发射机与接收机.docx

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发射机与接收机

发射机与接收机

１．概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

　　　１.１　小功率调幅高频发射机的设计目的．．．．．2

　　　１.２　课程设计的组成部分．．．．．．．．．．．．3

2．小功率调幅高频发射机的设计的内容．．．．．．．4

２.１单元电路设计方案选择．．．．．．．4

２.２各模块电路的具体设计及仿真的设计．．．．．．．7

２.３音频放大电路的设计．．．．．．．9

２.４调制电路的设计．．．．．．．10

２.５功率放大级电路的设计．．．．．．．11

2.6整体电路设计···14

３.总结．．．．．．16

３.１所遇到的问题，你是怎么解决．．．．．．．．．．．16

３.２体会收获及建议．．．．．16

３.3参考资料．．．．17

4.教师评语．．．．．．18

5.成绩．．．．．．．18

1.概述

小功率调幅发射机常用于通信系统和其它无线电系统中，特别是在中短波广播通信的领域里更是得到了广泛应用。

原因是调幅发射机实现调幅简便，调制所占的频带窄，并且与之对应的调幅接收设备简单，所以调幅发射机广泛地应用于广播发射。

本课设结合Multisim软件来对小功率调幅发射机电路的设计与调试方法进行研究。

Multisim软件能实现从电学概念设计到输出物理生产数据，以及这之间的所有分析、验证、和设计数据管理。

今天的Multisim软件已不是单纯的设计工具，而是一个系统，它覆盖了以仿真为核心的全部物理设计。

本课题的设计目的是要求掌握最基本的小功率调幅发射系统的设计与安装对各级电路进行详细地探讨，并利用Multisim软件仿真设计了一个小功率调幅发射机。

关键字：

小功率调幅发射机、MULTISIM仿真、振荡电路、调制电路、功率放大器。

1.1小功率调幅高频发射机的设计目的

（1）学习小功率调幅高频发射机的设计方法

（2）研究小功率调幅高频发射机的设计方案

（3）掌握用软件调试和使用的方法

1.2课程设计的组成部分

1.2.1设计要求

要求设计一个小功率调幅发射机。

已知条件：

+Vcc=+12V、-VEE=-12V；话音放大级输出电压为5mV；负载电阻RL=75Ω。

主要元器件：

主要元件有MC1496、3DG100、3DG130、3.579MHz晶振、NXO-10磁环

主要技术指标：

工作频率f=4MHz，发射功率P0>=150mW，调制度ma=50%，整波效率大于40%。

测量仪器设备：

函数信号发生器/计数器EE164B一台调制度测量仪器HP8901A或BD5一台

高频信号发生器一台

双踪示波器（COS5020）一台

数字万用表一台

1.2.2设计方案

根据调幅发射机的工作原理和给定的技术指标要求画出组成框图

图中，各组成部分的的作用如下：

本机振荡：

产生频率为4MHz的载波信号。

缓冲隔离级：

将晶体振荡级与调制级隔离，减小调制级对晶体振荡级的影响；将功率激励级与调制级隔离，减小功率激励级对调制级的影响。

话音放大级：

将话筒信号电压放大到调制级所需的调制电压。

调制级：

将话音信号调制到载波上，产生已调波。

功率激励级：

为末级功放提供激励功率。

末级功放：

对前级送来的信号进行功率放大，在负载上获得满足要求的发射功率。

2.小功率调幅高频发射机的设计的内容

2.1单元电路设计方案选择

1）本机振荡器本机振荡器就是高频振荡器，根据载波频率的高低和频率稳定度来确定电路形式。

在频率稳定度要求不高的情况下，可以采用电容反馈三点式振荡电路，如图2-1所示的克拉泼、西勒电路等。

而在频率稳定度要求高的情况下，可以采用晶体振荡器，也可以采用单片集成振荡电路。

（b）西勒电路

改进的电容三点式振荡电路

频率稳定度是振荡器的一项十分重要技术指标，它表示在一定的时间范围内或一定的温度、湿度、电压、电源等变化范围内振荡频率的相对变化程度，振荡频率的相对变化量越小，则表明振荡器的频率稳定度越高。

改善振荡频率稳定度，从根本上来说就是力求减小振荡频率受温度、负载、电源等外界因素影响的程度，振荡回路是决定振荡频率的主要部件。

因此改善振荡频率稳定度的最重要措施是提高振荡回路在外界因素变化时保持频率不变的能力，这就是所谓的提高振荡回路的标准性。

2）语音放大器语音放大器主要是对语音信号进行放大和限频，经过放大的音频信号送到调制器对高频载波进行调制。

本机语音放大器采用集成运放uA741.

3）调制电路低电平调幅电路输出功率小，适用于低功率系统。

它的电路形式有多种，如斩波调幅器、平衡调幅器、模拟乘法器调幅等，比较常用的是采用模拟乘法器形式制成的集成调幅电路，即集成模拟乘法器调幅。

这种集成电路的出现，使产生高质量调幅信号的过程变得极为简单，而且成本很低。

高电平调幅电路输出功率大，一般在系统末级直接产生满足发射要求的调幅波。

它的电路形式主要有集电极调幅和基极调幅两种。

集电极调幅电路的优点是效率高，晶体管获得充分的应用；缺点是需要大功率的调制信号源。

基极调幅电路的优缺点正好与之相反，它的平均集电极效率不高，但所需的调制功率很小，有利于调幅发射系统整机的小型化。

4）功率激励级由于在本电路中，经模拟乘法器调制电路输出的调制信号较小，不能满足末级功放的输入要求，因此，本电路中采用功率激励级来放大调制信号功率。

5））功率放大器功率放大器主要有甲类、甲乙类或乙类（限于推挽电路）、丙类功放，根据功放的输出功率和效率来确定选择哪一种。

采用低电平调幅电路的系统，由于调制器输出信号为调幅波，其后的功率放大器必须是线性的（如甲类、甲乙类或乙类功放）；而采用高电平调幅电路的系统，则在末级直接产生达到输出功率要求的调幅波，多以丙类放大器作为此时的末级电路。

对高频功率放大器的基本要求是,尽可能输出大功率、高效率，为兼顾两者，通常选丙类且要求在临界工作状态，其电流流通角θc在60°—90°范围。

现设θc=70°。

高频电路的电源去耦滤波网络通常采用π型LC低通滤波器，滤波电感0可按经验取50～100μH，滤波电感一般取0.01μF。

2.2各模块电路的具体设计及仿真

晶体振荡器如图2-3所示。

其中，晶体、C1、C2、C3与T1构成改进型电容三点式振荡电路（克拉伯电路），振荡频率由晶振的等效电容和电感决定，电路中T1构成静态工作点由R1、R2、R3决定。

在设置静态工作点时，应首先设定晶体管的集电极电流ICQ，一般取0.5mA~4mA，ICQ太大会引起输出波形失真，产生高次谐波。

设晶体管β=60，Icq=2mA，VEQ=（1∕2~1∕3）Vcc，则可算出R1，R2、R3，如图所示的值。

晶体振荡器电路原理图

利用multisim对该语音放大模块进行仿真，输出波形如下图2-4所示，从仿真结果可以看出波形满足设计的要求。

振荡器频率

振荡器输出波形

2.3.音频放大电路

如下图所示的音频放大电路，采用uA741对由话筒或CK插座输入的语音信号进行不失真的放大。

各种元件的具体参数在图中有标明

音频放大电路原理图

音频放大电路仿真的输出波形如下图2-6所示，可以看出语音信号被很好的放大了。

仿真的音频输出波形

2.4调制电路

根据题意及给定的主要元件，选定模拟乘法器MC1496构成的调幅电路如图2-7所示。

调幅电路图

调制器输出波形

模拟乘法器是完成两个模拟量（电压或电流）相乘的电子器件。

高频电子线路中的振幅解调，同步检波，混频，倍频，鉴频，鉴相等调制和解调的过程，均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程。

采用集成模拟乘法器实现上述功能比采用分立器件要简单得多，而且性能优越。

2.5功率放大级电路

通过前面的电路以后，进入功率放大级的是已调信号。

但由于信号的功率太小，发射出去存在很大衰减，影响信号的传送，所以要进行功率放大。

功率放大电路如下图2-9所示：

（1）功放及匹配电路

（2）波特图

（3）功放输入波形M=50%

（4）功放输出波形

（5）功放功率

2.6整体电路设计

将以上各级单元电路一次连接就构成了小功率调幅发射机整体电路原理图，

小功率调幅发射机整体电路

总图

总图输出

3.1所遇到的问题，你是怎样解决这些问题的

（1）波形调不出——把负载减小，调节频率；

（2）选错器材或接错端口——检查电路，重新接；

（3）画图时不会用一些工具——问老师或同学或上网查；

3.2体会与建议

本次课程设计是在系统学习《高频电子线路》之后通过查阅相关资料完成的，这次课程设计给我带来了很大的收获，让我学到了很多，不仅掌握了简单的电子电路的设计与制作，也掌握了论文写作的方法和格式。

在制作电路时，我深深体会到连接电路时一定要认真仔细，每一步骤都要认真分析。

这样一来，把所学的理论知识运用到了实践中，不仅巩固了理论知识的学习，更加提高了分析解决问题的能力。

这次的课设是每个人独立完成一种电路的设计与制作，

是一次很好的锻炼自己独立能力的机会，尽管在课设的过程中碰到过很多难题，我都是先独立思考解决，实在解决不了的就请教身边的同学，有时候会被一语点破发现问题其实不是问题。

大家一起探讨，总是能发现问题的所在并且找的很好的解决方法。

怎样看电路图以前是我们学习模拟电子技术的一大难题。

为了提高且掌握看图、识图、分析图的方法和技巧，我们特地从网上查找了些专题文章，详细了解各类电路图的基本原理和分析方法。

小功率调幅高频发射机的工作原理以及它的要求和性能指标。

也让我们认识到在此次设计电路中所存在的问题；而通过不断的努力去解决这些问题.在解决设计问题的同时自己也在其中有所收获。

设计过程中遇到很多难题，在老师以及同学的帮助下我顺利地完成了本次设计，通过这次设计我深刻感到自己的知识十分有限，在以后的课程学习中一定要认真学习理论知识，充实自己。

３.3参考资料

1、《电子线路设计实验测试》第三版　，谢自美　主编，华中科技大学出版社

　　　　　2、《高频电子线路》第四版主编：

张肃文出版社：

高等教育出版社

3、《高频电子线路辅导》主编：

曾兴雯陈健刘乃安主编西安电子科技大学出版社

4.教师评语

5成绩