小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)

1、通信電子線路課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī) 學(xué) 院： 電氣與信息工程學(xué)院 學(xué)生姓名： 賀 帥 指導(dǎo)教師： 伍麟珺 職稱 講 師 專 業(yè)： 通信工程 班 級(jí)： 通信1301班 學(xué) 號(hào)： 1330440128 完成時(shí)間： 2016年1 月 摘 要調(diào)頻發(fā)射機(jī)的用處很大，在很多領(lǐng)域都有了很廣泛的應(yīng)用。這個(gè)實(shí)驗(yàn)是關(guān)于小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)工作原理分析及其模擬調(diào)試，通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)我們可以更好地鞏固和加深對(duì)小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)工作原理和非線性電子線路的進(jìn)一步理解。學(xué)會(huì)基本的實(shí)驗(yàn)技能，提高運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。本次設(shè)計(jì)我是結(jié)合Multisim軟件來(lái)對(duì)小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試方法進(jìn)行研究。Multisi

2、m是一款仿真軟件，適用于板級(jí)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(yǔ)言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。首先設(shè)計(jì)出總的電路圖，在分別計(jì)算各電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，但是通過(guò)實(shí)際仿真，還是與理論計(jì)算值有出入。關(guān)鍵詞 ：LC振蕩器；調(diào)頻；功率放大器目錄第1章緒論Error! No bookmark name given.1.1小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)研究意義Error! No bookmark name given.1.2調(diào)頻發(fā)射機(jī)研究現(xiàn)狀Error! No bookmark name given.1.3發(fā)射機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)Error! No bookmark name give

3、n.第2章總體方案設(shè)計(jì)42.1設(shè)計(jì)方案比較42.2總設(shè)計(jì)框圖4第3章電路組成方案63.1振蕩電路的選擇63.2振蕩電路參數(shù)計(jì)算63.3調(diào)頻電路的設(shè)計(jì)Error! No bookmark name given.3.4調(diào)頻參數(shù)的計(jì)算93.5緩沖隔離級(jí)電路的設(shè)計(jì)Error! No bookmark name given.3.6緩沖隔離級(jí)電路參數(shù)計(jì)算Error! No bookmark name given.3.7末級(jí)功放電路選擇Error! No bookmark name given.3.8末級(jí)功放電路參數(shù)計(jì)算Error! No bookmark name given.第4章Multisim仿真結(jié)

4、果Error! No bookmark name given.4.1 LC振蕩電路仿真波形Error! No bookmark name given.第5章實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與誤差分析Error! No bookmark name given.5.1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)要求比較1Error! No bookmark name given.5.2誤差分析1Error! No bookmark name given.結(jié)束語(yǔ)Error! No bookmark name given.參考文獻(xiàn)20致謝21附錄221 緒論1.1小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)研究意義高頻電子線路本是一門(mén)較為復(fù)雜的電路。其中更有精髓的知識(shí)值的我們?nèi)W(xué)習(xí)

5、。同時(shí)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(wú)孔不入，無(wú)所不在。應(yīng)用于發(fā)射機(jī)中，加上簡(jiǎn)單的電路及連線，就可以組成各種形式的、任意信號(hào)，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(jiǎn)單、明了，控制電路及連線簡(jiǎn)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 目前，世界范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)危機(jī)席卷全球，中國(guó)在全球性經(jīng)濟(jì)蕭條的形勢(shì)下，經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度迅速下滑，國(guó)內(nèi)需求不振，進(jìn)出口量

6、急劇萎縮，實(shí)體企業(yè)受國(guó)際經(jīng)濟(jì)形勢(shì)影響嚴(yán)重。2008年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度放緩，全年GDP下滑到9.0%，2008年四季度中國(guó)經(jīng)濟(jì)同比增長(zhǎng)6.8，四季度進(jìn)口同比下降8.8%，出口同比增長(zhǎng)4.3%。預(yù)計(jì)2009年，國(guó)際經(jīng)濟(jì)形式將進(jìn)一步惡化，我國(guó)經(jīng)濟(jì)也將面臨更多的不確定因素。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(chǎng)總量及增長(zhǎng)速度、產(chǎn)品市場(chǎng)份額、市場(chǎng)供需情況、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局、產(chǎn)品價(jià)格、進(jìn)出口狀況及趨勢(shì)和小功率總成生產(chǎn)企業(yè)基本情況和經(jīng)營(yíng)狀況、功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)成市場(chǎng)發(fā)展前景和趨勢(shì)等眾多市場(chǎng)發(fā)展因素進(jìn)行研究，提供了大量有價(jià)值的信息和資料。本報(bào)告依據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局、工商局、海關(guān)總署和行業(yè)協(xié)會(huì)提供的權(quán)威數(shù)據(jù)，結(jié)

7、合市場(chǎng)調(diào)查的第一手資料，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膬?nèi)容、直觀的圖表和詳實(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，幫助業(yè)內(nèi)企業(yè)、投資公司及政府部門(mén)準(zhǔn)確把握行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，洞悉行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局、規(guī)避經(jīng)營(yíng)和投資風(fēng)險(xiǎn)、制定正確競(jìng)爭(zhēng)和投資戰(zhàn)略決策。1.3 發(fā)射機(jī)的主要技術(shù)與要求1.3.1 目標(biāo) 熟悉小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)，原理，掌握電路設(shè)計(jì)和系統(tǒng)Multisim仿真調(diào)試方法。1.3.2 已知條件 （1）輸出功率:高頻功放的輸出功率是指放大器的負(fù)載RL上得到的最大不失真功率。也就是集電極的輸出功率，即(1-1) （2）工作頻率：。 （3）總效率：，發(fā)射機(jī)發(fā)射的總功率 與其消耗的總功率之比，稱為發(fā)射機(jī)的總效率。 （4）最大頻偏:指在一定的調(diào)制電壓作用下所

8、能達(dá)到的最大頻率偏移值。 （5）負(fù)載電阻: （6）電源電壓:1.3.3 要求 設(shè)計(jì)系統(tǒng)電路并仿真調(diào)試，編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。1.3.4 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備 EDA軟件1套，計(jì)算機(jī)1臺(tái)2 總體方案設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)方案比較方案一：純硬件實(shí)現(xiàn) 所謂的純硬件實(shí)現(xiàn)是只通過(guò)電路，不需要編程。其原理是通過(guò)高頻振蕩電路產(chǎn)生信號(hào)載波信號(hào)，為了減小功放級(jí)對(duì)振蕩級(jí)的影響，要插入緩沖隔離極，最后加一極寬帶功放和丙類功放。該方案電路稍復(fù)雜，可能精確度不高，誤差較大。但不需要編程，花的時(shí)間可能少些。方案二：硬軟件結(jié)合實(shí)現(xiàn)硬件和軟件結(jié)合是通過(guò)高頻振蕩電路，單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)。第一個(gè)模塊電路是一樣的，都是通過(guò)高頻振蕩電路，然后將產(chǎn)生的波

9、形脈沖送入單片機(jī)內(nèi)，通過(guò)編程算出其CX值。然后將其值通過(guò)示波器顯示出來(lái)。這種方法，電路簡(jiǎn)單，但需要編程。方案總結(jié)綜上所述，本課題決定選用硬件實(shí)現(xiàn)。熟悉小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)原理，了解高頻電路。其實(shí)高頻電路功能強(qiáng)大，很多單片機(jī)能實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)高頻模擬電路也能實(shí)現(xiàn)，它優(yōu)點(diǎn)就是不需要編程，相對(duì)來(lái)說(shuō)要簡(jiǎn)單。由于時(shí)間倉(cāng)促，所以選擇這個(gè)方案。2.2總設(shè)計(jì)框圖 擬定整機(jī)方框圖的一般原則是，在滿足技術(shù)指標(biāo)要求的前提下，應(yīng)力求電路簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定可靠。單元電路級(jí)數(shù)盡可能少，以減少級(jí)間的相互感應(yīng)、干擾和自激。 由于本題要求的發(fā)射功率Po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(huì)很大，整

10、機(jī)電路可以設(shè)計(jì)得簡(jiǎn)單些，設(shè)組成框圖如圖3所示，各組成部分的作用是： 圖1總設(shè)計(jì)框圖 (1)LC調(diào)頻振蕩器：產(chǎn)生頻率f0=10MHz的高頻振蕩信號(hào)，變?nèi)荻O管線性調(diào)頻，最大頻偏，整個(gè)發(fā)射機(jī)的頻率穩(wěn)定度由該級(jí)決定。 (2)緩沖隔離級(jí)：將振蕩級(jí)與功放級(jí)隔離，以減小功放級(jí)對(duì)振蕩級(jí)的影響。因?yàn)楣Ψ偶?jí)輸出信號(hào)較大，當(dāng)其工作狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)（如諧振阻抗變化），會(huì)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(shí)，為減小級(jí)間相互影響，通常在中間插入緩沖隔離級(jí)。緩沖隔離級(jí)電路常采用射極跟隨器電路。 (3)功率激勵(lì)級(jí)：為末級(jí)功放提供激勵(lì)功率。如果發(fā)射功率不大，且振蕩級(jí)的輸出能夠滿足末級(jí)功放的輸

11、入要求，功率激勵(lì)級(jí)可以省去。 (4)末級(jí)功放：將前級(jí)送來(lái)的信號(hào)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。若整機(jī)效率要求不高如而對(duì)波形失真要求較小時(shí)，可以采用甲類功率放大器。但是本題要求，故選用丙類功率放大器較好。丙類功放為獲得最大不失真輸出功率，靜態(tài)工作點(diǎn)Q應(yīng)選在交流負(fù)載線AB的中點(diǎn)。（如圖2所示）圖2（左）輸入電壓與集電極電流脈沖的波形關(guān)系（右）丙類功放負(fù)載特性3 電路組成方案3.1振蕩電路的選擇振蕩電路主要是產(chǎn)生頻率穩(wěn)定且中心頻率符合指標(biāo)要求的正弦波信號(hào)，目前應(yīng)用較為廣泛的是三點(diǎn)式振蕩電路和差分對(duì)管振蕩電路。三點(diǎn)式振蕩電路又可分為電感和電容三點(diǎn)式振蕩電路，由于是固定的中心頻率，

12、因而采用頻率穩(wěn)定度較高的克拉撥振蕩電路來(lái)作振蕩級(jí)。其電路原理圖如圖3所示?？死瓝苷袷庪娐放c電容三點(diǎn)式圖3 振蕩電路電路的差別，僅在回路中多加一個(gè)與C2、C3相串接的電容C6。圖中克拉撥振蕩電路的頻穩(wěn)度大體上比電容三點(diǎn)式電路高一個(gè)量級(jí)。 圖4為在Multisim中LC振蕩電路的仿真電路圖。圖4 LC振蕩電路 在上圖中積極偏置電阻加滑動(dòng)變阻器的目的，是為了調(diào)節(jié)基級(jí)電阻的分壓比，方便調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)。3.2振蕩電路參數(shù)計(jì)算晶體管Q2組成電容三點(diǎn)式振蕩器的改進(jìn)型電路即克拉波電路，它被接成共基組態(tài)，C1為基極耦合電容，其靜態(tài)工作點(diǎn)由R1 、R2 、R3 、R4及R5決定，首先計(jì)算電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。小功率振

13、蕩器的集電極靜態(tài)工作電流ICQ一般為(14)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(duì)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,測(cè)得三極管的。（3-1）由上式可得R3+R4=3k，為了提高電路的穩(wěn)定性，R4的值可適當(dāng)增大，取R4=1k，則R3=2k。（3-2） （3-3） （3-4） （3-5）為了提高電路的穩(wěn)定性，取流過(guò)電阻R2上的電流 （3-6） 固取標(biāo)稱值R2=8.2k。 根據(jù)公式（3-7） 故R1=28.2K。 實(shí)際運(yùn)用時(shí)R1取20k電阻與47k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=0.01uF。 L1

14、 、C2 、C3 、C4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VBE ,以滿足相位平衡條件=2n。比值C2/C3=F決定反饋電壓的大小，當(dāng)A VOF =1時(shí)，振蕩器滿足振蕩平衡條件為A VOF>1。為減小晶體管的極間電容對(duì)回路得影響C2 、C3 的取值要大。如果選C4 <<C2，C4 <<C3 ，則回路的諧振頻率主要由C4 決定，即：（3-8） 若f0 =10MHz，則取C4為50uF,L1 =5uH。C2 /C3 =F,F一般取1/8-1/2，取F=1/6，則C2 =500pF、C3 =3000pF。3.3調(diào)頻電路的設(shè)計(jì) 由于是調(diào)頻發(fā)射機(jī)，頻率

15、受到外加調(diào)制信號(hào)電壓調(diào)變，因此，回路中的電抗要能夠隨調(diào)制信號(hào)的改變而改變，用一可變電抗器件，它的電容量或電感量受調(diào)制信號(hào)控制，將它接入振蕩回路中，就能實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。最簡(jiǎn)便、最常用的方法是利用變?nèi)荻O管的特性直接產(chǎn)生調(diào)頻波，因要求的頻偏不大，故采用變?nèi)荻O管部分接入振蕩回路的直接調(diào)頻方式，調(diào)頻電路由變?nèi)荻O管Cj 通過(guò)C1 部分接入振蕩回路，有利于主振頻率f0 的穩(wěn)定性，減小調(diào)制失真。其原理電路如圖5所示，它具有工作頻率高、固定損耗小和使用方便等優(yōu)點(diǎn)。變?nèi)荻O管Cj 通過(guò)耦合電容C1 并接在LCN回路的兩端，形成振蕩回路總?cè)莸囊徊糠帧?圖5變?nèi)荻O管調(diào)頻電路 圖6為在Multisim中LC振蕩電路及

16、變?nèi)荻O管調(diào)頻電路的仿真電路圖，將調(diào)頻電路和LC振蕩電路級(jí)聯(lián)在一起，即在LC電路采用克拉撥電路的基礎(chǔ)上，形成了典型的西勒電路。 圖6 LC正弦波振蕩器與變?nèi)荻O管調(diào)頻電路34調(diào)頻參數(shù)的計(jì)算調(diào)頻電路由變?nèi)荻O管Cj和耦合電容C5組成，R6和R7為變?nèi)荻O管提供靜態(tài)時(shí)的反向偏置電壓VQ，。R5為隔離電阻，為了減小調(diào)制信號(hào)Ui對(duì)VQ的影響，一般要求R5遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于R6和R7。C6和高頻扼流圈L2對(duì)Ui相當(dāng)于短路，C7為濾波電容。變?nèi)荻O管Cj通過(guò)C5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)，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: Cj0 為變?nèi)荻O

17、管為0時(shí)的節(jié)點(diǎn)容，UD為其PN結(jié)內(nèi)建立的電位差，為變?nèi)葜笖?shù)。變?nèi)荻O管參數(shù)選擇測(cè)變?nèi)荻O管的特性曲線，設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。選定變?nèi)荻O管為FMMV2109，并取變?nèi)莨莒o態(tài)反向偏壓，由特性曲線可得變?nèi)莨艿撵o態(tài)電容。因接入系數(shù)，一般取，為減小振蕩回路輸出的高頻電壓對(duì)變?nèi)菥w管的影響，p值應(yīng)取小，但p值過(guò)小又會(huì)使頻偏達(dá)不到指標(biāo)要求，可以先取p=0.2。則，取標(biāo)稱值Cc=10pF。（VQ=-4V時(shí)Cj=75pF）（3-9） 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：(3-10) 若取，則，則等于3.6V。 實(shí)際運(yùn)用時(shí)R6 =20k,可用10k電阻與47k電位器串聯(lián)，以便調(diào)整靜態(tài)偏壓。

18、隔離電阻R5應(yīng)遠(yuǎn)大于R6、R7，取R5=150k。低頻調(diào)制信號(hào)Ui的耦合支路電容C6及電感ZL1應(yīng)對(duì)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(duì)調(diào)制信號(hào)Ui呈現(xiàn)高阻，取。計(jì)算調(diào)制信號(hào)的幅度為達(dá)到最大頻偏的要求，調(diào)制信號(hào)的幅度，可由下列關(guān)系式求出(3-11)因式中，靜態(tài)時(shí)諧振回路的總電容，即(3-12) 則回路總電容的變化量(3-13) (3-14)變?nèi)莨艿慕Y(jié)電容的最大變化量 參考變?nèi)荻O管2CC1C的特性曲線可得，當(dāng)時(shí)，特性曲線的斜率，故調(diào)制信號(hào)的幅度(3-15) (3-16)則調(diào)制靈敏為 此時(shí)最大頻偏(3-17) fm=1/2f0C/CQ (3-18

19、) C=2fm CQ/f0=2.5pF(3-19)所以： fm=1/2f0C/CQ=1/2*10*2.5/59=20KHz滿足要求設(shè)計(jì)要求3.5緩沖隔離級(jí)電路的設(shè)計(jì)緩沖隔離級(jí)常采用射級(jí)跟隨器電路，如圖7所示。調(diào)節(jié)射極的電阻RP1可以改變射級(jí)跟隨器輸入阻抗。一般情況下，gmRL>>1,所以圖所示射極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)。 圖7緩沖隔離級(jí)電路 圖8為在Multisim中LC振蕩電路及變?nèi)荻O管調(diào)頻電路和緩沖隔離級(jí)的仿真電路圖 圖8射級(jí)跟隨電路3.6緩沖隔離級(jí)電路參數(shù)計(jì)算(1) 已知條件：Vcc=+12V，負(fù)載電阻RL=51(寬帶放大器輸入電阻)

20、，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，0=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，對(duì)于圖所示電路，若取VCEQ=6V,IEQ=4 mA。根據(jù)已知條件選取ICQ=4mA,，VCEQ=0.5Vcc=6V，則(3-20)(2)R10、Rw2：取R10=1k，Rw2為1k的電位器。(3)R8、R9(3-21) VEQ=6.0V(3-22) VBQ=VEQ+0.7=6.7V(3-23) IBQ=ICQ/0=66.67uA(3-24) 取標(biāo)稱值R9=10k。(3-25) 取標(biāo)稱值R8=8.0k。(4)輸入電阻Ri(

21、3-26)（RL=51）若忽略晶體管基取體電阻的影響，有 (3-27)(5)輸入電壓Uim (6)耦合電容、C9 為了減小射極跟隨器對(duì)前一級(jí)電路的影響，C8的值不能過(guò)大，一般為數(shù)十 pF，這里取=33pF，C9=0.047uF。3.7末級(jí)功放電路選擇 圖9 型濾波網(wǎng)絡(luò) 為了獲得較大的功率增益和較高的集電極功率，設(shè)計(jì)中采用共發(fā)射極電路，同時(shí)使其工作在丙類狀態(tài)，組成丙類諧振功率放大器由設(shè)計(jì)電路圖知L3、C12和C13為匹配網(wǎng)絡(luò)，與外接負(fù)載共同組成并諧回路，為了實(shí)現(xiàn)功率輸出級(jí)在丙類工作，基極偏置電壓VB3應(yīng)設(shè)置在功率管的截止區(qū)在輸出回路中，從結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和調(diào)節(jié)方便考慮，設(shè)計(jì)采用型濾波網(wǎng)絡(luò)，如圖9。L3、

22、C12和C13構(gòu)成型輸出，Q3管工作在丙類狀態(tài)，調(diào)節(jié)偏置電阻可以改變Q3管的導(dǎo)通角。導(dǎo)通角越小，效率越高,同時(shí)防止T3管產(chǎn)生高頻自激而引成回路用來(lái)實(shí)現(xiàn)阻抗匹配并進(jìn)行濾波，即將天線阻抗變換為功放管所要求的負(fù)載值，并濾除不必要的高次諧波分量。 圖10在Multisim中末級(jí)功放電路加上前三級(jí)電路的仿真電路圖。這樣逐級(jí)加電路，避免了設(shè)計(jì)單元電路后，整體級(jí)聯(lián)時(shí)級(jí)聯(lián)的調(diào)試。 圖10末級(jí)功放電路加上前三級(jí)電路的總電路圖3.8末級(jí)功放電路參數(shù)計(jì)算 （1）在選擇功率管時(shí)要求(3-28) (3-29) (3-30) (3-31) 綜上可知，我們選擇2N2222A高頻功率管(3-32) ，由于： ,一般取Qe=8

23、10且(3-33)所以 解得：L3=5µH 計(jì)算得，C12200PF，C13300PF. 高頻功放的輸出功率是指放大器的負(fù)載RL得到的最大不失真功率。在圖10所示電路中，由于負(fù)載與丙類功放的諧振回路之間采用變壓器耦合方式，實(shí)現(xiàn)了阻抗匹配，則集電極回路的諧振阻抗R0上的功率等于負(fù)載RL上的功率，所以集電極的輸出功率視為高頻功放的輸出功率，即。在末級(jí)功放電路中加入型LC低通濾波器是做高頻電路的電源去耦濾波網(wǎng)絡(luò)。L2 、L3 可按經(jīng)驗(yàn)值取47uF，C10、C11、C13、C17 按經(jīng)驗(yàn)值取0.01uF。常將集電級(jí)的效率視為高頻功放的效率，用表示，當(dāng)集電極回路諧振時(shí)，的值由下式計(jì)算：(3-3

24、4) (3-35)取=70，得此時(shí)的集電極的等效負(fù)載電阻 Rq=(Vcc-Vces)×（Vcc-Vces）/2P0=706集電極電流脈沖的最大值Icm及其直流分量Ic0分別為(3-36) Icm=Ic1m/1=95mA/0.44=341 mAU(3-37) Ic0=Icm×=341mA*0.25=85 mA(3-38)輸出功率 =4.34/51=85mW總效率(3-39) =175/(85*12)=83.4%發(fā)射機(jī)輸出最大功率 Po=85mW負(fù)載電阻 RL=514 Multisim仿真結(jié)果 4.1 LC振蕩電路仿真波形（1）用示波器觀察LC振蕩電路輸出端的輸出波形，如圖11

25、所示： 圖11 LC振蕩電路輸出端的輸出波形 由上圖可知，采用通道B，每一格為2V，則該級(jí)電路的輸出波形的幅度為3V.（2） 用頻率計(jì)觀察LC振蕩電路輸出端的輸出波形的頻率，如圖12所示：圖12 LC振蕩電路輸出端的輸出波形的頻率 由上圖可知，載波電路的輸出波形的頻率為10MHz.（3） 用示波器觀察調(diào)頻電路輸出端所產(chǎn)生的波形，如圖13所示：圖13調(diào)頻電路輸出端所產(chǎn)生的波形 由上圖可知，采用通道B，每一個(gè)為2V,則該級(jí)電路的輸出波形的幅度為2V.（4） 用示波器觀察射級(jí)跟隨電路輸出端所產(chǎn)生的波形，如圖14所示：圖14射級(jí)跟隨電路輸出端所產(chǎn)生的波形 由上圖可知，射級(jí)跟隨器級(jí)前兩級(jí)電路產(chǎn)生的波形的

26、幅度為3V（采用通道A，每格為1V）。（5）用示波器觀察總電路輸出端所產(chǎn)生的波形，如圖15所示： 圖15總電路圖中在RL 端產(chǎn)生的波形 在總電路圖中，用示波器觀察RL 兩端產(chǎn)生的波形時(shí)，起振的較慢，起振后有寄生振蕩現(xiàn)象，要等到電路運(yùn)行一段時(shí)間再觀察波形，這種現(xiàn)象就會(huì)消失，該波形的幅度為15V。5實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與誤差分析5.1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)要求比較 1、輸出功率=4.34/51=85mW 2、總效率=175/(85*12)=83.4% 3、工作頻率 4、最大頻偏=1/2*10*2.5/59=20K5.2誤差分析由仿真波形可看到，波形有失真且存在寄生調(diào)幅，但是本次所設(shè)計(jì)的電路基本達(dá)到了任務(wù)書(shū)的要求，所設(shè)

27、計(jì)電路的仿真水平，離設(shè)計(jì)指標(biāo)所要求的還一段距離。出現(xiàn)這些原因主要有以下四點(diǎn)：(1) 設(shè)計(jì)電路時(shí)選擇元件不同會(huì)產(chǎn)生誤差；(2) 電路的參數(shù)設(shè)置會(huì)產(chǎn)生誤差；(3) 電路本身設(shè)計(jì)存在問(wèn)題有待改進(jìn)；(4) 電路中分布參數(shù)、級(jí)間的相互影響。結(jié)束語(yǔ) 本次小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用到高頻電子線路這門(mén)課程近乎所有的知識(shí)點(diǎn)，其中包括：第1章無(wú)線電波段的劃分、第2章諧振回路、第3章丙類諧振功率放大器、第4章電容三點(diǎn)式振蕩器和第6章變?nèi)荻O管的直接調(diào)頻電路等。這是一個(gè)比較綜合的課程設(shè)計(jì)，這個(gè)課程設(shè)計(jì)使我們將理論課上學(xué)到的知識(shí)與實(shí)際的電路設(shè)計(jì)工作結(jié)合起來(lái)，鞏固和加深了我們對(duì)高頻電子線路基本知識(shí)的理解，提高了綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。設(shè)計(jì)過(guò)程中我們通過(guò)翻看書(shū)籍和上網(wǎng)查資料以及向老師同學(xué)請(qǐng)教，增強(qiáng)了動(dòng)手能力和根據(jù)自己所學(xué)需要查閱資料的能力，以及分析和解決問(wèn)題的能力。 本設(shè)計(jì)的電路圖繪制及仿真都是在multism中進(jìn)行的，multism軟件有強(qiáng)大的庫(kù)文件，通過(guò)其庫(kù)文件搭建電路圖