1、辽 宁 工 学 院高频电子线路 课程设计（论文）题目：不对称斩波调幅院（系）：专业班级：学 号：学生姓名：指导教师：教师职称：副教授起止时间：05.06.2005.07.03课程设计（论文）任务及评语院（系）：信息科学与工程学院 教研室：通信教研室学 号 学生姓名 专业班级课程设计（论文）题目不对称斩波调幅课程设计（论文）任务1通过此次课程设计深入理解不对称斩波调幅的工作原理。2用 WEB 仿真，能够观察输入输出波形。3根据电路结果求出电压利用系数。指导教师评语及成绩成绩： 指导教师签字： 年 月 日辽 宁 工 学 院 课 程 设 计 说 明 书（论 文）目 录第 1 章 课程设计目的与要求
2、11.1 课程设计目的11.2 课程设计的实验环境11.3 课程设计的预备知识11.4 课程设计要求1第 2 章 课程设计内容 .12.1 电路原理设计.12.2 设计电路.22.3 电路分析.22.4 总结 4第 3 章 课程设计的考核.53.1 课程设计的考核要求53.2 课程性质与学分5参考文献 .5辽 宁 工 学 院 课 程 设 计 说 明 书（论 文）1第 1 章 课程设计目的与要求1.1 课程设计目的本课程的课程设计是设计一个简单的不对称斩波调幅，通过本次设计，让学生掌握高频电子线路的设计方法，并将其与仿真联系起来，理论与实践相结合，培养学生的设计能力。1.2 做仿真部分：课程设计
3、的实验环境硬件要求能运行 Windows 9.X 操作系统的微机系统。EWB 仿真操作系统。1.3 课程设计的预备知识熟悉 EWB 仿真操作系统，及高频电子线路课程。1.4 课程设计要求按课程设计指导书提供的课题，按照要求设计电路，计算电路的参数，完成课程设计。辽 宁 工 学 院 课 程 设 计 说 明 书（论 文）2第 2 章 课程设计内容2.1 电路原理设计。2.1.1 引言倍频器作为基本的电子器件，被广泛应用于发射机、频率合成器、接收机本振源等各种电子设备中，它的功能是将频率为 f 的艳入信号变换成频率为 f 整数倍的枪出信号.有关倍频器的理论分析及设计的文章已有很多发表，但有关详细的宽
4、带高效微波倍频器的实用设计论文却鲜见于各种文献，本文就是笔者根据为某工程的零距离测距转发器设计的关键部件一 S 波段三次倍频器而写的关于宽带高效徽波倍频器的设计报告. 2.1.2 方案选择此倍频器的指标要求是:输入频率 fi=725825 MHz,pi=15 dBm;输出频率 fo=2175 2475 MHz, po=71 dBm，带宽 300MHz.一般情况下，小信号倍颇器有二极管倍频、锁相倍频、晶体三极管倍频等方法。变容二极管倍频的参量倍频法虽然成本低、电路简单，但要实现 300 MH:带宽的宽带倍频，其翰入端 100 MH:的宽带匹配是非常困难的，而且一般情况下二极管倍频常用来做高次倍频
5、。尽管可用几条倍频链分段倍频，但倍频链的增加将导致设备体积和成本的增大，可靠性下降等诸多间题.锁相倍频法方案复杂、电路结构庞杂、调试困难，况且也不易保证输出信号具有良好的相噪指标和频谱纯度。晶体管倍频法不仅克服了输入信号宽带匹配的困难，而且由于是有源倍频反而降低了倍频损耗，所以选择了晶体管倍频法来设计三次倍频器。 从电路结构上看，晶体管倍频器与丙类谐振功率放大器类似，差别在于输出回路的调谐频率不同.在三次倍频器中，晶体管的输出回路调谐在输入信号的三次谐波频率上，以取出集电极电流脉冲中的三次谐波分量，从而产生频率为 3f;的输出电压信号. 三、印制电路的设计倍频器从电路原理看似乎非常简单，但要做
6、到频谱纯度好、效率高、性能可靠，却并不容易。一个好的器件，既要有简单合理的原理电路，又要有美观实用的布版工艺，特别是徽波器件，在电路设计时更要从性能指标出发，仔细考究电路结构、布局工艺. 考虑到本倍频器的输人频率较低，如果全部电路都采用分布参数元件，则电路精入端的匹配网络将会因尺寸过大而使整个电路显得结构松散，因此，倍频器的印制电路板(PCB)采用倍频输入前的集中参数元件和倍频箱出后的分布参数元件的混合电路。这样既保证了倍频器性能指标的实现，又缩小了器件的体积. 如图所示，徽调电容 C1,C2 与高阻微带线 L1、高频扼流圈 L2 构成输入宽带匹配电路，它的低通特性保证了输入信号 f。注入晶体
7、管的基极，阻止了倍频器产生的谐波信号倒流泣入信号源,L1 又构成晶体管抢入端的高频自偏置电路。L1,L3 均为 o/4 长的 100 高阻抗线，L3 与 C3 构成谐振频率为 f。的串联谐振回路，对倍频箱出信号中的基波分量进行陷波，L5 是比 o/4 稍短的 50 微带线，它与 C3, C4 构成谐振频率为 3fi 的谐振器，倍频器就是通过这个选频回路选出 fi 的三次谐波，从而完成倍频任务的。徽调电容 C3, C4 又构成谐振线和带通滤波器之间的匹配网络，实现倍频器枪出端的阻抗匹配.电源 V。经扼流圈 L4 从 fo 的零阻抗点加到晶体管的集电集上，调节可变电阻 Rp，可以改变晶体管 V 的
8、直流工作点。上图虚框内部分就是带通滤波器，它的中心频率为 2325MHz，带宽150 MHz，带内波纹 0. 5 dB，700 MHz 处有-35 dB 的衰减，采用切比雪夫原型撼波辽 宁 工 学 院 课 程 设 计 说 明 书（论 文）3器设计。根据带通滤波器和低通原型滤波器之间的对应关系 = | 2 (w/wo-1)/ |，求出w= wo+2*700 MHz,=(w2-w1)/wo=(2325-2125)/2325=12.9%时，s=2/0.129 *(3025/2325-1)=4.6678s-1=4.6678-1=3.66783. 7查切比雪夫滤波器的通用衰减特性曲线，选滤波器最少节数
9、N=3 即可满足要求(此时Lr=0.25dB，对应于 LR=12dB)。查波纹=0. 5 dB、节数=3 的切比雪夫低通原型撼波器元件参量表得出:go=1.0, g1=1.5963g2=1.0967, g3=1.9563g4=1.0计算各个导纳导置转换器参 Jo计算各段藕合线的奇偶模特性阻抗 Zoe 和 Zoc根据上述的奇偶模特性阻抗值，查微波集成电路传输线设计参考手册里的奇偶模特性阻抗曲线，可求得每一对藕合微带线的宽度 w 和间距 sWo1/h=20. So1/h=0.2W12/h=2.4 So1/h=0.9Wo1/h=2.4 So1/h=0.9W34/h=7.0 S34/h=0.7最后计算
10、每段藕合线长度时，考虑微带线 2 端的缩短效应而必需切去LL0.4mmLo1=21.9mm, L12=21.8mmL23=21.8mm, L34=21.9mm2.1.3 性能指标辽 宁 工 学 院 课 程 设 计 说 明 书（论 文）4此倍频器经过调试，输出频率 fo=21752475 MHz，功率 po=6. 07.4 dBm，功率波动0. 7 dB，谐波抑制45 dB，在 0+55范围内，杂散抑制60 dBc.在 0+55范围内，谱纯不变、指标正常，保精度工作.在-250范围内，倍频器虽不保证指标精度，但仍能正常工作.在常温下，倍频器没有引入明显的相位噪声。 2.2 设计电路，并画出电路图
11、（用 EWB 画，并打出）三次倍频器的电路图注: C1=C2=C3=C4 二 C5=7/2P,RP=200V=28C3358,Vc=5V;L2;0.5mm 漆包线晓帕 3mm 棒 10 圈;L4;5mm 滚包线倪似 2mm 捧 3 圈;PCB 采用厚 lmm 的获四奴乙蹄材料的双面孔化印侧板(PCB 背面是大面积地)。1. 3 电路分析，电路参数分析 （用 EWB 仿真的要求有打印出输入或输出波形）原频率波形：倍频后的波形：2.4 总结通过 2 年多的使用，倍频器工作状态稳定，性能可靠。事实证明，该 S 波段三次倍频器设计方案简单、调试方便、性能可靠，具有广泛的经济效益和使用价值辽 宁 工 学 院 课 程 设 计 说 明 书（论 文）5第 3 章 课程设计的考核3.1 课程设计的考核要求：1独立完成电路设计2分析电路，分析电路参数3按照任务要求，要求仿真的，必须仿真出结果。并打印出来，贴在报告上3.2 课程性质与学分课程性质：考查学分：2 学分参考文献1 张肃义.高频电子线路.第二版.北京：高等教育出版社，19882 李新平.实用电子仿真技术.北京：机械工业出版社，20033 李东生.信号与电子系统原理及 EDA 仿真.中国科学技术大学，2000
