小功率调频发射机的设计().docVIP

一、电路原理 1．电路原理及用途 通常小功率发射机采用直接调频方式其中高频振荡级主要是产生频率稳定、中心频率符合指标要求的正弦波信号，且其频率受到外加音频信号电压调变；缓冲级主要是对调频振荡信号进行放大，以提供末级所需的激励功率，同时还对前后级起有一定的隔离作用，为避免级功放的工作状态变化而直接影响振荡级的频率稳定度；，功放级的任务是确保高效率输出足够大的高频功率，并馈送到天线进行发射。 晶体管器件课程设计是电子科学与技术专业学科实践性课程，其任务是学生知识， .2．主要技术指标 设计一个小功率调频发射机，主要技术指标为： (1) 载波中心频率； (2) 发射功率； (3) 负载电阻； (4) 调制灵敏度； 二、设计步骤和调试过程 1、总体设计电路 2、电路工作状态或元件参数的确定 实际功率激励输入功率不高拟定整机方框图的一般原则是，在满足技术指标要求的前提下，应力求电路简单、性能稳定可靠。单元电路级数尽可能少，以减少级间的相互感应、干扰和自激。 由于本题要求的发射功率Po不大，工作中心频率f0也不高，因此晶体管的参量影响及电路的分布参数的影响不会很大，整机电路可以设计得简单些，各组成部分的作用是： (1)LC调频振荡器：产生频率f0=6.5MHz的高频振荡信号，变容二极管线性调频，最大频偏，整个发射机的频率稳定度由该级决定。 (2)缓冲隔离级：将振荡级与功放级隔离，以减小功放级对振荡级的影响。因为功放级输出信号较大，当其工作状态发生变化时（如谐振阻抗变化），会影响振荡器的频率稳定度，使波形产生失真或减小振荡器的输出电压。整机设计时，为减小级间相互影响，通常在中间插入缓冲隔离级。缓冲隔离级电路常采用射极跟随器电路。 (3)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。 (4)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≤50%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，故选用丙类功率放大器较好。 发射机的主要技术指标 (1)发射功率 发射功率指发射机发射到天线上的功率。只有当天线的长度与发射信号的波长相比拟时，天线才能有效地把信号发射出去。波长 与频率 的关系是 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。 (2)工作频率或波段 发射机的工作频率应根据调制方式，在国家有关部门规定的范围内选取。对于调频发射机，工作频段一般选择在超短波范围内。 (3)总效率 发射机发射的总功率PO其所消耗的总功率PT比，称为发射机的总效率，用 表示。 (4)调制灵敏度Kf 是单位调制信号电压所引起的最大频偏，其值越大，说明调制信号控制作用越强，产生频偏越大。 整机电路的实际计算顺序一般是从末级单元电路开始，向前逐级进行。而电路的组装和调试顺序一般是从前级单元电路开始向后级逐级进行。 发射机的输出应具有一定的功率才能将信号发射出去，但是功率增益又不可能集中在末级功放，否则电路性能不稳，容易产生自激。因此要根据发射机的各组成部分的作用，适当地合理地分配功率增益。如果调频振荡器的输出比较稳定，又具有一定的功率，则功率激励级和末级功放的功率增益可适当小些。功率激励级一般采用高频宽带放大器，末级功放可采用丙类谐振功率放大器。缓冲级可以不分配功率。 仅从输出功率Po≥100mW一项指标来看，可以采用宽带功放或乙类、丙类功放。由于还要求总效率大于50%，故采用一级宽带放大器加一级丙类功放实现。如下图： 从振荡器的什么地方取输出电压也是十分重要的。一般尽可能从低阻抗点取出信号，并加入隔离、缓冲级如射极输出器，以减弱外接负载对振荡器幅度、波形以及频率稳定度的影响。 射极输出器的特点是输入阻抗高，输出阻抗低，放大倍数接近于1。 调频振荡电路的作用是产生频率的高频振荡f=6.5MHz信号。变容二极管为线性调频，最大频偏。发射机的频率稳定度由该级决定。调频振荡器电路如下图所示： 3、仿真及仿真结果分析 通过仿真可以看出，电路在仿真条件下基本符合设计要求，这说明所设计的硬件电路和程序在理论上符合设计要求，因此可以进行实物搭建与调试，在实际电路中检验电路的工作状态是否与设计要求相符。 设计电路的性能评测 电子电路调试技术包括调整和测试两部分。调整主要是对电