1、小功率調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目錄目錄3摘要4第一章緒論51.1小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)研究意義51.2調(diào)頻發(fā)射機(jī)研究現(xiàn)狀5第2章方案設(shè)計(jì)72.1方案比較與論證72.2方案選擇7第3章單元電路設(shè)計(jì)93.1功率激勵(lì)與末級(jí)功放電路設(shè)計(jì)9末級(jí)功放電路設(shè)計(jì)10激勵(lì)級(jí)寬帶功放電路設(shè)計(jì)133.2緩沖隔離級(jí)電路設(shè)計(jì)153.3LC調(diào)頻振蕩器設(shè)計(jì)17間接調(diào)頻電路設(shè)計(jì)17LC振蕩器的設(shè)計(jì)19調(diào)頻電路的設(shè)計(jì)21計(jì)算調(diào)制信號(hào)的幅度22第4章 電路的彷真244.1電路仿真24仿真軟件介紹244.1.2 Multisim中調(diào)試運(yùn)行244.2仿真結(jié)果25總結(jié)26致謝27參考文獻(xiàn)28附錄1總電路原理圖29附錄2元器件清單30附錄3 印制電

2、路板底圖31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(hào)。由于這些信號(hào)頻率比較低，根據(jù)電磁理論，低頻信號(hào)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(hào)加到高頻信號(hào)之上，然后將這種帶有低頻信號(hào)的高頻信號(hào)發(fā)射出去，在接收端則把帶有這種低頻信號(hào)的高頻信號(hào)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(hào)，從而達(dá)到通訊和廣播的目的。本設(shè)計(jì)針對(duì)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(lì)和末級(jí)功放各部分電路組成。最主要將調(diào)制信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后，振蕩信號(hào)隨著調(diào)制信號(hào)的變化而產(chǎn)生變化，振蕩級(jí)將

3、產(chǎn)生6.5MHz的工作頻率，功率激勵(lì)即對(duì)電壓進(jìn)行放大，末級(jí)功放將工作在丙類狀態(tài)A50%，最后將對(duì)信號(hào)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(hào)有效地發(fā)射出去，天線的尺寸必須和電信號(hào)的波長為同一數(shù)量級(jí)，為了有效地進(jìn)行傳輸。必須將攜帶信息的低頻電信號(hào)調(diào)制到幾十MHz至幾百M(fèi)Hz以上的高頻振蕩信號(hào)上，再經(jīng)天線發(fā)送出去，調(diào)頻是信號(hào)發(fā)射必不可少的一個(gè)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(hào)通過一定的方式調(diào)制到高頻載波信號(hào)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

4、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(shí)值得我們?nèi)W(xué)習(xí)。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振蕩電路是無孔不入，無所不在。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)狀調(diào)頻發(fā)射機(jī)目前處于快速發(fā)展之中，在

5、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(chǎng)總量及增長速度、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。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(hào)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(shì)，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(hào)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

6、號(hào)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(hào)，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(gè)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(jiǎn)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(chǎng)合須對(duì)載頻采取穩(wěn)頻措施或者對(duì)晶體振

7、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(hào)積分，然后對(duì)載波進(jìn)行調(diào)相，間接調(diào)頻時(shí)，調(diào)制器與振蕩器是分開的，因此對(duì)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(hào)的頻譜落到接收機(jī)通帶外，因此對(duì)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(jí)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(huì)很大，整機(jī)電路

8、設(shè)計(jì)的框圖如圖2-1所示。0.25末級(jí)功放功率激勵(lì)緩沖隔離LC振蕩與調(diào)頻0.255100mWmWmWmW0dB13dB13dB調(diào)制信號(hào)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：1LC調(diào)頻振蕩器：產(chǎn)生頻率f06.5MHz的高頻振蕩信號(hào)，變?nèi)荻O管線性調(diào)頻，最大頻偏fm75kHz，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)電路采用射極跟

9、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。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A<50%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A50%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(lì)與末級(jí)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(hào)發(fā)射出去，但是功率增益又不可能集中在末級(jí)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

10、。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(lì)級(jí)和末級(jí)功放的功率增益可適當(dāng)小些。功率激勵(lì)級(jí)一般采用高頻寬帶放大器，末級(jí)功放可采用丙類諧振功率放大器，緩沖級(jí)可以不分配功率。功率激勵(lì)與末級(jí)功放電路如圖3-1所示。圖3-1功率激勵(lì)與末級(jí)功放 3.1.1末級(jí)功放電路設(shè)計(jì)1基本關(guān)系式末級(jí)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(hào)Vi為正弦波時(shí)，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

11、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(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PCMICMVCEShfefTAP1W750mA1.5V1070MHz13dB(1)最佳匹配負(fù)載RP=551.25由P=0.5UcmIcm1=Ucm2/(2RP)可得：集電

12、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=Icm1/1(700)=19.04/0.44=43.27mA。(3)集電極電流直流分量Ico=Icm×0(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=Po/Pv=100/129.81=77.00%輸入功率Pi=5mW，若設(shè)本級(jí)功率增益Ap=13dB(20倍)，則輸入功率Pi=P/Ap=5

13、mW(6)基極余弦脈沖電流的最大值Ibm(設(shè)晶體管3DA1的=10)Ibm=Icm/=4.327mA基極基波電流的振幅Ibm1=Ibm1(700)=21.45×0.44=1.7308mA基極電流直流分量Ib0=Ibm0(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(jí)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

14、用鎳鋅(NXO)鐵氧體，而不能采用硅鋼鐵芯，因其在高頻工作時(shí)鐵損耗過大。NXO-100環(huán)形鐵氧體作高頻變壓器磁芯時(shí)，工作頻率可達(dá)十幾兆赫茲。若采用外徑×內(nèi)徑×高度=10mm×6mm×5mm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(jí)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210，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

15、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=100，可得： （3-3）R21=100，由公式(3-3)取標(biāo)稱值高頻旁路電容C18=0.01uF，電容C20=0.01F5元件清單R21=100 C18=0.01uF C20=100pF L6HN3=8，N4=3，N5=3 三極管為3DA1。3.1.2激勵(lì)級(jí)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，但功率較低，一般只有20%左右。它通常作為發(fā)射機(jī)的中間級(jí)，以提

16、供較大的功率激勵(lì)。功率激勵(lì)級(jí)功放管為3DG130。3DG130的參數(shù)如表3-2所示。表3-23DG130參數(shù)表PCMICMVCEShfefTAP700mW300mA0.6V30150MHz13dB1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(jí)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|=86即PH=5mW，RH=86。(2)實(shí)際輸出功率P，設(shè)高頻變壓器的效率=80%，則Po=PH/=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

17、=1.79V 約為0.27k(4)高頻變壓器匝數(shù)比N1/N2取變壓器次級(jí)線圈匝數(shù)N2=2，則初級(jí)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1.4K(6)功放輸入功率Pi本級(jí)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=25 =30)若取交流負(fù)反饋電阻為10，則Ri=325(8)本級(jí)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=510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=9k。為了調(diào)節(jié)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，R

18、17可由標(biāo)稱值為5.1k的電阻與10k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的型低通濾波器。電容可取0.01F，電感可取47H的色碼電感或環(huán)形磁芯繞制。還可在輸出變壓器次級(jí)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=0.02F C12=0.02F R18=8.96K R交負(fù)=10N1=4，N2=2 R20=1.4K 三極管為3DG1303.2緩沖隔離級(jí)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(hào)，并加入隔離緩沖級(jí)如射極

19、輸出器，以減弱外接負(fù)載對(duì)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(hào)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(jí)輸出電路射級(jí)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=(310)mA。對(duì)于圖3-2所示電路：1已知Vcc=+12V，負(fù)載電阻RL=325(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3D

20、G100（3DG6）。3DG100的參數(shù)如表3-3所示。表3-3DG100參數(shù)表PCMICMVCEShfefTAP100mW30mA30200150MHz0=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=(310)mA。(1)根據(jù)已知條件選取ICQ=4mA，VCEQ=0.5×Vcc=6V，則(2)R15、R16：取R15=1k，R16為1k的電位器。(3)R13、R14VEQ=6.0VVBQ=VEQ+0.7=6.7VIBQ=ICQ/0=66.67uA取標(biāo)稱值R14=10k取標(biāo)稱值R13=8kW(4)輸入電阻Ri若忽略晶體管基取體電阻的影響，有（

21、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(duì)前一級(jí)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=0.02F2元件清單C12=20PF C16=0.02F R13=8k R14=10k R15=1k R16為1k的電位器 三級(jí)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(hào)。變?nèi)荻O管為線性調(diào)頻，最大頻偏fm75kHz。發(fā)射機(jī)的頻率穩(wěn)定度由該級(jí)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u

22、9;ucuou積分調(diào)相器圖3-4間接調(diào)頻方框圖間接調(diào)頻是對(duì)調(diào)制信號(hào)u進(jìn)行積分，再加到調(diào)相器對(duì)載波信號(hào)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(hào)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(hào)對(duì)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(hào)u經(jīng)耦合電容C3加到R3、C4組成的積分電路，因此加到變

23、容二極管的調(diào)制信號(hào)為u'，使變?nèi)荻O管的電容Cj隨調(diào)制信號(hào)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(hào)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(shí)，由于失諧而產(chǎn)生相移，從而產(chǎn)生高頻調(diào)相信號(hào)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(hào)成線性關(guān)系。如果將調(diào)制信號(hào)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u(t)dt，則輸出的調(diào)相電壓的相移與u(t)dt成線性關(guān)系，而頻率與調(diào)制信號(hào)成線性關(guān)系，這就實(shí)現(xiàn)了間接調(diào)頻。3三級(jí)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(jí)單回路變?nèi)莨苷{(diào)相電路）由于回路產(chǎn)

24、生的相移按輸入調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化，若調(diào)制信號(hào)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(hào)呈線性關(guān)系，其頻率與積分前的信號(hào)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(jí)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(duì)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(jí)單回路變

25、容二極管調(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(jí)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(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ICQ=2mA，測(cè)得三極管的=60。由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=

26、1k，則R3=2k。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=8.2k根據(jù)公式（3-8）所示：則 （3-8）得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=0.01F。C8=0.02F，輸出耦合電容調(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(shí)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(hào)Ui對(duì)VQ的影響，一般要求R10遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于R11和R12。變

27、容二極管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(shí)結(jié)電容，UD 為其PN結(jié)內(nèi)建電位差， 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)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。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

28、C2/ C3=F，決定反饋系數(shù)的大小，F(xiàn)一般取0.1250.5之間的值。為了減小晶體管極間電容對(duì)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(duì)變?nèi)菥w管的影響，p值應(yīng)取小，但p值過小又會(huì)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(shí)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

29、，若取C2=330pF，由F= C2/ C3= 0.1250.5取C3=750pF。則靜態(tài)時(shí)諧振回路的總電容)(752075*2020*554554323243232pFCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCjQjQjQjQQ+=+*+»+=S代入元件值可得由公式6.5MHzCLfQo211=Sp可得計(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(shí)可用10k電阻與47k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=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

30、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fm75kHz的要求，調(diào)制信號(hào)的幅度，可由下列關(guān)系式求出。因式中，靜態(tài)時(shí)諧振回路的總電容，即則回路總電容的變化量fCfCoQm83.06500/78.35752/2=*=D=DSSpF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(shí)，特性曲線的斜率，故調(diào)制信號(hào)的幅度則調(diào)制靈敏為 4、元件清單C1=0.01uF、R1為20K+47K電位器、R2=8.2K、R3=2K、R4=1K、3DG100管子、C2=330PF、C3=750PF、C4=20PF、

31、C5=20PF、L1=16uH、2CCIC變?nèi)荻O管、C8=0.01uF、C6=4.7uF、C7=5100pF、ZL1=47uH、R5=150K、R6=2 K、R7=10K。 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(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(cè)量?jī)x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(duì)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(duì)不同故障觀察電路的各種狀態(tài)，從而加深對(duì)電路原理的理解； （4）在進(jìn)行仿真的同時(shí)，它還可以存儲(chǔ)測(cè)試點(diǎn)的所有數(shù)據(jù)、測(cè)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。Multisim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)