1、课程设计说明书 NO.1沈 阳 大 学 调幅发射机1.课程设计的目的无线电发射与接收设备室高频电子线路的综合应用，是现代化通信系统、广播电视系统、无线安全防范系统、无线遥控和遥测系统、雷达系统、电子对抗系统、无线电制导系统等，必不可少的设备。希望通过此次的课程设计可以了解其工作的原理、过程。并可以用软件熟练的对其进行仿真，更直观的理解调幅发射机的工作。2设计方案论证2.1 调幅概念及其分类2.1.1 调幅的概念在时域上，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。2.1.2 调幅分类:（1）普通调幅，简记为 AM ；（2）双边带调幅，简记
2、为 DSB ；（3）单边带调幅，简记为 SSB ；（4）残留边带调幅，简记为 VSB 。2.2 本设计任务总体实现方案的确定2.2.1 调幅电路的两种方案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 1 调幅发射系统框图方案一：低电平调幅发射机课程设计说明书 NO.2沈 阳 大 学 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）P 0 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 2 低电平调幅电路双差分对 MC
3、1496MC1596 如图:图 3 双重差分 MC1496MC1596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课程设计说明书 NO.3沈 阳 大 学 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。图 4 高电平调幅电路组成发射系统2.2.2 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
4、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
5、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。课程设计说明书 NO.4沈 阳 大 学 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
6、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。图 5 放大电路课程设计说明书 NO.5沈 阳 大 学 图 6 西勒电路图 7 振幅调制级电路模拟乘法器可以用 MC1496 或
7、MC1596G课程设计说明书 NO.6沈 阳 大 学 图 8 调幅发射机的调制电路2.2.3 电路设计综合上述,可以利用 MC1596G 电路集成块进行设计如下图 9 MC1596G电路集成块设计图2.2.4 参数分析选定电路临界工作状态时，P Omax=0.25W2Po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）20maxOgePR50AR课程设计说明书 NO.7沈 阳 大 学 由于采用双差分平衡调制,省略匹配电路。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
8、可。功放电路的选择： C若按 50%计算,则临界时:0max1.50.50ccPWm)9(19)(1 eccRUImA20.50功放管基极偏置电阻的计算： e2c1moRIPc1c0.5I A 1max2(9).cII选 50 maxa045cbIAmax123CbERKIVUcE4选用 3DG12C 其极限参数为 。ZTMHf30WPCM7AIC30BUCED302.2.5 缓冲级的计算(1)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，课程设计说明书 NO.8沈 阳 大 学 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VCQ7CQ5IcQ=
9、6mA，则 CQIVR5为便于调节，基极偏置电阻采用电位器 Rw1、R 3组合而成。bQecWIE)(31 cQbIC1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、C 3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)电路参数的选择：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)f 0另外，应选电流放大倍数 较大的晶体管， 大，易起振。为此，可选3DG
10、6、3DG8、9018 等常用的高频小功率管.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mAIcQ41常取 Icq=1mA R4=2K请考虑基极偏置电阻应如何定。取 ,bQII10512IVReQb
11、11IVERbQc振荡电路参数与选取：课程设计说明书 NO.9沈 阳 大 学 选择 L= 1012uHLC10pFLf390)2(10而3432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。143P3.设计结果与分析3.1 仿真的结果课程设计说明书 NO.10沈 阳 大 学 图 10 振荡级仿真结果 图 11 缓冲级仿真结果课程设计说明书 NO.11沈 阳 大 学 图 12 放大级电路仿真结果图 13 振幅调制级电路仿真结果图 14 音频放大级电路的仿真结果3.2 设计总结根据原理框图,我对调幅发射器进行设计,考虑时小功率发射,采
12、用设计框图的设计方案,对课程设计说明书 NO.12沈 阳 大 学 各部分进行选取在主振级电路上,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.0f=1.2MHZ6,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。图 15 T2电路构成的射级跟随电路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.4.设计体会
13、通过本课程的学习，能够掌握近代高频理论的基础知识，高频电路分析与计算的基本方法，具备进行试验的初步技能，并为后续课程的学习打下必要的基础。 而通过这次课程设计，不仅对这学期高频学习的东西又更深刻的复习了一遍，而且对专业课又提供了更大的帮助，从而对它更感兴趣了，这对学习这科课程有很大的帮助，争取以后在这方面有突出的表现，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 Multisim 软件应用十分广泛，因此学会应用此仿真软件是十分必要的。通过这次课程设计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
14、，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，从而提课程设计说明书 NO.13沈 阳 大 学 高自己的实际动手能力和独立思考的能力。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，通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。有时间多看看各方面书籍，拓宽知识面，不断充实自我。5参考文献1王卫东. 高频电子电路M. 电子工业出版社. 2008.8 :30-36.2王松武. 常用电路模块分析与设计指导M. 清华大学出版社. 2007.11 :39-54.3 黄智伟 ,李伟琦,邹其洪. 基于 Multisim 的电子电路计算机仿真设计与分析 M.电子工业出版社. 2010.8 :110-125.4 何希才,邹炳强. 通用电子电路应用 400 例J. 电子工业出版社. 2006.1 :3-11.5 刘南平. 模拟电子电路图解电子电路基础系列J. 科学出版社. 2009.8 :5-20.6 韦琳. 图解电子电路M. 科学出版社. 2006.12 :67-84.7 朱彩莲. Multisim 电子电路仿真教程M. 西安电子科技大学出版社. 2007.6 :254-236.8 门宏. 怎样看电子电路图J. 人民邮电出版社. 20011.8 :11-22课程设计说明书 NO.14沈 阳 大 学
