高频电子线路课程设计小功率调频发射机的设计与实现

小功率调频发射机的设计与实现

目 录

一、摘 要 二、设计目的 三、设计要求 四、给定条件 五、设计框图 六、元器件值 七、工作原理 八、调试过程 九、验证过程 十、课设总结 十一、附 录

摘 要

小功率调频发射机的原理组成框图：

只有当发射机的天线长度与发射频率的波长可比拟时，天线才能有效地把载波发射出去。波长与频率的关系为λ= c/f, 式中，c为电磁波传播速度，，c=3*108m/s 。音频的范围一般为10Hz~10kHz,对应的波长为30,000Km~ 30Km。

调频振荡级信号还需放大到一定的功率，功放级一般输出较大，当其工作状态发生变化，会影响振荡频率的稳定性，会使波形产生失真，或减小振荡器的输出。为减少级间影响，应插入缓冲隔离级。

功率激励的作用： （1）提高发射频率， （2）提高发射机的稳定性， （3）提高调制灵敏度。

为避免一级功放增益太大而产生自激。加一级功率放大器为末级功放提供激励信号，也称推动级。

在功率激励后还应加一级倍频，使负载（天线）上获得满足要求的功率。

设计目的

通过具体的电路设计和调试安装实践，进一步加深对基础电路，高频电路的了解，理解所学的专业知识，提高动手能力，提高解决实际问题的综合能力，培养创新能力。

设计要求

1. 理解并掌握本课程设计所涉及的知识； 2. 熟悉工程设计方法； 3. 4. 5. 6.

设计并理解调频发射机的调频和发射过程； 掌握高频电路的调试方法； 连接本系统硬件电路； 完成本系统的调试和测试。

给定条件

1、发射功率为100mW，负载电阻51欧姆。 2、工作中心频率5MHz，最大频偏 f 10kHz。 3、总效率 50%。

4、在实现工作中心频率5MHz调频发射机的基础上，设计完成工作中心频率5MHz调频发射机。

系统框图

元器件值

三极管： 3DG100 1个； 3DG130 3个；

电感： 10μH色环电感 1个 47μH电感 3个；

电容（单位F）：

20p 33p 100p 330p 510p 2000p 5100p 0.01μ ×6 0.022μ 0.047μ 4.7μ

电阻（单位欧姆）： 8.2k ×3 28k 2k 1k ×2 150k 20k 10k ×2 3k 360 5 51 20

工作原理

LC振荡与调频电路：图3中产生频率f0=5MHz的高频振荡信号。变容二极管线性调频，最大频偏 fm=10kHz。发射机的频率稳定度由该级决定。

缓冲隔离级：将振荡级与功放级隔离，以减小功放级对振荡级的影响。因为功放级输出信号较大，工作状态的变化（如谐振阻抗变化）会影响振荡器的频率稳定度，或波形失真或输出电压减小，为减小级间相互影响，通常在中间插入缓冲隔离级。缓冲隔离级常采用射级跟随器电路。为减少射极跟随器对前级振荡器的影响，通常要加耦合电容。 功率激励级：为末级功放提供激励功率。如果发射功率不大,且震荡级的输出功率能够满足末级功放的输入要求，则功率输入激励级可以省去。

末级功放：将前级送来的信号进行功率放大，使负载（天线）上获得满足要求的发射功率。如果要求整机效率较高，则应采用丙类功放；若整机效率要求不高，如 A＜50％，波形失真要小，则可以采用甲类功放。但是本题要求 A＞50％，故选丙类功放较好。

调试过程

直流电源电压：11.92V 对第一级电路进行调试 测量第一级三极管静态工作点：

Vce=5.93v Vc=7.95v Ve=2.02v Vb=2.49v 观察第一级输出波形：

Vpp=2.70v f=5.208MHz 对第二级电路进行调试 测量第二级三极管静态工作点：

Vce=6.10v Vc=11.85v Ve=5.75v Vb=6.40v 观察第二级输出波形：

Vpp=2.16v f=5.198MHz

对第三级电路进行调试 测量第三级三极管静态工作点：

Vce=6.11v Vc=11.35v Ve=5.24v Vb=5.78v 观察输出波形：

Vpp=13.2v f=5.000MHz 对最后的耦合级电路进行调试

观察第四级加信号源前的波形：

设置信号源参数： V=1.00v f=2.00KHz

在调频发射机的信号输入端输入信号源； 观察第四级加信号源后的输出波形：

V=1.00v

验证过程

前级

通过对三极管静态工作点的测量可知三极管正常工作，LC震荡频率误差为4.16%<5%，通过观察波形可得频偏符合要求，工作中心频率为5MHz左右； 后级

测量三极管静态工作点验证三极管工作正常，射级跟随器工作正常，甲类放大工作正常，通过对丙类放大工作测试得丙类放大工作正常，发射功率误差在10％之内，通过观察负载电阻上的波形，波形无失真，无高频分量。

最后通过测量计算得到PRL/Pvcc=65%>50%,工作中心频率稳定在5MHz，所以电路工作正常。

附录：

1．原理图

2. 参考资料

《高频电子线路》 作者：张素文 高等教育出版社出版 3．调试记录

直流电源电压：11.92V 第一级三极管静态工作点：

Vce=5.93v Vc=7.95v Ve=2.02v Vb=2.49v 第二级三极管静态工作点：

Vce=6.10v Vc=11.85v Ve=5.75v 第三级三极管静态工作点：

Vce=6.11v Vc=11.35v Ve=5.24v 信号源参数：

V=1.00v f=2.00KHz

Vb=6.40v Vb=5.78v