调频发射机高频实验课程设计

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1、调频发射机的设计【摘要】调频发射机作为一种简单的通信工具，它首先将音频信号和高频载波调制为调频波,使高频载波的频率随音频信号发生变化,再对所产生的高频信号进行放大,激励,功放和一系列的阻抗匹配,使信号输出到天线,发送出去的装置。本文主要讨论了调频发射机的原理实现方式并设计了电路图，将调频发射机的电路分为了它由调制器、前置功放、末级功放和直流稳压电源等部分组成，分别讨论它们的原理及其特性。【关键词】调频发射机调制器直流稳压电源【引言】频率调制又称调频（FM），它是使高频振荡信号的频率按调制信号的规律变化（瞬时频率变化的大小与调

2、制信号成线性关系），而振幅保持恒定的一种调制方式。本文着重讨论了调频发射的实现电路的各个组成部分及实现电路，使用直接调频法对信号进行调制，末级使用高频功率放大器对信号进行放大，确保信号达到可以发射的足够的功率。1.电路原理及方案选择1.1FM调制原理1.1.1载波，调制信号；通过FM调制，使得频率变化量与调制信号的大小成正比。即已调信号的瞬时角频率已调信号的瞬时相位为实现调频的方法分为直接调频和间接调频两大类。（1）直接调频11直接调频的基本原理是利用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使其反映调制信号变化规律。要用调制信号去

3、控制载波振荡器的振荡频率，就是用调制信号去控制决定载波振荡器振荡频率的元件或电路的参数，从而使载波振荡器的瞬时频率按调制信号变化规律线性地改变，就能够实现直接调频。直接调频可用如下方法实现：a.改变振荡回路的元件参数实现调频在LC振荡器中，决定振荡频率的主要元件是LC振荡回路的电感L和电容C。在RC振荡器中，决定振荡频率的主要元件是电阻和电容。因而，根据调频的特点，用调制信号去控制电感、电容或电阻的数值就能实现调频。调频电路中常用的可控电容元件有变容二极管和电抗管电路。常用的可控电感元件是具有铁氧体磁芯的电感线圈或电抗管电路

4、，而可控电阻元件有二极管和场效应管。b.控制振荡器的工作状态实现调频在微波发射机中，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。(2)间接调频不直接针对载波，而是通过后一级的可控的移相网络。将先进行积分，而后以此积分值进行调相，即得间接调频。1.1.2.系统框图FM调制器前置功放末级功放直流稳压源发射天线图7FM发射机原理方框图采用FM调制的调频发射机其原理

5、框图如下图所示，它由调制器、前置功放、末级功放和直流稳压电源等部分组成。图1系统框图1.2调频方案选择11利用通信原理和高频电子线路的相关知识，为确保电路能高效率输出足够大的高频功率，并馈送到天线进行发射，可进行如下设计方案的选择：方案一：通过音频信号改变载波的幅值实现载波调幅发射，调幅发射机实现调制简便，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，但是调幅发射机的信号容易失真且发射距离不远。方案二：本方案的调频发射机主要由四个基本模块组成，第一级是由驻极体话筒构成的声-电转换电路；

6、第二级是超高频振荡调制器；第三级音频放大电路；第四级高频功率放大器；总体电路如下图（1），该电路由声--电转换、音频放大器、高频振荡调制器和高频功率放大器等部分组成。声--电转换器由驻极体话筒M1担任，它拾取周围环境声波信号后即输出相应电信号，经C2送至Q1的基极进行频率调制,Q1组成共基极超高频振荡器，基极与集电极的电压随基级输入的音频信号变化而变化，从而改变高频振荡的频率，最终实现频率的调制。再经C6输入到晶体管Q2，Q2担任音频放大器，对已调音频信号进行放大，再经过C10输入到晶体管Q3，Q3担任功率放大器，对信号再次

7、放大，使信号功率足够大，达到发射远的目的。且元件利用少，且成本低廉，接线简单。具体方案和有关原理如下所述：2.电路设计2.1总体电路设计介绍如图（2）所示，这个设计的声音调频电路采用常用分立元件构成的电路。射频电路有高频振荡器，缓冲放大器，末级功率放大器及天线组成。高频振荡器用来产生载频信号，频点落在60MHz内，通过改变电感量即可改变发射频率。在音频信号的作用下，通过改变晶体管极间电容实现调频，产生相应的调频波，射频信号由Q1的发射极输出，送到Q2,L2,C8,R5等组成的缓冲放大器进行功率提升，并可减轻末级放大电路对振荡

8、器的影响。末级为高频丙类窄带放大，对射频功率再进一步放大，经C13耦合到发射天线向周围空间辐射。由于高频电路受干扰严重，如果电源从前级接进去，干扰信号会经过每一级的放大，越来越强，所以Vcc应该从末级接入。调频电路是通过改变晶体管极间电容实现调频的，由于任何PN结在输入电压时，输入电压的变