高频课程设计：调频发射机设计

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1、1.课程设计任务书1.1引言本文设计一个调频发射机，调频发射机由前级LC振荡电路，变容二极管调频，射级跟随器，甲放，和高频放大电路构成。高频放大电路是调频发射基末级电路，其性能的优劣直接影响到发射机的好坏，稳定性和放大特性等指标。因此本文设计对中频放大电路做了比较详细的介绍。1.2设计目的通过调频发射机电路的设计，使得建立无线电发射收机的整机概念，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、计算发射的各个单元电路：包括LC振荡电路、变容二极管调频电路、射级跟随器电路、高频功放电路设计、

2、元器件选择。发射机是日常生活中常见的也是应用非常广泛的电子器件，研究本课题既可以了解小信号发射机电路，又可以提高对于Multisim和Protues的应用能力和运用书本知识的能力。1.3任务设计一个简易调频发射机（话筒），载频为4MHz，最大频偏为，天线阻抗为75，输出功率大于200mW，中心频率稳定度不低于。要求调试并测量主振级电路的性能，包括中心频率及其频率稳定度等。1.4基本要求1.载频：4MHz2.最大频偏：，3.天线阻抗：75，4.输出功率：>=200mW，5.中心频率稳定度：<=192总体方

3、案2.1方案选择直接调频发射机调频就是由高频振荡器产生的调频信号先由变容二极管调频，发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制，高频部分包括主振荡器、缓冲放大、倍频器、中间放大、功放推动级与末级功放。主振器的作用是产生频率稳定的载波。为了提高频率稳定性，主振级采用石英晶体振荡器，并在它后面加上缓冲级，以削弱后级对主振器的影响。2.2工作原理调频发射机是由LC振荡电路、缓冲级和高频功率放大电路构成。由LC振荡电路产生载波信号，送往缓冲级，然后由高频功率放大电路对信号进行放大，最后由天线发送出去。

4、2.3设计框图通常小功率发射机采用直接调频方式，它的组成框图如下所示。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。输出功率级缓冲级调频振荡级图2.1直接调频发射机组成框图193、系统硬件设计3.1LC振荡与调频电路按照产生的波形，

5、振荡器可以分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。按照产生振荡的工作原理，振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器。所谓反馈式振荡器，就是利用正反馈原理构成的振荡器，是目前用的最广泛的一类振荡器。所谓负阻式振荡器，就是利用正反馈有负阻特性的器件构成的振荡器，在这种电路中，负阻所起的作用，是将振荡器回路的正阻抵消以维持等幅振荡。反馈式振荡电路，有变压器反馈式振荡电路，电感三点式振荡电路，电容三点式振荡电路和石英晶体振荡电路等。本次设计我们采用的是电容三点式振荡电路。LC三点式振荡组成原理图其振荡频率f=。当和为容性

6、，为感性时称为电容反馈振荡器，其中C=；当和为感性，为容性时称为电容反馈振荡器，其中L=+。当我们相应图3.1LC三点式振荡电路3.1.1LC振荡电路的选择（1）方案一：考毕兹振荡器考毕兹振荡器其振荡频率为f=,式中L=++2M，此方案比较容易起振，调整也方便，但输出的波形不好，在频率较高时不易起振。（2）方案二：克拉泼振荡器克拉泼振荡器其振荡频率为f=，式中C=，此电路的频率稳定度较好，但在振荡范围较宽时，输出幅度不均匀，且频率升高后不易起振，其主要用于固定频率或波段范围较窄的场8合。（3）方案三：西

7、勒振荡器西勒振荡器其振荡频率为f=，式中C=+，这种振荡器较易起振，振荡频率也较为稳定，波形失真较小，当参数设置得当时，其频率覆盖系数较大。基于以上分析，我们决定选用方案三。193.1.2振荡器电路的基本原理图3.2所示的为LC正弦波振荡器电路。其中，晶体管T组成电容三点式振荡器的改进电路即西勒电路，它被接成共基组态，为基极耦合电容，其静态工作点由、、及决定，即……………………………………3.1………………………………3.2…………………………………………3.3……………………………………………3.4图

8、3.2西勒振荡电路小功率振荡器的静态工作电流一般为1～4mA。偏大，振荡幅度增加，但波形失真加重，频率稳定性变差。、与、组成并联谐振回路，其中两端的电压构成振荡器的反馈电压，以满足相位平衡条件。比值19决定反馈电压的大小，当=1时，振荡器满足振荡平衡条件，电路的起振条件为F＞1。为减小晶体管的极间电容对回路振荡频率的影响，、的取值要大。如果选，，则回路的谐振频率主要由决定，即：………………………………………3.5如果取为几十皮法，、可取几百