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1、四 川 信 息 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 说 明 书(论 文)设计(论文)题目: 小功率调频发射机 电路的设计 专 业: 通信技术 班 级: 通技 06-2 学 号: 0520080 姓 名: 甯小青 指导教师: 刘雪亭 谭望春 二 八年十二月三十日四川信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书四川信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书学 生 姓 名甯小青 学 号0620070班级通技06-2专业通信技术设计（或论文）题目小功率调频发射机电路的设计指导教师姓名职称工作单位及所从事专业联系方式备 注刘雪亭 讲师四川信息职业技术学院电子系教 师13908128615谭望春 高级工 程师四
2、川九洲电子科技股份有限公司13508101878设计（论文）内容：本次设计是小功率调频发射机，对于小功率调频发射机的应用此次采用的是主要针对无线调频话筒的设计。基本任务如下： 1.完成功率激励与末级功放电路的设计。 2.完成缓冲隔离电路的设计。3.完成 LC 调频振荡电路的设计。 进度安排：第一阶段（2008，092008，10）：完成各单元电路的基本框图设计；第二阶段（2008，102008，11）：完成各单元电路的设计及整体工作原理的分析；第三阶段（2008，112008，12）：进行仿真，编写报告准备答辩。主要参考文献、资料(写清楚参考文献名称、作者、出版单位)： 1 熊建云，Prote
3、l99SE EDA技术及应用机械工业出版社，2007 2 申功迈，钮文良高频电子线路西安电子科技大学出版社，2006 3 谢自美电子线路设计实验测试中华科技大学出版社，2006 4 曾兴雯，刘乃安，陈健高频电路原理与分析 西安电子科技大学出版社，20035 余宏生，吴建设电子 CAD 技能实训人民邮电出版社，20066 郑应光模拟电子线路东南大学出版社 ，2006审 批 意 见教研室负责人： 年 月 日备注：任务书由指导教师填写，一式二份。其中学生一份，指导教师一份 。四川信息职业技术学院毕业设计说明书I目 录摘 要.1 第 1 章 绪论.2第 2 章 方案设计.32.1 方案比较与论证 .3
4、2.2 方案选择 .3第 3 章 单元电路设计.53.1 功率激励与末级功放电路设计 .53.1.1 末级功放电路设计.53.1.2 激励级宽带功放电路设计.83.2 缓冲隔离级电路设计 .103.3 LC 调频振荡器设计.123.3.1 间接调频电路设计.133.3.2 LC 振荡器的设计 .15总 结.17致 谢.18参考文献.19附录 1 总电路原理图 .20附录 2 元器件明细表 .21 四川信息职业技术学院毕业设计说明书第 1 页 共 21 页摘 要 在无线电通讯和广播中，需要传送由语言、音乐、文字、图像等转换成的电信号。由于这些信号频率比较低，根据电磁理论，低频信号不能直接以电磁波
5、的形式有效地从天线上发射出去。因此，在发送端须采用调制的方式，将低频信号加到高频信号之上，然后将这种带有低频信号的高频信号发射出去，在接收端则把带有这种低频信号的高频信号接收下来，经过频率变换和相应的解调方式“检出“原来的低频信号，从而达到通讯和广播的目的。 本设计针对小功率调频发射机进行设计，它主要有调频振荡、缓冲隔离、功率激励和末级功放各部分电路组成。最主要将调制信号进行调制后，振荡信号随着调制信号的变化而产生变化，振荡级将产生 5MHz 的工作频率，功率激励即对电压进行放大，末级功放将工作在丙类状态 A50%，最后将对信号由天线发射出去。关键词 发射机；调频；无线话筒 四川信息职业技术学
6、院毕业设计说明书第 2 页 共 21 页第 1 章 绪论无线电技术诞生以来，信息传输和信息处理始终是其主要任务。要将无线电信号有效地发射出去 ，天线的尺寸必须和电信号的波长为同一数量级，为了有效地进行传输。必须将携带信息的低频电信号调制到几十 MHz 至几百 MHz 以上的高频振荡信号上，再经天线发送出去，调频是信号发射必不可少的一个环节。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，可以用于演讲、教学、玩具、防盗监控等诸多领域。 低频小功率调频发射机是将待传送的音频信号通过一定的方式调制到高频载波信号上，放大到额定的功率，然后利用天线以电磁波的方式发射出去，覆盖一定的范围。随
7、着器件技术的发展，调频发射机的体积越来越趋于微型化，工作电压越来越低，信号覆盖的范围越来越广 。就目前接、发射技术来说，调频发射因为起得天独厚的性能优势，在接收机技术上可以有广阔的发展前景是因为发送信号的频率比较高，那么如何能够最大限度的减少干扰，如何把这种信号很好的解出来，这成了调频技术的一种考验。本文主要就是研究利用频率调制技术调制高频信号，并把它发送出去 。四川信息职业技术学院毕业设计说明书第 3 页 共 21 页第 2 章 方案设计2.1 方案比较与论证 无线调频话筒的设计中在 LC 振荡调频电路中其采用的调频方法有两种：一种是直接调频；另一种是间接调频。 方案一：直接调频。这种方法一
8、般采用调制电压直接控制振荡器的振荡频率，振荡频率 f(t)按调制电压规律变化。在此设计的电路中被控制的是 LC 振荡器，则只需要控制振荡回路的某个元件（L 或 C） ，使其参数随调制电压变化，就可以达到直接调频的目的。此种方法电路简单、性能良好，是目前广泛采用的调频电路之一。但这种方法的缺点是频率稳定度差，在许多场合须对载频采取稳频措施或者对晶体振荡器进行直接调频。 方案二：间接调频。这种方法是将调制信号积分，然后对载波进行调相，间接调频时，调制器与振荡器是分开的，因此对振荡器影响小，其频率稳定度高。在设计中若载频不稳，则有可能使调频信号的频谱落到接收机通带外，因此对于调频电路不仅要满足一定频
9、偏要求，而且振荡频率必须保持足够高的频率稳定度 。2.2 方案选择 本设计采用的是间接调频，这样易于保持中心频率的稳定度，虽然间接调频不易获得最大频偏但是在设计中采用的是三级单回路变容管调相电路，这样既可以保持中心频率又可以获得最大频偏。由于本设计要求的发射功率 PA不大，工作中心频率 f0也不高，因此，晶体管的参量影响及电路的分布参数的影响不会很大， 整机电路设计的框图如图2-1所示。图2-1 实用调频发射机的组成框图调制信号13dB13dB0dBmW500mW25 mW1.25mW1.25 LC 振荡 与调频缓冲隔离功率激励末级功放四川信息职业技术学院毕业设计说明书第 4 页 共 21 页
10、各组成部分的功能如下： 1LC 调频振荡器：产生频率 f05MHz 的高频振荡信号，变容二极管线性调频，最大频偏 fm10kHz，整个发射机的频率稳定度由该级决定。2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，当其工作状态发生变化时（如谐振阻抗变化） ，会影响振荡器的频率稳定度，使波形产生失真或减小振荡器的输出电压。整机设计时，为减小级间相互影响，通常在中间插入缓冲隔离级，缓冲隔离级电路采用射极跟随器电路。3功率激励级：为末级功放提供激励功率，如果发射功率不大，且振荡级的输出能够满足末级功放的输入要求，功率激励级可以省去。 4末级功放：将前级送来的信号
11、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应采用丙类功率放大器，若整机效率要求不高如 A50%选用丙类功率放大器较好 。四川信息职业技术学院毕业设计说明书第 5 页 共 21 页第 3 章 单元电路设计3.1 功率激励与末级功放电路设计发射机的输出应具有一定的功率才能将信号发射出去，但是功率增益又不可能集中在末级功放，否则电路性能不稳，容易产生自激，因此要根据发射机的各组成部分的作用，适当合理的分配功率增益。本设计中，功率增益的具体分配如图 2-1所示。如果调频振荡器的输出比较稳定，又具有一定的功率，则功率激励级和末级功放的功率增益可适当小些。功率激励级一般采用
12、高频宽带放大器，末级功放可采用丙类谐振功率放大器，缓冲级可以不分配功率。功率激励与末级功放电路如图 3-1所示。 T33DA1T43DG130R20 360R183k R19 5R21 22R17 8.2kC17 0.02FC18 0.01FC19 0.01FC21 0.01FC200.01FR2251L510uH+12vTR2TR1ui图 3-1 功率激励与末级功放3.1.1 末级功放电路设计 1基本关系式末级功放采用丙类功率放大器，其电路原理如图 3-1 所示。丙类功率放大器的基极偏置电压-VBE是利用发射机电流的分量 Ieo在射极电阻 R21上产生的压降来提供四川信息职业技术学院毕业设计
13、说明书第 6 页 共 21 页的，故称为自给偏压电路。当放大器的输入信号 Vi 为正弦波时，集电极的输出电流iC为余弦脉冲波。利用谐振回路 LC 的选频作用可输出基波谐振电压 uC、电流 iC1。 (1)集电极基波电压的振幅 PcmcmRIU1式中，Icm1为集电极基波电流的振幅；RP为集电极负载阻抗。(2)输出功率 PO（3-1）PcmcmcmRUIUPo2/2 1(3)直流功率 PVcoccVIVP (4)集电极耗散功率 PTPoPPVT(5)集电极的效率 VPPo/(6)集电极电流分解系数 max/cmcmnniI(7)导通角（一般取oo8060 ）bmBBon UVUcos2确定丙类放大器的工作状态为了获得较高的效率 和最大的输出功率 P，选丙
