小功率調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)小功率調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目錄摘要在無線電通訊和廣播中，需要傳送由語言、音樂、文字、圖像等轉(zhuǎn)換成的電信號。由于這些信號頻率比較低，根據(jù)電磁理論，低頻信號不能直接以電磁波的形式有效地從天線上發(fā)射出去。因此，在發(fā)送端須采用調(diào)制的方式，將低頻信號加到高頻信號之上，然后將這種帶有低頻信號的高頻信號發(fā)射出去，在接收端則把帶有這種低頻信號的高頻信號接收下來，經(jīng)過頻率變換和相應(yīng)的解調(diào)方式"檢出"原來的低頻信號，從而達(dá)到通訊和廣播的目的。本設(shè)計(jì)針對小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，它主要有調(diào)頻振蕩、緩沖隔離、功率激勵和末級功放各部分電路組成。最主要將調(diào)制信號進(jìn)行調(diào)制后，振蕩信號隨著調(diào)制信號的變化而產(chǎn)生變化，振蕩級將產(chǎn)生6.5MHz的工作頻率，功率激勵即對電壓進(jìn)行放大，末級功放將工作在丙類狀態(tài)ηA≥50%，最后將對信號由天線發(fā)射出去。關(guān)鍵詞發(fā)射機(jī)；調(diào)頻；無線話筒第一章緒論1.1小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)研究意義無線電技術(shù)誕生以來，信息傳輸和信息處理始終是其主要任務(wù)。要將無線電信號有效地發(fā)射出去，天線的尺寸必須和電信號的波長為同一數(shù)量級，為了有效地進(jìn)行傳輸。必須將攜帶信息的低頻電信號調(diào)制到幾十MHz至幾百M(fèi)Hz以上的高頻振蕩信號上，再經(jīng)天線發(fā)送出去，調(diào)頻是信號發(fā)射必不可少的一個環(huán)節(jié)。低頻小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)是將待傳送的音頻信號通過一定的方式調(diào)制到高頻載波信號上，放大到額定的功率，然后利用天線以電磁波的方式發(fā)射出去，覆蓋一定的范圍。高頻電子線路本是一門較為復(fù)雜的電路。其中更有許多精髓的知識值得我們?nèi)W(xué)習(xí)。同時隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與高頻電子技術(shù)的發(fā)展，模擬電子技術(shù)，得到廣泛應(yīng)用，在模擬電子電路中尤其得到廣泛應(yīng)用，成為現(xiàn)代電子電器必不可少的電子技術(shù)。在高頻電子線路中，LC振蕩電路是無孔不入，無所不在。應(yīng)用于發(fā)射機(jī)中，加上簡單的電路及連線，就可以組成各種形式的、任意信號，廣泛應(yīng)用。小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)在使用中，控制方法科學(xué)、簡單、明了，控制電路及連線簡單、易行，工作穩(wěn)定性好，從而得到廣泛應(yīng)用。在此，我們就調(diào)頻發(fā)射機(jī)的應(yīng)用作較完整和系統(tǒng)的研究，促進(jìn)小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)的正確使用。1.2調(diào)頻發(fā)射機(jī)研究現(xiàn)狀調(diào)頻發(fā)射機(jī)目前處于快速發(fā)展之中，在很多領(lǐng)域都有了很廣泛的應(yīng)用，可以用于演講、教學(xué)、玩具、防盜監(jiān)控等諸多領(lǐng)域。從發(fā)射機(jī)總行業(yè)特點(diǎn)出發(fā)，緊緊圍繞小功率總成產(chǎn)品市場總量及增長速度、產(chǎn)品市場份額、市場供需情況、市場競爭格局、產(chǎn)品價格、進(jìn)出口狀況及趨勢和小功率總成生產(chǎn)企業(yè)基本情況和經(jīng)營狀況、功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)成市場發(fā)展前景和趨勢等眾多市場發(fā)展因素進(jìn)行研究，提供了大量有價值的信息和資料。隨著器件技術(shù)的發(fā)展，調(diào)頻發(fā)射機(jī)的體積越來越趨于微型化，工作電壓越來越低，信號覆蓋的范圍越來越廣。就目前接、發(fā)射技術(shù)來說，調(diào)頻發(fā)射因?yàn)槠鸬锰飒?dú)厚的性能優(yōu)勢，在接收機(jī)技術(shù)上可以有廣闊的發(fā)展前景是因?yàn)榘l(fā)送信號的頻率比較高，那么如何能夠最大限度的減少干擾，如何把這種信號很好的解出來，這成了調(diào)頻技術(shù)的一種考驗(yàn)。本文主要就是研究利用頻率調(diào)制技術(shù)調(diào)制高頻信號，并把它發(fā)送出去。第2章方案設(shè)計(jì)2.1方案比較與論證調(diào)頻發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)中在LC振蕩調(diào)頻電路中其采用的調(diào)頻方法有兩種：一種是直接調(diào)頻；另一種是間接調(diào)頻。方案一：直接調(diào)頻。這種方法一般采用調(diào)制電壓直接控制振蕩器的振蕩頻率，振蕩頻率f(t)按調(diào)制電壓規(guī)律變化。在此設(shè)計(jì)的電路中被控制的是LC振蕩器，則只需要控制振蕩回路的某個元件（L或C），使其參數(shù)隨調(diào)制電壓變化，就可以達(dá)到直接調(diào)頻的目的。此種方法電路簡單、性能良好，是目前廣泛采用的調(diào)頻電路之一。但這種方法的缺點(diǎn)是頻率穩(wěn)定度差，在許多場合須對載頻采取穩(wěn)頻措施或者對晶體振蕩器進(jìn)行直接調(diào)頻。方案二：間接調(diào)頻。這種方法是將調(diào)制信號積分，然后對載波進(jìn)行調(diào)相，間接調(diào)頻時，調(diào)制器與振蕩器是分開的，因此對振蕩器影響小，其頻率穩(wěn)定度高。在設(shè)計(jì)中若載頻不穩(wěn)，則有可能使調(diào)頻信號的頻譜落到接收機(jī)通帶外，因此對于調(diào)頻電路不僅要滿足一定頻偏要求，而且振蕩頻率必須保持足夠高的頻率穩(wěn)定度。2.2方案選擇本設(shè)計(jì)采用的是間接調(diào)頻，這樣易于保持中心頻率的穩(wěn)定度，雖然間接調(diào)頻不易獲得最大頻偏但是在設(shè)計(jì)中采用的是三級單回路變?nèi)莨苷{(diào)相電路，這樣既可以保持中心頻率又可以獲得最大頻偏。由于本設(shè)計(jì)要求的發(fā)射功率PA不大，工作中心頻率f0也不高，因此，晶體管的參量影響及電路的分布參數(shù)的影響不會很大，整機(jī)電路設(shè)計(jì)的框圖如圖2-1所示。0.250.25末級功放功率激勵緩沖隔離LC振蕩與調(diào)頻0.255100末級功放功率激勵緩沖隔離LC振蕩與調(diào)頻0.255100mWmWmWmW0dB13dBmWmWmWmW0dB13dB13dB13dB調(diào)制信號調(diào)制信號圖2-1實(shí)用調(diào)頻發(fā)射機(jī)的組成框圖各組成部分的功能如下：1．LC調(diào)頻振蕩器：產(chǎn)生頻率f0＝6.5MHz的高頻振蕩信號，變?nèi)荻O管線性調(diào)頻，最大頻偏Δfm＝75kHz，整個發(fā)射機(jī)的頻率穩(wěn)定度由該級決定。2．緩沖隔離級：將振蕩級與功放級隔離，以減小功放級對振蕩級的影響。因?yàn)楣Ψ偶壿敵鲂盘栞^大，當(dāng)其工作狀態(tài)發(fā)生變化時（如諧振阻抗變化），會影響振蕩器的頻率穩(wěn)定度，使波形產(chǎn)生失真或減小振蕩器的輸出電壓。整機(jī)設(shè)計(jì)時，為減小級間相互影響，通常在中間插入緩沖隔離級，緩沖隔離級電路采用射極跟隨器電路。3．功率激勵級：為末級功放提供激勵功率，如果發(fā)射功率不大，且振蕩級的輸出能夠滿足末級功放的輸入要求，功率激勵級可以省去。4．末級功放：將前級送來的信號進(jìn)行功率放大，使負(fù)載（天線）上獲得滿足要求的發(fā)射功率。如果要求整機(jī)效率較高應(yīng)采用丙類功率放大器，若整機(jī)效率要求不高如ηA<50%波形失真要求較小時可以采用甲類功率放大器，但是本題要求故ηA≥50%選用丙類功率放大器較好。第3章單元電路設(shè)計(jì)3.1功率激勵與末級功放電路設(shè)計(jì)發(fā)射機(jī)的輸出應(yīng)具有一定的功率才能將信號發(fā)射出去，但是功率增益又不可能集中在末級功放，否則電路性能不穩(wěn)，容易產(chǎn)生自激，因此要根據(jù)發(fā)射機(jī)的各組成部分的作用，適當(dāng)合理的分配功率增益。本設(shè)計(jì)中，功率增益的具體分配如圖2-1所示。如果調(diào)頻振蕩器的輸出比較穩(wěn)定，又具有一定的功率，則功率激勵級和末級功放的功率增益可適當(dāng)小些。功率激勵級一般采用高頻寬帶放大器，末級功放可采用丙類諧振功率放大器，緩沖級可以不分配功率。功率激勵與末級功放電路如圖3-1所示。圖3-1功率激勵與末級功放3.1.1末級功放電路設(shè)計(jì)1．基本關(guān)系式末級功放采用丙類功率放大器，其電路原理如圖3-1所示。丙類功率放大器的基極偏置電壓-VBE是利用發(fā)射機(jī)電流的分量Ieo在射極電阻R21上產(chǎn)生的壓降來提供的，故稱為自給偏壓電路。當(dāng)放大器的輸入信號Vi為正弦波時，集電極的輸出電流iC為余弦脈沖波。利用諧振回路LC的選頻作用可輸出基波諧振電壓uC、電流iC1。(1)集電極基波電壓的振幅式中，Icm1為集電極基波電流的振幅；RP為集電極負(fù)載阻抗。(2)輸出功率PO（3-1）(3)直流功率PV(4)集電極耗散功率PT(5)集電極的效率η(6)集電極電流分解系數(shù)(7)導(dǎo)通角（一般取）2．確定丙類放大器的工作狀態(tài)為了獲得較高的效率η和最大的輸出功率P，選丙類放大器的工作狀態(tài)為臨界狀態(tài)，，功放管為3DA1。3DA1的參數(shù)如表3-1所示。表3-13DA1參數(shù)表PCMICMVCEShfefTAP1W750mA≥1.5V≥10≥70MHz13dB(1)最佳匹配負(fù)載RP=551.25Ω由P=0.5UcmIcm1=Ucm2/(2RP)可得：集電極最大輸出電壓Ucm=10.5V。(2)集電極基波電流振幅：Icm1=19.04mA集電極電流最大值Icm=Icm1/α1(700)=19.04/0.44=43.27mA。(3)集電極電流直流分量Ico=Icm×α0(700)=43.27×0.25=10.8175mA，電源供給的直流功率Pv=Vcc×Ico=129.81mW。(4)集電極的耗散功率PT=Pv-P=649.35-500=29.81W(小于PCM=1W)(5)總效率η=Po/Pv=100/129.81=77.00%輸入功率Pi=5mW，若設(shè)本級功率增益Ap=13dB(20倍)，則輸入功率Pi=P/Ap=5mW(6)基極余弦脈沖電流的最大值Ibm(設(shè)晶體管3DA1的β=10)Ibm=Icm/β=4.327mA基極基波電流的振幅Ibm1=Ibmα1(700)=21.45×0.44=1.7308mA基極電流直流分量Ib0=Ibmα0(700)=21.45×0.25=1.08175mA基極輸入電壓的振幅Ubm=2Pi/Ibm1=5.78V丙類功放的輸入阻抗3．計(jì)算諧振回路及耦合回路的參數(shù)(1)輸出變壓器線圈匝數(shù)比N5/N3(解決最佳匹配負(fù)載問題)取N5=3，N3=8。(2)諧振回路電容C20=100PF諧振回路電感L(3)輸出變壓器初級線圈總匝數(shù)比N=N3+N4高頻變壓器及高頻電感的磁芯應(yīng)采用鎳鋅(NXO)鐵氧體，而不能采用硅鋼鐵芯，因其在高頻工作時鐵損耗過大。NXO-100環(huán)形鐵氧體作高頻變壓器磁芯時，工作頻率可達(dá)十幾兆赫茲。若采用外徑×內(nèi)徑×高度=Φ10mm×Φ6mm×Φ5mm的NXO-100環(huán)來繞制輸出耦合變壓器，由公式（3-2）所示：（3-2）式中，=100H/m為磁導(dǎo)率；N為變壓器初級線圈匝數(shù)；A=25mm2為磁芯截面積；l=25mm為平均磁路長度。計(jì)算得N=11，則N4=3或，則Oe取值2~10，上述公式(3-2)取2。需要指出的是，變壓器的匝數(shù)N3、N4、N5的計(jì)算值只能作為參考值，由于分布參數(shù)的影響，與設(shè)計(jì)值可能相差較大。為調(diào)整方便，通常采用磁芯位置可調(diào)節(jié)的高頻變壓器。4．基極偏置電路發(fā)射極電阻R21，由公式R21=100Ω，可得：（3-3）R21=100Ω，由公式(3-3)取標(biāo)稱值高頻旁路電容C18=0.01uF，電容C20=0.01μF5．元件清單R21=100ΩC18=0.01uFC20=100pFL≈6μHN3=8，N4=3，N5=3三極管為3DA1。3.1.2激勵級寬帶功放電路設(shè)計(jì)利用寬帶變壓器作耦合回路的功率放大器稱為寬帶功率放大器，常見寬帶變壓器有用高頻磁心繞制的高頻變壓器和傳輸線變壓器。寬帶功率一般不需要調(diào)諧回路，可在很寬的頻率范圍內(nèi)獲得線性放大，但功率η較低，一般只有20%左右。它通常作為發(fā)射機(jī)的中間級，以提供較大的功率激勵。功率激勵級功放管為3DG130。3DG130的參數(shù)如表3-2所示。表3-23DG130參數(shù)表PCMICMVCEShfefTAP700mW300mA≤0.6V≥30≥150MHz13dB1．計(jì)算電路參數(shù)(1)有效輸出功率PH與輸出電阻RH寬帶功率放大器的輸出功率PH應(yīng)等于下級丙類功放的輸入功率Pi=5mW其輸出負(fù)載RH等于丙類功放的輸入的輸入阻抗|Zi|=86Ω即PH=5mW，RH=86Ω。(2)實(shí)際輸出功率P，設(shè)高頻變壓器的效率η=80%，則Po=PH/η=6.25mW(3)集電極電壓振幅Ucm與等效負(fù)載電阻RH。若取功放的靜態(tài)電流ICQ=Icm=7mA，則Ucm=2P/ICQ=2P/Icm=1.79V約為0.27kΩ(4)高頻變壓器匝數(shù)比N1/N2取變壓器次級線圈匝數(shù)N2=2，則初級線圈匝數(shù)N1=4。(5)發(fā)射極直流負(fù)反饋電阻R20取標(biāo)稱值1.4KΩ(6)功放輸入功率Pi本級功放采用3DG130晶體管，若取功率增益AP=13dB(20倍)，則輸入功率(7)功放輸入阻抗Ri(取rbb=25Ωβ=30)若取交流負(fù)反饋電阻為10Ω，則Ri=325Ω(8)本級輸入電壓振幅Uim2．計(jì)算電路靜態(tài)工作點(diǎn)(1)VBQ、IBQ(2)R17、R18(I1=5~10倍IBQ)若取基極偏置電路的電流I1=5IBQ=5×0.23mA=1.15mA，則取標(biāo)稱值R18=9kΩ。為了調(diào)節(jié)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，R17可由標(biāo)稱值為5.1kΩ的電阻與10kΩ的電位器組成。(3)高頻旁路電容C17=0.02uF，輸入耦合電容C12=0.02uF。此外，還可以在直流電源VCC支路上加高頻電源去耦合濾波網(wǎng)絡(luò)，通常采用LC的Π型低通濾波器。電容可取0.01μF，電感可取47μH的色碼電感或環(huán)形磁芯繞制。還可在輸出變壓器次級與負(fù)載之間插入LC濾波器，以改善負(fù)載輸出波形。3．元件清單C17=0.02μFC12=0.02μFR18=8.96KΩR交負(fù)=10ΩN1=4，N2=2R20=1.4KΩ三極管為3DG1303.2緩沖隔離級電路設(shè)計(jì)從振蕩器的什么地方取輸出電壓也是十分重要的。一般盡可能從低阻抗點(diǎn)取出信號，并加入隔離緩沖級如射極輸出器，以減弱外接負(fù)載對振蕩器幅度、波形以及頻率穩(wěn)定度的影響。射極輸出器的特點(diǎn)是輸入阻抗高，輸出阻抗低，電壓放大倍數(shù)接近于1。由于待傳輸信號是高頻調(diào)頻波，主要考慮的是輸入抗高，傳輸系數(shù)大且工作穩(wěn)定。選擇電路的固定分壓偏置與自給偏壓相結(jié)合，具有穩(wěn)定工作點(diǎn)特點(diǎn)的偏置電路。如圖3-2射級輸出電路射級輸出器具有輸入阻抗高，輸出阻抗低，電壓放大倍數(shù)近似等于1的特點(diǎn)。晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)，一般取VCEQ=1/2VCC，ICQ=(3~10)mA。對于圖3-2所示電路：1．已知Vcc=+12V，負(fù)載電阻RL=325Ω(寬帶放大器輸入電阻)，輸出電壓振幅等于高頻寬帶放大器輸入電壓振幅，即Uom=1.0V，晶體管為3DG100（3DG6）。3DG100的參數(shù)如表3-3所示。表3-3DG100參數(shù)表PCMICMVCEShfefTAP100mW30mA30~200≥150MHzβ0=60。晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)位于交流負(fù)載線的中點(diǎn)，一般取UCEQ=0.5Vcc，ICQ=(3~10)mA。(1)根據(jù)已知條件選取ICQ=4mA，VCEQ=0.5×Vcc=6V，則(2)R15、R16：取R15=1kΩ，R16為1kΩ的電位器。(3)R13、R14VEQ=6.0VVBQ=VEQ+0.7=6.7VIBQ=ICQ/β0=66.67uA取標(biāo)稱值R14=10kΩ取標(biāo)稱值R13=8kΩ(4)輸入電阻Ri若忽略晶體管基取體電阻的影響，有（R18=325）（3-4）(5)輸入電壓Uim（3-5）(6)耦合電容C12、C16為了減小射極跟隨器對前一級電路的影響，C12的值不能過大，一般為數(shù)十pF，這里取C12=20PF、C16=0.02μF2．元件清單C12=20PFC16=0.02μFR13=8kΩR14=10kΩR15=1kΩR16為1kΩ的電位器三級管為3DG1003.3LC調(diào)頻振蕩器設(shè)計(jì)調(diào)頻振蕩電路的作用是產(chǎn)生頻率f0=6.5MHz的高頻振蕩信號。變?nèi)荻O管為線性調(diào)頻，最大頻偏Δfm＝75kHz。發(fā)射機(jī)的頻率穩(wěn)定度由該級決定，調(diào)頻振蕩器電路如圖3-3所示。圖3-3調(diào)頻振蕩電路3.3.1間接調(diào)頻電路設(shè)計(jì)1．間接調(diào)頻方框圖uu'ΩucuouΩ積分調(diào)相器圖3-4間接調(diào)頻方框圖間接調(diào)頻是對調(diào)制信號uΩ進(jìn)行積分，再加到調(diào)相器對載波信號調(diào)相，從而完成調(diào)頻。間接調(diào)頻電路方框圖如圖3-4所示。2．變?nèi)莨苷{(diào)相電路設(shè)調(diào)制信號經(jīng)積分后得（3-6）式（3-6）中，k為積分增益。用積分后的調(diào)制信號對載波進(jìn)行調(diào)相，則得（3-7），上式（3-7）中與調(diào)頻波表示式完全相同。由此可見，實(shí)現(xiàn)間接調(diào)頻的關(guān)鍵電路是調(diào)相。本次設(shè)計(jì)采用的是變?nèi)荻O管調(diào)相電路，電路如圖3-5所示。圖3-5變?nèi)荻O管調(diào)相電路圖中，L與變?nèi)荻O管結(jié)電容Cj構(gòu)成并聯(lián)諧振回路；載波電壓uc(t)經(jīng)R1后作為電流源輸入；調(diào)制信號uΩ經(jīng)耦合電容C3加到R3、C4組成的積分電路，因此加到變?nèi)荻O管的調(diào)制信號為u'Ω，使變?nèi)荻O管的電容Cj隨調(diào)制信號積分電壓的變化而變化，從而使諧振回路的諧振頻率隨調(diào)制信號積分電壓的變化而變化。它使固定頻率的高頻載波電流在流過諧振頻率變化的振蕩回路時，由于失諧而產(chǎn)生相移，從而產(chǎn)生高頻調(diào)相信號電壓輸出，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)相。合理的選擇變?nèi)荻O管和調(diào)整電路參數(shù)，可將相位變化與調(diào)制信號成線性關(guān)系。如果將調(diào)制信號先經(jīng)過積分電路后再輸入，即加到變?nèi)荻O管上的電壓為∫uΩ(t)dt，則輸出的調(diào)相電壓的相移與∫uΩ(t)dt成線性關(guān)系，而頻率與調(diào)制信號成線性關(guān)系，這就實(shí)現(xiàn)了間接調(diào)頻。3．三級單回路變?nèi)莨苷{(diào)相電路圖3-6實(shí)際間接調(diào)頻電路圖（三級單回路變?nèi)莨苷{(diào)相電路）由于回路產(chǎn)生的相移按輸入調(diào)制信號的規(guī)律變化，若調(diào)制信號在積分后輸入，則輸出調(diào)相波的相位偏移與被積分的調(diào)制信號呈線性關(guān)系，其頻率與積分前的信號亦成線性關(guān)系。由于回路相移特性線性范圍不大，因此圖3-5單回路變?nèi)莨苷{(diào)相電路得到的頻偏是不大的，必須采取擴(kuò)大頻偏措施除了用倍頻方法增大頻偏外，還應(yīng)改進(jìn)調(diào)相電路本身。在此設(shè)計(jì)中由于要求要有足夠大的頻偏，為了得以實(shí)現(xiàn)在調(diào)頻中采用的是如圖3-6所用的為三級單振蕩回路組成的調(diào)相電路。3.3.2LC振蕩器的設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)：工作中心頻率：；最大頻偏：；頻率穩(wěn)定度：1．電路形式，設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)本設(shè)計(jì)對頻率穩(wěn)定度要求不是很高，故選用圖3-3所示的改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器與三級單回路變?nèi)荻O管調(diào)頻電路。2．三點(diǎn)式振蕩器設(shè)計(jì)：基極偏置電路元件R1、R2、R3、R4、C1的計(jì)算圖中，晶體管T1與C2、C3、C4、C5、Cj、L1組成改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器，T1為共基組態(tài)，C1為基級耦合電容。其靜態(tài)工作點(diǎn)由R1、R2、R3、R4共同決定。晶體管T1選擇3DG100，其參數(shù)見表3-3所示。小功率振蕩器的集電極靜態(tài)工作電流ICQ一般為(1~4)mA。ICQ偏大，振蕩幅度增加，但波形失真嚴(yán)重，頻率穩(wěn)定性降低。ICQ偏小對應(yīng)放大倍數(shù)減小，起振困難。為了使電路工作穩(wěn)定，振蕩器的靜態(tài)工作點(diǎn)取ICQ=2mA，測得三極管的β=60。由R3+R4=3kΩ，為了提高電路的穩(wěn)定性，R4的值可適當(dāng)增大，取R4=1kΩ，則R3=2kΩ。為了提高電路的穩(wěn)定性，取流過電阻R2上的電流取標(biāo)稱值R2=8.2kΩ根據(jù)公式（3-8）所示：則（3-8）得R1=28.2kΩ實(shí)際運(yùn)用時R1取20kΩ電阻與47kΩ電位器串聯(lián)，以便調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)。C1為基極旁路電容，可取C1=0.01μF。C8=0.02μF，輸出耦合電容3.3.3調(diào)頻電路的設(shè)計(jì)間接調(diào)頻電路由變?nèi)荻O管Cj1和耦合電容C8、變?nèi)荻O管Cj2和耦合電容C11、變?nèi)荻O管Cj3和耦合電容C13組成，R11和R12為變?nèi)荻O管提供靜態(tài)時的反向偏置電壓VQ，VQ=－R12／(R11+R12)VCC。R10為隔離電阻，為了減小調(diào)制信號Ui對VQ的影響，一般要求R10遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于R11和R12。變?nèi)荻O管Cj通過C8部分接入振蕩回路，有利于提高主振頻率的穩(wěn)定性，減小調(diào)制失真。變?nèi)荻O管的接入系數(shù)p=C8/(C8+Cj)式中，Cj為變?nèi)荻O管的結(jié)電容，它與外加電壓的關(guān)系為式中，Cj0為變?nèi)莨?偏時結(jié)電容，UD為其PN結(jié)內(nèi)建電位差，γ為變?nèi)葜笖?shù)。①變?nèi)荻O管參數(shù)選擇測變?nèi)荻O管的特性曲線，設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)VQ。本題給定變?nèi)荻O管為2CC1C，并取變?nèi)莨莒o態(tài)反向偏壓VQ=4V，由特性曲線可得變?nèi)莨艿撵o態(tài)電容CJQ=75PF。②計(jì)算主振回路元件值：C2、C3、C4、C5、L1C2、C3、C4、C5、Cj、L1組成并聯(lián)諧振回路，其中C3兩端的電壓構(gòu)成振蕩器的反饋電壓，滿足相位平衡條件。比值C2/C3=F，決定反饋系數(shù)的大小，F(xiàn)一般取0.125~0.5之間的值。為了減小晶體管極間電容對振蕩器振蕩頻率的影響，C2、C3的值要大。如果C4取幾十皮法，則C2、C3在幾百皮法以上。因接入系數(shù)p=C8/(C8+Cj)，一般接入系數(shù)，為減小振蕩回路輸出的高頻電壓對變?nèi)菥w管的影響，p值應(yīng)取小，但p值過小又會使頻偏達(dá)不到指標(biāo)要求，可以先取p=0.2。則C8=(p-Cj)/(1-p)=

18.75pF，取標(biāo)稱值C8=20pF。（VQ=-4V時Cj=75pF）若取C4=20pF，

電容C2、C3由反饋系數(shù)F及電路條件C2>>C4、C3>>C4決定，若取C2=330pF，由F=C2/C3=0.125~0.5取C3=750pF。則靜態(tài)時諧振回路的總電容))(752075*2020****554554323243232pFCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCjQjQjQjQQ代入元件值可得由公式6.56.5MHzCLfQo211可得③計(jì)算調(diào)頻電路元件值變?nèi)莨艿撵o態(tài)反偏壓由電阻與分壓決定，即

已知，若取，則。實(shí)際運(yùn)用時可用10kΩ電阻與47kΩ電位器串聯(lián)，以便調(diào)整靜態(tài)偏壓。隔離電阻R5應(yīng)遠(yuǎn)大于R6、R7，取R5=150kΩ。低頻調(diào)制信號Ui的耦合支路電容C6及電感ZL1應(yīng)對Ui提供通路，一般的頻率為幾十赫至幾十千赫茲，故取，（固定電感）。高頻旁路電容C7應(yīng)對調(diào)制信號Ui呈現(xiàn)高阻，取。3.3.4計(jì)算調(diào)制信號的幅度為達(dá)到最大頻偏Δfm＝75kHz的要求，調(diào)制信號的幅度，可由下列關(guān)系式求出。因式中，——靜態(tài)時諧振回路的總電容，即

則回路總電容的變化量ffCfCoQm83.06500/78.35752/2pF變?nèi)莨艿慕Y(jié)電容的最大變化量由變?nèi)荻O管2CC1C的特性曲線可得，當(dāng)時，特性曲線的斜率，故調(diào)制信號的幅度則調(diào)制靈敏為4、元件清單C1=0.01uF、R1為20KΩ+47KΩ電位器、R2=8.2KΩ、R3=2KΩ、R4=1KΩ、3DG100管子、C2=330PF、C3=750PF、C4=20PF、C5=20PF、L1=16uH、2CCIC變?nèi)荻O管、C8=0.01uF、C6=4.7uF、C7=5100pF、ZL1=47uH、R5=150KΩ、R6=2KΩ、R7=10KΩ。第4章電路彷真4.1電路仿真4.1.1仿真軟件介紹本課程設(shè)計(jì)是采用Multisim軟件進(jìn)行的仿真。Multisim是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。其具有如下特點(diǎn)：（1）仿真手段切合實(shí)際，選用的元器件和測量儀器與實(shí)際情況非常接近；并且界面可視、直觀；（2）繪制電路圖所需的元器件、儀器、儀表以圖標(biāo)形式出現(xiàn)，選取方便，并可擴(kuò)充元件庫；（3）可以對電路中的元器件設(shè)置故障，如開路、短路和不同程度的漏電等，針對不同故障觀察電路的各種狀態(tài)，從而加深對電路原理的理解；（4）在進(jìn)行仿真的同時，它還可以存儲測試點(diǎn)的所有數(shù)據(jù)、測試儀器的工作狀態(tài)、顯示波形和具體數(shù)據(jù)，列出所有被仿真電路的元器件清單等；（5）有多種輸入輸出接口，與SPICE軟件兼容，可相互轉(zhuǎn)換。Muitisim產(chǎn)生的電路文件還可以直接輸出至常見的Protel、Tango、Orcad等印制電路板排版軟件。4.1.2Multisim中調(diào)試運(yùn)行如圖5-1為示波器。雙擊打開Multisim軟件，然后在點(diǎn)擊“文件”中的“新建”，在網(wǎng)絡(luò)中放置元器件，根據(jù)設(shè)計(jì)的原理圖把元器件擺放到相應(yīng)的位置，并把各個元器件的參數(shù)設(shè)置好。點(diǎn)擊元器件把各個元器件連接起來，這樣原理圖就完成了。點(diǎn)擊標(biāo)題欄中的工具中的電氣檢查，找出繪制的原理圖中的錯誤并把錯誤的地方改正。這樣就可以進(jìn)行仿真，點(diǎn)擊軟件左上角的一個開關(guān)按鈕就開始進(jìn)行仿真了，雙擊示波器顯示如圖5-