超外差式调幅发射与接收机电路设计方案.docx

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超外差式调幅发射与接收机电路设计方案

淮海工学院

课程设计报告书

题目：

超外差式调幅发射与接收机

电路设计

学院：

电子工程学院

专业：

通信工程

班级：

通信091

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学号：

*********

2018年1月5日

超外差式调幅发射与接收机电路设计

1引言

随着科学技术的不断发展，我们的生活越来越科技化。

正是这些科学技术的进步，才使得我们的生活发生了翻天覆地的变化。

这学期，我们学习了《高频电子线路》这门课，让我对无线电通信方面的知识有了一定的认识与了解。

通过这次的课程设计，可以来检验和考察自己理论知识的掌握情况，同时，将理论变成实践，更是能使自己加深对理论知识的理解，提高自己的设计能力。

1.1发射机原理概述及框图

发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制,将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。

通常，发射机包括三个部分：

高频部分，低频部分，和电源部分。

高频部分一般包括主振荡器、缓冲放大、倍频器、中间放大、功放推动级与末级功放。

主振器的作用是产生频率稳定的载波。

为了提高频率稳定性，主振级往往采用石英晶体振荡器，并在它后面加上缓冲级，以削弱后级对主振器的影响。

低频部分包括话筒、低频电压放大级、低频功率放大级与末级低频功率放大级。

低频信号通过逐渐放大，在末级功放处获得所需的功率电平，以便对高频末级功率放大器进行调制。

因此，末级低频功率放大级也叫调制器。

超外差式调幅发射机系统原理框图如图1所示。

1.2接收机原理概述及框图

接收机的主要任务是从已调制AM波中解调出原始有用信号，主要由输入电路、混频电路、中放电路、检波电路、低频放大器、低频功率放大电路和喇叭或耳机组成。

原理框图如图2所示。

输入电路把空中许多无线电广播电台发出的信号选择其中一个，送给混频电路。

混频将输入信号的频率变为中频，但其幅值变化规律不改变。

不管输入的高频信号的频率如何，混频后的频率是固定的，我国规定为465KHZ。

中频放大器将中频调幅信号放大到检波器所要求的大小。

由检波器将中频调幅信号所携带的音频信号取下来，送给低频放大器。

低频放大器将检波出来的音频信号进行电压放大。

再由功率放大器将音频信号放大，放大到其功率能够推动扬声器或耳机的水平。

由扬声器或耳机将音频电信号转变为声音。

2调幅发射机电路设计与工作原理

2.1主振荡器的设计及仿真

此次设计，主振荡器采用经典的三点式晶体振荡器，要求产生一个15MHz的正弦波。

晶体的稳定性较好，所以，晶体振荡器的频率也相对稳定。

图2.1.1皮尔斯晶体振荡电路

图2.1.1为并联型晶体振荡器，其中晶体是作为Q值的电感使用，因此用晶体构成的选网络应该是LC谐振回路，该电路又称为皮尔斯晶体振荡电路。

L1为高频扼流圈，为集电极提供直流偏置；C4为旁路电容，保证晶体管的基极交流接地，直接接入LC回路，减小损耗；Cc为耦合电容，利用极高的Qq和极小的Cq便可以获得喝高的频稳定度。

C1,C2是晶体负载电容。

仿真如图2.1.2所示。

图2.1.2并联晶体振荡器仿真图

2.2缓冲放大器的设计

晶体振荡器产生的信号相对较弱，再加上传播过程中各种原因导致的衰减，必须要进行放大后才能做载波，同时也必须减弱前后电路的相互影响，所以产生振荡电路后必须使用缓冲放大器进行控制。

图2.2.1缓冲放大电路

这是采用分压式偏置电路，静态电压时通过电阻R1、R2的分压提供的。

R4旁边的加一个旁路电容C3可以避免电阻R4对电路的影响。

输入信号由C1耦合到三极管的基极，输出信号由电容C2耦合输出。

为了更好的对高频信号放大，采用型号为MPQ2222的三极管，要改变放大倍数只要调整电阻就可以了。

仿真如图2.2.2所示。

图2.2.2缓冲放大电路仿真

2.3振幅调制电路的设计

振幅调制电路采用基极振幅调制电路，基极调制是三极管本身具有的调制特性。

如图2.3所示，载波变压器耦合L2、C1构成的L型网络加到晶体管基极上，调制信号通过变压器Tr和扼流圈L3加到基极上，C2为高频滤波电容。

图2.3基极振幅调制电路

2.4高频功率放大器的设计及仿真

由调制器产生的高频已调制信号的功率很小，所以必须对已调信号进行功率放大，才能进行远距离高质量的传输，功率放大电路有很多，如图2.4.1所示，采用的是乙类推挽功率放大器，功率放大后的已调波信号通过天线以电磁波的形式发射出去了。

图2.4.1乙类推挽功率放大电路

经AM调制后的信号通过C1进入基极，基极偏执电压必须设置在功率管的截止区内。

仿真如图2.4.2所示。

图2.4.2高频功率放大电路仿真图

2.5低频信号的设计

音频信号是一个低频信号，音频放大器被用作一个普通的低频放大器，放大到调制信号需要的幅值上。

图2.5是音频放大电路，产生一个3kHz的音频信号，如图是一个两级低频放大电路，三极管Q1为射级跟随器，主要起隔离级的作用；三极管Q2采用的是高频定性的分压式偏置电路。

电容C1、C2为隔直流耦合电容，C1讲音频信号耦合到放大电路中，C3讲信号耦合出来，从而避免直流电源和交流信号相互影响。

由上可看出放大电路采用的是直接耦合的方式，前后放大电路的静态工作点互不影响，原始音频信号在这样的电路下被放大成我们需要的信号。

图2.5音频放大电路

仿真如图2.5.2所示。

图2.5.2音频放大电路仿真图

2.6发射机的整体电路及PCB版

图2.6.1发射机整体电路

图2.6.2发射机电路制成的PCB版

3调幅发射机电路设计与工作原理

3.1本机震荡电路的设计及仿真

电容三点式振荡电路。

图中RB1，RB2和RE是偏执电阻C1和CE为旁路电容，Cc为隔直流电容，CE和RE组成负反馈电路，L和C1,C2构成并联谐振回路，三极发射机通过CE交流接地，所以C2上反馈到发射结的电压必须加到三极管的基极上。

根据反馈振荡器的起振条件：

振幅起振条件

或

和相位起振条件

可得电容三点式振荡器的震荡角频率

式中

，

，

L=2UH,根据公式

可算出输出波的频率大小

约为15MHZ。

3.2混频电路的设计及仿真

3.3中频电路的设计及仿真

3.4检波电路的设计及仿真

3.5低频电压放大电路的设计及仿真

3.6低频功率放大电路的设计及仿真

3.7接收机的整体电路及PCB版