小功率调频发射机.docx
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小功率调频发射机
课程
题目小功率调频发射机
院系
专业班级
学生姓名***
学生学号***
指导教师
2009年6月29日
课程电子技术课程设计
题目小功率调频发射机
专业自动化姓名***学号070601140327
主要内容：
选取一种方法设计小功率调频发射机，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需的激励功率；缓冲级主要是对调频振荡信号进行放大，以提供末级所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。
基本要求：
设计一个小频率调频发射机的基本电路要求：
（1）能实现简单的频率发射。
（2）采用频振荡级,缓冲级,功放输出级实现快速频率变换。
（3）要具有很好的窄带跟踪特性，可以很好地选择所需要频率信号。
参考资料：
[1]张肃文,陆兆雄.高频电子线路[M].北京:
高等教育出版社,1993.
[2]刘润华,刘立山.模拟电子技术[M].山东:
石油大学出版社,2003.
[3]阳昌汉.高频电子线路[M].哈尔滨:
哈尔滨工程大学出版社,2000.
[4]谢自美.电子线路设计[M].武汉:
华中科技大学出版社,2000.
[5]高吉祥.电子技术基础实验与课程设计[M].北京:
电子工业出版社,2002.
[6]童诗白,华成英.模拟电子技术基础[M].高等教育出版社,2004.
完成期限2009.6.29至2009.7.3
指导教师
专业负责人
2009年6月27日
目录
1设计要求1
2方案设计1
2.1设计方案选择1
2.2设计思路1
2.3总体方案方框图1
2.4基本原理2
3总体方案的选择和设计2
3.1参考电路2
3.2制作调试3
3.3主要技术指标3
4单元电路的设计3
4.1震荡级4
4.2缓冲级5
4.3功率输出级5
4.4元件参数的计算及选择5
5总电路图6
6总结6
参考文献8
附录9
1设计要求
选取一种方法设计小功率发射机。
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。
2方案设计
2.1设计方案选择
设计方案一：
采用锁相环式频率合成器。
利用锁相环，将压控振荡器（VCO）的输出频率锁定在所需要频率上。
这种频率合成器具有很好的窄带跟踪特性，可以很好地选择所需要频率信号，抑制杂散分量，并且避免了量的滤波器，有利于集成化和小型化。
但由于锁相环本身是一个惰性环节，锁定时间较长，故频率转换时间较长。
而且，由模拟方法合成的正弦波的参数，如幅度、频率相信都很难控制。
设计方案二：
采用传统的频振荡级,缓冲级,功放输出级。
这种方法能实现快速频率变换，具有低相位噪声以及所有方法中最高的工作频率。
2.2设计思路
根据课题要求，电路分为三部分来实现。
1频振荡级
由于是固定的中心频率，可考虑采用频率稳定度较高的克拉泼振荡电路。
2缓冲级
由于对该级有一定增益要求，考虑到中心频率固定，因此可采用以LC并联回路作负载的小信号谐振放大器电路。
3功放输出级
为了获得较大的功率增益和较高的集电极效率，该级可采用共发射极电路，且工作在丙类状态，输出回路用来实现阻抗匹配并进行滤波。
2.3总体方案方框图
图1总体方案框图
2.4基本原理
通常小功率发射机采用直接调频方式，它的组成框图如下所示。
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。
3总体方案的选择和设计
3.1参考电路
鉴于上述设计考虑图7所示是可供午安用的电路之一。
在条件许可时，亦可采用MC2833单片集成电路设计，该集成电路工作原理请参见其规格书，应结合本课题要求对电路外围元件参数作相应计算修改。
考虑到变容二极管偏置电路简单起见，采用共基电路。
因要求的频偏不大，故采用变容二极管部份接入振荡回路的直接调频方式。
C3为斟极高频旁路电容，R1、R2、R3、R4、R5为T1管的偏置电阻。
采用分压式偏置电路既有利于工作点稳定，且振荡建立后自给负偏置效应有篮球振荡幅度的稳定。
一般选Ic为3mA左右，太小不易起振，太大输出振荡波形将产生失真。
调节C9、CP可使高频线性良好。
R7、R9为变容二极管提供直流偏置。
调制音频信号C4、Lc加到变容二极管改变振荡频率实现调频。
振荡电压经电容C10耦合加至T2缓冲放大级。
T2缓冲放大级采用谐振放大，L2和C11应谐振在振荡载波频率上。
如果发现通过频带太窄或出现自激可在L2两端并联上适当电阻以降低回路Q值。
该级可工作于甲类以保证足够的电压放大。
T3管工作在丙类状态，既有较高的效率，同时可以防止T3管产生高频自激而引起的二次击穿损坏。
调节偏置电阻可改变T3管的导通角。
L3、L4、C15和C16构成输出回路用来实现阻抗匹配并进行滤波，即将天线阻抗变换为功放管所要求的负载值，并滤除不必要的高次谐波分量。
常用的输出回路还有L型、T型以及双调谐回路等。
3.2制作调试
自制前应先集齐所有元件，并对其质量及参数进行细心的检测，再根据所需的体积设计一款合适的线路板。
总而言之，良好的元件质量、合适的印板布局是有效提高自制成功率的保证，主要调试步骤如下：
1排版电路板，然后将所有元件连同天线一并按设计好的电路焊在万能板上，对安装焊接工艺要求是：
尽量缩短高频部分元件引线；电阻、电容尽可能卧式安装，并无虚焊、脱焊现象。
2给发射机通电，电压为9V。
天线接示波器与频率计，反复调节L1、L2、L3匝间距离以使场强计示数增至最大，必要时对各级的谐振电容进行调节，使输出频率达到要求，并出现不失真的正弦波。
3不起振或振荡弱；若输出功率小，若能保证元件的质量，以下步骤可助你排除故障：
1，在CC两端并联一个7pF电容（注意：
该电容不可过大，否则你会发现调制失效）；2，调振荡级偏置电阻；3，改变C6容量一试，如果上述方法不能解决，也有可能是元件布局不合理引起，可重新对电路板进行布线。
4连接频偏仪测出角频偏
3.3主要技术指标
1．中心频率
2．频率稳定度
3.最大频偏
4．输出功率
5.天线形式拉杆天线（75欧姆）
6.电源电压
4单元电路的设计
采用间接调频的方式，其组成如图2所示。
其正弦波振荡器一般采用高频稳度的晶体振荡器，产生的载波通过调相器后引入一个可控的附加相移，从而达到间接调频的目的。
考虑到电路的复杂度故采用直接调频的方案。
正弦波振荡器
缓冲级
功率输出级
调相器
积分器
图2间接调频电路图
4.1震荡级
在调频振荡级可选用电感三点式，电容三点式和晶体振荡器产生正弦波电压。
具体电路如图3，4所示。
图3电容三点式电路图
图4正弦波电压产生电路
本实验采用较为稳定的克拉泼电路如图5所示三极管T1应为甲类工作状态，其静态工作点不应设的太高，工作点太高振荡管工作范围易进入饱和区，输出阻抗的降低将使振荡波形严重失真，但工作点太低将不易起振。
图5稳定克拉泼电路图
4.2缓冲级
为了使第三级能够达到额定功率必须加大激励即Vbm，因此要求缓冲级有一定的增益，可采用LC并联回路作负载的小信号谐振放大器。
4.3功率输出级
为了有较高的效率和稳定的输出可用丙类功放同上可得
1.1uH。
级与级之间还应加入级间耦合电容，电容取值应对交流近似短路.
图6耦合电路图
4.4元件参数的计算及选择
对该级管子的要求是:
功放管要满足以下条件：
在克拉泼电路中
，
受三极管级间电容
，
，
的影响。
因此在电容的取值上应满足:
5总电路图
把上述各部分电路连接起来便构成了完整的小功率调频发射机的电路。
其总电路图如附录所示。
6总结
这个实验是关于小功率调频发射机工作原理分析及其安装调试，通过这次实验我们可以更好地巩固和加深对小功率调频发射机工作原理和非线性电子线路的进一步理解。
学会基本的实验技能，提高运用理论知识解决实际问题的能力。
在实验过程中，通过选取元件、确定电路形式、以及计算等等，提高我们的动手能力，同时通过调试来发现自己的错误并分析及排除这些故障，使我们对小功率放大器的知识得到了加深！
在调试过程中应该注意以下几点：
（1）用电压表测一下三个三极管的管脚电压是否满足该设计的要求。
（2）用频率计测出T1、T2、T3的发射极所发射的频率是否在12MHz，如果不是，试着调节L1、L2、L3。
（3）如果在天线处观察波形的峰峰值不在4V的话，则应该在T2和T3的发射极的电阻上各并联一个电容，以使其提高。
现在来说说电路中一些元件的作用，其中C3为基极高频旁路电容，R1、R2、R3、R4、R5为T1管的偏置电阻，R7、R9为变容二极管提供直流偏置。
T3管工作在丙类状态，妈有较高的效率，赐教可以防止T3管产生高频自激而引起的二次击穿损坏。
调节偏轩电阻可改变T3管的导通角。
L3、L4、C15和C16构成兀型输出回路用来实现阻抗匹配并进行滤波，并滤除不必要的高次谐波分量。
参考文献
[1]张肃文,陆兆雄.高频电子线路[M].北京:
高等教育出版社,1993.
[2]刘润华,刘立山.模拟电子技术[M].山东:
石油大学出版社,2003.
[3]阳昌汉.高频电子线路[M].哈尔滨:
哈尔滨工程大学出版社,2000.
[4]谢自美.电子线路设计[M].武汉:
华中科技大学出版社,2000.
[5]高吉祥.电子技术基础实验与课程设计[M].北京:
电子工业出版社,2002.
[6]童诗白,华成英.模拟电子技术基础[M].高等教育出版社,2004.
附录
图7小型调频发射机总电路
大庆石油学院课程设计成绩评价表
课程名称
电子技术课程设计
题目名称
小功率调频发射机
学生姓名
***
学号
070601140327
指导教
师姓名
闫丽梅
许爱华
职称
副教授
助教
序号
评价项目
指标
满分
评分
1
工作量、工作态度和出勤率
按期圆满的完成了规定的任务，难易程度和工作量符合教学要求，工作努力，遵守纪律，出勤率高，工作作风严谨，善于与他人合作。
20
2
课程设计质量
课程设计选题合理，计算过程简练准确，分析问题思路清晰，结构严谨，文理通顺，撰写规范，图表完备正确。
45
3
创新
工作中有创新意识，对前人工作有一些改进或有一定应用价值。
5
4
答辩
能正确回答指导教师所提出的问题。
30
总分
评语：
指导教师：
年月日
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