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1、河南机电高等专科学校毕业课程设计小功率调频发射机设 计 报 告姓 名： 学 号： 专 业： 通信网络与维护 指导教师： * 2012 年 3 月 30 日小功率调频发射机2摘 要调频发射机目前处于快速发展之中，在很多领域都有了很广泛的应用。它可以用于演讲、教学、玩具、防盗监控等诸多领域。这个实验是关于小功率调频发射机工作原理分析及其安装调试，通过这次实验我们可以更好地巩固和加深对小功率调频发射机工作原理和非线性电子线路的进一步理解。学会基本的实验技能，提高运用理论知识解决实际问题的能力。本课设结合 Proteus 软件来对小功率调频发射机电路的设计与调试方法进行研究。Proteus 软件能实现
2、从电学概念设计到输出物理生产数据，以及这之间的所有分析、验证、和设计数据管理。今天的 Proteus 软件已不是单纯的设计工具，而是一个系统 ，它覆盖了以仿真为核心的全部物理设计。使用 Proteus、等计算机软件对产品进行辅助设计在很早以前就已经成为了一种趋势，这类软件的问世也极大地提高了设计人员在机械、电子等行业的产品设计质量与效率。本课题的设计目的是要求掌握最基本的小功率调频发射系统的设计与安装对各级电路进行详细地探讨，并利用 Proteus 软件仿真设计了一个小功率调频发射机。小功率调频发射机3目录一、设计和制作任务 .-4 -二、主要技术指标 .- 4 -三、确定电路组成方案 .-
3、4四、设计方法 .- 5 -4.1 振荡级 .- 54.2 缓冲级 .-64.3 功率输出级 .- 74.4 总的原理图设计 .- 8-五、实验数据分析 .-11-六、实验总结 .- 12 -七、参考文献 .- 13小功率调频发射机4一、设计和制作任务1 确定电路形式，选择各级电路的静态工作点，画出电路图。2 计算各级电路元件参数并选取元件。3 画出电路装配图。4 组装焊接电路。5 调试并测量电路性能。6 写出课程设计报告书二、主要技术指标1中心频率 =12MHz0f2频率稳定度 0.1MHzf3最大频偏 10kHz mf4输出功率 30mW5oP5电源电压 Vcc=9V三、确定电路组成方案拟
4、定整机方框图的一般原则是，在满足技术指标要求的前提下，应力求电路简单、小功率调频发射机5性能稳定可靠。单元电路级数尽可能少，以减小级间的相互感应、干扰和自激。在实际应用中，很多都是采用调频方式，与调幅相比较，调频系统有很多的优点，调频比调幅抗干扰能力强，频带宽，功率利用率大等。调频可以有两种实现方法，一是直接调频，就是用调制信号直接控制振荡器的频率，使其按调制信号的规律线性变化。令一种就是间接调频，先对调制信号进行积分，再对载波进行相位调制。两种调频电路性能上的一个重大差别是受到调频特性非线性限制的参数不同，间接调频电路提供的最大频偏较小，而直接调频可以得到比较大的频偏。 所以，通常小功率发射
5、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，且其频率受到外加调制信号电压调变；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。四、设计方法1、振荡级振荡电路的选择振荡电路主要是产生频率稳定且中心频率符合指标要输出功率级缓冲级调频震荡级小功率调频发射机6求的正弦波信号，目前应用较为广泛的是三点式振荡电路和差分对管振荡电路。三点式振荡电路又可分为电感和电容三点式振
6、荡电路，由于是固定的中心频率，因而采用频率稳定度较高的克拉拨振荡电路来作振荡级。其电路原理图如右图所示。2、缓冲级因为本次实验对该级有一定的增益要求，而中心频率是固定的，因此用 LC 并联回路作负载的小信号放大器电路。缓冲放大级采用谐振放大，L 2和 C10谐振在振荡载波频率上。若通频带太窄或出现自激则可在 L2两端并联上适当电阻以降低回路 Q 值。该极工作于甲类以保证足够的电压放大。对缓冲级管子的要求是 roscf35f:CBRCEOV2所以可选用普通的小功率高频晶体管，如 9018 等另外，, bQeBEV+IcQ若取流过偏置电阻 R9,R10的电流为 I1=10I bQ则 R10=VbQ
7、/I1, R8=(Vcc-VbQ)/I1所以选 R10,R8均为 10K.为了减小缓冲级对振荡级的影响，射随器与振荡级之间采用松耦合，耦合电容 C9可选为 180pf.对于谐振回路 C10,L2,由 图 2MHzLfosc12小功率调频发射机7故本次实验取 C10为 100PF， 1022oscL1.76HCfug所以，缓冲级设计电路为图 2 所示3.功率输出级为了获得较大的功率增益和较高的集电极功率，设计中采用共发射极电路，同时使其工作在丙类状态，组成丙类谐振功率放大器由设计电路图知 L3、C 12 和 C13为匹配网络，与外接负载共同组成并谐回路为了实现功率输出级在丙类工作，基极偏置电压
8、VB3应设置在功率管的截止区同时为了加强交流反馈，在 T3的发射极串接有小电阻 R14在输出回路中，从结构简单和调节方便考虑，设计采用 型滤波网络，如右图。L 3，C 12，C 13构成 型输出，Q3 管工作在丙类状态，调节偏置 电阻可以改变 Q3 管的导通角。导通角越小，效率越高,同时防止 T3 管产生高频自激而引成回路用来实现阻抗匹配并进行滤波，即将天线阻抗变换为功放管所要求的负载值，并滤除不必要的高次谐波分量。 在选择功率管时要求0cmPaxIiCBRCEOV2小功率调频发射机8roscf35f:综上可知，我们选择 9018 功率管由于要使功放级工作在丙类，就要使 ，解得 ，为了1230
9、.7cBBEVRvg1328.R使功放的效率较大，可以减小 Q3 管的导通角，这里取 R13=11R12，第二级集电极的输出电流已经扩大了几十倍，为防止第三级的输入电流过大而烧坏三极管，需要相应的增大第三级的输入电阻。取 R13=220K，R 12=20K，改变 R14可调整放大倍数，取较小的反馈电阻有利于提高增益，因为选定，所以发射极电压 VE为1239*0.75cBVvRg0.05V，因此 R14可选为 100。由于 , LQe3312osctfLC且 ,一般取 Qe = 810 123tC所以 3213Cf+解得：L3=1.06H 图 3 计算得，C 13680PF，C 12220PF.
10、功放级的电路设计如右图所示。4、总的原理图设计根据前面的分析，还要考虑各级之间的隔离，以及滤波电路，可以设计出如下图的原理图。小功率调频发射机9其中，C 14,C16为滤波电容，选 C14为 0.1F，C 16为 100F。C 1为基极高频旁路电容，R1,R2为 Q1 管的偏置电阻。采用分压式偏置电路既有利于工作点稳定，且振荡建立后有利于振荡幅度的稳定。调节 C7/C8可使调频线性良好。R 7,R8为变容二极管提供直流偏置。调制音频信号经 C17,LC 加到变容二极管改变振荡频率实现调频。振荡电压经电容 C9耦合加至 Q2 缓冲放大级。Q2 缓冲放大级采用谐振放大，L2 和 C10 谐振在振荡
11、载波频率上。若通频带太窄或出现自激则可在 L2 两端并联上适当电阻以降低回路 Q 值。该级工作于甲类以保证足够的电压放大。Q3 管工作在丙类状态，有较高的效率同时防止 Q3 管产生高频自激而引起的二次击穿损坏。调节偏置电阻可改变 Q3 管的导通角。L 3, C12和 C13构成 型输出回路用来实现阻抗匹配并进行滤波，即将天线阻抗变换为功放管所要求的负载值，并滤除不必要的高次谐波分量。电路的调试小功率调频发射机10电路的调试顺序先分级调单元电路的静态工作点，测量其性能参数；然后在逐级进行联调，直到整机调试；最后进行整机技术指标测试。（1） 、第一级调试为了检查电路是否正确，应该对三极管Q1和变容二极管的静态工作点进行测量，然后调节中周L 1，使振荡频率为12MHz，测量结果如表5.2-1所示表5.2-1E
