高频课程设计-小功率调幅发射机设计.doc

高频课程设计-小型调幅发射机设计学校 辽宁工大专业 通信工程班级 通信05(1)班姓名 学号4 2008年1月7日小型调幅发射机设计一.设计要求二.设计原理概述1. 调幅概念及其分类:在时域上，可以认为调幅的实现是以代表信息的基带信号（调制信号），去控制不含信息的高频载波振幅为基础来实现的。 图1调幅分类: （1）普通调幅，简记为AM ； （2）双边带调幅，简记为DSB ； （3）单边带调幅，简记为SSB ； （4）残留边带调幅，简记为VSB 。2、本设计任务总体实现方案的确定 下图为最基本的调幅发射系统框图。主要由主振荡器、缓冲级、高频小信号放大器、调制器、高频功率放大器、低频电压放大器等电路组成。 图2方案一：低电平调幅发射机由于设计任务要求实现的是小功率发射机，发射功率（输出负载RL上的功率）P0 大于0.25W即可。所以，可以利用提供的集成模拟乘法器MC14961596G，组成低电平调幅电路。如下图所示 图3双差分对MC1496MC1596如图:方案二：高电平调幅发射机因为设计任务中对发射功率并没有限制上限值，所以，也可以采用高电平调幅电路组成发射系统，如下图所示。若缓冲级输出电压能满足高电平调幅电路的要求，并且最终负载上的输出功率也满足指标要求时，则应力求电路结构简单，去除高频放大电路。3.调幅发射系统各单元电路的分析（1）主振器主振器就是高频振荡器，根据载波频率的高低和频率稳定度来确定电路形式。在频率稳定度要求不高的情况下，可以采用电容反馈三点式振荡电路，如克拉泼、西勒电路。频率稳定度要求高的情况下，可以采用晶体振荡器，也可以采用单片集成振荡电路。(2） 缓冲级缓冲级通常采用射极跟随器，基本原理是利用它的输入电阻高和输出电阻低的特点，在电路中起着阻抗变换的作用。（3）高频放大器高频放大器属于线性放大器。根据电路所需要的电压增益和选择性，来确定电路形式。一般电路形式有单调谐放大器和双调谐放大器。在对放大器选择性要求不高的场合，可以选用单调谐放大器。为提高放大器的电压增益，可以选择多级放大器级联的电路形式。（4）振幅调制器振幅调制器的任务是将所需传送的信息“加载”到高频振荡中，以调幅波的形式传送出去。通常有低电平调幅和高电平调幅两种实现电路。 低电平调幅电路输出功率小，适用于低功率系统。它的电路形式有多种，如斩波调幅器、平衡调幅器、模拟乘法器调幅等，比较常用的是采用模拟乘法器形式制成的集成调幅电路，即集成模拟乘法器调幅。这种集成电路的出现，使产生高质量调幅信号的过程变得极为简单，而且成本很低。 高电平调幅电路输出功率大，一般在系统末级直接产生满足发射要求的调幅波。它的电路形式主要有集电极调幅和基极调幅两种。集电极调幅电路的优点是效率高，晶体管获得充分的应用；缺点是需要大功率的调制信号源。基极调幅电路的优缺点正好与之相反，它的平均集电极效率不高，但所需的调制功率很小，有利于调幅发射系统整机的小型化。（5）功率放大器功率放大器主要有甲类、甲乙类或乙类（限于推挽电路）、丙类功放，根据功放的输出功率和效率来确定选择哪一种。采用低电平调幅电路的系统，由于调制器输出信号为调幅波，其后的功率放大器必须是线性的（如甲类、甲乙类或乙类功放）；而采用高电平调幅电路的系统，则在末级直接产生达到输出功率要求的调幅波，多以丙类放大器作为此时的末级电路。由于技术指标中对主振器的频率和频率稳定度要求不高，所以，采用西勒振荡电路；缓冲级采用射极跟随器；低电平调幅电路采用集成模拟乘法器实现；高电平电路采用基极调幅电路射极跟随电路模拟乘法器可以用MC1496或MC1596G三.电路设计 综合上述,可以利用MC1596G电路集成块进行设计如下四.参数分析(1)选定电路临界工作状态时，POmax=0.25W>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=0.25W ，临界时 Ucm=ECUces=12-1=11V（取UCES=1V） Re= (2)由于采用双差分平衡调制,省略匹配电路,(3)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。 （4）功放电路的选择：C若按50%计算,则临界时: 功放管基极偏置电阻的计算： 选50选用3DG12C其极限参数为。 (5)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。 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： 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 >(310)f0 另外，应选电流放大倍数较大的晶体管，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= 1012uH 而 选反馈系数Fu= l则C2= C3(选为510pF)。取输出接入系数 定一C4值时,可取C3 值.五.设计实验总结根据原理框图,我对调幅发射器进行设计,考虑时小功率发射,采用设计框图2的设计方案,对各部分进行选取1.在主振级电路上,有克拉泼电路和西勒电路进行选择,优先考虑西勒电路,因为本次设计参数要求工作频率采用克拉泼震荡电路易产生振幅变小的情况.2.缓冲级的选择中,开始时采用的时这样的射极跟随电路,后考虑到与MC1506G的连接不方便而放弃 而后采用了现在用的T2电路构成的射级跟随电路完成缓冲级任务3.尽管采用的是射级框图2,但考虑参数中并没有限制发射功率上限,则省略了高频放大级而直接与由MC1596G外接电路构成的振幅调制相连,实现振幅调制发射.本次实验设计,让我充分认识到了自己在专业知识上的不扎实,对元器件参数的选择让我很头痛,大部分电路通过查阅书籍后利用photoshop绘制,公式则参阅资料书,通过wordgs工具编辑.在其中有很多错误的地方.对电路的原理性能也感到不知所措,但这一次设计,让我深刻地体会到了高频电路中的乐趣,也让我坚定了认真学习专业知识的决心. 通信05_1班熊聪 05060301242008-1-8