调频发射机课程设计

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1、课程设计报告书专用纸淮海工学院课程设计报告书课程名称：通信电子线路课程设计题目：调频发射机设计系（院）：通信工程系学期：2013-2014-1专业班级：通信112姓名：郭永胜学号：评语：成绩：签名：日期：第10页共10页课程设计报告书专用纸调频发射机电路设计一绪论1.1摘要调频信号的基本特点是它的瞬时频率按调制信号规律变化，因而，一种最容易的实现方法是用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使其不失真地反映调制信号的变化规律。通常将这种直接调变振荡器频率的方法称为直接调频法。采用这种方法时，被控的振荡

2、器可以是产生正弦波的LC振荡器和晶体振荡器，也可以是产生非正弦的张弛振荡器。前者产生调频正弦波，后者产生调频非正弦波（例如调频方波，调频三角波），如果需要，通过滤波等方法将调频非正弦波变换为调频正弦波。本电路采用LC振荡器。1.2主要性能要求1(天线)负载电阻：RL=75欧；2发射功率：Po≥80mW；3工作中心频率：f0=6.5MHz；4最大频偏：；5总效率：。1.3概述设计一个完整的小功率直接调频发射机系统，直接调频发射系统框图主要由调频振荡器、缓冲隔离器、倍频器、高频功率放大器、调制信号发生

3、器等电路组成。原理图如图1。图1直接调频发射机组成框图二电路原理2.1LC振荡电路工作原理电容三点式振荡电路又称考毕兹（Colpitts）电路，基本结构入图2左图所示。图中Cc为耦合电容，Cb为旁路电容，电阻Rb1，Rb2和Re构成分压式偏置，为电路提供直流偏置，Rl为输出负载电阻。电路的交流通路如图3右图所示，如果移去管子，电容C1，C2和电感L为并联谐振回路，构成电路的选频网络。第10页共10页课程设计报告书专用纸对于一个振荡器，当其负载阻抗及反馈系数已经确定的情况，静态工作点的位置对振荡器的

4、起振以及稳定平衡状态（振幅大小，波形好坏）有着直接的影响。要想起振，首先三极管应该工作在静态工作点。电路应选择合适的静态工作点的位置。图2振荡电路电容三端反馈振荡电路利用电容C1和C2作为分压器，该电路满足相位条件，选取合适时满足振幅起振条件，该电路就可振荡。可得到振荡频率近似为（2.1）式中：C是振荡回路的总电容。该电路与电感三端反馈振荡电路相比，输出波比较好，波形更接近正弦波。适当地加大电路电容，就可减弱不稳定因素对频率的影响，从而提高电路的稳定度。LC振荡电路图如下：图3LC振荡电路图第10

5、页共10页课程设计报告书专用纸仿真波形如下：图4调频仿真波形频率如下;图5振荡频率2.2变容二极管调频原理变容二极管调频电路是一种常用的直接调频电路，广泛应用于移动通信和自动频率微调系统。其优点是工作频率高，固有损耗小且线路简单，能获得较大的频偏，其缺点是中心频率稳定度较低。第10页共10页课程设计报告书专用纸较之中频调制和倍频方法，这种方法的电路简单、性能良好、副波少、维修方便，是一种较先进的频率调制方案。利用二极管的特性直接产生调频波，其原理电路如图4所示。图6变容二极管调频电路变容二极管Cj

6、通过耦合电容C1并接在LCn回路的两端，形成振荡回路总电容的一部分。因而，振荡回路的总电容C为：（2.2）振荡频率为：（2.3）加在二极管上的反向偏压为：（直流反偏）（调制电压）（高频振荡，可忽略）在微波发射机中，常用速调管振荡器作为载波振荡器，其振荡频率受控于加在管子反射极上的反射极电压。因此，只需将调制信号加至反射极即可实现调频。若载波是由多谐振荡器产生的方波，则可用调制信号控制积分电容的充放电电流，从而控制其振荡频率。调频电路如下:图7变容二极管直接调频的工作原理图第10页共10页课程设计报

7、告书专用纸仿真波形如下：图8二极管调频波形2.3缓冲隔离缓冲隔离级将调频振荡器与功放级隔离，以减小后级对振荡器频率稳定度及振荡波形的影响。是否选择该单元电路，主要根据电路对稳定性要求的高低。一般情况下，需要选择该电路。缓冲级通常采用射极跟随器电路。缓冲隔离图：图9缓冲隔离图第10页共10页课程设计报告书专用纸仿真图如下：图10缓冲隔离仿真图2.4功率放大功率放大是将调频振荡器产生的信号频率加倍，以达到发射机载波频率的要求，这样可以降低振荡器的工作频率，提高电路的频率稳定度。如果振荡器的振荡频率可以

8、满足发射机载波频率的要求，就可省去此电路。高频功放电路使负载（天线）上获得设计要求的发射功率。如果要求达到的发射功率比较大，那么在末级功放之前还要加功率推动级，以便为末级功放提供足够的激励功率。如果要求的发射功率不大，且振荡级的输出功率能够满足末级功放的输入要求，那么功放推动级也可省去。选择高频功率放大器时应考虑几个因素，如要使负载（天线）上获得令人满意的发射功率，而且整机效率较高，应选择丙类功率放大器。末级功放的功率增益不能太高，否则电路性能不稳定，容易产生自激。因此要根据发射机