哈工大高频课设报告

哈工大高频课程设计报告

哈尔滨工业大学高频课程设计报告

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目录

一、中波电台发射系统设计

1.1设计要求..................................................1

1.2设计原理..................................................1

1.3分模块设计1.3.11.3.21.3.31.3.41.3.4.11.3.4.21.3.52.1设计要求2.2设计原理2.32.3.12.3.2...........................................25

参考资料及附录..................................................26

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摘要：发射机主要实现调制过程，用低频信号对高频载波进行调制，经高频功率放大后，由天线发射出去；接收机主要实现解调过程，将接收到的高频小信号经放大、混频后得到465kHZ的中频已调信号，最后经包络检波，得到低频信号。仿真使用软件Multisim。关键词：本地振荡器；调制；放大；混频；检波

一、中波电台发射系统设计

1.1设计要求

技术指标：载波频率535-1605KHz51Ω，总的输出功率50mW，调幅指数30％~80％。调制频率本设计可提供的器件如下，可以选择其他替代芯片。

高频小功率晶体管3DG6高频小功率晶体管集成模拟乘法器高频磁环运算放大器1.2本地振荡器缓冲级电路振幅调制高频功率放大

器

低频小信

号低频小信号放大电路天线发射

本地振荡器主要用来产生一个幅度较大的高频信号用作载波，并且需要有较高的频率稳定度。缓冲级电路主要是为了隔离本地振荡电路，防止后级电路对本振电路产生干扰。低频小信号电路实现对低频调制信号进行放大，振幅调制电路用低频信号对高频载波进行调制，输出调幅波，最后通过高频功率放大电路放大，达到所需功率后经天线发射出去。

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哈尔滨工业大学高频课程设计报告1.3分模块设计

1.3.1主振荡器设计与仿真

由于设计要求中对频率稳定度要求较高，故采用频率稳定度较高的西勒振荡电路来产生载波，目标为产生频率为1MHZ的幅值较大的高频载波。

采用西勒电路的设计图（图一）如下：

型，发射极基极击穿电压5V，集电极发射极击穿电压30V（容易满0.8A，直流电流增益（hfe）100，最大工作频率250MHZ（符合要求），输出电容8pF（较小可忽略），rbb' 8.61602 ，其余参数不再列举。

2.静态工作点的设置：

100，设置ICQ 3mA，UCEQ 6V（直流负载线中点），可以推出：

VCC-UCEQ12-6Re Rc 2K ICQ3取Re Rc 1K ，

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发射极电压UEQ UBQ-Ube ICQ Re 3V，

基极电流IBQ ICQ

3 0.03mA，故可得出100

26mA] 26.5mv，故UBQ Ube UEQ 3V，ICQ

Ube IBQ[rbb' (1 )

3V 5V,， R1 R2 VCCR1

I2即得R1 30k ，3.C C3 C4， C3 C2,不妨取C3 20pF，

C1'C1，而 C2'C2f0 1MHZ，F

无法进一步求解证明AF 1,但由于Xbc可f0 122，而根据所学知识，已知 C p1 C0 p2 Ci，不稳定电 2 LC

C22 p1 C p2 C，为了提高频率稳定度，满容相对总电容的变化量为：0iCCC

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CC3 C4C C4 足10的要求，可使p1、p2减小，而p1 ，故可以 ,p2 3

C1'C1C2'C2-3C

增大C1与C2，以使频率稳定度提高，而C1，C2 C3，可取C1 325pF，C2 3800pF，通过仿真可得所设电容值满足频率稳定度要求，即使不满足也可以通过适当增大两电容值来达到要求。

仿真所得到的高频载波波形（图二）如下：

图二高频载波波形图

仿真所得高频载波频率测量图如下，基本稳定在1MHZ，虽有波动但都在千分之一以下，

且1MHZ的稳定状态保持时间

足够长，满足频率稳定度要

求。

图三高频载波频率测量

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1.3.2缓冲级的设计与仿真

缓冲级将振荡电路与后级电路隔离，以减小后级对振荡级的影响，避免之后的电路工作状态的变化对振荡器的频率稳定度或波形产生较大影响。为减小级间相互影响，在中间插入缓冲隔离级。缓冲剂采用射极跟随器电路，增加了缓冲级的振荡电路如下:

图四增加了缓冲级电路的本地振荡电路（框内为缓冲级）

参数计算过程，如静态工作点的设置，与本地振荡电路类似，不再赘述。具体设置如上图：R3 3k ，R4 1k ，R1 1k ，射极跟随器电压放大倍数小于且接近于1，经缓冲级前后波形对比图如下：

电压幅度变化不

大，略有减小。

图五缓冲级前后波形对比

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经过缓冲级后，发现频

率稳定度有所下降，因此通

过再次微调电容，使得频率

稳定度重新满足要求。

图六缓冲级前后频率对比

1.3.3低频小信号放大器的设计与仿真

低频小信号放大器是为了将音频小信号放大，作为调制信号对高频载波进行调制，由于提供了UA741型运算放大器，故可直接用同相比例运算电路对低频小信号进行放大。在Multisim中选用uA741CD型运放。

上网查阅数据手册得其端口信息如下：

图七uA741端口信息

uA741CD需要双电源输入，查阅数据手册知，所需电源最大为 22V，故一般 12V可以正常工作。

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具体电路设计图如下：图八低频小信号放大电路

RR 1 f 1 3，可根据所需的放大倍数调R1R1

101倍，波形如下：

左图实际上是两

个波形重合了，小信号

波形与放大后的波形，

放大前的刻度值为

20mv/Div，放大后的刻

度值为2V/Div，恰好为

100倍，与理论值吻合

的很好。

图九低频小信号放大器放大波形

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1.3.4振幅调制电路的设计与仿真

1.3.4.1乘法器电路

Multisim软件中没有MC1496乘法器，故参照书中电路，自行搭建MC1596，具体电路图如下：

图十MC1596电路内部图

电路结构简单分析：MC1596电路中包含8个三极管，是一种双平衡的四象限模拟乘法器，如上图电路，Q1、Q2、Q3、Q4组成了双差分放大电路，而Q5、Q6则组成单差分放大电路，为双差分放大电路提供激励，而Q7、Q8则主要是起到恒流源的作用。

1.3.4.2振幅调制电路

利用乘法器可以实现两个模拟信号的相乘，将高频载波信号与低频信号相乘，适当调节各元件参数，再经过滤波器，选出差频分量，即可得到调制波形，具体原理课本[1]已有详细过程，不再赘述。具体电路图如下：

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图十一

参数设置：调幅电路

静态偏置电压必须保证各个三极管都处于放大状态，就是要让各个三极管的集电极与基极之间的电压不小于2V，小于极限工作电压，参考书中电路即可满足要求，不再赘述。

对于基极偏置电流，由于三组差分放大器的基极电流都很小，静态偏置电流主要由恒流源决定，恒 …… 此处隐藏：2735字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……