【正文】 ............................................. 40 參考文獻(xiàn) ............................................................................ 41 致 謝 .............................................................................. 43 附錄 1 整機(jī)電路圖（ protel） .......................................................... 44 附錄 2 整機(jī)電路實(shí)體圖 ................................................................ 45 附圖 3 所需原件列表 ................................................................. 46 1 第一章 緒論 當(dāng)今時(shí)代，信息技術(shù)發(fā)展十分迅猛，產(chǎn)品更新?lián)Q代步幅更是明顯加快，尤其是無線技術(shù)創(chuàng)新非常活躍，各類技術(shù)加快發(fā)展和融合，新技術(shù)新應(yīng)用層出不窮，向社會(huì)各部門各領(lǐng)域的滲透日益廣泛深入。 我國是 AM 廣播的大國，新世紀(jì)開始實(shí)施的西部創(chuàng)新工程還將進(jìn)一步擴(kuò)大 AM廣播的規(guī)模，提高廣播覆蓋率與改變邊遠(yuǎn)地區(qū)空中秩序。但是，不同場合下，對非線性失真的要求也不同，例如，在測量系統(tǒng)和電聲設(shè)備中，非線性失真就顯得重要，而在工業(yè)控制系統(tǒng)等場合中，則以輸出功率為主要目的，對非線性失真的要求就降為次要了 [4]。 電源電壓： Vcc=+12V。在頻穩(wěn)度要求較高的情況下，一般可以選用晶體振蕩電路，也可以選用單片集成電路。 增益值 增益值表示天線的功率放大倍數(shù)，增益值越大代表對輸入信號的放大倍數(shù)越大，傳輸質(zhì)量也就越好 [6]。晶體振蕩級與小信號放大級聯(lián)合電路圖如圖（圖 311）所示 [7]： 10 此電路中主振級工作在較低的 6MHz 的頻率上，一般晶體振蕩器都能達(dá)到要求，且具有一定的輸出電壓，而且頻率穩(wěn)定度較高，無需進(jìn)行倍頻 [3]。 經(jīng)過小信號 放大后輸出波形 (圖 314）如下 [5]： 與未加入放大器時(shí)相比，波形和頻率都沒有變化，指示振幅（電壓）有所增加。電源由 6 腳引入， 4 腳接地， 8 腳與地之間接有源濾波退耦電容 C7。由于諧振網(wǎng)絡(luò)頻率調(diào)節(jié)困難，因此諧振功率放大器主要用來放大固定頻率或窄帶信號，所以諧振功率放大器也 稱為窄帶高頻功率放大器 [15]。直流分量只能通過回路電感線圈支路，其直流電阻較小，對直流也可看成短路。如果晶體管 工作剛好不進(jìn)入飽和區(qū)，則稱為臨界工作狀態(tài)，其集電極電流脈沖形狀如圖中曲線②所示，雖然仍為尖頂余弦脈沖，但頂端變化平緩。由于高頻功率放大器的工作頻率高，相對頻帶又比較窄，所以工作時(shí)一般采用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路。 ??? 集電極的效率 25 %77/ ?? DC PPη 若設(shè)末級功率增益 Ap=13dB（ 20 倍），則輸入功率 mWAPAPP PcPoi 50??? 基極余弦脈 沖電流的最大值（設(shè)晶體管 3DA1 的β =10） mAII CMBM ?? 基極基波電流的振幅 mAII BMMB 1911 ??? α 輸出電壓的振幅 VI PiV MBBM 1 ?? （ B）計(jì)算諧振回路及耦合回路的參數(shù) 丙類功放的輸入輸出耦合回路均為高頻變壓器耦合方式，其輸出阻抗 Zi 可計(jì)算如下： 86co s1 139。 諧振功率放大器的調(diào)整 諧振狀態(tài)的調(diào)整 設(shè)計(jì)并計(jì)算高頻諧振功放的前提是假定諧振回路已處于諧振狀態(tài)，即集電極的負(fù)載阻抗為純電阻。天線的匹配工作就是消除天線輸入阻抗中的電抗分量，使電阻分量盡可能的接近饋線的特征阻抗。螺旋式天線的接收效率通常不如直線 1/4 波長的拉桿天線，但是在某些應(yīng) 用場合中更加關(guān)注天線的耐用性而不是有效性。 晶振級與緩沖級聯(lián)調(diào)時(shí)可能出現(xiàn)緩沖級輸出電壓明顯減小或波形失真的情況。 天線的增益 天線的增益是用來衡量天線朝一個(gè)特定方向收發(fā)信息的能力，一般來說，增益的提高主要依靠減小垂直面向輻射的波瓣寬度，而在水平面上保持全向的輻射性能。對輸出波形影響較大的有 1/2 基波頻率和 3 倍頻自激，下圖（圖441）所示為 1/2 基波頻率功放輸出端的合成波形。Rh39。因?yàn)榍穳籂顟B(tài)的工作效率較低，而過壓狀態(tài)的又會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的失真，所以一般選用讓其工作在臨界狀態(tài)。因?yàn)樵陲柡?區(qū)晶體管集電結(jié)被加上正向電壓， BEu 的增加對 ci 的影想很小，而 ci 卻隨 CEu 的下降迅速減小，所以使得集電極電流脈沖頂部產(chǎn)生下凹現(xiàn)象。通過調(diào)節(jié) L,C 使并聯(lián)回路諧振電阻 Re 與晶體管所需集電極負(fù)載值相等，實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。如前所述，為了使高頻功放 以高效率輸出大功率，常選在丙類狀態(tài)下工作，為了保證在丙類工作，基極偏置電壓 bbU 應(yīng)使晶體管工作在截止區(qū)，一般為負(fù)值，即靜態(tài)時(shí)發(fā)射結(jié)為反偏。 振幅調(diào)制（ AM）就是用低頻信號（調(diào)制信號） )(tU? 去控制高頻載波 )(tUc 的振幅，使載波的振幅隨調(diào)制信號成正比變化。//i B LR R R?? ，式中， 39。如果選用集成模擬乘法器作振幅調(diào)制器，輸入信號是小信號。 LC 回路由于受到標(biāo)準(zhǔn)性和品質(zhì)因數(shù)的限制，其頻穩(wěn)度一般只能達(dá)到 410? 數(shù)量級。為簡便起見，本機(jī)調(diào) 幅器采用模擬乘法器 MC1496 進(jìn)行調(diào)幅 [4]。 發(fā)射機(jī)一般分為三個(gè)部分：高頻部分，低頻部分和電源部分 [3]。只有當(dāng)天線的長度與發(fā)射機(jī)高頻振蕩的波長λ可以相比擬時(shí)，天線才能有效地把載波發(fā)射出去。使高頻載波的頻率隨信號改變的調(diào)制（ AM）。 目前，雖然調(diào)頻技術(shù)以及數(shù)字化技術(shù)突飛猛進(jìn)，其應(yīng)用范圍覆蓋了無線通信 技術(shù)的 80%以上，但是由于小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)具有調(diào)制解調(diào)電路簡單、調(diào)試容易、信號帶寬窄和技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，因此仍然使其能夠在中短波通信中廣泛得以應(yīng)用。掌握了一般電子產(chǎn)品的研制過程，學(xué)習(xí)測試高頻信號的幅度和功率，掌握基本的試驗(yàn)技能（包括元器件的選擇，電 路的焊接）提高了解決實(shí)際問題的能力。 盡管調(diào)幅廣播的帶寬只有 9kHz 或 10kHz，音質(zhì)無法與調(diào)頻立體聲相比，但是由于調(diào)幅廣播發(fā)展時(shí)間最久，全球標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，在任何地方購買的收音機(jī)在全球各地都能使用，接收工具簡單，而且可以方便地進(jìn)行室內(nèi)、外的便攜接收與車、船中的移動(dòng)接收。所謂效率其定義式就是負(fù)載得到的有用信號功率和電源供給的直流功率的比值。 Multisim 軟件的特點(diǎn)： 能力 分析手段等 [6]。 振幅調(diào)制級：將音頻信號加入到高頻載波中 ，從而產(chǎn)生調(diào)幅波。 傳輸線與天線 天線的主要作用是把已調(diào)制的高頻信號變成電磁波，輻射到空間去，從而實(shí)現(xiàn)無線電的發(fā)射功能 [6]。 根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求晶體振蕩電路如下所示，晶振， C1， C2， C3 與 T1 構(gòu)成改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路，振蕩頻率由晶振的等效電容和等效電感決定。對于調(diào)諧放大器的頻率特性、增益及動(dòng)態(tài)范圍的調(diào)整及測試，一般有兩種方法，一種是逐點(diǎn)法；一種是掃頻法。 10RB BQII?， βCQBQ II ? ， KI c qV c e qI e qV e qRkRbV e qV b qV c cR1010 ) c c105????????β （ 估算功率激勵(lì)級的輸入阻抗為 335Ω，即射隨器的負(fù)載電阻 Rp2=335Ω，并可計(jì)算出射隨器的輸入電阻 Ri，即 3 .6Bi LRRKR? ?? ? ?? 輸入電壓 Vi 為 為減 小射隨器對前級振蕩器的影響，耦合電容 C1 不能太大，一般為數(shù)十皮法。乘法器的靜態(tài)偏置電流主要由內(nèi)部恒流源 Io 的值來確定 ,Io 是第 5 引腳上的電流 I5 的鏡像電流，改變電阻 R25 可調(diào)節(jié) Io 的大小。將 ci 用傅里葉級數(shù)展開，得 式中， coI 為集電極電流直流分量， mmcmc III ..., 21 分別 為集電極電流的基波，二次諧波及高次諧波分量的振幅。 諧振功率放大器的性能特點(diǎn) （ 1） 諧振功率放大器的工作狀態(tài) 在丙類諧振功率放大器中，根據(jù)晶體管工作是否進(jìn)入飽和區(qū)，可將其分為欠壓臨界和過壓工作狀態(tài)。過壓狀態(tài)的特點(diǎn)是效率高，損耗小，并且輸出電壓受負(fù)載電阻 RL的影像較小，近似為交流恒壓源特性，但由于效率低，并且集電極損耗大，一般不選擇在此狀態(tài)工作。 當(dāng)交流負(fù)載線正好穿過靜態(tài)特征曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn) A 時(shí)，管子的集電極電壓正好等于管子的飽和管壓降 CESU ，集電極電流脈沖接近最大值 CMI 。此外，還可以在輸出變壓器的次級與負(fù)載 Rl 之間插入 LC 濾波器，以改變 R1 上的輸出波形。消除高頻寄生振。與常規(guī)的拉桿天線相比，螺旋式天線提供了較短的物理長度，但與 1/4 波長的拉桿天線比較起來，它的帶寬更有限。 信號調(diào)制級調(diào)試 本機(jī)調(diào)制級主要采用 MC1496 進(jìn)行模擬信號的調(diào)制，為使 MC1496 工作在最佳狀態(tài)，并且使輸出已調(diào)信號失真度更小，在 MC1496 周邊需外加調(diào)平衡電路，調(diào)制部分的作用主要是將低頻的音頻信號加載到高頻載波中去，從而增大有用信號的功率，再通過天線輻射到空間中去，此部分的調(diào)試，一般是通過改變輸入音頻信號的幅度來調(diào)節(jié)輸出已調(diào)信號的調(diào)幅度。相同的條件下，增益越高，電波傳播的距離越遠(yuǎn) [6]。 （ 2）反饋 型寄生振蕩 反饋型寄生振蕩分為低頻寄生振蕩和高頻或超高頻寄生振蕩，低頻寄生振蕩的頻率低于放大器的 工作頻率，高頻寄生振蕩的頻率高于放大器的工作頻率。 bbrRi 取負(fù)反饋電阻 R3=10Ω 則本級輸入電壓的振幅為 VRiPiVim ?? （ B）計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn) 由上述計(jì)算結(jié)果得到靜態(tài)時(shí)晶體管的射級電位為 ???????βCQBQEQBQECQEQIIVVVVVRIV 取基極偏置電路的電流1 5BQII?則 KIVRBQBQ ?? bqV bq 2B1 ??? V ccR 試驗(yàn)調(diào)整時(shí)取 R1=+10K 的電位器。 其參數(shù)的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)為：功放的基極偏置電壓 BEU? 是利用發(fā)射極電流的直流分量 EOI 在射級電阻 2ER 上產(chǎn)生的壓降來提供的，故將其稱為自給偏壓電路。負(fù)載特性是高頻功率放大器的重要特性之一。放大器的輸出功率 Po等于集電極電流基波分量在負(fù)載 Re 上的平均功率，即 ecmemccmmco RURIUIp 22121 2211 ??? （ 353） 集電極直流電源供給功率 PD等于集電極電流直流分量 Ico與 Vcc的乘積，即 （ c） 圖 352 電流電壓波形（ a）（ b）（ c）（ d） （ d） （ b） （ a） 20 CCcoD VIP ?? （ 354） 集電 極耗散功率 Pc等于集電極直流電源供給功率 PD與基波輸出功率 Po 之差，即 oDc PPP ?? （ 355） 放大器集電極效率 c? 等于輸出功率 Po 與基波供給功率 PD之差，即 CCcocmmcDoc VI UIPP 121??? （ 356） 丙類 工作狀態(tài)的諧振功率放大器的效率很高，當(dāng)電流導(dǎo)通角 。與低頻功放不同的是，高頻功放選用諧振回路作負(fù)載，即保證輸出電壓相對于輸入電壓不失真，還具有阻抗變換的作用，這是因?yàn)榧姌O電流是 周期性的高頻脈沖其頻率分量除了有用分量（基波分量）外，還有諧波分量和其他頻率成分，用諧振回路選出有用分量，將其他無用分量濾除；通過諧振回路阻抗的調(diào)節(jié)，從而使諧振回路呈現(xiàn)高頻功放所要求的最佳負(fù)載阻抗值，即匹配，使高頻功放以高效率輸出大功率 [17]。因此，在調(diào)制信號的一個(gè)周期內(nèi)調(diào)幅信號的最大振幅為 )1(m a x acmcm mUU ?? ，最小振幅為 )1(m in acmcm mUU ?? ，由此可得調(diào)幅度， m inm a xm inm a xcmcmcmcma UU UUm ???