模电课程设计

性越高，实际情况下，克拉泼电路比电容三点式的频稳度高一个量级，达 。 可是，接入C3后，虽然反馈系数不变，但接在AB两端的电阻RL’=RL//Reo  折算到振荡管集基间的数值（设为RL’’）减小，其值变为 式中，C1，2是C1 C2 和 各极间电容的总电容。因而，放大器的增益亦即环路增益将相应减小，C3越小，环路增益越小。减小C3来提高回路标准是以牺牲环路增益为代价的，如果C3取值过小，振荡器就会因不满足振幅起振条件而停振。 （2）功率放大极： 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，且工作在丙类状态，输出回路用来实现阻抗匹配并进行滤，如下图为谐振功率放大器的原理电路图： 其中Zl为外接负载，Lr Cr 为匹配网络，它们与外接负载共同组成并联谐振回路，调Cr使回路谐振在输入信号上，为实现丙类功放，基极偏置电压Vbb应该没在功率管的截至区内。 若忽略基区宽度调制效应及管子结电容的影响，则输入信号电压Vb（t）=（coswt）*Vbm，根据 ，集电极电流波形是一串周期重复的脉冲序列，脉冲宽度小于半个周期，用傅里叶级数展开可得： …… 由于集电极谐振回路调谐在输入信号频率上，因而它对ic中的基波分量呈现的阻抗最大，且为纯电阻，称为谐振电阻，在高Q回路中，其值近似为： ，式中 = 为回路总电容， 为回路谐振角频率，Qe= /RL为回路有载品质因素，而谐振回路上对 中的其他分量呈现的阻抗均很小，这样可以近似认为回路上仅有由基波分量产生的电压，Vc，而平均分量和各次谐波分量产生的电压均可忽略，因而可在负载上得到不失真信号功率。 利用谐振回路的选频作用，可以将失真的集电极电流脉冲变换为不失真的余弦电压，同时还可以将含有电抗分量的外接负载变换为谐振电阻Re，而且调节 ，还能保持回路谐振时使Re等于放大管所需的集电极负载，实现阻抗匹配，因此在谐波功率放大器中，谐振回路起了选频和匹配的双重作用。 丙类工作时集电极效率随管子导通时间的减小而增大，但随着导通时间的减少， 中基波分量幅度 将相应减小，从而导致放大器的输出功率减小，为了在增大输入激励电压幅度Vbm外，还必须同将基极偏执电压Vbb向负值方向增大。这样，加到基极上的最大反向电压（Vbb-Vbm）就将迅速增大，从而可能发生功率管发射结被反向击穿。 3.3 调频发射机的原理图 话筒MIC用信号源代替，语音输入CK，电容C4、电阻R2、R3、R4，三极管9014组成基本放大电路。话筒和语音输入可以将话音转换成音频信号，音频信号经过耦合电容C3传到三极管9014的基极，实现音频信号的放大，从而获得所需要的功率，以便对高频载波进行调制。 载波产生电路 高频时，三极管的结电容的作用不可忽略。三极管9018、电感L、结电容、电容C6，C7组成了改进型电容三点式高频振荡电路，产生高频振荡信号，即载波。载波的频率主要由电感L、结电容、电容C6，C7决定。 调频波产生电路 用放大了的音频信号去控制9018，便可控制载波的频率，使得载波的频率随着音频信号的改变而改变，从而实现调频。调频信号通过电容C8传送到发射天线，向外发射，而电容C6和C7可使用可调电容从而实现输出频率的可调以适应各个环境的使用避免干扰。 三极管9014对音频信号进行放大，9018三极管为高频振荡，驻极体话筒MIC将人的声音变成音频电信号后，经C3送到三极管9014进行放大，放大后的音频信号经C4耦合后去调制高频振荡信号，使9018的BE结电容（CBE）随音频信号电压的变化而变化，于是Ｌ对外发射调频电磁波。用调频收音机来接收信号，就可以从收音机中接收到人的声音。若在线圈Ｌ的中部抽头通过C8连接长约50mm塑料软胶线作发射天线，则可增强发射效果，增加通话距离。 元器件选用 为尽可能缩小整机体积，如图1可选用9014微型高频三极管和9018微型超高频三极管；MIC选用∮8mm驻极体微型话筒；C1为标准103陶瓷电容，C2为100uF电解电容，C3、C4选用10uF /6.3V超小型电解电容，C5 、C6、C8选用超小型高频瓷片电容（参数值分别为：C5为标准102陶瓷电容、C6为5.2pF、C8为8.2PF），C7为可调电容；电阻R1为1.2KΩ，R2为2.4 KΩ，R3为330 KΩ，R4为1.5 KΩ，R5为100 KΩ，R6为56 Ω，所有电阻均采用1/32Ｗ金属膜电阻；线圈Ｌ用∮0.51mm的漆包线在∮5mm的圆棒上平绕7匝脱胎制成，还可在中心位置抽头，便于安装发射天线；电源Vcc采用四节1.5V电池；开关K1采用长柄轻触按键微型开关（长度不够时要设法将柄杆接长，并加套相应长度的弹簧）：K1，K2、K3为同一开关有三档位，CK为语音输入。 3.4示波器显示波形图 四、 设计电路及PCB版图 频率对馈电电源，地线分布等电磁兼容问题都有着严格的要求。 是因为电源和噪声能耦合到系统中，使得噪和杂散变坏。因此，在 布局PCB板图时，应做到以下几点： （1）单独稳压，稳压器的输入输出端都要接有滤波电路； （2）布线元件排列应该尽量整齐； （3）电源应该加宽，约为1mm宽，信号线宽也要达到0.75mm。 采取以上措施能够有效地滤除所有无用频率和电源纹波，抑制各种干扰和噪声 降低频率合成器的相位噪声和杂散。使本电路完全满足了系统的要求，并且在相 位噪声、非线性失真、音频频率响应和调频信噪比等方面都有很好的特性。相位噪声小于 -100dBc/Hz/10kHz，非线性失真小于0.1%，音频频率响应非常理想，与此同时，载波频率稳定度控制在200Hz以内，输出信号频率偏差不超过20kHz，各项指标满足技术要求。而且，本电路调试量小，成本也不高。 注意在焊接时一定要小心、谨慎，尽量避免将两种不同的元件焊在一起，以防发生短路。另外在焊接时一定要看准再焊，以免各种元件发生混乱。 调试 4.1放大电路的调试 首先，断开话筒将放大电路部分通电，C3电容端输入一个20mv左右的正弦波，用示波器观测C4端输出的信号是否放大，若放大侧说明该放大电路正常工作，反之，则放大电路不能正常工作。 若没有示波器可用万用表在通电后测量三级管各点电压，观测各级之间电压差值是否符合9014三极管的标准。（三极管的标准数据可在网上查询） 4.2高频震荡电路的调试 首先，用检测9014的方法检测9018是否正常工作，若正常工作，则在该电路输入端输入音频信号，再用示波器观察输出是否为频率不断变化的调频信号，若产生调频信号，则断开断开音频信号，再次观测输出波形，看其频率是否依然不断变化，若频率不变则说明该电路正常工作。 4.3电路整体调试 根据原理图连接好电路，然后通电输入音频信号，调整其输出频率使其达到收音机能接受到的频率范围，用示波器测出其发射频率，再用收音机进行接收看能否接收到与输入在发射机上一致的音频信号。 五、 设计心得 在这两周的课程设计中我学会和用protel和multisim的使用，如自己添加新元件、做原件的封装、画出原理图并用multisim进行仿真。虽然对于pcb的做法我还没能完全的掌握。但这次课程设计是我对这些软件还有具体的做实物产生了浓厚的兴趣。在暑假我也会继续去更加深入的学习如何使用这两个软件。并把实物做出来。当我真正的完全掌握了这些知识的时候。我们就能运用它们做一些对生活有用的实物。这两周的实现虽然结束金额。但对课程设计的学习缺还没有结束。 我这次做的是一个调频发射器。由于个人实力有限，还没能把实物做出来。因为这次结合了实际，我对于放大电路有了更加深刻的理解，对载波信号的产生和调频电路有了一定的了解。通过这次实习，我不仅对这些知识有了一些的了解，更重要的是在于认识上：该如何从纯理论到实践。 高频电路由于受分布参数及各种耦合与干扰的影响，其稳定性比起低频电路来要差些，因此调试工作比较复杂，特别是整机调试，需要细致耐心，前后级多次反复调整，直到满足技术指标要求。切记不要急燥，更不能盲目地更改参数.否则事半功半，达不到预期效果。 在这实习的10天里，我收获真的很大，这得感谢我们的指导老师，也很感谢一起实验的同学们，在相互帮助下一个一个的都完成了实验，真的好开心，这段时间过得真的很充实，在此，我真心的感谢敬爱的老师和亲爱的同学们，谢谢你们。 6、参考资料 [1] 高吉祥，高频电子线路，电子工业出版社，2005.1 [2] 谢嘉奎，高频电子线路，高等教育出版社，2001.3 [3] 张肃文，高频电子线路，高等教育出版社，1999.8 [4] 胡宴如, 高频电子线路实验与仿真,高等教育出版社, 2009 [5] 康华光，电子技术基础，高等教育出版社，1999