課程設計
課程名稱高頻電子線路課程設計
課題名稱小功率調頻發射機設計
專業電子科學與技術
班級0802班
學號 200801180219
姓名劉石海
指導教師劉正青老師
2023年6月11日
湖南工程學院
課程設計任務書
課程名稱通訊電子線路課程設計
題目小功率調頻發射機設計
專業班級電子科學與技術
學生姓名劉石海
學號 200801180219
指導老師劉正青
審批任務書下達日期： 2011 年 5月 23日星期一
設計完成日期： 2011 年 6月 11日星期五
目錄一、資料整理 6
1、發射機的主要技術指標 6
2、變容二極體主要特性 7
3、寬頻功率放大器 9
4、丙類功率放大器 9
二、總體方案設計 10
1. 系統框圖： 10
2、單元電路設計 10
1) 功放級電路設計和分析 10
2) 功放電路引數計算 12
3) 甲類功率放大器 15
4) 緩衝隔離級 17
5) 調頻振盪級 18
三、整機電路 22
四、電路裝配測試和總結 23
五、總結與體會 26
附錄 27
參考文獻 28
課程設計評分表 29
● 發射功率一般是指發射機輸送到天線上的功率。
● 工作頻率或波段發射機的工作頻率應根據調製方式，在國家或有關部門所規定的範圍內選取。
● 總效率發射機發射的總功率與其消耗的總功率p』c 之比，稱為發射機的總效率 。
● 非線性失真要求調頻發射機的非線性失真係數應小於1 %。
● 雜音電平雜音電平應小於 – 65 db。
● 輸出功率高頻功放的輸出功率是指放大器的負載rl上得到的最大不失真功率。也就是集電極的輸出功率，即
● 效率常將集電極的效率視為高頻功放的效率，用η表示，當集電極迴路諧振時，η的值由下式計算：
● 功率增益功放的輸出功率po與輸入功率pi 之比稱為功率增益，用 ap(單位：db)表示
ap=po/pi
● 主振頻率 lc振盪器的輸出頻率fo稱為主振頻率或載波頻率。用數字頻率計測量迴路的諧振頻率fo，高頻電壓表測量諧振電壓vo，示波器監測振盪波形。
● 頻率穩定度主振頻率fo的相對穩定性用頻率穩定度表示
● 最大頻偏指在一定的調製電壓作用下所能達到的最大頻率偏移值。將稱為相對頻偏。
● 變容二極體特性曲線特性曲線cj-v 如圖1-1示。 效能引數vq、cj0、及q點處的斜率kc等可以通過cj-v 特性曲線估算。
圖1-1 變容二極體的cj-v特性曲線
變容二極體的cj-v特性曲線如圖1-1所示。設電路工作**性調製狀態，在靜態工作點q處，曲線的斜率為
圖1-1是變容二極體2cc1c的cj-v 曲線。由圖可得
vq =–4v時
cq = 75pf，
● 調製靈敏度單位調製電壓所引起的最大頻偏稱為調製靈敏度，以表示單位為 khz/v，即
為調製訊號的幅度； 為變容管的結電容變化時引起的最大頻偏。 ∵迴路總電容的變化量為
在頻偏較小時， 與的關係可採用下面近似公式，即
p↑- △ff ↑。
調製靈敏度
式中為迴路總電容的變化量；
調製靈敏度可以由變容二極體cj-v 特性曲線上vq處的斜率kc及上式計算。 越大，說明調製訊號的控制作用越強，產生的頻偏越大。
● 寬頻功放要為下一級丙類功放提供一定的激勵功率，將前級輸入的訊號進行功率放大，它不需要調諧迴路，可在很寬的頻率範圍內獲得線性放大。
● 為獲得最大不失真輸出功率，靜態工作點q應選在交流負載線ab的中點。（如圖1-2）
圖1-2甲類功放的負載特性
為達到效率大於50%的要求，本級需要使用丙類功放。
圖1-3（左）輸入電壓與集電極電流脈衝的波形關係。
（右）丙類功放負載特性
1. 系統框圖：根據任務要求，本發射機功率pa不大，工作中心頻率f0也不高，為了除錯和設計方便，可將系統設計得簡單一些。
這樣的系統在實驗室環境下還是非常穩定的。以下給出系統框圖（2-1）：
1) 功放級電路設計和分析：
根據高頻小功率發射機的特點，和引數要求，整機設計應該從末級開始往前設計，所以首先設計的是功放級:
將前級送來的訊號進行功率放大，使負載（天線）上獲得滿足要求的發射功率。如果要求整機效率較高，應採用丙類功率放大器，若整機效率要求不高如，而對波形失真要求較小時，可以採用甲類功率放大器。但是設計要求總效率，故選用丙類功率放大器較好。
丙類功放的電流導通角θ< 90，效率可達到80%。它通常作為發射機的末級，以獲得較大的輸出功率和較高的效率。丙類功率放大器的基極偏置電壓-vbe是利用發射極電流的直流分量ie0(ie0≈ic0)在射極電阻re2上產生的壓降來提供的，故稱為自給偏壓電路。
當放大器的輸入訊號vi為正弦波時，集電極的輸出電流ic為余弦脈衝波。利用諧振迴路l2c2的選頻作用可輸出基波諧振電壓vc1、電流ic1 。
因此選用如圖2-2所示：
圖（2-2）功率激勵級甲類功放和功放級丙類功放
2) 功放電路引數計算：
●電晶體引數：
電晶體3dg12的主要引數為pcm=700mw，icm=300ma，vce≤0.6v，hfe≥30，ft≥150mhz
電晶體3da1的主要引數為pcm=1w，icm=750ma，vce≥1.5v，hfe≥10，ft=70mhz，ap≥13db
● 確定放大器的工作狀態
為獲得較高的效率η及最大輸出功率p0。放大器的工作狀態選為臨界狀態，取φ=80，得諧振迴路的最佳負載電阻re為
得集電極基波電流振幅為
得集電極電流脈衝的最大值icm及其直流分量ic0，即
icm=icm1/α1（80）=30.8188ma
ic0=icm*α0（80）=9.6296ma
得電源供給的直流功率pd為
pd=vccic0=115.5551mw
得集電極的耗散功率pc'為
pc'=pd-p0=35.5551mw
得放大器的轉換效率η為
η=p0/pd=69%
若設本級功率增益ap=13db（20倍），輸入功率pi為
pi=p0/ap=4mw
得基極余弦脈衝電流的最大值為ibm（設電晶體3da1的直流β=10）
ibm=icm/β=3ma
得基極基波電流的振幅ibm1為
ibm1=ibm·α1(80)= 1.4160ma
得輸入電壓的振幅vbm為
●計算諧振迴路及耦合迴路的引數
丙類功放的輸入輸出耦合迴路均為高頻變壓器耦合方式，其輸入阻抗|zi|可計算，
得：輸出變壓器線圈匝數比為
取n3=1,n1=3。
若取集電極併聯諧振迴路的電容c=100pf，得迴路電感為
l=≈2.5uh
n2的確定需要根據磁環引數來確定。公式：
變壓器的匝數n1、n2、n3的計算值只能作為參考值，由於電路高頻工作時分布引數的影響，與設計值可能相差較大。為調整方便，通常採用磁心位置可調節的高頻變壓器。
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