通信電子線路課程設(shè)計-集電極調(diào)幅電路的設(shè)計與仿真

1、湖南工程學(xué)院課程設(shè)計報告一、課程設(shè)計內(nèi)容1.課程設(shè)計目的：通過課程設(shè)計，使學(xué)生加強對通信電子電路的理解，學(xué)會查尋資料方案比較，以及設(shè)計計算等環(huán)節(jié)。進一步提高分析解決實際問題的能力，創(chuàng)造一個動腦動手獨立開展電路實驗的機會，鍛煉分析解決通信電子電路問題的實際本領(lǐng)，真正實現(xiàn)由課本知識向?qū)嶋H能力的轉(zhuǎn)化；通過典型電路的設(shè)計與仿真分析，加深對基本原理的了解，增強學(xué)生的實踐能力。2.課題題目1) 集電極調(diào)幅電路的設(shè)計與仿真2) 二極管峰值包絡(luò)檢波電路的設(shè)計與仿真3) 晶體三極管混頻電路的設(shè)計與仿真4) 變?nèi)荻O管調(diào)頻電路的設(shè)計與仿真二、課程設(shè)計要求：設(shè)計課題題目：每位同學(xué)根據(jù)自己學(xué)號除以4所得的余數(shù)加一選擇

2、相應(yīng)題號的課題。換題者不記成績。要求：掌握集電極調(diào)幅電路、晶體二極管峰值包絡(luò)檢波器、晶體三極管混頻器與變?nèi)荻O管調(diào)頻器的基本原理和電路設(shè)計方法；掌握應(yīng)用OrCAD/Pspice軟件對電路進行仿真、分析。培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)需要選學(xué)參考書，查閱手冊，圖表和文獻資料的自學(xué)能力，通過獨立思考深入鉆研有關(guān)問題，學(xué)會自己分析解決問題的方法。通過實際電路方案的分析比較，設(shè)計計算元件選取OrCAD仿真分析等環(huán)節(jié)，初步掌握簡單實用電路的分析方法和仿真方法。了解與課程有關(guān)的電子電路以及元器件工程技術(shù)規(guī)范，能按課程設(shè)計任務(wù)書的技術(shù)要求，編寫設(shè)計說明，能正確反映設(shè)計和實驗成果，能正確繪制電路圖。培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和科學(xué)態(tài)度

3、。三、課程設(shè)計進度安排序號設(shè) 計 內(nèi) 容所 用 時 間1根據(jù)課題的技術(shù)指標(biāo)，確定整體方案，并進行參數(shù)設(shè)計計算2天2根據(jù)實驗條件進行全部或部分電路的繪制與仿真分析，并完成基本功能3天3總結(jié)編寫課程設(shè)計報告2天合 計1周四、課程設(shè)計說明書與圖紙要求課程設(shè)計說明書包括內(nèi)容：1.設(shè)計任務(wù)及主要技術(shù)指標(biāo)和要求。2.選定方案的論證及整機電路的工作原理。3.單元電路的設(shè)計計算，元器件選擇，電路圖。4.整機電路仿真結(jié)果（包括偏置點分析、DC掃描、瞬態(tài)分析和AC掃描）。5.列出元件器件明細(xì)表。6.對設(shè)計成果作出評價，說明本設(shè)計特點和存在的問題，提出改進意見；目 錄一、課程設(shè)計目的和要求1目的1要求1二、設(shè)計方案

4、和基本原理1設(shè)計方案1基本原理2三、設(shè)計電路4四、電路仿真4五、元器件明細(xì)表6六、總結(jié)6集電極調(diào)幅電路的設(shè)計與仿真一、課程設(shè)計目的和要求目的： 通過課程設(shè)計，使學(xué)生加強對通信電子電路的理解，學(xué)會查尋資料方案比較，以及設(shè)計計算等環(huán)節(jié)。進一步提高分析解決實際問題的能力，創(chuàng)造一個動腦動手獨立開展電路實驗的機會，鍛煉分析解決通信電子電路問題的實際本領(lǐng)，真正實現(xiàn)由課本知識向?qū)嶋H能力的轉(zhuǎn)化；通過典型電路的設(shè)計與仿真分析，加深對基本原理的了解，增強學(xué)生的實踐能力。要求： 掌握集電極調(diào)幅電路、晶體二極管峰值包絡(luò)檢波器、晶體三極管混頻器與變?nèi)荻O管調(diào)頻器的基本原理和電路設(shè)計方法；掌握應(yīng)用OrCAD/Pspice

5、軟件對電路進行仿真、分析。培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)需要選學(xué)參考書，查閱手冊，圖表和文獻資料的自學(xué)能力，通過獨立思考深入鉆研有關(guān)問題，學(xué)會自己分析解決問題的方法。通過實際電路方案的分析比較，設(shè)計計算元件選取OrCAD仿真分析等環(huán)節(jié)，初步掌握簡單實用電路的分析方法和仿真方法。了解與課程有關(guān)的電子電路以及元器件工程技術(shù)規(guī)范，能按課程設(shè)計任務(wù)書的技術(shù)要求，編寫設(shè)計說明，能正確反映設(shè)計和實驗成果，能正確繪制電路圖。培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和科學(xué)態(tài)度。二、設(shè)計方案和基本原理 設(shè)計方案：調(diào)制信號v=vcost經(jīng)低頻變壓器加在集電極上，并與直流電源電壓Vct相串饋；高頻載波v0(t)=v0cos0t經(jīng)高頻變壓器加在基極回路中。

6、因為0，可將Vc(t)=Vct+V(t)作為放大器的等效低頻供電電源。在調(diào)制過程中，V(t)隨調(diào)制信號v(t)而變化。如果要求集電極輸出回路產(chǎn)生振幅按調(diào)制信號v(t)規(guī)律變化的調(diào)幅電壓，則應(yīng)該要求集電極電流的基波分量Ic1m、集電極輸出電壓Vc(t)變化。由第4章對諧振功放的討論可知，應(yīng)使放大器在Vc(t)的變化范圍內(nèi)工作在過壓區(qū)。此時，輸出信號的諧振值就隨電源供電電壓Vc(t)線性變化；如果輸出回路調(diào)諧在載波角頻率w0上，則輸出信號為Vc(t)=Vc(t)cosw0t=Vct+Vcostcos0t，實現(xiàn)了高電平調(diào)幅。圖1 集電極調(diào)幅電路原理圖基本原理：高電頻調(diào)幅電路需要兼顧輸出功率、效率和調(diào)

7、制線性的要求。其工作原理是用調(diào)制信號控制高頻功率放大器的輸出功率實現(xiàn)調(diào)幅。因此，可以用效率較高、輸出功率大的高頻諧振功率放大器為基礎(chǔ)構(gòu)成高電平調(diào)幅電路。最常用的方法是對功放的供電電壓進行調(diào)制，功放工作在乙類或者丙類，其輸出電路對載頻調(diào)諧，寬帶為調(diào)制信號帶寬的2倍。集電極調(diào)幅的工作原理是利用某一電極的直流電壓從而控制集電極高頻電流振幅，通過中心頻率諧振在載波頻率上，寬帶為2max的諧振回路即可得到已調(diào)幅信號，它利用低頻調(diào)制電壓去控制晶體管的集電極電壓，通過集電極電壓的變化，使集電極高頻電流的基波分量隨調(diào)制電壓的規(guī)律變化，從而實現(xiàn)調(diào)幅。它是一個集電極電源受調(diào)制信號控制的諧振功率放大器，屬高電平調(diào)幅

8、，調(diào)幅管處于丙類工作狀態(tài)。圖2 集電極調(diào)幅各平均功率圖3 集電極被調(diào)丙類放大器中各部分的電流與電壓波形三、設(shè)計電路圖4 電路設(shè)計圖根據(jù)公式f=1/2LC以及C1=2n,L1=3uH可知，V4頻率為2MEG，電路圖以原理圖為基礎(chǔ)，V3為10V；V4的VOFF為-2V，VAMPL為3V，F(xiàn)REQ為2MEG；V5的VOFF為0，VAMPL為6V，F(xiàn)REQ為20KHz。四、電路仿真圖5 偏置點分析圖6 DC掃描圖7 瞬時分析五、元器件明細(xì)表元件名參數(shù)庫V310VSOURCEV4Voff=-2V VAMPL=3V FREQ=2MEGSOURCEV5Voff=0V VAMPL=6V FREQ=20KHzS

9、OURCEQ2Q2N2222ABIPOLARC12nANALOGL13uHANALOGR1200KANALOG00地六、總結(jié)本次通信電子線路的課程設(shè)計，我們主要學(xué)習(xí)了常見電路的設(shè)計。我的課題是集電極調(diào)幅電路的設(shè)計與仿真，該內(nèi)容在上學(xué)期所學(xué)的通信電子電路教材第六章-調(diào)幅、檢波、混頻-頻譜頻移電路中有提及。集電極調(diào)幅電路是高電平調(diào)幅電路中的一種（另一種為基極調(diào)幅），其工作原理都是利用改變某以電極的直流電壓從而控制集電極高頻電流振幅，通過中心頻率諧振在載波頻率上，寬帶為2max的諧振回路即可得到已調(diào)幅信號。高頻電路是通信系統(tǒng)，是無線通信設(shè)備的重要組成部分，其研究對象是通信系統(tǒng)中的發(fā)送設(shè)備和接受設(shè)備的

10、高頻“功能”電路功能的基本組成和原理。對于同一功能電路，可以用不同的器件和不同的電路形式構(gòu)成，但功能電路的功能和輸入信號，輸出信號的頻譜關(guān)系是不會改變的。高頻電子線路是在科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)實踐中發(fā)展起來的，也只有通過實踐才能得到深入的了解，本次課程設(shè)計正好提供一個實驗平臺，堅持理論聯(lián)系實際，在實踐中積累豐富的經(jīng)驗。在上個學(xué)期，我們已經(jīng)接觸過幾個類似的電路設(shè)計實驗，對軟件的操作已經(jīng)非常熟悉，但是對實際的原理卻不太懂，很多時候雖然能夠做出結(jié)果，卻不清楚電路的工作原理和所能達到的效果，為了在這次課設(shè)中了解該電路，我在網(wǎng)上參考了相關(guān)的資料，也在書上詳細(xì)閱讀了集電極調(diào)幅電路的介紹，它是通過調(diào)制信號控制高頻功

11、率放大器的輸出功率實現(xiàn)調(diào)幅。在了解了大致原理后，我根據(jù)書上的原理圖，將電路稍作修改，得到了實際的電路設(shè)計圖，但是所得到的結(jié)果和正確結(jié)果差距較大，經(jīng)過和同學(xué)的交流和參考老師的模版，最后做出來的設(shè)計得出了相似的結(jié)果，之所以說相似，是因為實驗結(jié)果還是有瑕疵，瞬時分析中只顯示出上半部分圖像，這也是本次實驗不足之處。雖然答辯順利通過，但是我不禁反思自己，三年來自己究竟學(xué)了多少知識，本學(xué)期是大三第二學(xué)期，即將要步入社會，但是連很多基本元器件的基本工作原理和使用用途都弄不清，這也提醒我在重視理論學(xué)習(xí)的同時，也要抓住實踐，作為工科學(xué)生，脫離了實際，理論無法展開應(yīng)用。為期一周的通信電子線路課設(shè)結(jié)束了，作為一名大三學(xué)生，做課設(shè)的感覺已經(jīng)和大一大二有了