小型调幅波发射机课程设计15.docx
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小型调幅波发射机课程设计15
第一章绪论
第一节目的与意义
通过本课题的设计与装配、调试，提高学生的实际动手能力，巩固已学的理论知识，能够使学生建立无线电发射机的整机概念，了解发射机整机各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算发射机的各个单元电路：
主振级、激励级、输出级、调制级、输出匹配网络及音频放大器。
初步掌握小型调幅波发射机的调整及测试方法。
第二节设计内容与课程内容的关系
调幅发射机的课程设计与高频电子线路紧密相关,也是高频电子线路的重要基础实践课,理论联系实际,提高和培养学生的创新能力是本课程设计的目的,通过本课程的学习使学生进一步巩固电子线路的基本理论,基本知识,基本技能,培养学生分析问题,解决问题和自主创新的能力,并为学习后续课程打下基础,通过该课程设计的训练,让学生把所学的理论知识灵活的运用到实践中去,既加深了同学们对课程的理解,又提高了动手实践能力.
第二章电路结构的选择和工作过程
第一节方框结构与方案的选择
图
（一）小功率调幅波发射机的框图
由于要求输出的载波功率为0.5W，所以只需一级功率放大器就能达到要求；而其工作在较低的7MHz频率，一般的晶体振荡器就能实现，且具有一定的输出电压，而且频率的稳定度高，无需进行倍频。
为了提高整机的工作效率，采用丙类集成电极调幅方式。
因而，本机由最基本的发射机所应有的三级构成，其具体的框图如上所示。
方案的选择：
本机是根据课程设计要求而提出的试制性的小型调幅发射机，其工作频率为7MHz，输出载波功率为0.5W。
鉴于输出功率不大，所以它的的结构比较简单主要由主振级，放大级和被调级组成。
由于晶体管的稳定性好，Q值很高，故频率稳定度也很高。
因此，主振级采用晶体振荡器，满足所需的频率稳定度。
末级采用串联馈电的方式。
由于电源靠近地的一端,杂散电容少,从而对回路的影响也小,使电路稳定工作,为了由较高的效率,本级利用基极电流的直流分量在基极偏置电阻上,使其工作在丙类状态,输出回路采用变压器耦合式谐振回路,利用电感抽头实现阻抗匹配,调整末级功放管的工作状态,从而达到有效的集电极调幅。
第二节各部分电路的基本工作原理
晶体振荡器电路:
电路如图所示,是由石英晶体稳频和输出固定频率电路组成有最佳的功率输出。
频率输出通过C4微调，C1，C2为回路电容，C8C9为耦合电容，改变C8可以改变电路的耦合程度，R1R2为偏置电阻，R3为集电极负载电阻，R4为发射极电阻，C3为旁路电容，C6,C7为电源退耦电容。
图
（二）晶体振荡器电路
隔离放大级电路：
该电路采用自给负偏压方式，通过R4可变电位器改变负偏压大小，回路谐振在工作频率，通过变压器耦合给出。
Z2,Z3为高频扼流圈，C10为旁路电容，C11,C12为回路电容，C16,C17为耦合电容，C14,C15为电源退耦电容。
图（三）隔离放大级电路
被调级电路（调幅电路）：
图（四）调幅电路
基极调幅电路（欠压状态）：
如用调制信号控制丙类谐振功放的基极偏压，从而实现调幅。
工作波形为：
图（五）
第三章晶体振荡器设计计算
振荡级的计算
已知条件：
Vcc=12V，fo=7MHz，选择的晶体管型号是3DG12B，其放大倍数β=50，ICQ=3mA，VCEQ=6V,VEQ=0.2VCC.依据电路计算：
R3=（VCEQ-VEQ）/ICQ=（12-6-0.2×12）V/3×10ˉ³mA=1.2KΩ,
R4=VEQ/ICQ=0.2×12V/3×10ˉ³mA=800Ω，故取标值为R4=810Ω.
IBQ=ICQ/β=3mA/50=0.06mA,
R2=VBQ/10IBQ=（VEQ+0.7）V/10×0.06×10ˉ³mA=5.1KΩ,
R1=VCC-VBQ/10IBQ=（12-3.1）V/0.6×10ˉ³mA=15KΩ,
可取R1=10KΩ+10KΩ的可变电位器来调整偏置。
取C4=5/20pF,
C5=20pF，则F=C4/C5=1/2mA,C4//C5<C1=470pF，则C2=2C1=2×470pF=940pF，取标称值1000pF即可。
第四章元件清单及主要元器件的功能
第一节元件清单
元件名称
元件符号
元件数目
电阻
R
7
电容
C
14
可调电容
C
4
极性电容
C
2
石英晶体振荡器
JT
1
晶体三极管
BT
3
变压器
TR
4
高频扼流圈
Z
2
第二节主要元件介绍
晶体管：
是一种固体半导体器件，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。
晶体管作为一种可变开关，基于输入的电压，控制流出的电流，因此晶体管可做为电流的开关，和一般机械开关（如Relay、switch）不同处在于晶体管是利用电讯号来控制，而且开关速度可以非常之快，在实验室中的切换速度可达100GHz以上。
半导体三极管：
是内部含有两个PN结，外部通常为三个引出电极的半导体器件。
它对电信号有放大和开关等作用，应用十分广泛。
半导体三极管主要分为两大类：
双极性晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）。
晶体管有三个极；双极性晶体管的三个极，分别由N型跟P型组成发射极（Emitter）、基极（Base）和集电极（Collector）；场效应晶体管的三个极，分别是源极（Source）、栅极（Gate）和漏极（Drain）。
晶体管因为有三种极性，所以也有三种的使用方式，分别是发射极接地（又称共射放大、CE组态）、基极接地（又称路最常用的用途应该是属于讯号放大这一方面，其次是阻抗匹配、讯号转换……等，晶体管在电路中是个很重要的组件，许多精密的组件主要都是由晶体管制成的。
石英晶体振荡器：
石英谐振器简称为晶振，它是利用具有压电效应的石英晶体片制成的。
这种石英晶体薄片受到外加交变电场的作用时会产生机械振动，当交变电场的频率与田英晶体的固有频率相同时，振动便变得很强烈，这就是晶体谐振特性的反应。
利用这种特性，就可以用石英谐振器取代LC（线圈和电容）谐振回路、滤波器等。
由于石英谐振器具有体积小、重量轻、可靠性高、频率稳定度高等优点，被应用于家和通信设备中。
石英谐振器按引出电极情况来分有双电极型、三电极型和双对电极型几种。
石英谐振器因具有极高的频率稳定性，故主要用在要求频率十分稳定的振荡电路中作谐振元件，如彩电的色副载波振荡器、电子钟表的时基振荡器及游戏机中的时钟脉冲振荡器等，石英晶体成本较高，故在要求不太高的电路中一般采用陶瓷谐振元件。
频率范围很宽，频率稳定度在10-4～10-12范围内，经校准一年内可保持10-9的准确度，高质量的石英晶体振荡器，在经常校准时，频率准确可达10-11.石英晶体振荡器特点：
在振荡频率上，闭合回路的相移为2nπ。
开始加电时，电路中唯一的信号是噪声。
满足振荡相位条件的频率噪声分量以增大的幅度在回路中传输，增大的速率由附加分量，即小信号，回路益增和晶体网络的带宽决定。
幅度继续增大，直到放大器增益因有源器件（自限幅）的非线性而减小或者由于某一自动电平控制而被减小。
在稳定状态下，闭合回路的增益为1。
第五章心得体会
通过这一周的课程设计，使我加强对高频电子技术电路的理解，学会查寻资料﹑方案比较，以及设计计算等环节。
进一步提高分析解决实际问题的能力，创造一个动脑动手﹑独立开展电路实验的机会，锻炼分析﹑解决高频电子电路问题的实际本领，真正实现由课本知识向实际能力的转化；通过典型电路的设计与制作，加深对基本原理的了解，增强我的实践能力。
该课程设计使我建立无线电发射机的整机概念，了解发射机整机各单元电路之间的关系及相互影响，能正确设计、计算发射机的各个单元电路：
主振级、激励级、输出级、调制级、输出匹配网络及音频放大器。
初步掌握小型调幅波发射机的调整及测试方法。
在设计电路时，要首先将总体电路分成若干个不子模块，使每个模块有各自的不同的任务；再对各相对简单的子模块进行单独设计；最后将各个子电路组合在一起完成整个电路。
这样做法分工明确，层次清晰，使设计者能更宏观的把握设计的总体步骤。
而且设计单独的子电路降低了工作难度，使设计工作更有条理性。
在设计过程中，使用这种方法进行多人团队合作设计，每个人都可有明确的分工，可以很大程度上提高团队合作效率。
在检查电路时，也可根据各种情况分析是哪个子系统了问题，再单独检查该出问题系统，可以提高检查的效率。
增强了用protel绘制原理图的能力，对画图的步骤和方法进行了复习巩固。
在设计过程中，深刻明白了只动脑和动手做之间的天壤之别。
原本设想的完美的东西一动手做起来就困难重重，各种想象不到的困难都出现在眼前。
认识到只有动手做才能发现问题，遇到问题不能只空想要动手实践，从实际中发现问题。
回顾整个漫长复杂的设计过程，耐心毅力和恒心是不可少的。
而以后我必将面对更多更加复杂的设计工作，此次设计过程对我的各个方面都有了许多积极的影响，使我做事情更加细心有耐心。
这次设计过程啊让我认识到了只有付出才能有收获，看着做完的电路图，让我感到以往的付出都是值得的。
只要耕耘就会有收获。
我收获的不仅仅是完成了一次任务，更重要的是让我更清楚的认识了自己的不足，锻炼了自己的能力。
参考文献
1、李银华电子线路设计指导北京航天航空大学出版社2005.6
2、谢自美电子线路设计·实验测试华中科技大学出版社2003.10
3、张肃文高频电子线路高等教育出版社2004.11
4、张义芳冯健华高频电子线路哈尔滨工业大学出版社2002.9
5、徐国华电子技能实训教程北京航天航空大学出版社2006.8
附录：
发射机电路原理图
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