【正文】 制 信號(hào)電壓調(diào)變，因此，回路中的電抗要能夠跟調(diào)制信號(hào)的改變而改變，應(yīng)用一可變電抗器件，它的電容量或電感量受調(diào)制信 圖 號(hào)控制，將它接入振蕩回路中，就能實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。 調(diào)頻 振 蕩級(jí) 緩沖級(jí) 輸出功率級(jí) 7 四 、設(shè)計(jì)方法 振蕩級(jí) （ 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。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 %50?A? 而對(duì)波形失真要求較小時(shí)，可以采用甲類功率放大器。緩沖隔離級(jí)電路常采用射極跟隨器電路。 實(shí)用發(fā)射電路方框圖 ( 實(shí)際功率激勵(lì)輸入功率為 ) 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，整機(jī)電路可以設(shè)計(jì)得簡(jiǎn)單些，設(shè)組成框圖如圖所示，各組成部分的作用是： 1 倍 20 倍 20 倍 (1)LC 調(diào)頻振 蕩器：產(chǎn)生頻率 f0=5MHz 的高頻振蕩信號(hào)，變?nèi)荻O管線性調(diào)頻，最大頻偏△ f=75kHz，整個(gè)發(fā)射機(jī)的頻率穩(wěn)定度由該級(jí)決定。在實(shí)際應(yīng)用中，很多都是采用調(diào)頻方式，與調(diào) 頻 相比較，調(diào)頻系統(tǒng)有很多的優(yōu)點(diǎn) ， 調(diào)頻比調(diào)幅抗干擾能力強(qiáng) ， 頻帶寬 ， 功率利用率大 等 。 測(cè)試結(jié)果 。 使用 Proteus、等計(jì)算機(jī)軟件對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)在很早以前就已經(jīng)成為了一種趨勢(shì)，這類軟件的問世也極大地提高了設(shè)計(jì)人員在機(jī)械、電子等行業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率。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)際問題的能力。 高頻電子線路課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)課題： 小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī) 1 摘 要 調(diào)頻發(fā)射機(jī)目前處于快速發(fā)展之中，在很多領(lǐng)域都有了很廣泛的應(yīng)用。 本課設(shè)結(jié)合 Proteus 軟件 來對(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。 本課題的設(shè)計(jì)目的是要求掌握最基本的小功率調(diào) 頻 發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與安裝對(duì)各級(jí)電路進(jìn)行詳細(xì)地探討，并利 用 Proteus 軟件 仿真 設(shè)計(jì)了一個(gè) 小功率調(diào) 頻 發(fā)射機(jī) 。 調(diào)試并測(cè)量電路性能。 調(diào)頻可以有兩種實(shí)現(xiàn)方法，一是直接調(diào)頻，就是用調(diào)制信號(hào)直接控制振蕩器的頻率，使其按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律線性變化。 (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。 (3)高頻小信號(hào)放大器：為末級(jí)功放提供激勵(lì)功率。但是本題要求 %50?A? ，故選用丙類功率放大器較好。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，因而采用頻率穩(wěn)定度較高的克拉撥振蕩電路來作振蕩級(jí)。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)? 二極管部分接入振蕩回路的直接調(diào)頻方式。 由圖可見：未加調(diào) 制電壓時(shí)，直流反偏 QV 所對(duì)應(yīng)的結(jié)電容為 ?jC 。 9 即： tCCC mjQj ??? c o s （ 45） 可得出此時(shí)振蕩回路的總電容為 tCCCCCC mjQNjN ??????? c o s （ 46） 由此可得出振蕩回路總電容的變化量為： ? ? tCCCCCC mjjQN ?????????? c o s （ 47） 由式可見：它隨調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律而變化，式中 mC 的是變?nèi)荻O管結(jié)電 容變化的最大幅值。設(shè)計(jì)中 D1 為變?nèi)荻O管，我們選用 910AT 型變?nèi)荻O管，其容量變化可以從幾十 PF 到 100 ~ 200PF．因此 C7 數(shù)值接近于 Cj 的高端值，若假設(shè) C7 足 10 夠大，接近短路，而 C8 也逐漸增大，從幾個(gè) PF 增加到十幾個(gè) PF，此時(shí) CΣ 增大，則振蕩 頻率減小，同時(shí)靜態(tài)調(diào)制特性會(huì)發(fā)生變化，所以綜合以上因素， C7,C8的選 擇 對(duì)靜態(tài)調(diào)制特性影響比較顯著，所以我們選擇 C7 為 220PF 的電容， C8選擇47PF 的電容 。緩沖放大級(jí)采用諧振放大， L2和 C10諧振在振蕩載波頻率上。 另外， bQ eQ BEV V +V? , I cQI?? 若取流過偏置電阻 R9,R10的電流為 I1=10IbQ 則 R10=VbQ/I1, R8=(VccVbQ)/I1 所以選 R10,R8均為 10KΩ .為了減小緩沖級(jí)對(duì)振蕩級(jí) 的影響，射隨器與振蕩級(jí)之間采用松耦合，耦合電 容 C9可選為 180pf. 對(duì)于諧振回路 C10,L2,由 M H zLCfo sc 122 1 ?? ? 圖 故本次實(shí)驗(yàn)取 C10為 100PF，? ?102 2o s c1L 1 .7 6 HC 2 f u??? 所以， 緩沖級(jí) 設(shè)計(jì)電路為圖 所示。 在選擇功率管時(shí)要求 0cmPP? maxcm cIi? ? ? CCBR C E OV 2 V? ? ?r oscf 3 5 f? 綜上可知，我們選擇 Q3804 功率管． 由于要使功放級(jí)工作在丙類，就要使 121 2 1 3 0 .7ccB BEVRV V vRR? ? ?? ，解得 1312 RR ? ，為了使功放的效率較大，可以減小 Q3 管的導(dǎo)通角，這里取 R13=11R12，第二級(jí)集電極的輸出電流已經(jīng)擴(kuò)大了幾十倍，為防止第三級(jí)的輸入電流過大而燒壞三極管，需要相應(yīng)的增大第三級(jí)的輸入電阻。因此要根據(jù)發(fā)射機(jī)的各組成部分的作用，適當(dāng)?shù)睾侠淼胤峙涔β试鲆妗? 功率增益如圖 21 所示。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。 3DA1 的參數(shù)如表 41所示。 NXO100 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。為調(diào)整方便，通常采用磁芯位置可調(diào)節(jié)的高頻變壓器。 元件清單 CT=(5~20)pF ZL2=47uH C12= C11=100pF uHL 10? N3=5， N4=3, N5=2 、 3DA1 管子 小信號(hào)功率放大器 (功率激勵(lì)級(jí) )設(shè) 計(jì) 因?yàn)楸敬螌?shí)驗(yàn)對(duì)該級(jí)有一定的增益要求，而中心頻率是固定的，因此用 LC 并聯(lián)回路作負(fù)載的小信號(hào)放大器電路。即 PH=25mW RH=86Ω (3)設(shè)集電極電壓振幅 Ucm 與等效負(fù)載電阻 HR39。 (5)發(fā)射極直流負(fù)反饋電阻 R13 取標(biāo)稱值 650Ω (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 ??2539。 ? ? ? ? ? ? ? 425 i R V R I V CQ EQ 15 . 5 75 . 643 * 10 * 8 3 13 ? ? ? ? ? V V V EQ BQ 87 . 5 7 . 0 ? ? ? mA I I CQ BQ 4 . 0 20 / 8 / ? ? ? ? ? ? ? ? k mA V I V R BQ BQ 46 . 1 0 . 4 87 . 5 10 12 ? ? ? ? ? ? k mA V I V Vcc R BQ 53 . 1 0 . 4 87 . 5 12 1 11 19 (3)高頻旁路電容 C10=。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 。 電路形式 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。 電位器 ? ? ? ? k k R 2 0 . 1 11 ? ? 20 13 R 20 圖 23 射極輸出器電路 估算偏置電路元件 (1)已知條件： Vcc=+12V，負(fù)載電阻 RL=425Ω(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=1V，晶體管為 3DG100（ 3DG6）。 根據(jù)已知條件選取 ICQ=5mA,， VCEQ==7V，則 (2)R Rw2： 取 R10=500Ω， Rw2為 1kΩ的電位器。 元件清單 C8=20pF C9= R10=500Ω Rw2為 1kΩ的電位器 晶體管為 3DG100 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 MHzfo 5? 的高頻振蕩信號(hào)。 kHz f m 75 ? ? V P R U i i im 6 . 2 10 * 25 . 1 * 2750 * 2 2 3 ? ? ? ? ? ? ? k I V R BQ BQ 9 10 9 ? ? ? ? k I V V R BQ BQ cc 1 . 5 10 8 ? ? ? ? k R R R R R R L w i 75 . 2 ] || ) [( || ) || ( 2 10 9 8 ? ? ? k R 9 9 ? ? k R 1 . 5 8 22 圖 24 調(diào)頻振蕩器電路 LC 調(diào)頻振蕩器是直接調(diào)頻電路，是利用調(diào)制信號(hào)直接線性地改變載波瞬時(shí)頻率。 (2)三點(diǎn)式振蕩器設(shè)計(jì)： 基極偏置電路元件 R R R RC1的計(jì)算 圖中，晶體管 V1 與 C C C C Cj、 L1 組成改進(jìn)型電已調(diào)波輸出 調(diào)制信號(hào)輸入 23 容三點(diǎn)式振蕩器， V1 為共基組態(tài)， C1 為基級(jí)耦合電容。 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。