小功率调幅发射机的设计、安装和调测

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1、小功率调幅发射机的设计、安装和调测一．设计目的训练学生对高频电子元器件及电路的应用能力、高频电路的设计与调测能力，高频电子小系统的设计与调测能力，提高综合应用高频知识的能力、分析解决问题的能力。二．设计任务设计一个小功率调幅发射机，指标为：中心频率6MHz;频率稳定度≤10-4;输出AM波峰包功率≥200mW；调制系数ma≥50%；包络基本不失真，用短波调幅收音机收听到的声音清晰且不失真。限定条件：天线阻抗50Ω，话筒为驻极体话筒XD-18。三．方案的确定与电路图（—）系统方案的确定根据设计任务要求，可选用图k1.1所示的典

2、型小功率调幅发射机的方案。图中，晶体振荡器的作用是产生频率稳定度≤10-5的基本不失真的6MHz的正弦波。由于晶体振荡器频率稳定度通常可达10-6以上，因此一般满足频率稳定度≤10-5的要求。缓冲放大器用于减小高电平调幅电路对振荡器工作的影响，并对振荡器输出信号进行放大，其增益应该合适而且可调，以便满足高电平调幅电路，不难达到发射机的功率和失真要求。调制系数可以通过uB(t)和uΩ(t)的大小来满足，uB(t)的大小通过缓冲放大器的增益来调节，uΩ(t)的大小通过音频放大器的增益来调节。音频放大器的作用是不失真地放大音频信号

3、，其增益应该合适而且可调。综上可见，高电平调幅电路是满足系统要求的关键，应首先设计该电路，然后根据该电路对信号uB(t)和uΩ(t)的要求确定其它电路。音频放大器话筒高电平调幅缓冲放大器晶体振荡器图k1.1小功率调幅发射机系统框图（二）单元电路的设计1.高电平调幅电路的设计（1）电路及工作状态的选择。高电平调幅电路主要有基极调幅、集电极调幅和集电极-基极双重调幅电路。由于输出功率较小，故可选用效率虽较低但调制线性好、电路较简单的基极调幅电路。导通角通常选择70o左右，采用自给偏置，电路如图k1.2所示。为了提高调制线性度，应

4、使电路工作在欠压区。10O+VccC2C3Lc+CCTALTBCB1C4C5RAuB(t)RE+CB2LB1C1ULB2图k1.2高电平调幅电路方案（2）基本原件的选择。图中，CB1、CB2、CC为隔直耦合电容，C1、C2为高频滤波电容。π由于载波频率fc=6MHZ,音频信号频率F≈20Hz~20KHZ,故取CB1=CB2=CC=0.033μf,C1=C2=1μf。C3为电源去耦电容，C3=10μf。扼流圈LC在该电路中主要起隔离高频信号、耦合电源的作用，通常取10mH。LB2=51Mh。LB1为高频扼流圈，其作用是隔离高频

5、载波信号，耦合低频的音频信号，因此取LB1=470μH。RE为负反馈电阻，用以改善波形及测试工作状态，通常取10Ω。（3）滤波匹配网络的设计。L、C4和C5构成π型滤波匹配网络,为确定它们的值,需要先确定集电极谐振电阻Re。电路的最大输出功率在临界状态时达到，考虑到匹配网络的实际传输效率，应选择临界状态时的最大输出功率POmax>1.5倍输出峰包功率=1.5×220mW=330mW故选择POmax=0.6W。设集电极饱和压降UCES=1V，电源电压VCC=12V,则临界状态时的高频信号幅度为Ucmmax=11V，可得集电极谐

6、振电阻为Re=U2cmmax/(2Pomax)≈100Ω考虑到功放匹配电路中Qe1、Qe2不宜太大，否则谐振曲线太尖锐，不易调整，而且传输效率降低，故取Qe1=2。由于Qe1=wcReC4,因此得C4=2/(6×106×2π×100)=530PF实际可取560PF，然后根据实验调整。由于Re/（1+Q2e1）=RA/（1+Q2e2）故可得Qe2≈1.22C5=Qe2/(wcRA)=650PFC5可取680PF，然后根据实验调整。L=L1+L2=(Qe1/wc)×(Re/(1+Q2e1))+(Qe2/wc)×(Re/(1+Q

7、2e1))=1.72μH故L取为1.8μH.（4）三极管的选择。设导通角θ≈70o,根据三极管临界工作状态时的高频信号振幅Ucmmax=11V，可求得临界状态时集电极电流为icmax=Icmmax/α1(θ)=Ucmmax/Reα1(70o)=11/(100×0.44)=0.25A临界状态时的管耗为PC=PD-Pomax=icmaxα0(θ)Vcc-Pomax=0.25×0.25×12-0.6=150Mw由于失谐管子的管耗大大增加，因此PCM的选择应有足够余量。10三极管的最大集电极电压为uCEmax≈2VCC=24V查手册

8、知：NPN高频中功率管9013的参数为fT≥300MHz，PCM=700Mw,ICM=300Ma,U（BR）CEO=30V,所以满足上述要求。9013的管角如图k1.3（b）所示。（5）载波电压幅值Ubm与调制电压幅值UΩm的选择。由于采用自给偏置，因此Ubm应大于0.5V。为便于调整、提