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1、中波发射及接受机设计通信电子线路课程设计专业：通信工程学生姓名：默迪学号：班级：通信四班 1105104一、课程设计目的及规定- 1 -1、中波电台发射系统- 1 -2、中波电台接受系统设计- 1 -二、日程安排- 1 -三、元器件参数- 3 -1、2N2222- 3 -2、1N4148- 4 -3、A741- 4 -4、MC1496- 6 -5、BAT85- 7 -6、TDA2030- 8 -7、1N4001- 9 -四、相关理论- 9 -五、工作原理及框图- 13 -六、各功能电路设计及参数计算- 15 -1、AM调幅发射机- 15 -（1）本地振荡器（即整体电路中的HB1）- 15 -（
2、2）射极跟随器（即整体电路中的HB2、HB7）- 17 -（3）高频小信号放大器（即整体电路中的HB3）- 18 -（4）单二极管开关状态调幅电路（即整体电路中的HB4）- 19 -（5）音频放大器（即整体电路中的HB5）- 20 -（6）高频功率放大器（即整体电路中的HB6）- 21 -2、超外差式接受机- 22 -（1）本地振荡器（即整体电路中的HB2）- 22 -（2）缓冲器（即整体电路中的HB4）- 23 -（3）混频器（即整体电路中的HB1）- 23 -（4）带通滤波（即整体电路中的HB3）- 25 -（5）低频射极跟随器（即整体电路中的HB6、8、11、12）- 25 -（6）中频
3、放大器（即整体电路的HB7、10）- 26 -（7）包络检波（即整体电路的HB5）- 26 -（8）平滑滤波器（即整体电路的HB13)- 28 -（9）音频功放（即整体电路的HB9）- 29 -七、电路仿真及分析- 29 -1、系统整机各节点和最终输出的波形分析- 29 -（1）AM发射机- 29 -（2）超外差接受机- 31 -2、频率特性分析- 37 -（1）AM调幅发射机- 37 -（2）超外差式接受机- 40 -3、重要功能电路输入输出电阻分析- 42 -（1）射极跟随器的输入输出电阻- 42 -（2）高频小信号放大器- 44 -（3）高频功率放大器- 44 -4、指标规定- 44 -
4、（1）AM发射机- 44 -（2）超外差式接受机- 45 -八、结语- 45 -中波调幅发射及接受机设计一、课程设计目的及规定1、中波电台发射系统设计目的是规定掌握最基本的小功率调幅发射系统的设计与安装调试。技术指标：载波频率535-1605KHz，载波频率稳定度不低于10-3，输出负载51，总的输出功率50mW，调幅指数3080。调制频率500Hz10kHz。2、中波电台接受系统设计本课题的设计目的是规定掌握最基本的超外差接受机的设计与调试。技术指标：AM调幅接受系统设计重要技术指标：载波频率535-1605KHz，中屡屡率465KHz，输出功率0.25W，负载电阻8，灵敏度1mV。二、日程
5、安排10月2627日（星期六、日）查找相关资料，查找给定元器件的相关参数、调幅发射机和超外差式接受机的工作原理和实际的电路构成。拟定设计的整体思绪，划分功能电路，选择设计所需的元器件，学习其在电路中的使用。10月28日11月1日（星期一至五）拟定各电路的设计方案，根据各功能电路的原理图及其工作原理，计算相关参数的理论值，初步各功能电路的设计。11月23日（星期六、日）对各功能电路和整体电路进行软件仿真，调整电路设计和相关参数，使其满足设计规定，最终拟定各个部分和整体的设计。对仿真结果进行初步的分析。11月48日（星期一至五）分析仿真结果，撰写设计报告。三、元器件参数1、2N22222、1N41
6、48符号额定值 单位反向电压 VR 75V反响峰值电压VPM100V正向电流IO150mA周期性前向峰值电流IFRM 300mA导通电压 (IF=10mA) VF0.62V 反向电流(VR=20V) IR1 25nA 反向电流(VR=75V)IR15A电容CT4pF3、A741A741的内部电路：相关参数：4、MC1496MC1496的内部电路：典型调幅电路：5、BAT85极限参数：电特性：6、TDA2030额定参数：电特性：7、1N4001四、相关理论调制和解调是通信系统的重要组成部分，没有调制和解调，就无法实现信号的远距离通信。所谓调制，就是将我们要传输的低频信号“装载”在高频振荡信号上，
7、使之能更有效地进行远距离传输。所要传输的低频信号是指原始电信号，如声音信号、图像信号等，称为调制信号，用u(t)表达；高频振荡信号是用来携带低频信号的, 称为载波，用uc (t)表达；载波通常采用高频正弦波，受调后的信号称为已调波，用u (t)表达。具体地说, 调制就是用调制信号控制载波的某个参数, 并使其与调制信号的变化规律成线性关系。因此, 对模拟信号具有三种调制方式：调幅、调频和调相。为了提高信号的频率，以便更有效地将信号从天线辐射出去。由天线理论可知，只有当辐射天线的尺寸与辐射的信号波长相比拟时，才干进行有效的辐射。而我们需要传送的原始信号，如声音等，通常频率较低（波长较长），所以需要
8、通过调制，提高其频率，以便于天线辐射。为了实现信道复用。假如多个同频率范围的信号同时在一个信道中传输必然会互相干扰，若将它们分别调制在不同的载波频率上，且使它们不发生频谱重叠，就可以在一个信道中同时传输多个信号了，这种方式称为信号的频分复用。1、振幅调制的分类：振幅调制可分为普通调幅（AM），双边带调幅（DSB），单边带调幅（SSB）与残留边带调幅（VSB）几种不同方式。2、普通调幅信号的波形及表达式 ：由图可见，已调幅波振幅变化的包络形状与调制信号的变化规律相同，而其包络内的高频振荡频率仍与载波频率相同，表白已调幅波事实上是一个高频信号。可见，调幅过程只是改变载波的振幅，使载波振幅与调制信号
9、成线性关系，即使Ucm变为Ucm+KaUmcost，据此，可以写出已调幅波表达式为：Ma称为调幅系数，Umax表达调幅波包络的最大值，Umin表达调幅波包络的最小值。Ma表白载波振幅受调制控制的限度，一般规定0Ma1，以便调幅波的包络能对的地表现出调制信号的变化。Ma1的情况称为过调制。当为单音频调制时，在已调波中包含三个频率成分：c、c+和c-。c+称为上边频，c-称为下边频。由此而得到调幅波的频谱如下图所示。若调制信号的最高频率为fh，则已调信号的带宽为B=2fh。3、 AM调幅的功率：已知AM信号的表达式为则载波功率为上、下边频功率总平均功率4、 普通调幅信号的产生和解调方法普通调幅是通
10、过将载波信号与调制信号直接耦合或相加之后，通过非线性器件，运用非线性器件在频谱上的线性搬移作用，产生新的频率分量，再通过带通滤波器滤除不需要的频率分量，从而产生调幅信号。解调方法涉及包络检波和同步检波。包络检波运用普通调幅信号的包络反映调制信号波形变化这一特点，将包络提取出来，从而恢复本来的调制信号。同步检波必须采用一个与发射端载波同频率同相的信号，这个信号称为同步信号。五、工作原理及框图AM调幅发射机原理及框图：主 振 器缓 冲 器高频放大器振幅调制器高频功率放大器低频放大器前置放大器声电变换器其中主振器提供频率稳定的载波信号，缓冲器为主振器提供合适负载，并是主振器与下级高平放大器隔离，减小
11、后级对主振器的反馈的影响。由于主振器输出信号的电压幅度一般较小，所以使用高频放大器将信号放大，使信号幅度满足振幅调制器的规定。振幅调制器完毕将调制信号与载波信号混频的功能，并通过带通滤波器将不需要的频率分量滤除，之后将已调信号送入高频功率放大器，放大信号功率。超外差式接受机的工作原理及框图：混 频 器中频放大器混 频 器检 波 器低频电压放大器低频功率放大器本地振荡器天线接受到高频已调信号，通过带通滤波器滤波后进入混频器，在混频器内与本地振荡器输出的高频信号相乘，产生中频和高频两部分信号分量，再通过一个低通滤波器滤除高频分量，完毕了将已调信号在频谱上线性搬移到中频的过程。中频为一固定值，因此，
12、减少了后级中频放大器的设计难度。检波器将已搬移到中频的已调信号的包络检出，经低频电压放大器放大电压，低频功率放大器放大功率后，加载到负载上。六、各功能电路设计及参数计算1、AM调幅发射机整体电路：（1）本地振荡器（即整体电路中的HB1）AM调幅发射机的本地振荡器采用克拉泼振荡电路，VCC为直流输入端，为电路供应12V直流电压，gnd为接地端，三极管通过tiaozheng端外接一可变电阻作为射极电阻，调整射极电阻可帮助振荡器起振。由芯片手册可知，2N2222三极管的输入电容Cibo=30pF，输出电容Cobo=8pF，则C1，C2，C分别为：振荡频率为：三极管输入输出电容的变化量对谐振回路的接入
13、系数分别为：则仅考虑电容变化对频率的影响时，相对频率稳定度为：（2）射极跟随器（即整体电路中的HB2、HB7）图中Vcc为直流电压输入端，gnd为接地端，IN为信号输入端，OUT为信号输出端。本电路是一种自举式的跟随器，由于R7的下端电位随上端电位升曾而升高，故称为自举，自举作用使R7两端的交流压降为零。所以对交流来说，R7相称于开路，从而避免了偏置电路减少了输入阻抗的缺陷。又由于采用Q1和Q2组成复合管电路，对于较低频率时=12，由于输入阻抗Ri=Rbe+(1+)Reo，所以使总的输入阻抗大大提高。（3）高频小信号放大器（即整体电路中的HB3）图示为高频小信号放大器，各端口功能与射极跟随器中
14、一致。图中R3、R4为偏置电阻，为三极管提供合适的静态工作点，使三极管工作在线型区，避免输出信号产生非线性失真。三极管负载为选频网络，选频网络的谐振频率设立为载波频率。由于三极管输出电阻较小，为减小对选频网络的影响，采用部分接入的方式。根据相关理论，可计算出此高频小信号放大器的放大倍数为（假定放大器负载为1K左右）：（4）单二极管开关状态调幅电路（即整体电路中的HB4）载波和调制波分别通过T2、T3两个变压器耦合，加载到二极管D1两端。设调制波为u1，载波为u2。由于载波幅度远大于调制波，所以二极管的的通断状态由u2控制。则二极管的开关状态可表达为：电流可表达为：由于K（wt）是角频率为w2的周期函数，故可将其展开为傅里叶级数,用K(w2t)表达：则电流可表达为：其中除w2+w1、w2-w1、w2之外的频率分量通过二极管后的滤波器滤除。当使用当谐振回路做滤波时，由于希望尽也许的克制除w2+w1、w2-w1、w2之外的频率分量，所以需要增长谐振网络的品质因数，但品质因数的增长将导致通带宽度的减小，对两个边频产生克制。因此使用双谐振回路，将两个谐振点设立在
