高频课设报告杨江民.docx

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高频课设报告杨江民

通信电路课程设计报告

小功率调频发射机

学院：

物信学院

学号：

110900643

姓名：

杨江民

同组姓名：

陈志艺

指导老师：

罗国新

设计起止日期：

2011-6-13至2011-6-19

一、题目

小功率调频发射机的设计和制作

二、实验目的：

1．学习小功率发射机的设计方法和设计电路

2．了解小功率调频发射机的工作原理及其音频调制的原理

3．增强理论联系实际的能力，增强动手能力，完成电路的制作和调试

三、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（接100欧姆电阻）

6.电源电压

四．设计和制作任务

1确定电路形式，选择各级电路的静态工作点。

画出电路图；

2计算各级电路元件参数并选取元件；

3画出电路装配图；

4组装焊接电路；

5调试并且测量电路性能；

6写出课程设计报告书，内容包括：

*任务以及性能指标要求

*电路和方案选择的依据，元件的理论计算和选择

*调试方法和步骤，调试中问题的分析以及解决

*测试仪器，实验结果以及分析

*改进设想，实验心得

五．设计思路及实验原理

小功率发射机采用直接调频的方式，采用三级电路，它的组成框图如图。

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。

六、各级电路分析：

第一级：

调频振荡级

由于是固定的中心频率，考虑采用平率稳定度较高的克拉波振荡电路。

其电路图如下：

如图，T应该工作在甲类状态，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。

电路中C1，C2受三极管级间电容Cce，Cbe，Ccb的影响。

因此在电容的取值上应满足C4

C1,C4

C2.（C1=220pC2=220pC4=100p）

L≈3.5uH

第一级电路图如下：

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。

C1为高频旁路电容，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可使高频线性良好。

R7、R8为变容二极管提供直流偏置。

调制音频信号C17、L4加到变容二极管改变振荡频率实现调频。

振荡电压经电容C9耦合加至T2缓冲放大级。

R6、C4、C5为电源滤波电路。

第二级：

缓冲级

由于对该级有一定增益要求，考虑到中心频率固定，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，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。

对该级管子的要求是：

至于谐振回路的计算，一般先根据

计算出LC的乘积值，然后选择合适的C再求出L。

C根据实验要求的频率可选用100pF—200pF。

由

可得L≈1.7uH

第二级电路图如下：

缓冲级采用谐振放大，R9、R10、R11作为分压偏置，L2和C10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。

该级应该工作在甲类状态以保证足够的电压放大。

第三级：

功率输出级

为了获得较大的功率增益和较高的集电极效率，该级可采用共发电路，电路工作在丙类，同上可得L≈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（

）。

输出回路用来实现阻抗匹配并进行滤波，从结构简单、调节方便起见，实验中可采用п型网络，计算元件参数时通常取

在10以内。

功放管要满足以下条件：

第三级电路图如下：

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

型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。

总电路图如下：

附各元件参数：

R1=10KR2=10KR3=1.2KR4=12ΩR5=1KR6=100ΩR7=27KR8=27KR9=10KR10=10KR11=470ΩR12=20KR13=220KR14=100ΩR15=100Ω

C1=0.01uFC2=100pC3=220pC4=0.01uFC5=0.01uFC6=220pC7=220pC8=47pC9=180pC10=100pC11=100pC12=220pC13=680pC14=0.1uC15=1000pC16=100uC17=0.1uF

L4为高频扼流圈L1、L2、L3为电感（在试验中用漆包线在中周上绕12圈左右）

六、电路的安装及其调试

元件清单：

12Ω电阻（1个）；100Ω电阻（3个）；470Ω电阻（1个）；

1kΩ电阻（1个）；1.2kΩ电阻（1个）；10KΩ电阻（4个）

20KΩ电阻（1个）；27KΩ电阻（2个）；200KΩ电阻（1个）

100uf电容（1个）；47p电容（1个）；100p电容（3个）；

180p电容（1个）；220p电容（4个）；680p电容（1个）；

0.001u电容（1个）；0.01u电容（3个）；0.1u电容（2个）；

变容二极管（B910）；100uH电感（1个）；中周（3个）；

三极管9018（3个）万用板一块锡条漆包线等

电路的安装：

1.安装之前，先检查各个元件是否有损坏，用万用表测量各个电阻、电容值是否正确，电感用漆包线在中周上绕12圈左右，用万用表测试接触是否良好。

2.检查完元件然后根据参考电路图焊接各个元件。

焊接前先根据电路图进行布线的布局分布，布线、元件排列应该尽量整齐，接线要合理，导线不能跨界，应该使连线尽量短而直，否则可能产生自激。

3.要保证焊接质量，避免出现虚焊等情况。

本次实验，由于降低了频率的要求，对地线是否裸接没有太大要求，所以可以用元件的管脚来连接电路，可以使电路美观。

4.焊接好后仔细检查，看电路是否焊接无误，接线是否正确。

可用万用表测试各个连接位置，看是否有因为虚焊或漏焊而出现断路的情况。

为后面调试方便，可用导线在各级信号输出输入端接入信号测试端口。

电路的调试：

1、调试所用的仪器：

万用表、直流稳压电源、函数信号发生器、示波器、频偏仪等

2、调试内容：

本实验的要求是：

中心频率

最大频偏

输出功率

1.接好电源（9V）和底线，不能接反，输出（天线）接示波器。

2.检查电路是否连接无误。

可测量静态工作点，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。

如果输出端没有出现波形，则应该先检查电路的连接，可以一级一级检查排错。

用示波器在第一级输出上检测波形和平率，然后检查第二级，接着检查第三级，这样检查可避免无目的，盲目的排查，以缩小排查范围，有针对性的排查才能较快的检查出错误所在。

3.检查确认电路无误后，反复调节三个电感L1、L2、L3使频率稳定在12MHz±0.1MHz，输出端（天线处）波形的峰峰值达到4.9V以上。

调试符合要求后，连接频偏仪测出最大频偏。

调试技巧：

分级调试法；a》先在第一级输出端检测电路是否起振，并且可振在12MHz的频率上，然后再第二级测量波形，使其频率为12MHz左右，幅度为1~2V；最后测量输出端（天线）使之满足设计要求。

b》实验电路中，L1主要控制频率，L2主要改变幅度，L3则是用于最后调谐，三者可以相互调试。

C》调节中周时，若输出的频率和幅值发生跳变，则可以在跳变处改变电感绕的匝数，使之更好的满足精调。

注意：

调试过程比较繁琐，需要反复调节三个电感的电感值，要三个一起配合起来调，以同时满足中心频率和输出功率的要求。

调节电感时，要缓慢转动中周的磁芯，同时观察示波器上的波形是否失真，峰峰值是否达到要求，如果不能，则要继续调节，直到符合要求，如果还不行，可以将C13更换为小一点的电容。

若最大频偏不能满足要求，首先检查电路是否有接错，然后继续调节三个电感。

直到最大频偏大于10K，且频偏仪上波形不能失真。

（最大频偏越大越好）

测试结果：

检验标准

实际值

理论值

频率

0（MHz）

12

12.02

最大频偏△

m

10KHz

20KHz

幅度V

10.2

工艺

A

波形

A

七、实验总结与体会

本次课设历时一周，实际用了两天。

第一天，我们主要输检测各种元件是否合格，电路的设计以及，电路的排版以及电路的焊接。

我们组内两人分工合作，志艺主要负责电路的排版和元件的检测，我主要负责电路的焊接。

第二天，我们去实验室进行调试。

在调试第一级的时候，发现电路不能正常起振，频率只有50Hz，幅度也没有达到100~200mv的要求，于是先检测电路的直流功能，发现没有出错，于是再检测电路中三极管是否损坏，发现也是没有，而是基极忘记接上电路了，焊接好以后输出的波形为余弦波，频率为12MHz左右，且幅度为156mv。

在调试第二级是最为关键也是最为麻烦的一级，为了使本振为12MHz左右，且保证电压幅度为1~2V，几乎是一直在绕电感。

整整绕了十几次，等到绕到6圈整的时候终于达到了期望。

这根环节足足耗费了2个小时，虽然是辛苦点了，但是也让我体会到了耐心和毅力的重要性。

调试第三级，我们发现输出的波形是不失真的余弦波，这让我们欣喜，但是一切来得总是不太顺利，发现经过增益后的电压幅度才3V左右，这让我们很是纠结，想了想，记得老师曾经说过增加电容可以使交流时候三极管的发射极电阻短路，这样就可以是增益增加，于是我们在Q3发射极的电阻R14出并接一个104的电容，在检测输出结果，这次电压达到了10V。

三级调试成功后我们便将它们相连，在经过L1,L2,L3的协调下，我们的输出为12.02MHz，10.2V（负载为100Ω）。

通过本次高频电路课程设计实验，我对小功率调频发射机的原理和功能有了一定的了解。

增强了自己的动手能力，进一步掌握了如何焊接电路、安排器件和布置电路的走线，增强理论联系实际的能力，完成了电路的安装与调试，加深了对课本内容的理解与掌握。

附:

参考资料：

课本（电子线路非线性部分）

通信电路实验指导书

网络