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1、500mW无线电调频发射机课程设计任务书一、设计课题：无线调频话筒二 设计目的：设计一个采用直接调频方式实现的工作电压为12V、输出功率在 500mW以上、工作频率为5 MHz的无线调频话筒，可用于语音信号的无线传输、对讲机 中的发射电路等。三、技术指标与要求：1. 设计达到的主要技术指标有：工作电压：V = + 12V ；CC(2) (天线)负载电阻：Rl=51欧；(3) 发射功率：P 500mW;0工作中心频率:f0=5MHz;(5)最 f 10kHz ；m大频偏： 50%；(6 )总f/f010 4 /小时.7(8)调制灵敏度KF泛0KHZ/V ;电路结构采用分立元件构建的LC调频振荡器
2、、缓冲隔离、高频宽放和高频功放电路实现500mW 无线电调频发射机设计指导书第一章概述1、课程设计的工作流程：课程设计的操作流程如图1-1 所示2、评分办法学生课程设计的成绩，应根据完成设计工作的质量综合评分， 参考评分办法 评定3、纪律要求(1) 课程设计期间，按平时上课作息时间到指定地点 (一般为教室)；保持良好的课堂秩序，可以互相讨论问题，但不得大声喧哗;(3)需要去图书馆查阅有关资料时，可向指导老师提出，并做好记录第二章 设计任务与要求1、 课程设计任务：见课程设计任务书中的各项2、 设计报告的内容及版式要求：设计报告要撰写的内容和版式要求见表 1-1 所示表 1-1 设计报告内容项目
3、和版式要求序号设计报告项目内容及版式要求1设计封面、目录2第一章绪论3、目的与意义4二、设计内容与课程内容的关系5三、完成任务的时间进程6第二章电路结构的选择与工作过程7一、方框结构与工作原理8二、选择电路原理图及阐明选择的主要依据9三、叙述各部分电路的基本工作原理10四、电路中各元器件的名称及作用11第-章电路参数的计算与兀件的选择12第四章设计总结13一、计算机仿真分析与参数验算14二、小结(心得体会)15参考文献第三章电路结构的选择与工作过程、总设计方框图图3-1变容二极管直接调频电路组成方框图与调幅电路相比，调频系统由于高频振荡输出振幅不变，因而具有较强的抗干扰能力与效率所以在无线通信
4、、广播电视、遥控测量等方面有广泛的应用。、实用发射电路方框图（实际功率激励输入功率为1.56mW）调制 LC调频信号.振荡器Od末级功放500mW13dB图3-2实用调频发射机组成方框图拟定整机方框图的一般原则是，在满足技术指标要求的前提下，应力求电路简单、性 能稳定可靠。单元电路级数尽可能少，以减少级间的相互感应、干扰和自激由于本题要求的发射功率P不大，工作中心频率f也不高，因此晶体管的参量影响o0及电路的分布参数的影响不会很大，整机电路可以设计得简单些，设组成框图如图3-2所示，各组成部分的作用是：LC调频振荡器：产生频率f=5MHz的高频振荡信号，变容二极管线性调频，最大频偏fm 10k
5、HZ，整个发射机的频率稳定度由该级决定。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。缓冲隔离级电路常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
6、 不高如A 500mW项指标来看，可以采用宽带功放或乙类、丙类功放。由于还要求总效率大于 50%，故采用一级宽带放大器加一级丙类功放实现，其电路形式如图4-1所示2N3N5N2N4tnR?R12C1213C10ZLRL51V33DG13011 N1图4-1 功率激励T末级功放电路3DA1超高频 毫伏表(一)丙类功率放大器(末级功放)设计1、基本关系式如图4-1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le。在射极电阻R14 上产生的压降来提供的，故称为自给偏压电路。当放大器的输入信号Vj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
7、振 电压U、电流i iOcci(1) 集电极基波电压的振幅Ucm= I i Rcm1 p式中，Icm1为集电极基波电流的振幅；Rp为集电极负载阻抗。输出功率PoPo= Ucm.1 i = Ucm 2/(2 R )cm1p(3)直流功率PvPv= Vcc.Ic0集电极耗散功率PTPT= Pv- Po集电极的效率nn= Po/ Pv集电极电流分解系数a ( 9)a( 9)= ：i /in 丿 * cmn / cmmax(7)导通角9U VDDon BB(9 般取 60 80 )COSUUbm2、确定丙类放大器的工作状态为了获得较高的效率n和最大的输出功率Po选丙类放大器的工作状态为临界状态， 9=
8、70,功放管为3DA1。3DA1的参数如表4-1所示表4-1 3DA1参数表PCMICMVCEShfefTAP1W750mA1.5V1070MHz13dB最佳匹配负载 Rp 11025(VccVCES)2(12 1.5)2cc CES 2R -11025P2Po2*05由Po=0.5 Ucm.1 cm1= Ucm 2/(2 RP)可得：集电极最大输出电压Ucm=105V集 电极基波电流振幅：Icm1 =9524mA集电极电流最大值 lcm= I cm1/ a1(700)=95.24/0.44=216.45mA集电极电流直流分量 Ic0= I cm* a0(700)=216.45*0.25=54
9、.11mA电源供给的直流功率Pv= V cc* I c0=64935mW小于 PCM集电极的耗散功率 PT=Pv-Po=649.35-500=149.35mW(=iw) 总效率 n= Po/Pv二500/64935二77.00%(9) 输入功率若设本级功率增益Ap=13dB(20倍)，则输入功率p.=Po/Ap=25mW(10) 基极余弦脉冲电流的最大值IBm(设晶体管3DA1的B二10)Ibm 二 Icm/ 3 = 2145mA(11) 基极基波电流的振幅 IBm1= Ibm a1 (7Oo)=21.45*0.44=944mA(12) 基极电流直流分量 Ib0= I bm a(7Oo)=21
10、.45*0.25 = 536mA(13) 基极输入电压的振幅Ubm =2P./ I bm1=5.30V(14) 丙类功放的输入阻抗86BB 25 (1 cos )()1(1 cos70)*0.4403、计算谐振回路及耦合回路的参数(1) 输出变压器线圈匝数比N5 2P RO LN3_N5/N3(解决最佳匹配负载问题)Rl51R.1100.68取 N5=2, N3 = 3。(2) 谐振回路电容C11=100pF(3) 谐振回路电感L210uH1(2 f ) C 011 (2* 3.14*5*106)2* 100*10 12输 出变压器初级线圈总匝数比N = N3 + N4咼频变压器及咼频电感的磁
11、芯应米用镍锌(NXO)铁氧体，而不能米用硅钢铁芯，因其 在咼频工作时铁损耗过大。NXO-100环形铁氧体作咼频变压器磁芯时，工于作分布参数的影响，与设计值可能相差较大。频率可达2L 4 2 A2cm 23N2* 10 3 H输出耦合变压器，由公式式中， =100H/m为磁导率；N为变压器初级线圈匝数；A=25mm 2为磁芯截面积；l=25mm为平均磁路长度。计算得N=8，贝U N4=5N5W0L:RLWLe2 295 J6.28_51051.RL，e取值210, 上述公式取2。需要指出的是，变压器的匝数N3、N4、N5的计算值只能作为参考值，由为调整方便，通常采用磁芯位置可调节的高频变压器。4、基极偏置电路发射极电阻R14由公式可得cosUonBBbmV U U cos 0.7 5.3 cos70o BB on bm1.1V
