淮海工学院
课程设计报告书
课程名称：通信电子线路课程设计
题目：调频发射机设计
系（院）：通信工程系
学期：2013-2014-1
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调频发射机电路设计
一绪论
1.1 摘要
调频信号的基本特点是它的瞬时频率按调制信号规律变化，因而，一种最容易的实
现方法是用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使其不失真地反映调制信号的变化规
律。通常将这种直接调变振荡器频率的方法称为直接调频法。采用这种方法时，被控的
振荡器可以是产生正弦波的LC振荡器和晶体振荡器，也可以是产生非正弦的张弛振荡器。前者产生调频正弦波，后者产生调频非正弦波（例如调频方波，调频三角波），如果需要，通过滤波等方法将调频非正弦波变换为调频正弦波。本电路采用LC振荡器。1.2 主要性能要求
1 (天线)负载电阻：R L=75欧；
2发射功率：Po≥80mW；
3工作中心频率：f0=6.5MHz；
4最大频偏：kHz
f m75；
5总效率：%
50
A。
1.3 概述
设计一个完整的小功率直接调频发射机系统，直接调频发射系统框图主要由调频振
荡器、缓冲隔离器、倍频器、高频功率放大器、调制信号发生器等电路组成。原理
图如图1。
图1 直接调频发射机组成框图
二电路原理
2.1 LC振荡电路工作原理
电容三点式振荡电路又称考毕兹（Colpitts）电路，基本结构入图2左图所示。图中Cc为耦合电容，Cb为旁路电容，电阻Rb1，Rb2和Re构成分压式偏置，为电路提供直流偏置，Rl为输出负载电阻。电路的交流通路如图3右图所示，如果移去管子，电容C1，C2和电感L为并联谐振回路，构成电路的选频网络。对于一个振荡器，当其负载阻
抗及反馈系数已经确定的情况，静态工作点的位置对振荡器的起振以及稳定平衡状态（振
幅大小，波形好坏）有着直接的影响。要想起振，首先三极管应该工作在静态工作点。电路应选择合适的静态工作点的位置。图2 振荡电路
电容三端反馈振荡电路利用电容C1和C2作为分压器，该电路满足相位条件，选取合适时满足振幅起振条件，该电路就可振荡。可得到振荡频率近似为
LC f 21
（2.1）
式中：C 是振荡回路的总电容。该电路与电感三端反馈振荡电路相比，
输出波比较好，波形更接近正弦波。适当地加大电路电容，就可减弱不稳定因素对频率的影响，从而提高
电路的稳定度。
LC 振荡电路图如下：图3 LC 振荡电路图
仿真波形如下：
图4 调频仿真波形
频率如下;
图5 振荡频率
2.2变容二极管调频原理
变容二极管调频电路是一种常用的直接调频电路，广泛应用于移动通信和自动频率微调系统。其优点是工作频率高，固有损耗小且线路简单，能获得较大的频偏，其缺点是中心频率稳定度较低。较之中频调制和倍频方法，这种方法的电路简单、性能良好、
副波少、维修方便，是一种较先进的频率调制方案。利用二极管的特性直接产生调频波，其原理电路如图4所示。
图6 变容二极管调频电路
变容二极管Cj 通过耦合电容C1并接在LCn 回路的两端，形成振荡回路总电容的一部分。因而，振荡回路的总电容C 为：
j n C C C
（2.2）振荡频率为：)(2121
j n C C L LC f （2.3）
加在二极管上的反向偏压为：
Q R V V （直流反偏）V （调制电压）O V （高频振荡，可忽略）
在微波发射机中，常用速调管振荡器作为载波振荡器，其振荡频率受控于加
在管子反射极上的反射极电压。因此，只需将调制信号加至反射极即可实现调频。
若载波是由多谐振荡器产生的方波，则可用调制信号控制积分电容的充放电电流，从而控制其振荡频率。
调频电路如下:
图7变容二极管直接调频的工作原理图
仿真波形如下：
图8 二极管调频波形
2.3缓冲隔离
缓冲隔离级将调频振荡器与功放级隔离，以减小后级对振荡器频率稳定度及振荡波形的影响。是否选择该单元电路，主要根据电路对稳定性要求的高低。一般情况下，需要选择该电路。缓冲级通常采用射极跟随器电路。
缓冲隔离图：
图9 缓冲隔离图
仿真图如下：
图10缓冲隔离仿真图
2.4功率放大
功率放大是将调频振荡器产生的信号频率加倍，以达到发射机载波频率的要求，这样可以降低振荡器的工作频率，提高电路的频率稳定度。如果振荡器的振荡频率可以满足发射机载波频率的要求，就可省去此电路。高频功放电路使负载（天线）上获得设计要求的发射功率。如果要求达到的发射功率比较大，那么在末级功放之前还要加功率推动级，以便为末级功放提供足够的激励功率。如果要求的发射功率不大，且振荡级的输出功率能够满足末级功放的输入要求，那么功放推动级也可省去。选择高频功率放大器时应考虑几个因素，如要使负载（天线）上获得令人满意的发射功率，而且整机效率较高，应选择丙类功率放大器。末级功放的功率增益不能太高，否则电路性能不稳定，容易产生自激。因此要根据发射机各部分的作用，适当地合理分配功率增益。功率推动级为末级功放提供激励功率。可以选择在弱过压工作状态下的丙类功放。
功率放大电路图：
图11 功率放大图功率放大仿真图:
图12 功率仿真图
2.5总电路图
图13 总电路图总的波形如下：
图14 总波形
