1、目錄一、設計思路與系統組成11.1 設計思路11.2 系統組成1二、各電路設計及原理32.1 調制信號1KHz產生電路32.2 載波信號10MHz產生電路42.3 調相電路52.4 前置放大82.5 高頻振諧功率放大及匹配網絡9三、總結與體會11四、附錄12五、參考文獻13窗體頂端一、設計思路與系統組成 1.1 設計思路 課題要求設計一個調相（PM）放大器，這樣必須有載波發生器和調制信號發生器。對于不同的頻段發生器的設計有所不同。RC振蕩電路適用于低頻振蕩， RC 一般用于產 1Hz1MHz的低頻信號。這樣可以用 741 放大器與 RC 電路構成新的 RC 正弦波振蕩器來產生 1Khz 的調制

2、信號。由于石英晶振本身的參數具有高度的穩定性，因此選用皮爾斯振蕩器來產生10MHz的載波信號。當這兩種信號都準備好了，加在調相電路上完成調相功能。調相電路主要是由多級變容二極管調相模塊構成的。這一部分是這個電路的核心。輸出的調相波經過前置放大后再經過功率放大，最后經過匹配網絡匹配后可產生用于天線發送的調相波。 1.2 系統組成 本系統是由五個大的模塊構成，分別是調制信號產生電路（1KHz）；低頻放大器；載波信號產生電路（10MHz）；調相電路；高頻功率放大器。其中高頻功率放大器又包括前置放大器，功率放大器和匹配網絡。調制信號產生電路和載波信號產生電路產生的分別是 1KHz 和 10MHz 的正

3、弦波。低頻信號采用RC震蕩電路產生，高頻信號采用晶體震蕩電路產生，用調制信號改變諧振回路參數，使載波信號通過回路時產生相移而形成調相波，再對產生的調相信號進行放大，提高到功率放大級的輸入范圍，經丙類諧振功率放大，T型選頻網絡選出有用信號頻率。系統總體結構框圖如圖1所示。前置放大載波信號10MHz調制信號1KHz低頻信號放大調相電路高頻振諧功率放大及匹配網絡圖一 系統總體結構框圖二、各電路設計及原理 2.1 調制信號1KHz產生電路 文氏電橋振蕩電路又稱RC串并聯網絡正弦波振蕩電路，它是一種較好的正弦波產生電路，適用于頻率小于1MHz，頻率范圍寬，波形較好的低頻振蕩信號。因此采用它產生1KHz調

4、制信號。 從結構上看，正弦波振蕩器是沒有輸入信號的，為了產生正弦波，必須在放大電路里加入正反饋，因此放大電路和正反饋風絡是振蕩電路的最主要部分。但是,這樣兩部分構成的振蕩電路通常是得不到正弦波的，這是由于正反饋時不量是很難控制，幫還需要加入一些其他電路。 下圖即為運算器組成的文氏電橋RC正弦波振蕩電路。 圖2 文氏電橋RC正弦波振蕩電路圖 圖2中R5、R7構成負反饋支路，R8、R9、C6、C7的串并聯選頻網絡構成正反饋支路并兼作選頻網絡，二極管構成穩幅電路。調節電位器R6可以改變負反饋的深度，以滿足振蕩的振幅條件和改善波形。二極管D1、D2要求溫度穩定性好且特性匹配，這樣才能保證輸出小型正負半

5、周對稱，同時接入R7以消除二極管的非線性影響。 2.2 載波信號10MHz產生電路 晶體振蕩器有并聯型晶體振蕩器和串聯型晶體振蕩器。將石英諧振器作為等效電感元件用在三點式電路中，且工作在感性區，稱為并聯型晶體振蕩器。此時，石英諧振器接在晶體管、極之間稱為皮爾斯振蕩電路，接在晶體管、極之間稱為密勒振蕩電路。把石英諧振器作為串聯諧振元件來使用，使之工作在串聯諧振頻率上，稱為串聯型晶體振蕩器。 本電路利用皮爾斯振蕩電路原理產生10MHz載波信號。下圖即為皮爾斯振蕩器電路。 圖3 皮爾斯振蕩電路圖 圖4 交流等效電路圖在圖3中，總電容C=Co+1/(1/C2+1/C3+1/C4+1/Cq) 故皮爾斯振

6、蕩器工作頻率： 石英晶體振蕩器采用適應近體諧振器作為選聘回路的振蕩器，其振蕩頻率主要有石英晶體決定。于LC回路相比，適應近體振蕩器具有很高的標準性和品質因數，使石英晶體振蕩器可以獲得較高的頻率穩定度。 石英晶振的符號及其等效電路圖如下圖所示 圖5 石英晶振的符號及其等效電路圖由等效電路可知，晶體振蕩器是一個串并聯諧振回路，串并聯諧振頻率fq、fp分別為： 2.3 調相電路調相電路采用并聯諧振回路的相頻特來實現，其具體電路如圖所示。 圖6 單級變容二極管調相電路（1）工作原理：1、當時，變容二極管反向電壓，諧振回路諧振頻率為。 輸出電壓與輸入電壓同相。2、當時，變容二極管反向電壓加大，減小，諧振

7、回路諧振頻率為 輸出電壓的相位為。 3、當時，變容二極管反向電壓減小，增大，諧振回路諧振頻率為 輸出電壓的相位為。 附加相移在調制信號控制下變化，導致輸出電壓的相位也隨調制信號變化，從而實現調相。（2）調相分析: 設輸入載波信號 調制信號 變容二極管作為回路總電容，當m很小時，回路的諧振頻率為： 輸出電壓： 分別是諧振回路在上呈現的阻抗幅值和相移。 在失諧不大的條件下, 實現線性調相的條件： 由于本設計要求最大相偏為，由于單級變容二極管調相電路最大相偏為，所以得采用三級單回路變容二極管調相電路，擴大相偏，最大相偏。電路如下圖所示。 圖7 三級單回路變容二極管調相電路圖 2.4 前置放大 由于信

8、號發生電路產生信號幅度一般較小，所以需對產生的信號首先進行前置放大后使其滿足下一級的輸入信號范圍，再輸入到下級電路中，可以用三極管放大電路實現。本電路采用共發射極放大電路實現信號的放大。使發射極正偏：Vb>Ve，且Vbe>0.6V，集電極反偏Vb < Vc，同時Vce>1V，使三極管工作在甲類放大狀態。放大電路如圖所示: 圖8 前置放大電路圖 2.5 高頻振諧功率放大及匹配網絡 為了滿足發射輸出的高功率，所以得對產生的調相信號進行功率放大后才能發射出去。本電路中采用自給基極偏置電路，使功率管 Q 點設在截止區，使其工作在丙類狀態。 選頻網絡（濾波器）的功能：從眾多頻率中

9、選出有用信號，濾除或抑制無用信號，以保證放大器工作在要求的狀態，即起到阻抗變換的作用，又可以抑制工作頻率范圍以外的頻率。本設計中采用LC并聯諧振回路使回路諧振在輸入信號頻率上。 諧振功率放大器原理電路如圖所示: 圖9 諧振功率放大器電路圖本設計電路中由于晶體管輸入阻抗與前級輸出阻抗不匹配，所以在放大器之間加入T型選頻匹配網絡（C16、C17、L5），在放大器輸出的與負載之間也加入L型選頻匹配網絡（C19、C20、L8）。由于晶體管參數的分散性和分布參數的影響, C16、C17、C19、C20均采用可變電容器, 其最大容量應為計算值的23倍。通過實驗調整，最后確定匹配網絡元件的精確值。電路中兩個

10、高頻扼流圈的電感量為0.10.2H，T1為基極直流偏置組成元件，T2在集電極并饋電路中對Uc中的高次諧波分量起阻抗作用，并在集電極為直流電源提供通路。三、總結與體會通過這二個星期的課程設計，我發現了自己的很多不足，自己知識的很多漏洞，看到了自己的實踐經驗還是比較缺乏，理論聯系實際的能力還有待提高。同時對高頻知識的學習也只是學到很少一部分。但是，亡羊補牢為時未晚，兩周的課程設計使我補回了許多高頻知識。 剛開始，當知道是完全要我們自己去把課程設計完成時，我曾迷茫過，不知道應該怎么下手。但是，還好并不是只有我一個人做這個課題。團隊的力量是無窮的，最終在我們三個人的努力下，我們終于經過重重難題把課程設計給完成了。在和隊友的日子里我們有說有笑，相互幫助，配合默契，多少人間歡樂在這里灑下，大學里一年的相處還趕不上這十來天的實習，我感覺我和同學們之間的距離更加近了。 同時，這次課程設計期間，我們也與老師有過三次學習交流。通過與老師的交流使我們對有關知識有了更好的理解，同時也使我們的設計思路更加的清晰。在交流過程中老師指出了我許多不足之處，并指導了我往哪些方面去處理問題，以及哪些方面還需要拓展延伸。最后，在老師的辛勤指導下我完成了這次的課程設計，在此，我要感謝熊老師對我的指導與幫助。 兩周的課程設