一个小功率单管调频发射机。
在制作发射机的过程中,我对调频、调幅发射方面的知识又有了更深的理解!二、调频发射机电路原理图这个单管调频发射机电路的关键元件是发射三极管,可选用9018、8050、C1970等。
品名极性管脚功能参数9018 NPN EBC 高频放大30V 50MA 0.4W 1GHZ8050 NPN EBC 高频放大40V 1.5A 1W 100MHZC3355 NPN 21F 高频放大20V 0.1A 0.6W 6500MHZC1970 NPN 28 手机发射40V 0.6A PQ=1.3W/175MHZD40C NPN ECB 对讲机用40V 0.5A 40W 75MHZ(达林顿) 本电路采用易购且便宜的三极管8050,供电为3---6V的电池,其中L1、L2采用φ0.31mm的漆包线在φ3.5mm左右的圆棒上单层平绕5匝及10匝,C3选用5~25pF的瓷介或涤纶可调电容。
三、PCB图的设计四、调试本发射机的调试很简单,无需专用的仪器也能达到较好的效果,只需配合普通的FM收音机即可,打开电源开关,电源指示灯亮,调节线圈L1的电感和电容C3,来达到收发频率的一致,对着话筒说话,在收音机这端就可以听到说话的声音。
采用普通三极管8050,工作电流有60~80mA,用3V电池供电,我调试的发射距离大约50~70米,频率为78MHz,用我的收音机刚好能收到。
其实可以调节C3的电容量和L1,使本机工作频率落在88~108MHz范围,由于时间的关系,要复习考试,就没有再调试了。
最初尝试采用过9018,但工作电流更小,发射距离也更短,只有20到30米。
如果用功率稍大的三极管,发射距离会很理想,例如可以采用D40、D50、2N3866等,工作电流为60~80mA。
但以上三极管难以购到,一般需网购,且价格较高。
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07-7班学生姓名陈厚亮学生学号070901140736指导教师2011年3月4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陈厚亮学号070901140736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06.5M Hzf=;(2) 发射功率100m WAP>;(3) 负载电阻75LR=Ω;(4) 调制灵敏度25kH z/VfS≥;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28日-3月4日指导教师专业负责人2011 年 2 月25 日一、电路原理1.电路原理及用途小功率调频发射机在日常生活中是不可缺少的。
小功率发射机采用直接调频方式,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。
小功率发射机采用直接调频方式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。
目录第1章绪论 11.1小功率调频发射机研究意义 1 1.2调频发射机研究现状 11.3发射机的主要技术指标 1第2章总体方案设计 32.1设计方案比较 32.2总设计框图 3第3章电路组成方案 53.1振荡电路的选择 53.2振荡电路参数计算 53.3调频电路的设计 73.4调频参数的计算 83.5缓冲隔离级电路的设计 103.6缓冲隔离级电路参数计算 11 3.7末级功放电路选择 123.8末级功放电路参数计算 13第4章Multisim仿真结果 154.1 LC振荡电路仿真波形 15第5章实验数据与误差分析 185.1实验数据与设计要求比较 185.2误差分析 18结束语 19参考文献 20致谢 21附录 22●课程设计要求要求有课程设计说明书,并对总个所设计系统进行仿真调试,说明书中要有仿真结果和调试环节。
●实验仪器设备EDA软件1套计算机1台●主要技术指标输出功率工作频率总效率负载电阻最大频偏第1章绪论1.1小功率调频发射机研究意义高频电子线路本是一门较为复杂的电路。
其中更有精髓的知识值的我们去学习。
同时随着计算机技术与高频电子技术的发展,模拟电子技术,得到广泛应用,在模拟电子电路中尤其得到广泛应用,成为现代电子电器必不可少的电子技术。
在高频电子线路中,LC振荡电路是无孔不入,无所不在。
应用于发射机中,加上简单的电路及连线,就可以组成各种形式的、任意信号,广泛应用。
小功率调频发射机在使用中,控制方法科学、简单、明了,控制电路及连线简单、易行,工作稳定性好,从而得到广泛应用。
在此,我们就调频发射机的应用作较完整和系统的研究,促进小功率调频发射机的正确使用。
1.2调频发射机研究现状目前,世界范围内的经济危机席卷全球,中国在全球性经济萧条的形势下,经济发展速度迅速下滑,国内需求不振,进出口量急剧萎缩,实体企业受国际经济形势影响严重。
2008年,我国经济发展速度放缓,全年GDP下滑到9.0%,2008年四季度中国经济同比增长6.8%,四季度进口同比下降8.8%,出口同比增长4.3%。
小功率调频发射机的设计和制作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:2、频率稳定度3、最大频偏4、输出功率5、电源电压二、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。
另一种就是间接调频,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,它的组成框图如图1所示。
小功率调频发射机的设计和制作图1 调频发射机组成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。
(1)振荡级振荡电路主要是产生频率稳定且中心频率符合指标要求的正弦波信号,目前应用较为广泛的是三点式振荡电路和差分对管振荡电路。
三点式振荡电路又可分为电感和电容三点式振荡电路,由于是固定的中心频率,因而采用频率稳定度较高的克拉拨振荡电路来作振荡级。
(2)缓冲级因为本次实验对该级有一定的增益要求,而中心频率是固定的,因此用LC并联回路作负载的小信号谐振放大器电路。
缓冲放大级采用谐振放大,L2和C10谐振在振荡载波频率上。
若通频带太窄或出现自激则可在L2两端并联上适当电阻以降低回路Q值。
小功率调频发射机模电课程设计报告学院 __理学院_专业 __应用电子技术_年级__2006____班级____0601_____姓名 ___张建华_ 学号20060905071老师 _任志远_2007年6月28日小功率调频发射机课程设计一、题目小功率调频发射机的设计和制作 二、主要技术指标1.中心频率 012f MHz = 2.频率稳定度 0/10f f +∆≤3. 最大频偏10m f KHz ∆=±4.输出功率 30A p mW ≥ 5. 天线形式 拉杆天线(75欧姆) 6. 电源电压 9cc V V = 三、参考电路图3—1 小型调频发射机参考电路四、制作调试自制前应先集齐所有元件,并对其质量及参数进行细心的检测,再根据所需的体积设计一款合适的线路板。
总而言之,良好的元件质量、合适的印板布局是有效提高自制成功率的保证,主要调试步骤如下:1.排版电路板,然后将所有元件连同天线一并按设计好的电路焊在万能板上,对安装焊接工艺要求是:尽量缩短高频部分元件引线;电阻、电容尽可能卧式安装,并无虚焊、脱焊现象。
2.给发射机通电,电压为9V。
天线接示波器与频率计,反复调节L1、L2、L3匝间距离以使场强计示数增至最大,必要时对各级的谐振电容进行调节,使输出频率达到要求,并出现不失真的正弦波。
3.不起振或振荡弱;若输出功率小,若能保证元件的质量,以下步骤可助你排除故障:1,在CC两端并联一个7pF电容(注意:该电容不可过大,否则你会发现调制失效);2,调振荡级偏置电阻;3,改变C6容量一试,如果上述方法不能解决,也有可能是元件布局不合理引起,可重新对电路板进行布线。
4.连接频偏仪测出角频偏五、测试结果六、个人电路设计采用间接调频的方式,其组成如图2所示。
其正弦波振荡器一般采用高频稳度的晶体振荡器,产生的载波通过调相器后引入一个可控的附加相移,从而达到间接调频的目的。
考虑到电路的复杂度故采用直接调频的方案。
通信电子线路课程设计小功率调频发射机设计报告姓名:学号:专业:电子信息工程指导教师:2011年11月02日一、绪论通过电路设计、焊接、调试、整理资料等环节,学生可以形成独立思考问题的能力,培养学生对通信高频电路应用方面的综合实践技能,掌握综合运用理论知识以解决实际问题的能力。
以及培养他们课本知识以外的一些科技工作者必须具备的基本技能,并培养学生的创新能力。
具体目的如下:1.初步掌握高频电路分析和设计的基本方法,根据任务和指标,确定电路方案,选测元件,焊接电路,反复试验,改进方案,分析结果,写出设计总结报告。
2.培养学生独立分析问题、解决问题能力。
学会自己分析、找出解决问题的方法;对设计中遇到的问题和困难,独立思考,查阅资料,分析、观察、判断、试验、再判断以寻找答案。
3.掌握制作电子产品的基本技能:焊接、调试等基本技能及常用仪器的正确使用。
功能分析: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。
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。
二、主要技术指标:1.中心频率f=12.频率稳定度f∆≤0.1MHzf∆>10kHz3.最大频偏m4.输出功率P≥30mWo5.电源电压 Vcc=9V三、设计流程框图: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:调频震荡级缓冲级功率输出级其中,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451010-- 。
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。
震荡率:2.缓冲级因为本次实验对该级有一定的增益要求,而中心频率是固定的,因此用LC 并联回路作负载的小信号放大器电路。
缓冲放大级采用谐振放大,L 2和C 10谐振在振荡载波频率上。
若通频带太窄或出现自激则可在L 2两端并联上适当电阻以降低回路Q 值。
该极工作于甲类)(2121j N C C L LCf +==ππ''2'223()31,2L LL LC R n R R C C ≈=+以保证足够的电压放大。
对缓冲级管子的要求是()r osc f 35f ≥ ()CC BR CEO V 2V ≥所以可选用普通的小功率高频晶体管,如9018等.另外,bQ eQ BEV V +V =,若取流过偏置电阻R 9,R 10的电流为 I1=10I bQ则R 10=V bQ /I1, R 8=(Vcc-V bQ )/I1所以选R 10,R 8均为10K Ω.为了减小缓冲级对振荡级的影响,射随器与振荡级之间采用松耦合,耦合电容C 9可选为180pf.对于谐振回路C 10,L 2,由故本次实验取C 10为100PF ,所以,缓冲级设计电路如图:3.功率输出级为了获得较大的功率增益和较高的集电极功率,设计中采用共发射极电路,同时使其工作在丙类状态,组成丙类谐振功率放大器.由设计电路图知L 3、C 12 和C 13为匹配网络,与外接负载共同组成并谐回路.为了实现功率输出级在丙类工作,基极偏置电压V B3应设置在功率管的截止区.同时为了加强交流反馈,在T 3的发射极串接有小电阻R 14.在输出回路中,从结构简单和调节方便考虑,设计采用л型滤波网络,如图4.3-1。
L 3,C 12,C 13构成π型输出,Q3管工作在丙类状态,调节偏置如右图:电阻可以改变Q3管的导通角。
导通角越小,效率越高,同时防止T3管产生高频自激而引成回路用来实现阻抗匹配并进行滤波,即将天线阻抗变换为功放管所要求的负载值,并滤除不必要的高次谐波分量。
在选择功率管时要求0cm P P ≥max cm c I i ≥()CC BR CEO V 2V ≥I cQI β=MHzLCfosc 1221==π()1022osc 1L 1.76HC 2f u π==()rosc f 35f ≥综上可知,我们选择9018功率管. 由于要使功放级工作在丙类,就要使1212130.7cc B BE V R V V v R R =<=+ ,解得13128.3RR >,为了使功放的效率较大,可以减小Q3管的导通角,这里取R 13=11R 12,第二级集电极的输出电流已经扩大了几十倍,为防止第三级的输入电流过大而烧坏三极管,需要相应的增大第三级的输入电阻。
取R 13=220K ,R 12=20K ,改变R 14可调整放大倍数,取较小的反馈电阻有利于提高增益,因为选定 ,所以发射极电压V E 为0.05V ,因此R 14可选为100Ω。
由于 , 且 ,一般取 Qe = 8~10所以解得:L3=1.06µH计算得,C 13=680PF ,C 12=220PF.功放级的电路设计如右图所示。
4、总的原理图设计根据前面的分析,还要考虑各级之间的隔离,以及滤波电路,可以设计出如下的原理图。
其中,C 14,C 16为滤波电容,选C 14为0.1µF ,C 16为100µF 。
C 1为基极高频旁路电容,R 1,R2LR L Qe 3⨯=ω312osc tf f L C π==⨯12131213t C C C C C ⨯=+()32121312131L C C 2f C +C π=⎛⎫⋅ ⎪⎝⎭1212139*200.7520220cc B V R V vR R ===++为Q1管的偏置电阻。
采用分压式偏置电路既有利于工作点稳定,且振荡建立后有利于振荡幅度的稳定。
调节C7/C8可使调频线性良好。
R7,R8为变容二极管提供直流偏置。
调制音频信号经C17,LC加到变容二极管改变振荡频率实现调频。
振荡电压经电容C9耦合加至Q2缓冲放大级。
Q2缓冲放大级采用谐振放大,L2和C10谐振在振荡载波频率上。
若通频带太窄或出现自激则可在L2两端并联上适当电阻以降低回路Q值。
该级工作于甲类以保证足够的电压放大。
Q3管工作在丙类状态,有较高的效率同时防止Q3管产生高频自激而引起的二次击穿损坏。
调节偏置电阻可改变Q3管的导通角。
L3, C12和C13构成π型输出回路用来实现阻抗匹配并进行滤波,即将天线阻抗变换为功放管所要求的负载值,并滤除不必要的高次谐波分量。
四、调试电路可以说调试电路是整个过程中最难的一步了,很多同学其实电路板很早就都焊接完成了,却都停留在了调试这一块了,此实验中中,调试通常可以按照下面几步来进行:1.给电路板通电,电压为9V,不加音频信号,接入示波器,看有无波形,如果没有波形,可转一转线圈,如果还不行,就要检查电路有没有焊错、虚焊等问题了,可分级测,注意接地,测试三极管的静态工作点,看是否符合理论要求然后进行修改。
2.分别调节L1 、L2、 L3使输出中心频率达12MHz,并出现不失真的波形(正弦波),调节L1主要改变中心频率,调节L2主要调节峰峰值的大小,波形失真则可以调节L3,但由于这三级电路互为谐振回路,三者之间会相互影响,一次调节其中一个会对其余两个造成影响。
因此这三者应统调。
如调解L1使中心频率达到12MHz后,调节L2使满足峰峰值要求时,随着Vpp的上升,中心频率也会有所上升,这时应回头再微调L1,确保中心频率的值。
在此过程中,我发现输出端电压达不到要求值,于是在第三级的发射级并入了100u 的电容,就可达到要求值了。
3.加上1kHz的音频信号,用频偏移测出角频在调试过程中,出现了许多问题,由于虚焊,导致电路板运行不稳定,输出频率与电压值经常发生跳变,为了解决虚焊问题,电路板不加音频信号,加上9V电压并接地,同时在输出级用示波器观察,接触各个焊点,如果示波器的波形发生跳变,则表示这点很可能发生虚焊,逐一修改。
调试时C9018静态工作点出现问题,没有达到理论值的4V,负载处输出也达不到指标水平。
尝试了将Rb和L3间的电阻短接,在C9018发射极并上小电阻,依然没有明显成效,后来经老师指点,换了多种方法,最后在R11处并了3个200欧电阻,调节L1 L2 L3,终于使各项指标达到要求,最后测得Vpp=9.00v,中心频率为12.017MHz,频偏65kHz,完成了相应的技术调试。
一、实验结果项目理论值(由设计图计算)实际值(由最后测量结果计算)电感L1(uH) 3.3 0.713电感L2(uH) 1.76 1.76电感L3(uH) 1.85 1.58中心频率f0(MHz)12 12.03最大频偏m f∆≥10kHz 65kHz电压(输出)Vpp ≥ 5.24V输出功率mW ≥30 125五、心得体会:这个实验是关于小功率调频发射机工作原理分析及其安装调试。
从开始的焊接到后面的调试,都出现了大大小小的问题,也从中学到了不少的东西。
首先,就是要对电路原理图进行分析,通过第一节课老师的分步解析、自己的复习和请教,总算明白了电路的工作原理。
接下来就是焊接,焊接早早的就完成了,焊接完成电路后,开始调试时,调试电路是整个过程中最难的一步了,很多同学其实电路板很早就都焊接完成了,却都停留在了调试这一块了。
很幸运的事,当我把一级的181电容接到示波器时看到11兆的正弦波形。