高频无线收发射机

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1、北京联合大学高频电子线路期末作业无线收发射机系统设计7学院：信息学院专业：电子信息工程班级：0808030302班学号：2008080303230姓名：李欢成 绩 ：2010 年 12 月设计无线收发射机系统（一）、设计题目设计无线收发射机系统（二）、设计要求1. 给出设计原则与步骤；2. 要求该无线收发射机工作在短波段或超短波段，给出其主要性能指标，以 及指标定义依据；3. 画出该无线收发射机组成框图，说明各组成部分功能和指标，及如何保证 整机指标；4. 给出各功能模块输入输出信号，信号波形与频谱示意图；5. 画出该无线收发射机各组成部分的电路图，并给出各功能电路的主要电路 参数。6. 写5

2、000 字左右的设计说明和系统原理说明7.（三）、实践目的无线电发射与接收设备是高频电子线路的综合应用，是现代化通信系统、广 播与电视系统、无线安全防范系统、无线遥控和遥测系统、雷达系统、电子对抗 系统、无线电制导系统等，必不可少的设备。通过本次设计我们要进一步认识射 频发射与接收系统，掌握调频无线电发射机的设计，学习无线电通信系统的设计 与调试。（四）、设计内容二、调频发射机无线电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。随着器件技术的发展， 调频发射机的体积越来越微趋于型化， 工 作电压

3、越来越低， 信号覆盖的范围越来越广。针对文献设计的多功能微型发射 机的单频点的缺点，本设计主要利用模拟电子技术和通信技术， 设计了工作频 率可变的微型调频信号发射机。该设备可以应用于家庭婴儿和老人的监护、远程 听报告、无线话筒、设备监控等方面。1、调频发射机及其主要技术指标：调频发射机的性能和指标 （1） 发射频率和频率范围： 所谓发射频率是指载波频率，频率范围是指可以变动的范围。例如调频广播频段规定为 87MHz108MHz。(2)发射功率：发射功率是指接上负载后实际输出的功率。( 3 ) 输出阻抗：对调频广播而言，一般要求输出阻抗为 50 欧，对电视差转而 言一般要求75 欧。(4) 残波

4、辐射：残波辐射是指杂波与输出功率之比。(5) 音 频输入阻抗和电平：音频输入端要求的阻抗和输入电平。(6) 信杂比：信杂比 是指已调波在规定频偏的情况下经理想解调后有用信号功率与载波功率之比。(7) 失真度：失真度是指已调波在规定频偏的情况下经理想解调后单音频信号 的失真度。(8) 频率响应：频率响应是指已调波在规定频偏的情况下经理想解 调后输出音频的幅频响应。(9) 效率：效率是指输出功率与电源消耗的总功率 之比。调频发射机的基本组成框图Mil/(0II- LU. hWllz200吐扭Ar|n-26 k血200 kH?N-61频发射柚框图N2-1H 调相器功率 放大器倍频器2频率可 变本振预

5、加 巫电路功率 放大器ZX1； 75 dlz* 混频器裁彼 振荡器积井器影级倍频器1调频发射机框图图2外差式调频接收机组成框图(1) 、发射机功率PA： 般是指发射机输送到天线上的功率，只有当天线的长度 与发射频率的波长可比拟时，天线才能有效地把载波发射出去，波长与频率的关 系式：C= f式中C为电磁波传播速度,C=3 x 108 m/s若接收机的灵敏度VA=2uv,则通信距离S与发射机功率PA的关系为：发射机功率 PA 与通信距离 S 的关系PA/mW50100200300400500600700S/km2.843.384.024.454.285.085.275.50(2) 、工作频率或波段

6、：发射机的工作频率应根据调制方式，在国家或有关部门所规定的范围内进取。 广播通信常用的划分表如下：波段名称波长范围/m频率范围频段名称超长波100000-100003KHz-30MHz甚低频长波10000-100030KHz-300KHz低频中波1000-20030KHz-1.5MHz中频中短波200-501.5MHz-6MHz中高频短波50-106MHz-30MHz高频超短波10-130MHz-300MHz甚咼频对于调频波发射机工作频率一般在超短波范围之内。(3) 、总效率：发射机的总功率PA与其消耗的总功率Pc之比称为发射机的总效率。即口 = PA / Pc口(1)(4) 、非线性失真：当

7、最大频偏Afm为75KHz,调制信号的频率为100Hz-7500Hz时要求调频发射机 的非线性失真系数r应小于1%(5) 、杂音电平：调频发射机的寄生调幅应小于载波电平的5% 10%，杂音电平应该于一65 dB.(6) 、电容三端式振荡电路原理图如下：cbCC图3、电路特点：a、与发射极相连的同为容性元件不与发射极相连的为容性感性元件。b、振荡波形好。c、调节C1和C2来改变频率反馈系数变化。、电容三端式的交流等效电路如下:电路图 4图中反馈电压是从电容C上获得，晶体管的三个电极分别与回路电容伯三个端点 相连接，故称为电容反馈三端式振荡器。电路中集电极和基极均采取并联馈电方 式， Cb， Cc

8、 均为隔直电容。3、起振条件和振荡频率： 反馈电压与输入电压同相，满足相位起振条件，这时可调整反馈系数 F=C1/C2 （1/3-1/8），使之满足 A0F1 就要以起振。2、模拟发射机的组成框图拟定整机方框图的一般原则是：在满足技术指标的要求的前提下、力求电路简单 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） 小功率调频发射机的组成方框图如下：缓冲隔离功率激励1、LC 振荡与调频电路产生频率 fo=6.5MHz 的高频振荡信号 ,变容二极管线性调频 , 最大频偏 fm=20kHz,2、缓冲隔离级电路 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

9、号较 大，工作状态的变化会影响振荡器的频率稳定度，或者波形失真或输出电压较小， 为减小级间相互影响，通常在中间插入缓冲隔离级，缓冲隔离级常采用射极跟随3且rh政器电路。调节射极电阻RE2,从而改变射极跟随器输入阻抗,如果忽略晶体管基极电阻rbb的影响，则射极输出器的输入电阻Ri为Ri=RB/(5)输出电阻:R0=(RE1+RE2)/ro(6)式中ro很小，所以可将射极输出器的输出电路等效为一个恒压源，电压放大倍数Av 为Av=gmRL /1+gmRL(7)一般情况下,gmRL 1,所以缓冲隔离级电路具有输入阻抗高、输出阻抗低、电压放大倍数近似等于1 的特点。如下图缓冲隔离级电路：VC CL电路

10、图5晶体管的静态工作点应位于交流负载线的中点。一般采取 ICQ=(3-10)mA对于上述电路 取 VCEQ=6v ， ICQ=4mA 则VcEQ=1/2(VCC),R128kR32kRE1+RE2=VEQ/ICQ=1.5K(8取 Rei=1K、Re2=1K，电位器RB2=VBQ/10IBQ=RB1=RB2(Vcc-VBQ)/VBQ=7.9K(9)由(1)式 Ri=RB/计算输入电阻Ri=RB /Rl =3.6K输入电压:Vi= PiRi= 2.1v（10）为减小射极跟随器对前级振荡器的影响，耦合电容Cl不能太大，一般取10pF、 C2 为 0。022uF 左右，3、功率激励级（甲类放大功率电路

11、） 为了末级功放提供激励，如果发射功率大，且振荡级的输出功率能够满足末级功 放的输入要求，则功率激励级可省略。4、末级功放（丙类功放电路）将前级送来的信号进行功率放大，使负载天线上获得满足要求的发射功率，如果 求整机效率较高，则应采取丙类功率放大器，若整机效率要求不高，如小于50% 波形失真较小时，则可以采用甲类功率放大器。3、调频发射机实验电路图如下47uH0.01uF_*I47uHVCCC5R620kR88k0.01U0.01uF0.01uF2TR11 8.2kpC11330pRL51C?C6；9o14Pap510pFl247uH150kcCC1CC90.047uFT43DG130l1R1

12、010uH1KR135R28.2C?R9CAPR41k2000pFR710k10kR123kRP1个 4.7uF=F8510(pF1KR14360C100.01uFR1520C120.022uF33pFT2 ：3DG100二、调频接收机通过本课程设计与调试，巩固已学的理论知识，能建立无线电调频接收机的 整机概念，了解调频接收机整机各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确 设计、计算调频接收机的单各元电路：输入回路、高频放大、混频、中频放大、 鉴频及低频功放级。初步掌握调频接收机的调整及测试方法。1、设计任务与要求1工作频率范围接收机可以接受到的无线电波的频率范围称为接收机的工作频率范围或波

13、段覆盖。接收机的工作频率必须与发射机的工作频率相对应。2灵敏度接收机接收微弱信号的能力称为灵敏度，通常用输入信号电压的大小来表 示，接收的输入信号越小，灵敏度越高。调频广播收音机的灵敏度一般为5 30uV。3选择性 接收机从各种信号和干扰中选出所需信号（或衰减不需要的信号）的能力称为选 择性，单位用dB （分贝）表示dB数越高，选择性越好。调频收音机的中频干扰 应大于 50dB。4频率特性接收机的频率响应范围称为频率特性或通频带。调频机的通频带一般为 200KHz。5输出功率接收机的负载输出的最大不失真（或非线性失真系数为给定值时）功率称为 输出功率。2、方案设计与论证调频接收机的工作原理：一

14、般调频接收机的组成框图如图 3-1所示。其工作 原理是：天线接受到的高频信号，经输入调谐回路选频为fl,再经高频放大级放 大进入混频级。本机振荡器输出的另一高频 f2 亦进入混频级，则混频级的输出 为含有fl、f2、（f1+f2）、（f2-f1）等频率分量的信号。混频级的输出接调频回路 选出中频信号（f2-f1），再经中频放大器放大，获得足够高增益，然后鉴频器解 调出低频调制信号，由低频功放级放大。由于天线接收到的高频信号经过混频成 为固定的中频，再加以放大，因此接收机的灵敏度较高，选择性较好，性能也比 较稳定。3、调频接收机框图備出谓频接收拆方块图自胡频率 控制电用去加五电路和 音频放大电路坯限幅器中频 放人+鉴频器财频 战大88-108 MH?静噪 电路一般调频接收机的组成框图如图 3-1 所示。其工作原理是：天线接受到的高 频信号，经输入调谐回路选频为fl,再经高频放大级放大进入混频级。本机振荡 器输出的另一高频 f2 亦进入混频级，则混频级的输出为含有 f1、f2、(f1+f2)、 (f2-f1)等频率分量的信号。混频级的