超外差式調(diào)幅發(fā)射與接收機(jī)電路設(shè)計(jì).doc

淮 海 工 學(xué) 院課程設(shè)計(jì)報(bào)告書 題 目： 超外差式調(diào)幅發(fā)射與接收機(jī) 電路設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 電子工程學(xué)院 專 業(yè)： 通信工程 班 級(jí)： 通信091 姓 名： 蔣瑛潔 學(xué) 號(hào)： 030912110 2012年 1 月 5 日超外差式調(diào)幅發(fā)射與接收機(jī)電路設(shè)計(jì)1 引言隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我們的生活越來(lái)越科技化。正是這些科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，才使得我們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化。這學(xué)期，我們學(xué)習(xí)了高頻電子線路這門課，讓我對(duì)無(wú)線電通信方面的知識(shí)有了一定的認(rèn)識(shí)與了解。通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，可以來(lái)檢驗(yàn)和考察自己理論知識(shí)的掌握情況，同時(shí)，將理論變成實(shí)踐，更是能使自己加深對(duì)理論知識(shí)的理解，提高自己的設(shè)計(jì)能力。1.1 發(fā)射機(jī)原理概述及框圖發(fā)射機(jī)的主要任務(wù)是完成有用的低頻信號(hào)對(duì)高頻載波的調(diào)制,將其變?yōu)樵谀骋恢行念l率上具有一定帶寬、適合通過(guò)天線發(fā)射的電磁波。通常，發(fā)射機(jī)包括三個(gè)部分：高頻部分，低頻部分，和電源部分。高頻部分一般包括主振蕩器、緩沖放大、倍頻器、中間放大、功放推動(dòng)級(jí)與末級(jí)功放。主振器的作用是產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的載波。為了提高頻率穩(wěn)定性，主振級(jí)往往采用石英晶體振蕩器，并在它后面加上緩沖級(jí)，以削弱后級(jí)對(duì)主振器的影響。低頻部分包括話筒、低頻電壓放大級(jí)、低頻功率放大級(jí)與末級(jí)低頻功率放大級(jí)。低頻信號(hào)通過(guò)逐漸放大，在末級(jí)功放處獲得所需的功率電平，以便對(duì)高頻末級(jí)功率放大器進(jìn)行調(diào)制。因此，末級(jí)低頻功率放大級(jí)也叫調(diào)制器。超外差式調(diào)幅發(fā)射機(jī)系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。主振器緩沖高頻放大振幅調(diào)制高頻功率放大低頻信號(hào)圖1.1 超外差式調(diào)幅發(fā)射機(jī)系統(tǒng)原理框圖1.2 接收機(jī)原理概述及框圖接收機(jī)的主要任務(wù)是從已調(diào)制AM波中解調(diào)出原始有用信號(hào)，主要由輸入電路、混頻電路、中放電路、檢波電路、低頻放大器、低頻功率放大電路和喇叭或耳機(jī)組成。原理框圖如圖2所示?；祛l中頻放大檢波器低頻電壓放大低頻功率放大本機(jī)振蕩圖1.2 超外差式調(diào)幅接收機(jī)系統(tǒng)原理框圖輸入電路把空中許多無(wú)線電廣播電臺(tái)發(fā)出的信號(hào)選擇其中一個(gè)，送給混頻電路。混頻將輸入信號(hào)的頻率變?yōu)橹蓄l，但其幅值變化規(guī)律不改變。不管輸入的高頻信號(hào)的頻率如何，混頻后的頻率是固定的，我國(guó)規(guī)定為465KHZ。中頻放大器將中頻調(diào)幅信號(hào)放大到檢波器所要求的大小。由檢波器將中頻調(diào)幅信號(hào)所攜帶的音頻信號(hào)取下來(lái)，送給低頻放大器。低頻放大器將檢波出來(lái)的音頻信號(hào)進(jìn)行電壓放大。再由功率放大器將音頻信號(hào)放大，放大到其功率能夠推動(dòng)揚(yáng)聲器或耳機(jī)的水平。由揚(yáng)聲器或耳機(jī)將音頻電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槁曇簟? 調(diào)幅發(fā)射機(jī)電路設(shè)計(jì)與工作原理2.1 主振蕩器的設(shè)計(jì)及仿真此次設(shè)計(jì)，主振蕩器采用經(jīng)典的三點(diǎn)式晶體振蕩器，要求產(chǎn)生一個(gè)15MHz的正弦波。晶體的穩(wěn)定性較好，所以，晶體振蕩器的頻率也相對(duì)穩(wěn)定。圖2.1.1 皮爾斯晶體振蕩電路圖2.1.1為并聯(lián)型晶體振蕩器，其中晶體是作為Q值的電感使用，因此用晶體構(gòu)成的選網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是LC諧振回路，該電路又稱為皮爾斯晶體振蕩電路。L1為高頻扼流圈，為集電極提供直流偏置；C4為旁路電容，保證晶體管的基極交流接地，直接接入LC回路，減小損耗；Cc為耦合電容，利用極高的Qq和極小的Cq便可以獲得喝高的頻穩(wěn)定度。C1,C2是晶體負(fù)載電容。仿真如圖2.1.2所示。圖2.1.2 并聯(lián)晶體振蕩器仿真圖2.2 緩沖放大器的設(shè)計(jì)晶體振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)相對(duì)較弱，再加上傳播過(guò)程中各種原因?qū)е碌乃p，必須要進(jìn)行放大后才能做載波，同時(shí)也必須減弱前后電路的相互影響，所以產(chǎn)生振蕩電路后必須使用緩沖放大器進(jìn)行控制。圖2.2.1 緩沖放大電路這是采用分壓式偏置電路，靜態(tài)電壓時(shí)通過(guò)電阻R1、R2的分壓提供的。R4旁邊的加一個(gè)旁路電容C3可以避免電阻R4對(duì)電路的影響。輸入信號(hào)由C1耦合到三極管的基極，輸出信號(hào)由電容C2耦合輸出。為了更好的對(duì)高頻信號(hào)放大，采用型號(hào)為MPQ2222的三極管，要改變放大倍數(shù)只要調(diào)整電阻就可以了。仿真如圖2.2.2所示。圖2.2.2 緩沖放大電路仿真2.3 振幅調(diào)制電路的設(shè)計(jì)振幅調(diào)制電路采用基極振幅調(diào)制電路，基極調(diào)制是三極管本身具有的調(diào)制特性。如圖2.3所示，載波變壓器耦合L2、C1構(gòu)成的L型網(wǎng)絡(luò)加到晶體管基極上，調(diào)制信號(hào)通過(guò)變壓器Tr和扼流圈L3加到基極上，C2為高頻濾波電容。圖2.3 基極振幅調(diào)制電路2.4 高頻功率放大器的設(shè)計(jì)及仿真由調(diào)制器產(chǎn)生的高頻已調(diào)制信號(hào)的功率很小，所以必須對(duì)已調(diào)信號(hào)進(jìn)行功率放大，才能進(jìn)行遠(yuǎn)距離高質(zhì)量的傳輸，功率放大電路有很多，如圖2.4.1所示，采用的是乙類推挽功率放大器，功率放大后的已調(diào)波信號(hào)通過(guò)天線以電磁波的形式發(fā)射出去了。圖2.4.1 乙類推挽功率放大電路經(jīng)AM調(diào)制后的信號(hào)通過(guò)C1進(jìn)入基極，基極偏執(zhí)電壓必須設(shè)置在功率管的截止區(qū)內(nèi)。仿真如圖2.4.2所示。圖2.4.2 高頻功率放大電路仿真圖2.5 低頻信號(hào)的設(shè)計(jì)音頻信號(hào)是一個(gè)低頻信號(hào)，音頻放大器被用作一個(gè)普通的低頻放大器，放大到調(diào)制信號(hào)需要的幅值上。圖2.5是音頻放大電路，產(chǎn)生一個(gè)3kHz的音頻信號(hào)，如圖是一個(gè)兩級(jí)低頻放大電路，三極管Q1為射級(jí)跟隨器，主要起隔離級(jí)的作用；三極管Q2采用的是高頻定性的分壓式偏置電路。電容C1、C2為隔直流耦合電容，C1講音頻信號(hào)耦合到放大電路中，C3講信號(hào)耦合出來(lái)，從而避免直流電源和交流信號(hào)相互影響。由上可看出放大電路采用的是直接耦合的方式，前后放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)互不影響，原始音頻信號(hào)在這樣的電路下被放大成我們需要的信號(hào)。圖2.5 音頻放大電路仿真如圖2.5.2所示。圖2.5.2 音頻放大電路仿真圖2.6 發(fā)射機(jī)的整體電路及PCB版圖2.6.1 發(fā)射機(jī)整體電路圖2.6.2 發(fā)射機(jī)電路制成的PCB版3 調(diào)幅發(fā)射機(jī)電路設(shè)計(jì)與工作原理3.1 本機(jī)震蕩電路的設(shè)計(jì)及仿真電容三點(diǎn)式振蕩電路。圖中RB1，RB2和RE是偏執(zhí)電阻C1和CE為旁路電容，Cc為隔直流電容，CE和RE組成負(fù)反饋電路，L和C1,C2構(gòu)成并聯(lián)諧振回路，三極發(fā)射機(jī)通過(guò)CE交流接地，所以C2上反饋到發(fā)射結(jié)的電壓必須加到三極管的基極上。根據(jù)反饋振蕩器的起振條件：振幅起振條件或和相位起振條件可得電容三點(diǎn)式振蕩器的震蕩角頻率,