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1、大 庆 石 油 学 院课 程 设 计2009 年 6 月 29 日课 程 电子技术课程设计 题 目 小功率调频发射机 院 系 电气信息工程学院自动化系 专业班级 自动化 07-3 班 学生姓名 * 学生学号 * 指导教师 大庆石油学院课程设计任务书课程 电子技术课程设计 题目 小功率调频发射机 专业 自动化 姓名 * 学号 070601140327 主要内容：选取一种方法设计小功率调频发射机，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需的激励功率；缓冲级主要是对调频振荡信号进行放大，以提供末级所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
2、进行发射。基本要求：设计一个小频率调频发射机的基本电路要求：(1)能实现简单的频率发射。(2)采用频振荡级,缓冲级,功放输出级实现快速频率变换。(3)要具有很好的窄带跟踪特性，可以很好地选择所需要频率信号。参考资料：1 张肃文,陆兆雄.高频电子线路M.北京:高等教育出版社,1993. 2 刘润华,刘立山.模拟电子技术M.山东:石油大学出版社,2003.3 阳昌汉.高频电子线路M.哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2000.4 谢自美.电子线路设计M.武汉:华中科技大学出版社,2000.5 高吉祥.电子技术基础实验与课程设计M.北京:电子工业出版社,2002.6 童诗白,华成英.模拟电子技术基础M.
3、高等教育出版社,2004.完成期限 2009.6.29 至 2009.7.3 指导教师 专业负责人 2009 年 6 月 27 日目录1 设计要求 .1 2 方案设计 .1 2.1 设计方案选择.1 2.2 设计思路.1 2.3 总体方案方框图.1 2.4 基本原理.2 3 总体方案的选择和设计 .2 3.1 参考电路.2 3.2 制作调试.3 3.3 主要技术指标.3 4 单元电路的设计 .3 4.1 震荡级.4 4.2 缓冲级.5 4.3 功率输出级.5 4.4 元件参数的计算及选择.5 5 总电路图 .6 6 总结 .6 参考文献.8 附录.9电子技术课程设计（报告）- 1 -1 设计要
4、求选取一种方法设计小功率发射机。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，且其频率受到外加音频信号电压调变；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。2 方案设计2.1 设计方案选择设计方案一：采用锁相环式频率合成器。利用锁相环，将压控振荡器（VCO）的输出频率锁定在所需要频率上。这种频率合成器具有很好的窄带跟踪特性，可以很好地选择所需要频率信号，抑制杂散分量，并且避免了量的滤波器，有利于集成
5、化和小型化。但由于锁相环本身是一个惰性环节，锁定时间较长，故频率转换时间较长。而且，由模拟方法合成的正弦波的参数，如幅度、频率 相信都很难控制。设计方案二：采用传统的频振荡级,缓冲级,功放输出级。这种方法能实现快速频率变换，具有低相位噪声以及所有方法中最高的工作频率。2.2 设计思路根据课题要求，电路分为三部分来实现。1 频振荡级由于是固定的中心频率，可考虑采用频率稳定度较高的克拉泼振荡电路。2 缓冲级由于对该级有一定增益要求，考虑到中心频率固定，因此可采用以 LC 并联回路作负载的小信号谐振放大器电路。3 功放输出级为了获得较大的功率增益和较高的集电极效率，该级可采用共发射极电路，且工作在丙
6、类状态，输出回路用来实现阻抗匹配并进行滤波。2.3 总体方案方框图电子技术课程设计（报告）- 2 -图 1 总体方案框图2.4 基本原理通常小功率发射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，且其频率受到外加音频信号电压调变；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。3 总体方案的选择和设计3.1 参考电路鉴于上述设计考虑图 7 所示是可供午安用的电路
7、之一。在条件许可时，亦可采用 MC2833 单片集成电路设计，该集成电路工作原理请参见其规格书，应结合本课题要求对电路外围元件参数作相应计算修改。考虑到变容二极管偏置电路简单起见，采用共基电路。因要求的频偏不大，故采用变容二极管部份接入振荡回路的直接调频方式。C3为斟极高频旁路电容，R1、R2、R3、R4、R5为 T1管的偏置电阻。采用分压式偏置电路既有利于工作点稳定，且振荡建立后自给负偏置效应有篮球振荡幅度的稳定。一般选 Ic为 3mA左右，太小不易起振，太大输出振荡波形将产生失真。调节 C9、CP可使高频线性良好。R7、R9为变容二极管提供直流偏置。调制音频信号 C4、Lc加到变容二极管改
8、变振荡频率实现调频。振荡电压经电容 C10耦合加至 T2缓冲放大级。T2缓冲放大级采用谐振放大，L2和 C11应谐振在振荡载波频率上。如果发现通过频带太窄或出现自激可在 L2两端并联上适当电阻以降低回路 Q 值。该级可工作于甲类以保证足够的电压放大。T3管工作在丙类状态，既有较高的效率，同时可以防止 T3管产生高频自激输出功率级缓冲级调频震荡级电子技术课程设计（报告）- 3 -而引起的二次击穿损坏。调节偏置电阻可改变 T3管的导通角。L3、L4、C15和C16构成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。常用的输出回路还有 L 型、
9、T型以及双调谐回路等。3.2 制作调试自制前应先集齐所有元件，并对其质量及参数进行细心的检测，再根据所需的体积设计一款合适的线路板。总而言之，良好的元件质量、合适的印板布局是有效提高自制成功率的保证，主要调试步骤如下：1 排版电路板，然后将所有元件连同天线一并按设计好的电路焊在万能板上，对安装焊接工艺要求是：尽量缩短高频部分元件引线；电阻、电容尽可能卧式安装，并无虚焊、脱焊现象。2 给发射机通电，电压为 9V。天线接示波器与频率计，反复调节L1、L2、L3 匝间距离以使场强计示数增至最大，必要时对各级的谐振电容进行调节，使输出频率达到要求，并出现不失真的正弦波。3 不起振或振荡弱；若输出功率小
10、，若能保证元件的质量，以下步骤可助你排除故障：1，在 CC 两端并联一个 7pF 电容(注意：该电容不可过大，否则你会发现调制失效)；2，调振荡级偏置电阻；3，改变 C6 容量一试，如果上述方法不能解决，也有可能是元件布局不合理引起，可重新对电路板进行布线。4 连接频偏仪测出角频偏3.3 主要技术指标1中心频率 012fMHz2频率稳定度 10f3. 最大频偏 10mfKHz 4输出功率 30APmW5. 天线形式 拉杆天线（75 欧姆）6. 电源电压 9ccVV4 单元电路的设计采用间接调频的方式，其组成如图 2 所示。其正弦波振荡器一般采用高频稳度的晶体振荡器，产生的载波通过调相器后引入一
11、个可控的附加相移，从而达到间接调频的目的。考虑到电路的复杂度故采用直接调频的方案。电子技术课程设计（报告）- 4 -图 2 间接调频电路图4.1 震荡级在调频振荡级可选用电感三点式，电容三点式和晶体振荡器产生正弦波电压。具体电路如图 3，4 所示。图 3 电容三点式电路图图 4 正弦波电压产生电路本实验采用较为稳定的克拉泼电路如图 5 所示三极管 T1应为甲类工作状态，正弦波振荡器调相器缓冲级功率输出级积分器电子技术课程设计（报告）- 5 -其静态工作点不应设的太高，工作点太高振荡管工作范围易进入饱和区，输出阻抗的降低将使振荡波形严重失真，但工作点太低将不易起振。 图 5 稳定克拉泼电路图4.2 缓冲级为了使第三级能够达到额定功率必须加大激励即 Vbm，因此要求缓冲级有一定的增益，可采用 LC 并联回路作负载的小信号谐振放大器。4.3 功率输出级为了有较高的效率和稳定的输出可用丙类功放同上可得1.1uH。级与级L 之间还应加入级间耦合电容，电容取值应对交流近似短路.图 6 耦合电路图4.4 元件参数的计算及选择对该级管子的要求是:电子技术课程设计（报告）- 6 -0(35)rff()2BR CEOCCVV功放管要满足以下条件：0CNPPmaxCNcIi()2B
