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小功率AM调幅发射机设计.
电子线路课程设计
总 结 报 告
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课题名称:小功率调幅AM发射机设计
一、设计内容及要求
1.1设计内容:
小功率调幅AM发射机的设计
1.2技术指标:
载波频率 ,频率稳定度不低于10-3
输出功率
负载电阻
输出信号带宽 (双边带)
残波辐射 ,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 ;平均调幅系数0.3
发射效率
二、方案选择及系统框图
2.1方案选择:
(1)本地振荡模块
方案一:RC正弦波振荡器。其中RC振荡电路是用电阻与电容器组成的,因此并无调谐电路。因此并无调谐电路。
方案二:石英晶体振荡器。石英晶体振荡器具有很高的稳定度,可高达10-4~10-11量级。频率稳定度要求高的情况下,可以采用晶体振荡器。
方案三:三点式LC正弦波振荡器。分为电容三点式和电感三点式。振荡器的电路形式一般为电容三点式。在频率稳定度要求不高的情况下,可以采用普通三点式电路、克拉泼电路、西勒电路。
作为高频振荡器通常使用LC振荡电路或晶体振荡电路。本次应用为三点式LC正弦波振荡器,接射极跟随器作为缓冲级。
(2)音频放大器
音频放大器主要是对音频信号进行不失真放大,本次选用集成运放构成的放大器。
(3)振幅调制模块
方案一:二极管平衡电路。在电路中为减少无用组合频率分量,应使二极管工作在大信号状态,即控制电压的信号(载波信号的电压)的幅值至少应大于0.5V以上。
方案二: MC1496模拟相乘器的核心电路是差分对模拟相乘器,实现调幅和同步检波。MC1496线性区和饱和区的临界点在15~20mV左右,仅当输入信号电压均小于26mV时,器件才有理想的相乘作用,否则电压中会出现较大的非线性误差。在2、3引脚之间接入1kΩ反馈电阻,可扩大调制信号的输入线性动态范围,满足设计需要。
由于MC1496模拟相乘器混频输出电流频谱纯净,组合频率分量少,允许输入信号动态范围较大,有利于减少交调和互调失真,因此本次选用MC1496芯片[2]。
(4)功率放大模块
功率激励级—为末级功放提供激励功率。如果发射功率不大,且振荡级的输出能够满足末级功放的输入要求,功率激励级可以省去。 末级功放—将前级送来的信号进行功率放大,使负载(天线)上获得满足要求的发射功率。如果要求整机效率较高,应采用丙类功率放大器,若整机效率要求不高如%50η,而对波形失真要求较小时,可以采用甲类功率放大器。但是本题要求%50≥η,故选用丙类功率放大器较好。
2.2系统框图
三、单元电路设计、参数计算和器件选择
3.1载波振荡电路
载波是指被调制以传输信号的波形,一般为正弦波。一般要求正弦载波的频率远远高于调制信号的带宽,否则会发生混叠,使传输信号失真。
载波震荡器使用克拉泼电路。图3-1中R1,R2,R3构成分压偏置电路,L1为高频扼流圈,克拉泼电路是电容三点式振荡器的改进型电路,满足 C4 C2,C4 C3,回路总电容取决于 C4,减小了极间电容 Cce、Cbe、Ccb(并联在 C2、C3 上)对频率的影响。 C4 越小,影响越小,回路标准性越高。实际情况下,克拉泼电路的频稳度大体比电容三点式电路高一个量级,达图3-2为载波振荡电路仿真波形。
另外为了减小调制级对载波振荡器的影响,在调制级与振荡器间设计加入缓冲隔离级,如图3-3所示。缓冲隔离级采用射级跟随器电路,通过调节电位器R8,可以改变射随器的输入阻抗。通过调节电位器R9,可以改变缓冲级加到调制器上的信号幅度[5]。
3.2音频放大电路
音频放大器实现对音频信号的功率放大,要求在音频范围内保持稳定的放大倍数,输出不失真的波形。
如图3-4,本设计利用集成运放LM3070构成放大电路,3脚输入待放大的音频信号,7、4脚分别接正负电源,6脚输出放大后的信号,R3为反馈电阻。信号从运算放大器同向输入端输入,构成同向放大器。放大倍数为。图3-5为待放大的音频信号和放大后的音频信号波形[3]。
3.3振幅调制电路
振幅调制电路可将输入信号频率沿频率轴进行不失真的搬移。振幅调制电路有两个输出信号,如图3-2-1所示,输入的是输入调制信号,它含有所需的传输信息;输入的是载波信号,为载波角频率,为载波频率。在其共同作用下产生所需的振幅调制信号。,式中,是调幅信号的调幅系数,相应的波形如图2-2-2所示。是的振幅,成为调幅信号的包络[1]。
调幅电路的组成模型可由一个相加器和一个相乘器组成。
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