小型等幅发射机.doc

电子线路课程设计

课程设计名称：小型等幅发射机

姓 名: 肖 凡
专 业: 电子信息工程
班 级: 083141
学 号: 08314124
指导老师: 徐 坚

摘 要

本课程设计在于了解发射机整机各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算发射机的各个单元电路：主振级、激励级、输出级、调制级、输出匹配网络及音频放大器。初步掌握小型调幅波发射机的调整及测试方法。

12

1.电路结构的选择及工作原理
1.1方框结构与各部分电路的原理

图1.1.1 等幅波发射机原理框图

上面是调幅波发射机的框图。若改为等幅波发射机，只需去掉音频放大级即可，若输出功率要求不高，可去掉其中的激励级。
各级电路的作用：
主振级：是正弦波自激振荡器，用来产生频率为2.6MHz的高频振荡信号，由于整个发射机的频率稳定度由它决定，因此要求主振级有较高的频率稳定度，同时也有一定的振荡功率(或电压)，其输出波形失真要小。
缓冲级：其作用主要是将主振级与激励级进行隔离，以减轻后面各级工作状态变化(如负载变化)对振荡频率稳定度的影响以及减小振荡波形的失真。
激励级：若输出功率要求较高时，插入激励级来放大信号功率。
功放(调幅)级：将从激励级送来的信号进行高效率功率放大以输出足够大的功率供给负载(天线)，若是调幅波发射机，还应在该级实现调幅，应选用合适的调幅方式。
输出网络：由于功放级往往工作于效率高的丙类工作状态，其输出波形不可避免产生了失真，为滤除谐波，输出网络应有滤波性能。另外，输出网络还应在负载(天线)与功放级之间实现阻抗匹配。
1.2选择的电路原理图、选择的主要依据

图1.2.1 等幅波发射机电路
(图中L3、R7、C7主要为基极调幅而设制的)
1.2.1调幅发射机的主要技术指标
由于调幅发射机实现调制简便，调制所占的频带窄，并且与之对应的调幅接收设备简单，所以调幅发射机广泛地应用于广播发射，调幅发射机的主要指标有：
1、工作频率范围
调幅一般适用于中波、短波广播通信，其工作频率范围为535kHz~1605kHz。
2、发射功率PAV
发射功率一般指发射机输送到天线上的功率。由麦克斯韦电磁波理论可知，只有当天线的长度与发射电磁波的波长λ相比拟时，天线才能有效地将已调波发射出去。波长λ与频率ƒ之间的关系为

式中，c为电磁波传播速度，c=3*108m/s。若接收机的灵敏度VA=2uV，则通信距离s与发射功率Po间的关系为

当发射功率为大于500mW时通信距离为5.08Km以上。
3、调幅度
调幅度是调制信号对高频载波信号振幅的控制程度2.电路参数的计算与元件的选择2.1 T3管输出电阻Re的选择
选定电路临界工作状态时，POmax=0．5W>2Po再考虑匹配电路的传输效率，假定晶体管最大输出功率POmax=0．5W ，临界时
      Ucm=EC—Uces=12-1=11V（取UCES=1V）
          Re=

2. 匹配电路的选择
由于RA=50Ω，Re=100Ω，所以需要采用匹配电路，将RA转换为晶体管所需的负载Re。匹配电路还应具有滤波作用。选用匹配电路形式如下图所示。

图2.2.1   匹配电路
参数计算公式：

式中ω0=2πf0=2π××103(f) , RA=50Ω，Re=100Ω
选Qe1=2, 则Qe2=
  得:
C8=1224 p F (取1200 p F), C9=1149 p F (取1500 p F)
2.1 馈电电路的选择
采用并联馈电电路,扼流圈选4.7mH或多或少5.6mH均可。
2.2 功放电路的选择
ηC若按60%计算,则临界时：

功放管基极偏置电阻的计算：

选β＝50

选用3DG12C其极限参数为。

2.3 缓冲级的计算
晶体管的静态工作点应位于交流负载线的中点，考虑到晶体管约有1V的饱和压降，可取、，为得到一定的跟随范围，减小失真，可取静态工作点电流IcQ=6mA，则

为便于调节，基极偏置电阻采用电位器Rw1、R3组合而成。

T2管可选用普通的小功率高频晶体管如3DG6、3DG8、β取40~60。

2.5.1 缓冲级参考电路
2.4 主振级的计算
①电路形式的选择：
    采用简单的电容三点式振荡电路，其原理电路如图2.6.1所示

图2.6.1

    在图2.6.1中C1为交流旁路电容，故晶体管T1的基极交流接地，该电路可看成共基电路和反馈网络组成，C4、C3构成分压电路，提供降压输出，减小了负载对振荡电路的影响：
2.5 电路参数的选择
    a)选管：主振级是小功率振荡管，选择一般小功率高频管即可，但从稳频和起振出发，应选特征频率fT较高的晶体管，因为fT高，高频性能好，晶体管内部相移小，有利于稳频；在高频工作时，振荡器也因具有足够的增益而易于起振．通常fT >(3～10)f0
    另外，应选电流放大倍数β较大的晶体管，β大，易起振。为此，可选3DG6、3DG8、9018等常用的高频小功率管.
    b)直流工作状态与偏置电阻的计算：
    振荡管的静态工作点电流对振荡器工作的稳定性及波形有较大的关系，因此，应合理选择工作点。
    振荡器振荡幅度稳定后，常工作在非线性区域，晶体管必然出现饱和和截止情况，晶体管在饱和时输出阻抗低，它并联在LC回路上使Q值大为降低，降低频率稳定度，波形也会失真，所以应把工作点选在偏向截止区一边，故工作点电流不能过大，应选小些，通常对小功率振荡器，工作点电流应选,IcQ偏大，可使振荡幅度增加一些，但对其它指标不利，通常取Icq=1mA  R4=2K
    请考虑基极偏置电阻应如何定。
取

c)振荡电路参数与选取：
 选择L= 10～12uH

而

选反馈系数Fu= l则C2= C3(选为510pF)。
取输出接入系数     定一C4值,可取C3 值

3.安装调试
1 检测元件、晶体管
用晶体管图示仪检测晶体管(它们的主要参数：如β、BUcE0等)应符合设计要求。对要求自己绕制的电感线圈，可用高频电感电容测量仪测量电感量。
2 按规定的印刷线路的大小设计印制板图。并通过描图、腐蚀、钻孔等过程制作电路印制板。
3 对要求的电路进行元器件的焊接、安装，要求安装整齐，焊点光滑、无焊、错焊。
4 对各级电路进行调试：
1)振荡电路
调整合适的静态偏置，使输出电压幅度合适，输出波形应无明显失真，输出信号频率正确。
2)缓冲电路
调整合适的偏置，使输出无明显失真。
3)功放电路
调整功放偏置或输入载波幅度，以及有关元件，使输出幅度达到最大，无明显失真，要求输出电压幅度>3.5V，输出功率符合要求。

4.心得体会

课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。通过这次的高频课设，加深了对电子电路理论知识的理解，并锻炼了实践动手能力，具备了高频电子电路的基本设计能力和基本调试能力 ，能够正确的使用实验仪器。
回顾起此次高频课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在整整两星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
现代科学技术的飞速发展，改变了人类的生活。作为新世纪的大学生，应当站在时代发展的前列，掌握现代科学技术知识，调整自己的知识结构和能力结构，以适应社会发展的要求。新世纪需要既有丰富的现代科学知识，能够独立解决面临的任务，充满活力，有创新意识的新型人才。对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。让我知道了学无止境的道理。我们每一个人永远不能满足于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！

参考文献

[1] 张肃文,《高频电子线路》北京：高等教育出版社，2000.  
[2] 南利平,《通信原理》北京：清华大学出版社，2002. 
[3] 谈文心, 邓建国, 张相臣 ,《高频电子线路》 西安交通大学出版社，1996  
[4] 阎石,《数字电子技术基础》高等教育出版社  1998年11月第四版  
[5] 袁保生 ,毕满清,《Protel99SE电路设计实验指导》 中北大学信息工程系  2005  
[6] 何书森 ,何华斌.《实用电子线路设计速成[M]》 福建科学技术出版社  2004 
[7] 谢自美 ,《电子线路设计、实验与测试》（第二版） 华中科技大学出版社 2003 

附表A
东华理工大学长江学院
课程设计评分表
学生姓名：肖 凡 班级： 083141 学号：08314124
课程设计题目： 高频功率放大器

项目内容
满分
实 评
选
题
能结合所学课程知识、有一定的能力训练。符合选题要求
（3人一题）
5

工作量适中，难易度合理
10

能
力
水
平
能熟练应用所学知识，有一定查阅文献及运用文献资料能力
10

理论依据充分，数据准确，公式推导正确
10

能应用计算机软件进行编程、资料搜集录入、加工、排版、制图等
10

能体现创造性思维，或有独特见解
15

成
果
质
量
模型正确、合理，各项技术指标符合要求。
15

摘要叙述简练完整，假设合理、问题分析正确、数学用语准确、结论严谨合理；问题处理科学、条理分明、语言流畅、结构严谨、版面清晰
15

论文主要部分齐全、合理，符号统一、编号齐全。　格式、绘图、表格、插图等规范准确，符合论文要求
10

字数不少于2000字，不超过15000字
5

总 分
100

指导教师评语：

指导教师签名：
年 月 日