电子线路—理论部分(2)

电子线路课程设计

总 结 报 告

课题名称：小功率调幅AM发射机设计

姓名：崔阳然

专业：通信工程 班级：通信092班 学号：092300

一、 内容摘要：

小功率调幅发射机在通信系统中应用十分广泛，本次课程设计是关于小功率调幅发射机工作原理分析及设计，通过这次实验我们可以更好地巩固和加深对小功率调幅发射机工作原理和非线性电子线路的进一步理解。学会基本的实验技能，提高运用理论知识解决实际问题的能力。

本课设结合Protel软件来对小功率调幅发射机电路进行设计、研究。使用Protel等计算机软件对产品进行辅助设计在很早以前就已经成为了一种趋势，这类软件的问世也极大地提高了设计人员在机械、电子等行业的产品设计质量与效率。

本课题的设计目的是要求掌握最基本的小功率调幅发射系统的设计，对各级单元电路进行详细地探讨，根据技术指标等确定电路型式及参数，并利用Protel软件画出电路图。

关键词：小功率调幅发射机；振荡器；高频功率放大器；调幅

第4页 共18页

一、设计内容及要求

1、设计内容：

利用软件工具设计满足技术指标要求的小功率调幅AM发射机，并仿真得到各级电路波形（高频振荡、音频信号、调幅波形等）。

2、技术指标：

载波频率 fc?10MHz，频率稳定度不低于10 输出功率 500mW?P0?200mW 负载电阻 RL?50? 输出信号带宽 BW?9kHZ

残波辐射 ?40dB，系指除基波辐射以外的谐波辐射、寄生辐射和相互调制产生的任何残波辐射功率的最大容许值。

单音调幅系数 ma?0.8；平均调幅系数m?0.3 发射效率 ??50% 调制信号频率：F=30HZ-10KHZ

-3

二、方案选择及系统框图

1、设计方案：

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，以减少级间的相互感应、干扰和自激。由于本题要求的发射功率PA不大，工作中心频率f0也不高，因此晶体管的参量影响及电路的分布参数的影响不会很大，整机电路可以设计得简单些，

发射机的输出应具有一定的功率才能将信号发射出去，但是功率增益又不可能集中在末级功放，否则电路易产生自激。因此要根据发射机各组成部分的作用，适当地合理地分配功率增益。如果调频振荡器的输出比较稳定，又具有一定的功率，则功率激励级和末级功放级的功率增益可适当小些，否则功率增益主要集中在这两级。缓冲级可以不分配功率增益。

综合考虑工作频率、波段范围、输出波形、输出功率、功率增益等因素，系统整体上由参数 需根据技术指标进行计算。

2、系统框图： 500mW

高频振荡器 4.38mw 隔离放大 13dB 87.5mW 振幅调制器 13dB

声音信号 话筒 音频放大器 功率分配及电源电压的确定

令本机输出功率为Po=500mW，平均调幅系数ma=0.4，则输出的最大功率(Po)max=(1+ma) ×2×Po=2.8×Po＝2.8×0.5W=1.4W。设输出变压器的效率??0.8，则末级功率放大器管最大输出功率为(Po)max=1.4W/0.8=1.75 W,取功率放大器管功率增益为Ap＝13 dB(20倍)，则振幅调制器末级的最大激励功率应为Po2=87.5mW；取隔离放大器管功

第5页 共18页

率管增益也为Ap＝13 dB(20倍)，则振荡器的输出功率为Po1=4.38mW。

对于小型发射机，电源电压一般为9～15 V，所以取标准电源12 V。 三、单元电路设计、参数计算和器件选择

1.高频振荡器电路

主振荡器采用西勒电路，因为其振荡频率可以做得比较高，并且中心频率也相对稳定。本次设计的调幅发射机，由技术指标可知主振荡器应输出载波频率为10MHz，频率稳定度不低于10的正弦波信号。根据高频课程的理论学习，设计出如下的电路原理图：

-3

图1 主振荡器模块

（1）主振荡器的电路参数选择

①确定静态工作电流

合理地选择振荡器的静态工作点，对振荡器的起振，工作的稳定性，波形质量的好坏有着密切的关系。－般小功率振荡器的静态工作点应选在远离饱和区而靠近截止区的地方。根据上述原则，一般小功率振荡器集电极电流ICQ大约在1-4mA之间选取，故本实验电路中,可选管子3DG12B：

取ICQ=2mA VCEQ=6V β=100

则有Re?Rc?UCC?UCEQICQ?12?6?3K? 2为提高电路的稳定性Re值适当增大，取Re=1KΩ则Rc＝2KΩ

因：UEQ=ICQ·RE 则： UEQ =2mA×1K=2V 因： IBQ=ICQ/β 则： IBQ =2mA/100=0.02mA 一般取流过Rb2的电流为5-10IBQ , 若取10IBQ

因：Rb2?VBQIBQ VBQ?VEQ?0.7 则：Rb2?2.7V?13.5K? 0.2第6页 共18页

取标称电阻14K?。

因：Rb1?VCC?VBQVBQRb2 则：Rb1?12V?2.7V12K??41.3K?

2.7V为调整振荡管静态集电极电流的方便，Rb1由50K电位器串联构成。 ②确定主振回路元器件

从稳频出发，振荡回路电容C应尽可能大，但 C 过大，不利于波段工作；电感L也应尽可能大，但L大后，体积大，分布电容大，L过小，回路的品质因数过小，因此应合理地选择回路地C、L。在短波范围，C一般取几十至几百皮法，L一般取0.1至几十微亨。为了解决频稳与幅度的矛盾，通常采用部分接入。反馈系数F=C1/C2，不能过大或过小，适宜0.1—0.5。 当LC振荡时， f0=10MHz ，取 L＝6μH，C3=C4。

本电路中，回路的谐振频率fo主要由C3、C4决定，即

11 f??2?LC2?L(C3?C4)经计算得 C3+C4=42 pF，则C3=C4=21pF；

因要遵循C1，C2>>C3,C4，C1/C2=1/8—1/2的条件，故取C1=200pf，则C2=500pf。 2.隔离放大器电路

图2 隔离放大模块

电路如上图所示。该电路采用自给负偏压方式，通过R1可改变电位器改变负偏压大小。回路谐振

在工作频率，通过改变变压器Tr1耦合输出。L2、L3为高频扼流圈，Cb1为旁路电容，C5、C6为回路电容，C7、C8为耦合电容，Cd1、Cd2为电源去耦电容 。 （1）隔离放大电路的参数选择

第7页 共18页