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1、无 线 电 报 收 发 系 统 学 院：信息工程学院 班 级：通信 姓 名： 学 号：目录2摘要2一课程设计目的3二无线电报收发原理3三设计技术指标4四方案的论证与选取4 1.1高频振荡电路4 1.2音频振荡器9 1.3振幅调制9 1.4.功率放大电路13 2.1选频电路14 2.2检波电路14 2.3.滤波低放电路16五课设总结17六参考文献18摘 要随着现在社会的快速发展，人们对电子产品的要求越来越高，而要制作一个应用性比较好的电子产品就离不开高频电路，大到超级计算机、小到袖珍计算器，很多电子设备都有高频电路。高频电路大部分应用于通信领域，信号的发射、传输、接收都离不开高频电路。通信技术在
2、我们的生活中广泛应用，在本次设计中，我的目的是得到一个调幅发射与接收机系统。发射系统主要包括载波振荡器，音频振荡器，振幅调制器以及功率放大器。接收系统包括选频网络，解调电路，滤波低频放大电路组成。整个电路的设计必须注意几个方面。选择性好的级，应尽可能靠近前面，因在干扰及信号都不大的地方把干扰抑制下去，效果最好。如干扰及信号很大，则由于晶体管的非线性，将产生严重的组合频率及其他非线性失真，这时滤除杂波比较困难。为此，在高级发射与接收机中，输入电路常采用复杂的高选择电路。总的来说，设计一部发射与接收机时必须全面考虑，妥善处理一些相互牵制的矛盾，特别要抓住主要矛盾（稳定性、选择性、失真等），才能使得
3、本系统具有较好的指标。一 课程设计目的模拟电路贯穿于我们生活的很多方面，而高频电子线路作为模拟电路极其重要的一方面在当今社会的很多领域都有非常广泛的应用，比如无线电信号的发送与接收，交流信号的产生与功率放大等等。本学期我们在低频电子线路的基础上，进一步学习了高频电子线路，该课程比较抽象且难度较大，单纯的学习课本不仅枯燥，而且效果不明显。为加深对该课程的理解以及对所学知识的应用，我们设计了一个无线电报的收发系统。二无线电报收发原理 无线电报包括发送系统和接收系统，发送系统主要包括四个部分：载波振荡器，音频振荡器，振幅调制器以及功率放大器。接收系统主要由选频网络，解调电路，滤波低频放大电路组成。
4、载波振荡器音频振荡器振幅调制器音频放大器功率放大器发报电键发射天线vc(t)=Vcmcosctv(t)=Vmcost图一 采用调幅方式的发射机的方框图图二 采用调幅方式的接收系统的组成方框图接收天线选频放大电路滤波低放电路检波解调电路8三设计技术指标1.载波频率：30MHz2.音频频率：1000Hz3.调幅深度：Ma0.84.发射功率：PL500mW5.低放输出：P100mW四方案的选取与论证11产生载波的高频振荡电路载波是指被调制以传输信号的波形，一般为正弦波。一般要求正弦载波的频率远远高于调制信号的带宽，否则会发生混叠，使传输信号失真。载波实际起着运载低频信号的运输工具作用，其频稳度和小的
5、失真是发射系统质量好坏的重要指标。根据载波频率的高低和频率稳定度来确定电路形式。在频率稳定度要求不高的情况下，可以采用电容反馈三点式振荡电路，如克拉泼、西勒电路。频率稳定度要求高的情况下，可以采用晶体振荡器，也可以采用单片集成振荡电路。方案一：电感三点式振荡器，电感三点式正弦波振荡电路比较容易起振， 并且能在较宽的范围内调节振荡频率，其工作频率范围可以从数百千赫至数十兆赫，常用在经常改变频率的场合。电路的 缺点是，反馈电压对高次谐波阻抗较大，因而引起振荡回路输出谐波分量增大，输出波形较差。我仿真的结果也论证了这一点。图为电感三点式LC振荡器方案二：晶体振荡器，石英晶体振荡器具有较高的频率稳定度
6、，在选择合适的偏置电路的情况下，频稳度可达到10-11数量级，而且，其工作状态稳定，波形失真度也比较小，但是频率调节的范围较窄。方案三：电容三点式振荡器，振荡频率可达100兆赫以上，适宜于作固定的振荡器。反馈电压取自电容C2，而电容C2对晶体管非线性特性产生的高次谐波呈现低阻抗，所有反馈电压中高次谐波分量很小，因而输出波形很好；但是反馈系数因与回路电容有关，如果用改变电容的方法来调整振荡频率，必将改变反馈系数，从而影响起振。综合考虑我选择了改进式的电容三点式振荡器，即克拉泼振荡电路。克拉泼振荡电路与电容三点式电路的差别，仅在回路中多加一个与C1，C2相串联的电容C3。克拉泼振荡电路具有频率稳定
7、性非常高，振幅稳定等优点。 克拉泼电路时一种高稳定度的LC震荡电路，电路图如下：图1克拉波电路振荡器原理图它的特点是在前述的电容三点式振荡谐振回路电感支路中增加了一个电容C5，功用主要是以增加回路总电容和减小管子与回路间的耦合来提高振荡回路的标准性，使振荡频率的稳定度得以提高。先不考虑各极间电容的影响，这时谐振回路的总电容量C为C2、C4和C5的串联，即于是，振荡频率为使上式成立的条件是C4和C2都要都要远远大于C5，由此可见，C2、C4对振荡频率的影响显著减小，那么与C2、C4并接的晶体管极间电容的影响也就很小了，提高了振荡频率的稳定度。仿真原理图：仿真结果：12音频振荡器如图所示为1kHz
8、正弦波振荡电路。该电路是在双T电路基础上应用普通的ua741运算放大器产生1000Hz正弦波输出。调节10k电位器使电路起振，而电路的振荡频率由R1和R4确定，且一般情况下，这两个电阻都相等，其振荡频率与阻值成反比。当R1和R4阻值确定后，可确定所需电容大小。图中，电阻阻值选为1.5k，电容为0.1F，振荡频率为1kHz。 仿真电路图：仿真结果：我采用的是RC桥式正弦波振荡器该电路直接就可以产生幅值较大的信号，不需要再用音频放大器13振幅调制器振幅调制器的任务是将所需传送的信息“加载”到高频振荡中，以调幅波的形式传送出去。通常有低电平调幅和高电平调幅两种实现电路。低电平调幅电路输出功率小，适用
9、于低功率系统。它的电路形式有多种，如斩波调幅器、平衡调幅器、模拟乘法器调幅等，比较常用的是采用模拟乘法器形式制成的集成调幅电路，即集成模拟乘法器调幅。这种集成电路的出现，使产生高质量调幅信号的过程变得极为简单，而且成本很低。高电平调幅电路输出功率大，一般在系统末级直接产生满足发射要求的调幅波。它的电路形式主要有集电极调幅和基极调幅两种。集电极调幅电路的优点是效率高，晶体管获得充分的应用；缺点是需要大功率的调制信号源。基极调幅电路的优缺点正好与之相反，它的平均集电极效率不高，但所需的调制功率很小，有利于调幅发射系统整机的小型化。我采用的是模拟相乘器调幅法。由于multisim11.0中没有MC1
10、496芯片，故该芯片需要自己画其内部结构图，并封装其内部电路如图所示：图为MC1496内部结构图振幅调制电路仿真图：调幅波形：不知什么原因，得到的调幅波幅值较小，但是由于不太了解电路各元件的参数如何确定，只能通过不断的改变各个元件的参数，来得到满足要求的波形，在此过程遇到的困难还是比较大的，虽然出现了抑制载波的双边带调幅波，即Ma=1，满足要求。14功率放大器功率放大器是调幅发射系统的末级，它的任务是提供发射系统所需要的输出功率。是否选择该电路，主要根据系统对发射功率的要求。如果由调幅电路输出的功率能满足性能要求的话，就可以不再其后加功率放大电路，否则，就不能省略。放大器可以按照电流导通角的不
11、同，将其分为甲、乙、丙三类工作状态。甲类放大器电流的流通角为360度，适用于小信号低功率放大。乙类放大器电流的流通角约等于180度；丙类放大器电流的流通角则小于180度。乙类和丙类都适用于大功率工作。 丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。高频功率放大器大多工作于丙类。但丙类放大器的电流波形失真太大，因而只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力，回路电流与电压仍然极近于正弦波形，失真很小。 可是若仅仅是用一个功率放大器，不管是甲类或者丙类，都无法做到如此大的功率放大。 综上，确定电路设计由两个模块组成，第一模块是甲类放大器，第二模块是一工作在丙类状态的
12、谐振放大器，其作为功放输出级最好能工作在临界状态，因为此时输出交流功率最大，效率也较高，一般认为此工作状态为最佳工作状态。下图为丙类谐振功率放大器。图 1 丙类谐振功率放大器 仿真电路： 在调试过程中发现稍微修改输入信号参数就会影响输出波形质量，个人认为可能有以下两方面原因：一方面可能是静态工作点的设置问题，这就需要对电路再进行静态工作点的测量分析，另一方面可能是选频、滤波回路L、C等参数设置的影响，这个问题需要进一步进行测试验证。 由仿真结果及观察波形可知，所设计的高频功率放大器基本满足了设计任务要求。经过第一第二级甲类放大器后电压幅值增大了，最终输出也大大提高了输出功率，因此也验证了理论知
13、识的正确性和设计方法的可行性输出功率：15发射机总图：二接收机系统21选频放大电路因从谐振回路耦合过来的信号太微弱，所以必须要将输入信号进行选频放大，这里属于高频的范畴，采用高频小信号电路和分析方法。考虑到小信号放大电路的稳定性，采用共射共基极级联放大器。具体电路图如下：仿真波形：22二极管包络检波电路大信号的检波过程主要是利用二极管的单向导电特性和检波负载RC的充放电过程。包络检波的将高频变成低频，即实现了解调，从而从已调波中获得信息，并将信号送给低频放大器。二极管峰值包络检波器Ui为AM调制波时，要求：Uim0.5V，二极管的作用是滤除负半轴的波，因为二极管的正向内阻较小，而反向内阻较大，所以调制信号负半轴的波形不能通过二极管进入到检波电路中所以形成的波形都在时间轴的上方。锗管的正向特性曲线在电压为（0.2-0.3）v左右已陡峭，而硅管则要（0.5-0.7）v，但锗管反向特性不如硅管，因一般情况下主要考虑正向特性，故选锗管。解调仿真电路图：解调波形：从上图我们知道出现了负峰切割失真，我认为这是因为其交流电阻和直
