高频电子电路课程设计DOC.doc

一、摘要 随着社会的发展，通讯工具在我们的生活中的作用越来越重要。通信工程专业的发展势头也一定会更好，为了自己将来更好的适应社会的发展，增强自己对知识的理解和对理论知识的把握，本次课程设计我准备制作具有实用价值的调频器。我们都知道发射机的功能是将原始信号调制成频率携带消息的信号，该过程称作调制过程，实现这一功能的电路称作调频电路。 调频电路是使受调波的瞬时频率随调制信号而变化的电路。调频器分为直接调频和间接调频两类。直接调频是用调制信号直接控制自激振荡器的电路参数或工作状态，使其振荡频率受到调制，变容二极管调频、电抗管调频和张弛调频振荡器等属于这一类。在微波波段常用速调管作为调频器件。间接调频是用积分电路对调制信号积分，使其输出幅度与调制角频率成反比，再对调相器进行调相，这时调相器的输出就是所需的调频信号。间接调频的优点是载波频率比较稳定，但电路较复杂，频移小，且寄生调幅较大，通常需多次倍频使频移增加。对调频器的基本要求是调频频移大，调频特性好，寄生调幅小。调频器广泛用于调频广播、电视伴音、微波通信、锁相电路和扫频仪等电子设备。调频广播具有抗干扰性能强、声音清晰等优点，获得了快速的发展。调频电台的频带通常大约是200～250kHz，其频带宽度是调幅电台的数十倍，便于传送高保真立体声信号。 由于调幅波受到频带宽度的限制，在接收机中存在着通带宽度与干扰的矛盾，因此音频信号的频率局限于30～8000Hz的范围内。在调频时，可以将音频信号的频率范围扩大至30～15000Hz，使音频信号的频谱分量更为丰富，声音质量大为提高。 许多中小功率的调频发射机都采用变容二极管直接调频技术，即在工作于发 射载频的LC振荡回路上直接调频，采用晶体振荡器和锁相环路来稳定中心频率。较之中频调制和倍频方法，这种方法的电路简单、性能良好、副波少、维修方便，是一种较先进的频率调制方案。因此，对于调频电路的研究、设计，具有重大的意义。此次的课程设计我准备设计出具有一定实用价值的调频器，以实现对音频信号的频率调制。 二．总体方案 1、主要技术指标： (1)中心频率为18.5MHz,频率不稳定度(包括不准确度)为±350KHz。 (2)输入音频信号为100Mv（有效值）时，输出信号幅度大于300mV（空载）。 (3)输入音频信号为100Mv（有效值）时，产生频偏±50KHz。 (4)调频器的输入电阻为75＆。 2、方案确定 根据上述要求，可见所设计的调频器由三部分构成：音频放大器、调频级和缓冲级。音频放大器的作用是将送来的音频信号放大后，去对调频振荡器进行频率调制，即：使振荡器的振荡频率按照音频信号的变化规律而变化，音频放大器的放大倍数要根据调频器的频偏而设定。因此，音频放大器可采用一般的共射极放大电路。 调频级是调频器的核心，其作用是使等幅振荡变成频率按调制信号变化的调频振荡。调频级的关键是产生一个频率为18.5MHz的振荡信号。因此，调频级可采用变容二极管直接调频振荡器。振荡电路采用高稳定度的LC改进型三点式电路。采用变容二极管直接调频的原因是为了获得较大的频偏。另外，变容二极管直接调频电路的电路简单、性能良好、副波少、维修方便，是一种较先进的频率调制方案 缓冲级的作用是将振荡级与输出隔离开来，避免输出部分对振荡级的影响， 并做到与后面的放大级良好的连接起来，故缓冲级可以采用共射放大器和一级射极跟随器组成。放大器既可以作为隔离级，又可以使振荡级与后级的耦合减弱一些，有利于提高频率稳定度和减小后级对振荡器的影响。 3、变频器的系统框架 三、电路工作原理 调频器由三部分构成：音频放大器、调频级和缓冲级。 音频放大器由共射极放大电路构成，这是一种利用负反馈技术稳定静态工作点的电路。与固定偏置共射放大电路相比，电路中增加了发射极电阻R4’和R4”、发射极旁路电容C20。该负反馈为电流串联负反馈，它只对直流分量起作用，对交流分量没有负反馈作用，它属于直流反馈，只影响放大电路的静态，而不直接影响放大电路的动态性能指标。共射极放大电路具有电压和电流放大能力，Uo和Ui反相。 调频级采用的是变容管直接调频技术。直接调频是用调制信号电压直接去控制振荡器的 振荡频率，直接调频的稳定性较差，但得到的频偏较大，线路简单，故应用较广。 其调频电路图变容管的直流电压Uq从R6和W2上获得。调制信号通过C2、L1馈入，L1是高频扼流圈。变容管作为可控电抗元件接入LC振荡回路中，变容管的结电容Cj与C3、C4、C5、C7、C8共同构成回路的电容。变容管两端的电压包括静态电压Ud和调制电压ū。电压的正确馈入是保证二极管正常工作的必要前提。