電子線路課程設(shè)計報告李

1、電子線路課程設(shè)計總 結(jié) 報 告學(xué)生姓名： 李影 學(xué) 號： 092302 專 業(yè)： 通信工程 班 級： 092 報告成績： 評閱時間： 教師簽字： 河北工業(yè)大學(xué)信息學(xué)院2009年2月課題名稱：小功率調(diào)幅AM發(fā)射機設(shè)計姓名:李影專業(yè):通信工程 班級:092 學(xué)號:092302內(nèi)容摘要： 小功率調(diào)幅AM發(fā)射機常用于通信系統(tǒng)和其它無線電系統(tǒng)中，特別是在中短波廣播通信的領(lǐng)域里更是得到了廣泛應(yīng)用。小功率調(diào)幅AM發(fā)射機主要是由振蕩器、高頻電壓放大器、振幅調(diào)制器、高頻功率放大器等四部分組成， 具體電路根據(jù)具體情況分析，本次課程設(shè)計主要是針對各個單元電路的設(shè)計，通過不同的方案選擇與論證，設(shè)計出符合設(shè)計指標(biāo)的合適

2、的單元電路，再將各個單元電路之間通過不同的耦合方式連接在一起，最終得到總體的電路圖，此課程設(shè)計的設(shè)計原理圖應(yīng)用protel軟件畫出。一、 設(shè)計內(nèi)容及要求(1)設(shè)計內(nèi)容設(shè)計一個小功率調(diào)幅AM發(fā)射機(2)技術(shù)指標(biāo)：載波頻率 ，頻率穩(wěn)定度不低于10-3輸出功率 負(fù)載電阻 輸出信號帶寬 (普通調(diào)幅)殘波輻射 ，系指除基波輻射以外的諧波輻射、寄生輻射和相互調(diào)制產(chǎn)生的任何殘波輻射功率的最大容許值。單音調(diào)幅系數(shù) ；平均調(diào)幅系數(shù)0.3發(fā)射效率 二、 方案選擇及系統(tǒng)框圖主振器緩沖級振幅調(diào)制器話筒天線高頻電壓放大器音頻放大器1. 主振器主振器就是高頻振蕩器，根據(jù)載波頻率的高低、頻率穩(wěn)定度來確定電路型式。高頻振蕩器

3、有LC振蕩器，晶體振蕩器，RC正弦波振蕩器。其中RC正弦波振蕩器主要工作在幾十KHZ以下的低頻段，且頻穩(wěn)度較低，所以不選擇RC正弦波振蕩器；晶體振蕩器的頻穩(wěn)度很高，通常在10-5數(shù)量級以上；LC振蕩器分為電容三點式振蕩器和電感三點式振蕩器，電容三點式振蕩器的輸出波形比電感三點式振蕩器的輸出波形好，且電容三點式振蕩器最高工作頻率一般比電感三點式振蕩器的高，但是一般的電容三點式振蕩器的輸出波形比電感三點式振蕩器的輸出波形好，且電容三點式振蕩器最高工作頻率一般比電感三點式振蕩器的高，而其中改進(jìn)型的電容三點式振蕩器的頻穩(wěn)度為10-4到10-5，頻穩(wěn)度稍高些。通過以上的對比以及設(shè)計要求的頻穩(wěn)度為不低于1

4、0-3個數(shù)量級，本著電路簡單易懂，便于分析的原則，我選擇了克拉波振蕩器，即改進(jìn)型的電容三點式振蕩器。2.振幅調(diào)制器振幅調(diào)制器的任務(wù)是將所需傳送的信息“加載”到高頻振蕩中，以調(diào)幅波的調(diào)制形式傳送出去。通常采用低電平調(diào)制和高電平調(diào)制兩種方式。采用模擬乘法器實現(xiàn)調(diào)制的方法是屬于低電平調(diào)制，輸出功率小，必須使用高頻功率放大器才能達(dá)到發(fā)射功率的要求。采用集電極調(diào)幅電路實現(xiàn)調(diào)制的方式屬于高電平調(diào)制。如果集電極調(diào)幅電路的輸出功率能夠滿足發(fā)射功率的要求，就可以在調(diào)制級將信號直接發(fā)射出去。目前,AM信號大都用于無線電廣播,因此多采用高電平調(diào)制方式，高電平調(diào)制是在高頻功率放大器中進(jìn)行的，通常分為基極調(diào)幅、集電極調(diào)

5、幅以及集電極基極(或發(fā)射極)組合調(diào)幅。 綜上所述，我選擇高電平調(diào)制方式的集電極調(diào)幅，所以在振幅調(diào)制器的前面要連接高頻電壓放大器，而后面不再選擇高頻諧振功率放大器。3.緩沖級由于要減小級間相互影響，所以在主震級跟調(diào)制級中間插入緩沖隔離級。它為一射極跟隨器電路高頻放大級4.高頻電壓放大器高頻電壓放大器的任務(wù)是將振蕩電壓放大以后送到振幅調(diào)制器，可以選用高頻調(diào)諧放大器。高頻電壓器是將載波信號進(jìn)行放大,并且是具有諧振作用的放大器。5.音頻放大器由于聲音信號即調(diào)制信號比較弱，所以需要經(jīng)過音頻放大器對聲音進(jìn)行放大，選擇比較熟悉的音頻放大器UA741。三、 單元電路設(shè)計、參數(shù)計算和器件選擇13dB13dB主振

6、器緩沖級振幅調(diào)制器0dB天線高頻電壓放大器1.主振器主振器選擇克拉潑振蕩器，其電路圖如下Rb1 、 Rb2 、 Rc1 、 Re1 是三極管的直流偏置電阻，使三極管獲得正常的工作點，工作于放大區(qū)， Cb1是基極旁路電容，目的是使三極管基極獲得交流地電位，組成高頻共基極放大器。電路的相位條件自然滿足“射同它異”原則；幅度條件是需保證共基極放大器的閉環(huán)功率增益大于 OdB ，按照這樣的依據(jù)去計算回路器件值就可以確保電路能夠起振。 C1、C2 、C3 、L1 的器件值決定了振蕩回路的工作頻率。根據(jù)交流等效原則，可以知道這是一個電容反饋三點式振蕩器。 C2 與C1 的容抗比值決定了電路的電壓反饋系數(shù)，

7、調(diào)整它們的比例可以改變振蕩幅度。在回路中多了一個與電感 L 相串聯(lián)的電容器 C3 ，通過調(diào)整 C3 ，可以連續(xù)改變振蕩頻率。晶體管3DG12B，其參數(shù)為Icm300mA, fT200MHz, V(BR)CEO45V,Pcm=0.7W,已知條件：Vcc=12V，fc=10MHz，選擇的晶體管型號是3DG12B，其放大倍數(shù)=50，ICQ=3mA，VCEQ=6V,VEQ=0.2VCC.依據(jù)電路計算：Rc1=(Vcc(VCEQVEQ)ICQ=(12(60.2×12)3=1.2KRe1=VEQ/ICQ=0.2×12V/3×mA=800IBQ=ICQ/=3mA/50=0.06

8、 mARb2=VBQ/10IBQ=(VEQ+0.7)V/10×0.06×mA=5.1KRb1=(VCC-VBQ)/10IBQ=(12-3.1)V/0.6×mA=15Kfo=1/(2(LC) ½) 1/(2(L1C3) ½)=10MHz，取L3=50H,則C3=5pF,反饋系數(shù)kf取0.3，kf=C1/C2=0.3,取C1=90pF,C2=300pF，【1】2.緩沖級 Rb3、Rb4、Re2、Re3是三極管的直流偏置電阻，調(diào)節(jié)R1可以改變載波信號的振幅大小?！?】3.高頻電壓放大器已知Vcc=12v，fc=10MHz，選擇晶體管3DG100C，=

9、50，rbb=70,Cbe=3pF,當(dāng)Ie=1mA,Cbe=25pF,L=4uH,N2=20匝，p1=0.25,p2=0.25?！?】IEQ=1mA,VEQ=1.5V,VCEQ=7.5V,則Re4=VEQ/IEQ=1.5K，Rb6=VBQ/6IBQ VBQ×/6IBQ=18.3K,取標(biāo)稱值18 K,(Vcc-VBQ) ×Rb6/VBQ=55.6 K,可用30 K的電阻Rb5和R3為100 K的電位器串聯(lián)。gbe=IemA/26=0.77ms,gm=IemA/26=38ms,yie=(gbe+jwCbe)/(1+rbb(gbe+jwCbe) 0.96ms+j1.5msyie=

10、gie+jwCbe,所以gie=0.96ms,rie=1/gie 1K，Cie=1.5ms/w=23pFyoe=(jwCbe×rbb×gm)/ (1+rbb(gbe+jwCbe)+jwCbe 0.06ms+j0.5msyoe=goe+jwCbe,所以goe=0.06ms,Coe=0.5ms/w=7pFyfe=gm/(1+rbb(gbe+jwCbe)+jwCbe 37ms-j4.1ms,|yfe|=37ms回路總電容=1/(2fc)²L)=55.2pF,C9=55.2-p1²Coe-p2²Cie=53.3pF,取標(biāo)稱值51pF,N1=p1N2=5

11、匝，N3=p2N2=5匝?！?】4.振幅調(diào)制圖中高頻載波信號從基極加入，電容C11，C12，C13為高頻旁路電容，作用是短路高頻電流，調(diào)制信號由變壓器T3加到集電極回路上，與加到放大器的直流電源Vcc相串聯(lián)，LC回路諧振于載波頻率Wc,通頻帶為2倍的調(diào)制信號最高角頻率。一般選取晶體管的原則是BVceo、Pcm 、Icm必須滿足要求。集電極調(diào)幅晶體管：工作頻率為10MHz ,最大輸出功率為1.875W，且集電極瞬時電壓為Vc=Vcc-Vcmcoswct, 其最大值為：Vcmax=Vcc+Vcm當(dāng)ma1時，Vcmax4×Vcc 4×1248 V，可選用3DA1B，其參數(shù)為：BV

12、ceo50V,Pcm=7.5W,Icm=0.75A,f=70MHz3f0,Ap=13dB。Vcc=12V，f0=10MHz，Ql=5，P0=0.5W， RL51，hfe=10，Q0=150，系數(shù)P1=0.15,P2=0.2，三級管型號3DA1B?！?】通過計算,可得：Icm1=0.156A，Icm=0.238A，Ico=0.06A，P=Ico×Vcc=0.72W，Po= Icm1×Icm1×RL/2=0.622，Pc=P= - Po =0.098W，= Po / P=86.8%，Ap=1010（Po/PD）=13dB(20倍)，所以，激勵功率PiPo/20=31.

13、25mW，Ibm=Icm/hfe=0.0238A，Ibm1=0.01A，Vbm=2×Pi/Ibm1=6.24V，Vbb=1.86V，Ibo=6mAR2=|Vbb|/Ibo=310R3=(Vcc-Vbb)/Ibo=1.7KR1=800取電容C13=8pf,旁路電容C11=C12=C1433pF, 【3】5.音頻放大器由于輸出信號帶寬為WB=9KHZ，所以可知調(diào)制信號頻率為4.5KHZ，即話筒處輸入調(diào)制信號，圖中U1=10uF，U2=10uF，R4=R5=R6=R8=10K，R7=200K。四、 整體電路設(shè)計及工作原理1.整體電路原理首先由克拉波振蕩器產(chǎn)生頻率為10MHZ的載波信號，再經(jīng)

14、過緩沖級，讓振蕩器與振幅調(diào)制器隔離開來，不影響載波頻率的穩(wěn)定，然后經(jīng)過高頻電壓放大器，將輸入電壓進(jìn)行放大，使輸出電壓滿足高電平的集電極調(diào)制器，接著將調(diào)制信號經(jīng)過音頻放大器放大，最后將載波信號與調(diào)制信號輸入到集電極調(diào)制電路進(jìn)行普通調(diào)幅，經(jīng)天線輸出普通調(diào)幅波。2.整體電路圖五、 系統(tǒng)元器件清單元件名稱元件數(shù)目電阻16滑動變阻器4電容15極性電容2晶體三極管4電感2變壓器3集成放大器（UA741）1天線1六、 電路設(shè)計總結(jié)整體電路共分為五個模塊，分別為主振器，緩沖級，高頻電壓放大器，振幅調(diào)制器，音頻放大器。首先由克拉波振蕩器產(chǎn)生頻率為10MHZ的載波信號，再經(jīng)過緩沖級，讓振蕩器與振幅調(diào)制器隔離開來，

15、不影響載波頻率的穩(wěn)定，然后經(jīng)過高頻電壓放大器，將輸入電壓進(jìn)行放大，使輸出電壓滿足高電平的集電極調(diào)制器，接著將調(diào)制信號經(jīng)過音頻放大器放大，最后將載波信號與調(diào)制信號輸入到集電極調(diào)制電路進(jìn)行普通調(diào)幅，經(jīng)天線輸出普通調(diào)幅波。七、 參考文獻(xiàn)1.謝嘉奎電子線路（第四版）北京：高等教育出版社，20072.宋樹祥，周冬梅.高頻電子線路(第2版) .北京：北京大學(xué)出版社，20103.陽昌漢.高頻電子線路學(xué)習(xí)與解題指導(dǎo).哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，20024.謝自美.電子線路設(shè)計·實驗·測試(第二版).武漢：華中科技大學(xué)出版社，20015. 王堯.電子線路實驗.南京：東南大學(xué)出版社， 200

16、0八、 收獲、體會這次課程設(shè)計對于我來說是一次很大的挑戰(zhàn)，做起來我感覺比較吃力，雖然剛剛學(xué)完了高頻電子線路，但是一直有種云里霧里的感覺，剛開始這次課設(shè)讓我無從下手，尤其是電路原理分析和參數(shù)計算，讓我倍感難受，但是有困難不能夠放棄，于是我查閱了一些資料，和同學(xué)們一起討論計算，并且去請教學(xué)姐，慢慢的我有了一點眉目，至少了解設(shè)計的大體思路，設(shè)計分為大概4個模塊，接著我便開始設(shè)計各個單元模塊，對于各個模塊的比較選擇還是比較容易，就是參數(shù)設(shè)計比較困難，主要原因是因為對于電路的分析不清楚，我只有接著查找資料，結(jié)合老師所將知識，慢慢的一點點的明白計算，最終才算是有些明白。當(dāng)然這次課程設(shè)計也教會了我許多，首先

17、它將我平時的所學(xué)結(jié)合在一起，有了一個系統(tǒng)的框架，然后再去補充這個框架的內(nèi)容，使我有了一個課程設(shè)計的基本方向和目的，不至于太過盲目；其次也鍛煉了我查閱資料的能力，以及對有用資料的篩選能力；再者通過跟同學(xué)們的討論研究，我懂得了合作的重要性。課程設(shè)計是一項很能鍛煉人的實踐，雖然它看起來充滿著困難，但是不管怎么樣我們都得敢于去挑戰(zhàn)，以后還有畢業(yè)設(shè)計，這將是一次更大的考驗，不管是從設(shè)計原則，設(shè)計思路以及報告格式還有心理上來說都是一次很好的鍛煉。實 驗 報 告報告成績： 評閱時間： 教師簽字： 班級： 通信092 姓名： 李影 學(xué)號： 092302 同組人： 劉雪姣、馬玉紅 課程名稱：電子線路課程設(shè)計 實

18、驗室： 第二實驗室 實驗時間： 2012年2月273月2 實驗項目名稱：焊接一個小功率調(diào)幅發(fā)射機 一、實驗內(nèi)容與原理：晶體振蕩器語音信號振幅調(diào)制器（乘法器）音頻放大器緩沖級高頻功率放大器緩沖級本次實驗內(nèi)容是焊接小功率調(diào)幅發(fā)射機，然后對各個單元電路包括晶體振蕩電路、音頻放大電路、振幅調(diào)制電路、兩級功率放大電路的調(diào)試，以實現(xiàn)小功率調(diào)幅發(fā)射機的整體功能測試，并記錄相應(yīng)實驗結(jié)果數(shù)據(jù)，分析得結(jié)論。小功率調(diào)幅發(fā)射機的框圖如下1.晶體振蕩器與緩沖級上圖為晶體振蕩器電路，它的振蕩頻率穩(wěn)定，產(chǎn)生6MHz的載波。電位器RP0，電阻R1，R2，R3用來控制三極管的靜態(tài)工作點和保證晶體振蕩器起振。晶體三極管T2為射級

19、跟隨器穩(wěn)定信號。電容C4為兩級間的耦合電容。B點用于測試晶體振蕩器是否能起振。電位器RP0用來調(diào)整T1的靜態(tài)工作點，對晶體的起振有重要的作用；電位器RP2用于調(diào)節(jié)載波信號的幅度。2音頻放大器上圖為音頻放大器，LM358的第一個部分產(chǎn)生1KHz的音頻信號，調(diào)節(jié)電位器R11和RP4可調(diào)節(jié)音頻信號的幅值，LM358的第二個部分對音頻信號幅值進(jìn)行放大，也可以從話筒處直接輸入1KHz的音頻信號，為了保證后面對語音信號進(jìn)行調(diào)制，在調(diào)節(jié)電位器RP4時要注意輸出的信號的幅度。電容C8為耦合電容。3.振幅調(diào)制器上圖為振幅調(diào)制電路，晶體振蕩器產(chǎn)生的載波信號由MC1496的10端子加入，音頻放大器的音頻信號有MC1

20、496的1端子加入，調(diào)節(jié)電位器RP3可以使已調(diào)波上下對稱，并且改變調(diào)幅度ma。在管腳2和3之間的電阻RE擴展了兩個信號的動態(tài)范圍。為了不出現(xiàn)過調(diào)失真并保證準(zhǔn)確穩(wěn)定實現(xiàn)對載波信號和調(diào)制信號的調(diào)制作用，它們的振幅必須小于260mv。已調(diào)波的從5端子輸出。4.高頻功率放大器高頻功率放大器采用兩級放大，即分別工作于甲類和丙類的放大器，實現(xiàn)對已調(diào)波功率的放大。晶體三極管T3組成的電路為射級跟隨器，作為緩沖級，三極管T4工作于甲類狀態(tài)，三極管T5工作于丙類狀態(tài)。最后觀察末級輸出的時候可以相應(yīng)的調(diào)節(jié)雙聯(lián)變?nèi)荨?.整體電路圖如下：二、實驗器材（設(shè)備、元器件、軟件工具、平臺）：1雙蹤示波器，數(shù)字信號源，數(shù)字萬用

21、表，雙路穩(wěn)壓電源等儀器各一臺。2電烙鐵，鑷子，鉗子，螺絲刀等工具一套。3調(diào)幅發(fā)射機實驗板，焊錫，元器件一套。 三、實驗步驟：1.了解小功率調(diào)幅發(fā)射機總電路，分清各部分電路的功能，針對各部分電路的功能，理解整體電路。2.檢查元器件的好壞，測量各元器件的大小，整理好備用，準(zhǔn)備好所需要的工具，實驗箱，實驗器材；3.首先焊接晶體振蕩電路，完畢后，加上12V直流電源，將測試B點接入示波器 ，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器RP0，使輸出信號頻率保持在6MHz附近，然后將示波器接JP3，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器RP2，調(diào)節(jié)信號幅度，使得該載波達(dá)到最大和最小不失真狀態(tài)，記下幅值和頻率；4.焊接音頻放大電路部分，焊接完成之后，加

22、上12V直流電源，將測試點JP2接上示波器，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器R11使得該部分的輸出信號的頻率大概為1KHz左右，調(diào)節(jié)滑動變阻器RP4，記錄音頻信號達(dá)到最大和最小不失真狀態(tài)時的幅值和頻率； 5.焊接振幅調(diào)制器（乘法器部分），焊接完成之后，測試JP3點接上示波器，調(diào)節(jié)RP3，得到上下對稱的普通條幅信號，調(diào)RP3，記錄當(dāng)ma=0.3時，普通調(diào)幅波的峰峰值，調(diào)節(jié)RP3看ma能否為1；6. 將兩個磁環(huán)線圈繞上銅線，焊接緩沖器和高頻功率放大電路，將磁環(huán)部分焊接到電路板上，進(jìn)行調(diào)節(jié)，觀察末級輸出，并適當(dāng)調(diào)節(jié)兩個磁環(huán)線圈的比例以及輸出電壓的幅值，使得末級無失真的輸出，并通過調(diào)節(jié)使得末級功放輸出功率和效率達(dá)到

23、最佳狀態(tài)。四、實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果分析：由于實驗時未保存示波器的圖片，所以借用別人的來說明1.晶體震蕩電路調(diào)節(jié)RP0使震蕩器震蕩,調(diào)節(jié)RP1,記錄頻率為fc=6.0002MHz，幅度峰峰值范圍為6.8mV-400mV,T1管Vb=7.64V,Ve=6.65V,Vc=11.26VT2管Vb=5.51V,Ve=4.8V,Vc=11.3V結(jié)果分析：調(diào)節(jié)RP0使得振蕩級輸出信號為6MHz，一般情況下晶體振蕩電路的頻穩(wěn)度很高，所以頻率基本穩(wěn)定在6MHz；調(diào)節(jié)RP2調(diào)節(jié)載波信號的幅度，測得振蕩器產(chǎn)生的最大和最小不失真波形幅度范圍6.8mV-400mV.2.音頻放大器調(diào)節(jié)R11與RP4，測得音頻信號的頻率約為97

24、0Hz，音頻信號的最小和最大不失真幅值范圍為100mV-260mV.結(jié)果分析：LM358的第一個部分用于產(chǎn)生頻率為1KHz的音頻信號，LM358的后一個部分用于放大音頻信號的幅度，調(diào)節(jié)R11與RP4可以調(diào)節(jié)音頻信號的頻率和幅度，這一級易被晶體振蕩電路干擾，調(diào)解時要慢慢的改變R11。3.振幅調(diào)制電路調(diào)節(jié)RP3，使輸出普通調(diào)幅波上下對稱，當(dāng)Ma=0.3時，測得普通調(diào)幅波峰峰值為35mV,繼續(xù)調(diào)節(jié)RP3，可以得到Ma=1時的普通調(diào)幅波。當(dāng)Ma=0.3，波形如下：當(dāng)Ma=1時，波形如下：結(jié)果分析：調(diào)節(jié)RP3可以改變ma,并且使已調(diào)波的波形對稱。輸入的載波信號頻率為6MHz,幅度為Vcm=50mV;音頻

25、信號頻率約為1KHz，幅度=125mV,當(dāng)Ma=0.3時的已調(diào)波幅度為0.35mV, 所以可得Po0.33mW五、實驗中的故障及解決方法1.實驗中一開始晶體振蕩器并不能輸出頻率為6MHz的載波，經(jīng)過測量相應(yīng)各點的電壓，我們發(fā)現(xiàn)晶體三極管9018有問題，于是換了一個新的三極管，結(jié)果還是未出來波形，后來發(fā)現(xiàn)是電路板上三極管處焊盤有一個被損壞，于是用了根導(dǎo)線補救，最后終于出來了頻率為6MHz的載波；2.音頻放大器部分一直無法出來頻率1KHz的音頻信號，總是被6MHz的載波干擾，無奈我們將晶體振蕩電路的晶體暫時去掉，最后終于調(diào)節(jié)出來了1KHz的音頻信號,但是一直不太穩(wěn)定;3.振幅調(diào)制器部分我們也是費了

26、好大的勁才調(diào)節(jié)出來，可是不太穩(wěn)定，我們只有反復(fù)耐心的調(diào)節(jié)；4.由于我們的音頻信號一直無法調(diào)節(jié)出，我們只有用信號發(fā)生器輸入音頻信號來完成振幅調(diào)制。六、實驗收獲為期兩周的課程設(shè)計實驗結(jié)束了，時間說長也不長，但是也不算短，我感觸頗深。首先在技術(shù)上我有很大收獲，一開始我們的單元電路總是不能一下就工作，在請教了老師后，我們找來了別的組能夠正常工作的電路板，通過測量兩個電路板上各個點的電壓，再相互比較來找虛焊的點，最終找到了，原來是有一個焊盤被損壞，我們接了根導(dǎo)線解決了問題，這也使我掌握了一種檢查錯誤的方法。在調(diào)節(jié)音頻信號時，一直受6MHz的載波影響，我們只有反復(fù)耐心的調(diào)節(jié)，緩慢的調(diào)節(jié)電位器，還是未出現(xiàn)波形，無奈只有暫時先將6MHz的晶體去掉，最后出來音頻信號，當(dāng)然我知道這是一個不可取的辦法，問題可能還是出在了焊接上，以后還是要認(rèn)真焊接，防止虛焊，錯焊。在振幅調(diào)制電路部分一開始也是不能出來波形