1、精選優質文檔-傾情為你奉上電子線路課程設計總 結 報 告學生姓名： 學 號： 專 業：電子信息工程 班 級： 電子111 報告成績： 評閱時間： 教師簽字： 河北工業大學信息學院2014年2月24日2014年3月7日課題名稱：小功率調幅發射機的設計 內容摘要：本次課程設計實現小功率發射機的理論設計，本文介紹了設計的理論和步驟。根據設計指標、要求和可行性，選擇適合設計方案，并對設計方案進行必要的論證。設計具體包括以下幾個步驟：一般性理論設計、具體電路的選擇、根據指標選定合適器件并計算詳細的器件參數、用multisim進行設計的仿真、根據仿真結果檢驗設計指標并進行調整。小功率調幅發射級主要包括四個

2、單元電路：載波發生電路、低頻調制信號發生器、調制電路、高頻放大電路。先完成各單元電路設計及仿真，然后將各單元連接進行調試仿真完成設計指標的要求。最后對整個設計出現的問題，和心得體會進行總結。關鍵字：調幅發射機、理論設計、multisim仿真一、設計內容及要求1.確定小功率調幅發射機的設計方案，根據設計指標對既定方案進行理論設計分析，并給出各單元電路的理論設計方法和實用電路設計細節，其中包括元器件的具體選擇、參數調整。2.利用multisim仿真軟件，對設計電路進行仿真和分析，依據設計指標對電路參數進行調整直至滿足設計要求。3.小功率調幅發射機設計的技術指標：載波頻率,輸出功率，負載阻抗，輸出信

3、號帶寬，單音調幅系數，平均調幅系數，發射效率。二、方案選擇及系統框圖1.設計方案概述和系統框圖：發射機的主要作用是完成有用的低頻信號對高頻信號的調制，并通過天線向外輻射攜帶有有用信號、具有一定帶寬和滿足功率要求的已調信號。調幅發射機主要包括三個部分:載波發生器（主振級）、音頻部分和調制電路。此外本系統依然用到了射隨器（緩沖級）以滿足隔離條件，用放大器以滿足載波電壓和末級發射功率的要求。對于實現相同功能的單元電路，實現方法不唯一：載波發生器可以利用克拉潑電路、西勒電路、晶體振蕩電路等；音頻部分可以使用集成運放電路、三極管低頻放大電路；AM調制部分可以使用高電平調制（三極管集電極調幅電路等）、低電

4、平調制（乘法器）兩種不同方法。無論各單元電路使用何種方法，小功率調幅發射機的系統框圖大同小異，如下圖所示：振蕩器器射隨器器調制信號高頻功放振幅調制高頻放大小功率調幅發射機主要有四部分組成:載波發生器（振蕩器）、音頻信號、調制電路（乘法器）和高頻功放電路。乘法器用MC1496以實現低電平調制，因為其輸出功率較小，在發射之前需要功率放大，為防止放大級對之前的電路造成影響，乘法器輸出的普通調幅波先經過緩沖級。2.各單元電路具體方案選擇：a) 振蕩器：振蕩器就是高頻載波發生器，本次課程設計選用的載波頻率為10MHz。電容三點式振蕩器的輸出波形比電感三點式振蕩器的輸出波形好。這是因為電容三點式振蕩器中，

5、反饋是由電容產生的，高次諧波在電容上產生的反饋壓降較小，輸出中高頻諧波小；改進型電容三點式（Clapp）電路具有更高的頻穩性，這是因為電容三點式的不穩定性主要來自三極管極間電容影響，增大和同時減小可同時滿足振蕩頻率和頻穩度的要求；使用晶體振蕩器有更高的頻率穩定性。考慮到multisim仿真的可行性，故振蕩器選擇Clapp電路。b) 射隨器：其作用是避免高頻放大電路對振蕩電路的振蕩頻率和頻穩性造成影響，采用射隨器。b) 高頻放大：獲得較高的載波電壓以滿足振幅調制的要求，采用甲類高頻放大電路。c) 振幅調制：該單元實現將音頻信號加載到載波上以調幅波形式發送出去，有高電平調制和低電平調制兩種方法。高

6、電平調制優點的是可以不必使用效率較低的線性功率放大器，可提高整機效率，另外其輸出功率足夠大有時可直接向外發送，缺點是調制線性度差；低電平調制的優點是調制線性好，缺點是輸出功率小，必須使用高頻功率放大器才能達到發射功率的要求。此次涉及對調制線性度要求不高，為使電路簡化，選擇高電平調制集電極調幅電路。d) 功率放大電路：為獲得較大的發射功率和效率，末級功放采用丙類諧振功放，又為使丙類功放獲得較大的激勵功率，在丙類功放之前加寬帶放大器。因此高頻放大電路由寬帶放大器和丙類諧振功放兩級電路組成。三、單元電路設計、參數計算和器件選擇 1.振蕩器設計器設計：本單元采用改進型電容三點式克拉潑電路，以產生Vcc

7、=12V，fo=6MHz的高頻載波，設計電路圖，如下所示： 首先要設置靜態工作點，依據2SC2786的參數設置各直流電阻的參數如圖所示，設計要求滿足振蕩器的起振條件和平衡條件。 取C3=120pF，C4=470pF，相當于在基極和發射極之間并接大電容，其作用是減輕溫度變化引起發射結電容變化造成對振蕩頻率穩定性的影響。電容電感參數計算： ， ，取C5=23pF，則L1=取C1=C2=0.01uH，為高頻旁路電容，C13為高頻耦合電容，具有隔直流同時將振蕩器的輸出電壓作為輸入信號加到下一級電路。仿真輸出電壓幅值Vp-p=3V，輸出頻率，滿足設計要求。仿真波形如圖所示： 圖1.3 振蕩器輸出波形 1

8、 圖 振蕩器輸出信號頻率 2.射隨器的設計：緩沖級接成射隨器，以滿足隔離條件。高頻交流通路為共集極組態，因為其交流輸入阻抗很大,輸出阻抗很小，從而起到緩沖作用已達到隔離效果，避免后級放大電路對振蕩器的振蕩頻率造成影響，影響振蕩器頻率和穩定性。圖 射隨器原理圖首先設置靜態工作點：取，解得、，為了便于調節本級的輸出電壓，采用30k固定電阻并接30k滑動變阻器。考慮到值，且由和分壓得到，取。由仿真結果可得幅值Vp-p=2V，幅值比輸入略有降低但滿足要求。 圖 射隨器輸出波形圖 圖 射隨器輸出載波的頻率 3.高頻放大器的設計：次級為高頻放大電路，以便獲得較高的電壓滿足下一級集電極高電平調制的條件，三極

9、管工作在放大狀態，設置靜態工作點與上一個單元電路類似，放大電路的放大電壓在由集電極耦合輸出。下一級的輸入電壓作為本級電路的負載。變壓器采用1:1的高頻變壓器； C7為高頻耦合電容為10pF； C8為高頻旁路電容，取0.01uF； R12為發射級鏈接的51小電阻，以避免發生寄生振蕩；圖 高頻功率放大器通過調節前一級射級跟隨器滑動變阻器的分壓值，最終通過高頻放大器輸出的載波的幅值有所不同，下圖中左為最大值Vp-p=10V，右圖為較小值為0.8V，調節滑動變阻器得到輸出電壓在0.8V10V之間變化的電壓，可以滿足下一級集電極調幅電壓的要求。放大級輸出電壓： 圖 幅值最大值Vp-p=10V 圖 幅值較

10、小值Vp-p=0.8V 4.調幅電路的設計：圖 集電極調幅電路采用集電極高電平調幅，三極管工作在丙類狀態過壓狀態。基極偏置采用自給偏壓，由R16，R18和C10組成，各參數如圖所示以保證其工作在丙類狀態。調制低頻信號由信號源直接加入取。輸出采用諧振回路，因集電極電流為余弦尖脈沖，為得到不失真的波形，集電極負載采用LC并聯諧振回路，濾出所需頻率得到不失真的波形，濾波網絡的中心頻率為調幅波載波頻率。諧振回路電感采用變壓器，變壓器的初級回路電感量和電容C11諧振，電容值和變壓器的初級線圈的電感滿足：。取C11=11pF，則變壓器的初級線圈電感量L=23uH。對調幅電路進行波特圖的測試，以驗證集電極諧

11、振回路的頻率特性，由波特圖看到諧振回路的中心頻率為10M，則該諧振濾波網絡滿足要求。圖 集電極調幅電路的波特圖負載上輸出的調幅波的波形：圖 集電極調幅波輸出四、整體電路設計及工作原理將各單元電路連接在一起，組成集電極調制電路，即小功率調幅發射機。該電路由四個單元電路組成：振蕩級采用克拉潑電路，只要該單元電路滿足起振條件、穩定條件則可產生固定頻率的正弦波，LC諧振回路的諧振頻率為10MHz，則其產生一定幅值的載波電壓；緩沖級采用射隨器以滿足隔離條件；高頻放大放大載波幅值以滿足調制的要求；調制電路為集電極調制以產生普通調幅波。天線用50電阻代替，在實際設計時可將50電阻用相應阻抗的天線代替完成發射

12、任務。5、 系統元器件清單器件器件參數器件器件參數器件器件參數器件器件參數C10.01µFC10150pFR22kR11390C20.01µFC1111pFR347kR1251C3120pFC1220pFR46.8kR1310C4470pFL112µHR53kR1450C523pFQ12SC2786R630kR155kC65pFQ22SC2786R730kR165.0kC710pFQ32SC2786R8(RP)30kR172kC80.01µFQ42N2222AR910k變壓器T1C90.01µFR147kR1010k變壓器T2六、電路設計總結電

13、路設計首先要對所設計電子系統的功能和性能參數有一個整體的把握，然后將任務分解畫出系統框圖，進而利用所學知識對各單元電路進行詳細的設計。只有親手實踐，進行詳細的電路設計，才會發現問題，例如：三極管射隨器、放大器的靜態工作點參數設定時具體參數的設置；振蕩器直流通路的設計，要同時考慮起振條件、穩定條件等，因此在具體參數計算時會遇到麻煩。任何問題都有解決的辦法，在電路設計時可以查閱資料把問題歸類并進行具體化，從而找到解決的辦法。電路設計有時依據經驗值進行設計，例如高頻功率管值不固定，一般取2030。只有不斷的將理論應用于實際，進行實際的電路設計才能鞏固知識，達到學以致用的效果。七、參考文獻1.最新通用

14、晶體三極管置換手冊，本書編書組編，機械工業出版社2.高頻電子線路實驗與課程設計，楊翠娥主編，哈爾濱工程大學出版社3.高頻電路設計與制作，何中庸譯，科學出版社4.模擬電子線路，謝沅清主編，成都電子科大5.高頻電子線路第三版，張肅文主編，高教出版社6.高頻電子線路輔導，曾興雯 陳健 劉乃安主編，西安電子科大出版社八、收獲、體會1.對小電子系統設計步驟有了更深的理解，鞏固了高頻知識通過本次課程設計我建立小功率發射機的整機概念，了解發射機整機各單元電路之間的關系及相互影響，能正確設計、計算發射機的各個單元電路：主振級、激勵級、輸出級、調制級、輸出匹配網絡及音頻放大器。初步掌握小型調幅波發射機的調整及測

15、試方法。在設計電路時，要首先將總體電路分成若干個不子模塊，使每個模塊有各自的不同的任務；再對各相對簡單的子模塊進行單獨設計；最后將各個子電路組合在一起完成整個電路。這樣做法分工明確，層次清晰，使設計者能更宏觀的把握設計的總體步驟 。而且設計單獨的子電路降低了工作難度，使設計工作更有條理性。在檢查電路時，也可根據各種情況分析是哪個子系統出了問題，再單獨檢查該出問題系統，可以提高檢查的效率。增強了用protel繪制原理圖的能力，對畫圖的步驟和方法進行了復習鞏固。2.明白理論聯系實際的重要性在設計過程中，深刻明白了只動腦和動手做之間的天壤之別。原本設想的很完美的東西一動手做起來就困難重重，各種想象不

16、到的困難都出現在眼前。認識到只有動手做才能發現問題，遇到問題不能只空想要動手實踐，從實際中發現問題。回顧整個漫長復雜的設計過程，耐心毅力和恒心是不可少的。而以后我必將面對更多更加復雜的設計工作，此次設計過程對我的各個方面都有了許多積極的影響，使我做事情更加細心有耐心。這次設計過程啊讓我認識到了只有付出才能有收獲，看著做完的電路圖，讓我感到以往的付出都是值得的。只要耕耘就會有收獲。我收獲的不僅僅是完成了一次任務，更重要的是讓我更清楚的認識了自己的不足，鍛煉了自己的能力。3.要勤思考，多動手通過這次課程設計，加強了我動手、思考和解決問題的能力。在整個設計過程中，我們通過這個方案包括設計了一套電路原

17、理和用multisim進行仿真，以前對知識的了解僅限于理論知識，而且是有的能夠理會，有的卻保持是懂非懂的狀態。對于器件就不知道有什么用途，也就更加難以理解。但這一周之后，我對電子技術有了更深的理解，知道了自己的不足，同時也明白了所學知識的重要性，培養了自己對課程學習的興趣。報告成績： 評閱時間： 教師簽字： 實 驗 報 告班級： 電子111 姓名： 學號： 同組人： 課程名稱：電子線路課程設計 實驗室： 第一實驗室 實驗時間： 2014年3月3日7日 實驗項目名稱：小功率調幅發射機的安裝與調試一、實驗目的：1. 通過此次小功率調幅發射機的安裝調試，掌握非線性電子線路的設計思路和方法。2. 掌握

18、非線性電子線路的特點、性能參數及二者之間的內在聯系；根據設計要求、系統性能指標學會在具體電路中合理地選擇電子器件。3. 提高電子線路的設計、仿真、裝配、調整和測試能力，培養獨立分析、綜合解決問題的能力。學會電子線路的相關仿真軟件進行輔助設計。4. 提高文檔整理能力，對設計過程中出現的問題進行總結形成標準化文檔。二、實驗內容：1. 熟悉實驗電路原理，熟悉并測試電路元件參數。2. 熟悉印刷版與電路、元件的對應關系3. 電路焊接、調試、測試、并記錄參數、對調幅發射機的各性能指標進行驗證。4. 整理并總結實驗結果。三、實驗原理：音頻信號號高頻功放放1. 系統框圖及整體設計振蕩器器射隨器器寬帶放大緩沖級

19、乘法器 圖 小功率條幅發射機系統框圖小功率調幅發射機主要有四部分組成:載波發生器（振蕩器）、音頻信號、調制電路（乘法器）和高頻功放電路。乘法器用MC1496以實現低電平調制，因為其輸出功率較小，在發射之前需要功率放大，為防止放大級對之前的電路造成影響，乘法器輸出的普通調幅波先經過緩沖級。小功率調幅發射機設計的技術指標：載波頻率, 輸出功率，負載阻抗， 輸出信號帶寬，單音調幅系數， 平均調幅系數，發射效率， 調制信號的F=1KHz。圖 小功率調幅發射機電路圖圖 小功率調幅發射機PCB圖2.各單元電路原理圖a) 載波發生器采用晶體接成并聯型晶體振蕩器，其穩定性比LC振蕩器高一個數量級，振蕩頻率等于

20、晶振的固有頻率。調節RP0可以使振蕩器滿足起振條件。后一級為緩沖器，晶體三極管接成共集組態放大器，以滿足隔離條件。b) 音頻信號發生器低頻信號可以通過J2加入電路，亦可以通過圖中U1A組成的RC文氏橋路振蕩產生。振蕩頻率由圖中R12、R13，C8、C9決定，振蕩頻率。D1、D2和R11組成電橋的一個臂，起穩定振幅的作用，調節R11可以得到波形失真較小，且工作穩定的波形。R9是為克服二極管的死區而設計。U1B接成同向放大器，調節RP4可以改變放大器的放大倍數，輸出在一定范圍可調的電壓，以滿足下一級調制的需求。c) 乘法器調制電路理論上只有當乘法器1、10引腳輸入電壓幅值小于等于26mV時才是理想

21、的乘法器，否則會會出現雜波：高頻分量。由于本電路為改進型差分對管平衡調制器， 電壓得到擴展，只要可滿足相乘條件。d) 高頻放大電路 T3組成構成射隨器，以增強其負載能力；T4為高頻寬帶放大器，以使后級丙類功放電路獲得較大的激勵電壓；T5構成丙類諧振功率放大器，其負載采用諧振回路，諧振回路具有選頻和阻抗匹配的作用；其負載為75電阻，亦可用阻抗為75的天線代替。功率放大電路部分前一級高頻磁環為24:8，后一級的磁環為9:5。四、實驗器材（設備、元器件、軟件工具、平臺）：1.雙蹤示波器 2.數字萬用表 3.電烙鐵及支架 、鑷子、螺絲刀、焊錫、偏口鉗、尖口鉗 4.直流穩壓電源 5.元器件清單名稱參數數

22、量名稱參數數量名稱參數數量電阻1/4W10110K3二極管IN4148251450K1三極管805011001500K1901841501瓷片電容100pF1IC座8P15102150pF114P11K7300pF1端子2P-2.541套3.9K222pF23P-5.0813K20.01uF8集成電路MC149616.8K10.005uF2漆包線0.31mm16K20.022uF2LM358210K100.1uF4高頻磁環18mm2150K1電解電容10uF3電阻1W501電感56uH2可調電容530pF1電位器1K1晶振6MHz1 五、實驗步驟：1.熟悉焊接電路原理圖，明白各單元電路的原理，

23、見“三、實驗原理”部分內容。2.依據元件清單核對元器件。3. 焊接電路：從較小、較矮的元件開始焊接，然后再焊接較大的、較高的元件；逐級進行焊接，而且每一級焊接完畢檢查無誤后立即測試該級的波形圖及相關的參數是否在正確的范圍之內，若有則及時修改電路圖，以確保電路整體在正常的工作狀態。焊點要呈光亮的錐形，焊好后逐級檢查，避免虛接和短接及元器件的錯誤焊接。4.調試電路：分別調試各單元電路，然后將各單元電路連接再進行調整。a) 振蕩級調試：接入電源，斷開JP1，調節RP0在測試點可觀察到不是真的波形，調節RP1，RP2在JP1處可得到不是真的，幅值在10mV1V可調的電壓則滿足要求，最后將電壓定格在幅值

24、50mV。b) 音頻級調試：調節R11直到在JP6處得到幅值可調不是真的低頻信號，調節RP4將JP2處的電壓調節穩定子50mV為止，最后得到穩定的波形。c) 乘法器調試：接上JP1，JP2，在乘法器輸出觀測輸出波形，調節振蕩級、音頻電路以及乘法器輸入的直流電壓，直到乘法器的輸出為普通調幅波為止。d) 放大級調試：連接JP3，調節各級電路，最終在Tr1上得到幅值為5V的普通調幅波，調節可變電容使得丙類諧振功放諧振，在負載端得到失真最小調幅度的普通調幅波為止。六、實驗數據及結果分析：1.振蕩電路輸出波形對JP1進行測試，得出主振蕩電路最終輸出的經放大了的振蕩信號，作為載波信號,如下圖： 圖 載波的

25、頻率為f=6MHz，Vpp=140mv 2.音頻放大電路輸出波形連接JP6，對JP2進行測試，得出音頻放大電路最終輸出的音頻信號，作為調制信號,因輸出幅值較小，故輸出波形稍微有些失真，如下圖所示：圖 音頻信號 Vpp=220mv 3.乘法器電路輸出波形的測量連接JP1、JP2、JP6，可以分別通過調節RP2、RP4來改變載波與調制信號的幅值，使其能正確調幅；然后用示波器測試Jp3端口，輸出為普通調幅波，如下圖：圖 調幅電路輸出波形的測量4.功率放大電路輸出波形連接JP1、JP2、JP3、JP6，用示波器測試JP4端口，輸出為經過功率放大后的信號，如下圖：輸出波形的幅值約為3V，較設計值5V較小

26、。圖 寬帶放大器的輸出5.負載處輸出波形連接JP1、JP2、JP3、JP4、JP5、JP6，用示波器測試負載RL處，因乘法器的輸如波形較大，其輸出的普通調幅波存在高頻無用分量造成失真，因為其沒有加濾波器或者丙類諧振網絡諧振特性不理想，導致負載端波形失真，可以滿足發射要求，但是功率較小且存在雜音。如下圖所示：圖 負載端的波形七、實驗結論：經過原理圖熟悉、清點元器件、焊接、調試、發現故障排除問題的小功率調幅發射機的安裝調試過程，最終在末級負載得到有較小失真的調幅波形，與理論設計相符合。只有不斷的論證，并且將正確的理論具體化，才能得到正確的設計。在安裝調試過程中出現了故障，只要分析原因和耐心調試一般問題都可以得到解決。總之，本次課程設計在一定程度上完成了設計要求，但輸出波形不夠理想，電壓的幅值不夠。動手實踐的過程中，才會發現問題，將理論應用于實際，才能真正達到學以致用的效果。八、思考題：1.乘法器輸出產生過調的原因及解決辦法？振蕩級、緩沖級、話語放大級以及調制級聯調時，往往會出現過調現象。產生的原因可能是經射級跟隨器輸出的本振電壓v0偏小或者是話音放大級輸出的調制電壓v過大。可以調節RP2使v0=100150mV，