基于MC1496的簡易調幅發(fā)射機

1、高頻電子線路課程設計報告書學院：專業(yè)： 姓名： 學號： 年 月 日一、課題名稱：基于MC1496的簡易調幅發(fā)射機二、簡要說明集成模擬乘法器性能好，外圍電路結構簡單，可實現(xiàn)振幅調制、同步檢波、混頻、倍頻、鑒頻等過程，目前在無線通信、廣播電視等領域應用較多。常見的產(chǎn)品型號有MC1495/1496、LM1595/1596等，本課題選用常用的MC1496作為乘法器。本課題的目的是練習集成模擬乘法器的使用，掌握幅度調制的原理。三、基本原理 圖1是調幅發(fā)射機系統(tǒng)的基本組成原理圖：圖11、調幅發(fā)射系統(tǒng)分析圖1為最基本的調幅發(fā)射系統(tǒng)框圖。主要由主振蕩器、緩沖級、高頻小信號放大器、調制器、高頻功率放大器、低頻電

2、壓放大器等電路組成。在組成電路中，除了主振器、調制器、調制信號是最基本的組成單元，不能缺少外，其他單元電路的選擇，主要根據(jù)設計指標要求來確定。緩沖級將主振器與其后一級隔離，以減小后級對振蕩器頻率穩(wěn)定度及振蕩波形的影響。所以，是否選擇該單元電路，主要根據(jù)電路對穩(wěn)定性的要求高低。一般情況下，需要選擇該電路。高頻放大器的任務是將振蕩電壓放大以后送到振幅調制，為驅動調制級提供足夠的增益。是否選擇該單元電路，主要根據(jù)所選擇的振幅調制電路決定。即：如果選用低電平調幅電路（如用集成模擬乘法器做振幅調制器），由于這種調制器為小信號輸入，振蕩器輸出電壓一般能夠滿足要求，就不需要該放大電路；而如果采用高電平調幅電

3、路（如集電極調幅電路），由于它要求大信號輸入，振蕩器輸出電壓不能滿足時，就要使用一至二級高頻放大器。功率放大器是調幅發(fā)射系統(tǒng)的末級，它的任務是提供發(fā)射系統(tǒng)所需要的輸出功率。是否選擇該電路，主要根據(jù)系統(tǒng)對發(fā)射功率的要求。如果由調幅電路輸出的功率能滿足性能要求的話，就可以不再其后加功率放大電路，否則，就不能省略。2、調幅發(fā)射機系統(tǒng)各單元電路的分析（1）主振器主振器就是高頻振蕩器，根據(jù)載波頻率的高低和頻率穩(wěn)定度來確定電路形式。在頻率穩(wěn)定度要求不高的情況下，可以采用電容反饋三點式振蕩電路，如克拉潑、西勒電路。頻率穩(wěn)定度要求高的情況下，可以采用晶體振蕩器，也可以采用單片集成振蕩電路。（2）緩沖級緩沖級通

4、常采用射極跟隨器，基本原理是利用它的輸入電阻高和輸出電阻低的特點，在電路中起著阻抗變換的作用。（3）高頻放大器高頻放大器屬于線性放大器。根據(jù)電路所需要的電壓增益和選擇性，來確定電路形式。一般電路形式有單調諧放大器和雙調諧放大器。在對放大器選擇性要求不高的場合，可以選用單調諧放大器。為提高放大器的電壓增益，可以選擇多級放大器級聯(lián)的電路形式。（4）振幅調制器振幅調制器的任務是將所需傳送的信息“加載”到高頻振蕩中，以調幅波的形式傳送出去。通常有低電平調幅和高電平調幅兩種實現(xiàn)電路。低電平調幅電路輸出功率小，適用于低功率系統(tǒng)。它的電路形式有多種，如斬波調幅器、平衡調幅器、模擬乘法器調幅等，比較常用的是采

5、用模擬乘法器形式制成的集成調幅電路，即集成模擬乘法器調幅。這種集成電路的出現(xiàn)，使產(chǎn)生高質量調幅信號的過程變得極為簡單，而且成本很低。高電平調幅電路輸出功率大，一般在系統(tǒng)末級直接產(chǎn)生滿足發(fā)射要求的調幅波。它的電路形式主要有集電極調幅和基極調幅兩種。集電極調幅電路的優(yōu)點是效率高，晶體管獲得充分的應用；缺點是需要大功率的調制信號源?；鶚O調幅電路的優(yōu)缺點正好與之相反，它的平均集電極效率不高，但所需的調制功率很小，有利于調幅發(fā)射系統(tǒng)整機的小型化。（5）功率放大器功率放大器主要有甲類、甲乙類或乙類（限于推挽電路）、丙類功放，根據(jù)功放的輸出功率和效率來確定選擇哪一種。采用低電平調幅電路的系統(tǒng)，由于調制器輸出

6、信號為調幅波，其后的功率放大器必須是線性的（如甲類、甲乙類或乙類功放）；而采用高電平調幅電路的系統(tǒng)，則在末級直接產(chǎn)生達到輸出功率要求的調幅波，多以丙類放大器作為此時的末級電路。四、基本要求工作頻率5MHz；載波頻率穩(wěn)定度優(yōu)于10-3/分鐘，調制度ma=30%80%可調，調制信號（由低頻信號發(fā)生器產(chǎn)生）頻率F=500Hz3kHz。直流電源電壓+12V，-8V。五、電路分析 圖2是調制信號發(fā)生器：圖2圖3是高頻載波發(fā)生器電路圖：圖3圖4是乘法器電路：圖4六、高頻電路的調試由于工作頻率的升高，分布參數(shù)及各種耦合與干擾對高頻電路的影響，比低頻電路更加明顯。因此，理論估算的工作狀態(tài)與實際電路測試到的狀態(tài)

7、之間，往往會存在一定的差異。有時，在整機調試過程中元件參數(shù)甚至需要較大的修改，才能達到預期的效果。所以，高頻電路的調試過程與其設計過程同樣重要，有時比設計過程更復雜，除了需要經(jīng)驗以外，更需要細致耐心、棄而不舍的精神。不能急躁，更不能盲目地更改元件參數(shù)，否則事倍功半，達不到預期效果。另外，在實際的操作過程中，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，許多問題并不是由于電路本身的故障引起的，而恰恰是由于我們未能正確使用測試儀器，導致測試結果錯誤。因此，在調試電路之前，花些時間學習測試設備的使用方法，掌握它對某類被測電路的測試功能和限制條件，對于快速診斷電路故障是非常重要的，往往可以達到事半功倍的效果。同時，不能忽略連接到電路

8、上的測試設備可能對電路性能帶來的影響。電路的安裝、調試順序一般從前級單元電路開始，向后逐級進行。即先將各單元電路彼此斷開，從第一級開始調整單元電路的靜態(tài)工作點，以及交流狀態(tài)下的性能指標；然后與下一級連接，進行逐級聯(lián)調，直到整機調試；最后進行整機技術指標測試。單元電路的調試，以振蕩器為例。常見的故障是，電路安裝完畢，上電后，沒有信號輸出。在確認硬件電路連接沒有問題后，檢查電路是否起振。可以通過測量發(fā)射極直流電壓進行判斷：起振后的射極電壓值應大于靜態(tài)（未振蕩時）射極電壓值。若電路未起振，多是由于靜態(tài)工作點設置不當引起的，可將基極偏置電阻之一安裝電位器，以便調節(jié)工作點。在逐級聯(lián)調時，往往會出現(xiàn)調試合

9、格的單元電路在聯(lián)調時性能參數(shù)發(fā)生很大變化的現(xiàn)象，這時，切不可盲目更改元件參數(shù)。故障原因多是由于單級調試時沒有接負載，而與下一級連接后，下一級的等效輸入阻抗必然對本級性能產(chǎn)生一定的影響；或是所接負載與實際電路中的負載不等效；或是整機的聯(lián)調又引入了新的分布參數(shù)。因此，整機調試時需仔細分析故障原因。例如，振蕩器與下級緩沖級相連后，振蕩器的輸出電壓幅度明顯減小或波形失真嚴重。這是由于緩沖級的輸入阻抗不夠大，使振蕩器等效負載值下降，引起輸出信號的變化?？赏ㄟ^調節(jié)緩沖級射極電阻，提高緩沖級的輸入阻抗加以解決。在逐級聯(lián)調時，還會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象：單獨加測試信號調試合格的單元電路，在與前級或下級電路連接后，沒有

10、輸出或輸出信號不正常。這時要考慮，各級相連的電路對其輸入信號幅度及功率的要求是否達到，也就是說，單元電路僅僅有輸入信號是不夠的，還要保證其輸入信號的參數(shù)滿足本級電路的要求。例如調幅接收機中的二極管大信號包絡檢波器，就要求輸入調幅波的幅度達到幾百mV以上。在單獨調試單元電路時，可借助測試儀器（如信號發(fā)生器、示波器等）確定電路達到最佳工作狀態(tài)所需的輸入信號幅值及頻率參數(shù)等。在整機聯(lián)調時，重點應關注整機性能是否達到指標要求。在整機各項指標均達到要求的前提下，中間各別單元電路輸出波形的輕度失真是允許的。隨著計算機仿真技術的發(fā)展，在電路設計中可利用合適的仿真軟件來輔助設計，縮短設計時間。但同時也必須注意到，在電路的實際安