《高频电子线路》课程设计-选频网络的设计、三点式振荡器的设计

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1、课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书题 目 高频电子线路课程设计 学院(部) 信息工程学院 专 业 通信工程 班 级 通信二班 学生姓名 学 号 2011.11.28 至 2011.12.9 共 2 周指导教师(签字) 系 主 任(签字) 前言前言课程设计是电子技术课程的实践性教学环节，是对学生学习电子技术的综合性训练，该训练通过学生独立进行某一课题的设计、安装和调试来完成。通过动脑、动手解决若干个实际问题，巩固和运用在高频电子线路课程中所学的理论知识和实验技能，基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高设计能力和实验技能，为以后从事电子电路设计、研制电子产品打下基础。本文设计了包括选频网络

2、的设计、三点式振荡器的基础设计以及 AM 高低电平、DBS、SSB 调制解调在内的振幅调制与解调电路的设计。选频网络应用非常广泛，可以用作放大器的负载，具有阻抗变换、频率选择和滤波的功能；三点式振荡器用于产生稳定的高频振荡波，在通信领域应用广泛；振幅调制解调都属于频谱的线性搬移电路，是通信系统及其它电子线路的重要部件。在设计过程中查阅了大量相关资料，对所要设计的内容进行了初步系统的了解，并与同学进行了充分的讨论与交流，最终通过独立思考，完成了对题目的设计。实验过程及报告的完成中存在的不足，希望老师给予纠正。应用的主要软件为 Multisim11 等。目录目录摘要.4一设计目的及任务要求：.41

3、.1 设计目的.41.2 任务要求.41.3 软件简介.4二选频网络设计：.52.1 理论基础.52.1 电路图及仿真结果分析.6三三点式振荡器设计：.103.1 理论基础123.2 电路图及仿真结果 . 143.3 结果分析18四：AM 调制与解调：. 194.1 理论基础194.2 电路图及仿真结果214.3 结果分析254.4AM 高电平解调电路理论基础264.5AM 高电平解调电路电路图及仿真结果29五：DSB 调制与解调：275.1 理论基础.275.2 电路图及仿真结果.28七：心得体会：33高频电子线路课程设计高频电子线路课程设计摘要摘要本次课程设计主要任务是完成选频网络的设计、

4、三点式振荡器的设计这两个基础设计以及调幅解调电路的综合设计。其中采用 LC 并联谐振回路实现谐振频率为 1MHz；对三点式振荡器的构造原则和主 要类型进行简明扼要地介绍，采用改进型电容三点式振荡电路完成一定振荡频率的振荡器 的设计；充分了解了调幅解调的原理并进行详细说明，在此基础上设计幅度调制和解调电 路。 一设计目的及任务一设计目的及任务要求要求：1.1 设计目的设计目的：培养较为扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力；加深对电路器件的选型及电路形式的选择的了解；提高高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力；强化使用实验仪器进行电路的调试检测能力。1.2 设计内容及任务要求设计内容及任务要

5、求：内容：1.基础设计：(1) 设计一个选频网络(谐振频率 ,通频带 )；of7 . 02 fBW(2) 设计一个三点式振荡器（ ） 。 of2. 综合设计：调幅解调电路的设计(1) 选择合适的调制信号和载波的振幅，频率。(2) 分别利用高电平调制电路、低电平调制电路实现 AM 调幅；设计包络检波器进行 AM 调幅的解调，并验证两种失真的条件。(3) 利用低电平调制电路分别实现 DSB、SSB 调制；利用同步检波方法进行解调。要求：1.明确系统的设计任务要求，合理选择设计方案及参数计算；2.利用 Multisim2001 进行仿真设计；3.画出相关的电路图、波形图、频率特性图。1.3 软件简介

6、软件简介：本次设计将主要使用 Multisim11 软件进行仿真。Multisim11 包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力，具有强大的仿真能力，能够快速、高效地对电路进行设计和验证。凭借 Multisim，可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准 SPICE 模拟器模仿电路行为。1 1、基础设计：基础设计：选频网络设计选频网络设计:1. 1.选频网络理论基础：选频网络理论基础：在无线通信过程中，通信信道数多，所占频段范围较宽, 工作频率也较高。同一通信频段内，存在着许多被传送的无线电信号及噪声，而接收机则只选择出所需要的信号进行放大。因此，接

7、收机中的放大器除了要有足够的增益外, 还应具有选择不同频率的信号的能力，于是便产生了各种各样的选频放大器，但无论是哪一种类型的电路，它们主要由两部分组成: 一部分是其核心器件放大器件。另一部分是用作选择信号的线性选频网络。A）LC并联谐振选频网络：1. LC并联谐振选频网络的构成：LC并联谐振电路如图(a)所示。其中LC并联谐振电路的损耗用电阻R来代表,主要是电感的电阻损耗。下面分析它的谐振频率 ：当频率低时容抗大，感抗小，并联电路的特性由电感支路决定；当频率高时容抗小，感抗大，并联电路的特性由电容支路决定。所以无论频率低还是高，LC并联电路均呈现低阻抗，其端电压较低，只有处于低频和高频之间的

8、某一个频率，LC并联电路呈现高的阻抗，其端电压会较高。图(a) 并联谐振电路图2谐振频率：3谐振阻抗对于谐振频率，LC并联电路的阻抗为：LC+.IRIL.U01 LC01 2fLC0LZRC阻抗频率特性及相频特性图：图 9.2.5 并联谐振电路及其谐振曲线谐振时LC并联电路的阻抗呈纯阻性。 B）LC串联谐振选频网络：图（b） 串联谐振选频网络 图（c）串联谐振电路的阻抗频率特性曲线 无论频率低还是高，LC串联电路均呈现高阻抗，LC串联电路两端的电压较高，只有处于低频和高频之间的某一个频率，LC串联电路会呈现较低的阻抗，其两端的电压会较低， 谐振时的阻抗最小：谐振的角频率为0：串联谐振电路的品质

9、因数： 2. 2.选频网络设计：选频网络设计：（1）设计要求： 设计一个选频网络(谐振频率of1MHz ,通频带7 . 02 fBW39.5KHz)；（2）设计方案：高频振荡回路时高频电路中应用最为广泛的无源网络，也是构成高频放大 器、振荡器以及各种滤波器的主要部件，在电路中完成阻抗变换、信号选择 与滤波，相频转换和移相等功能，并可直接作为负载使用。从电路的角度看， 它总是有电感 L 和电容 C 以串联和并联的形式过程回路。采用并联谐振回路：有电感与电容简单并联而成，当频率不是非常高时，并联谐振回路的 应用最广。所以本实验采用并联谐振回路设计谐振频率为 1MHz 的选频回路，具体设计如 下：

10、ff 0QQ12ZOQ1Q2Q1Q2ff0 +90O-90O(大）(小）C+.ILRLURUCUiUff 0ZO0ZR01 LC0011LLQRRCRC 电路图如图 1.2 所示 ：L125.33HC12nFC22nFR1 1k 10%XSC1ABExt Trig +_+_XSA1TINXNA1P1 P2 2I11 A 1MHz 0 10图 1.2 并联谐振回路（1）下图为此时的波形图：可以看出输出波形和输入电流源的波形一致，由于 P=1/2,输出波形的电压伏值为输入电压的 1/2。输出的波形频谱图如下：可以在大概 1M 赫兹，达到峰值，然后在两侧很快衰减为零，具有选频特性，且选频性良好。谐振

11、频率：,设定为 1M；1wLC两个电容串联，电容 C1=C1=2nF,则 C= 1nF，由已知参数得：电感 L=1/(w2*C) 25.33uH ;将 R 折合到回路两端，则电阻为 4 ，由公式：，可以算出RQwLQ=4*1000/(2*3.14*25.33)=25.13（2）当增大 R=1M 时，Q 值将增大 1 千倍，同时我们也可以看到输出波形的幅值衰减了 5 千倍左右，可见谐振时的 Q 值的增大是以减小它的增益为代价的，图如下（3）当改变电流源的频率为 f=100KHz 时，从下图可以看出它的幅值有了较大的衰减：b.回路的频率响应：用 multisim11 仿真如下所示：结果分析：结果分

12、析：从实验结果图可看出，选频网络能选出谐振频率，对其它频率具有幅值上衰减的作用，当负载电阻变大时，选频性变好，但是增益变小。三点式振荡器三点式振荡器设计设计: 设计要求：设计一个三点式振荡器（ ） 。ofA)理论基础：理论基础：（一） 反馈型振荡器的基本工作原理：1自激振荡的建立振荡器在电源开关闭合的瞬间，振荡管的各极电流从零跳变到某一数值，这种电流的跳变在集电极 LC 振荡电路中激起振荡，由于选频网络是由 Q 值很高的 LC 并联谐振回路组成的，带宽极窄，因而在回路两端产生正弦波电 Uo，该电压通过互感耦合变压器同相正反馈到晶体管的基极回路，这就是最初的激励信号。这种起始振荡信号开始十分微弱

13、，经不断地对它进行放大选频反馈再放大等多次循环，一个与振荡回路固有频率相同的自激振荡便由小到大地增长起来。2反馈型自激振荡器的组成包含两个（或两个以上）储能元件的振荡回路。在这两个元件中，当一个释放能量时，另一个就接收能量。释放与接收能量可以往返进行，其频率决定于元件的数值。可以补充由振荡回路电阻产生损耗的能量来源。在晶体管振荡器中，这种能源就是直流电源 VCC。使能量在正确的时间内补充到电路中的控制设备。这是由有源器件（晶体管、集成块等）和正反馈电路完成的。3振荡器的起振条件反馈型正弦波振荡器的起振条件是振幅起振条件 1 FA相位起振条件 nFA2其中，A 为振荡电路工作点处的电压放大倍数，F 为振荡电路的反馈系数。4反馈型振荡器的平衡条件所谓平衡条件是指振荡已经建立，为了维持自激振荡必须满足的幅度与相位关系。振荡器的平衡条件为振幅平衡条件 1FA相位平衡条件nFA2式中，A 表示平均电压放大倍数。5.振荡器平衡状态的稳定条件所谓平衡状态的稳定条件即指在外因作用下，平衡条件被破坏后，振荡器能自动恢复原来平衡状态的能力。振荡平衡条件只能说明振荡能在某一状态平衡，但还不能说明这一平衡状态是否稳定。平衡状态只是建