【文章內(nèi)容簡介】 算器件的靜態(tài)偏置電流 I5 或 I0，即腳 2 與 3 間接入負(fù)反饋電阻 RE，以擴(kuò)展調(diào)制信號的 UΩ的線性動態(tài)范圍， RE增大，線性 4) 高頻功率放大器介紹 高頻功率放大器用于發(fā)射機(jī)的末級，作用是將高頻已調(diào)波信號 進(jìn)行功率放大，以滿足發(fā)送功率的要求，然后經(jīng)過天線將其輻射到空間，保證在一定區(qū)域內(nèi)的接收機(jī)可以接收到滿意的信號電平，并且不干擾相鄰信道的通信。 高頻功率放大器是通信系統(tǒng)中發(fā)送裝置的重要組件。按其工作頻帶的寬窄劃分為窄帶高頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器兩種，窄帶高頻功率放大器通常以具有選頻濾波作用的選頻電路作為輸出回路，故又稱為調(diào)諧功率放大器或諧振功率放大器；寬帶高頻功率放大器的輸出電路則是傳輸線變壓器或其他寬帶匹配電路，因此又稱為非調(diào)諧功率放大器。高頻功率放大器是一種能量轉(zhuǎn)換器件，它將電源供給的直流能量轉(zhuǎn) 換成為高頻交流輸出在 “ 低頻電子線路 ” 課程中已知，放大器可以按照電流導(dǎo)通角的不同，分為甲類（導(dǎo)通角 =360 度）、乙類（導(dǎo)通角 =180 度）、甲乙類（導(dǎo)通角 =180 度～ 360 度）。 其特點(diǎn)是 向負(fù)載提供信號功率的放大器，通常稱為功率放大器。功率放大器工作時(shí)，信號電壓和電流的幅度都比較大，因此具有許多不同于小信號放大器的特點(diǎn)。 4 三 、 開發(fā)軟件介紹 介紹 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。 在軟件環(huán)境下，驗(yàn)證電路的行為和設(shè)想中的是否一致。分類：（ a）功能仿真：在 RTL層進(jìn)行的仿真，其特點(diǎn)是不考慮構(gòu)成電路的邏輯和門的時(shí)間延遲，著重考慮電路在理想環(huán)境下的行為和設(shè)計(jì)構(gòu)想的一致性；（ b) 時(shí)序仿真：又稱為后仿真，是在電路已經(jīng)映射到特定的工藝環(huán)境后，將電路的路徑延遲和門延遲考慮進(jìn)對電路行為的影響后，來比較電路的行為是否還能夠在一定條件下滿足設(shè)計(jì)構(gòu)想 2. Multisim 7 仿真軟件特點(diǎn)簡介 Multisim 7 是早期的 Electronic Worbench(EWB)的升級換代的產(chǎn)品。早期的 EWB與 Multisim7 在功能上不能同日而語。 Multisim 7 提供了功能更強(qiáng)大的電子仿真設(shè)計(jì)界面，能 進(jìn)行射頻、 PSPICE、 VHEDL、 MCU 等方面的仿真。 Multisim 7 提供了更為方便的電路圖和文件管理功能。更重要的是， Multisim 7 使電路原理圖的仿真與完成 PCB 設(shè)計(jì)的Ultiboard10 仿真軟件結(jié)合起來一起構(gòu)成新一代的 EWB 軟件，使電子線路的仿真與 PCB的制作更為高效。通過將 Multisim 7 電路仿真軟件和 LabVIEW 測量軟件相集成，需要設(shè)計(jì)制作自定義 PCB 的工程師能夠非常方便地比較仿真數(shù)據(jù)和真實(shí)數(shù)據(jù)，規(guī)避設(shè)計(jì)上的反復(fù)，減少原型錯(cuò)誤并縮短產(chǎn)品上市的時(shí)間。熟練掌握 Multisim 7 電路仿真軟件已成為當(dāng)今電子電路分析和設(shè)計(jì)人員所必需具備的基本技能之一。 Multisim 是 Interactive Image Technologies (Electronics Workbench）公司推出的以 Windows 為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬 /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。為適應(yīng)不同的應(yīng)用場合， Multisim 推出了許多版本，用戶可以根據(jù)自己的需要加以選擇 。 NI Multisim 軟件結(jié)合了直觀的捕捉和功能強(qiáng)大的仿真，能夠快速、輕松、高效地對電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。憑借 NI Multisim 中完整的器件庫，可以快速創(chuàng)建原理圖，并利用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SPICE 仿真器仿真電路。借助專業(yè)的高級 SPICE 分析和虛擬儀器，您能在設(shè)計(jì) 流程中提早對電路設(shè)計(jì)進(jìn)行的迅速驗(yàn)證，從而縮短建模循環(huán)。與 NI LabVIEW 和 SignalExpress軟件的集成，完善了具有強(qiáng)大技術(shù)的設(shè)計(jì)流程，從而能夠比較仿真數(shù)據(jù)及實(shí)際建模測量。通過 Multisim 和虛擬儀器技術(shù)， PCB設(shè)計(jì)工程師和電子學(xué)教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設(shè)計(jì)和測試這樣一個(gè)完整的綜合設(shè)計(jì)流程。 Multisim 可以進(jìn)行復(fù)雜模擬 /數(shù)字電路的仿真、簡單的 PCB 板設(shè)計(jì)、簡單的單片機(jī)仿真。 可以進(jìn)行 器件建模及仿真；電路的構(gòu)建及仿真；系統(tǒng)的組成及仿真；儀表儀器原理及制造仿真。 5 四 、 設(shè)計(jì)舉例 1 設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)一個(gè) 無線調(diào)頻發(fā)射機(jī) 。 2 已知條件 發(fā)射機(jī) :UCC=,主要器件有 UA741,MC1496,3DG100,3DG130,NXO10磁環(huán) ,負(fù)載 RL=75,音頻調(diào)制電壓 5mv,調(diào)制頻率 300HZ=3KHZ. 3 主要技術(shù)指標(biāo) （ 1） 工作頻率范圍 調(diào)幅調(diào)制一般適用于中 .短波廣播通信，其工作頻率范圍為 300KHZ30MHZ, （ 2） 發(fā)射功率 一般是指發(fā)射機(jī)輸送到天線上的功率 ,只有當(dāng)天線的長度與發(fā)射頻率的波長 λ 可比擬時(shí) ,天線才能有效地將載波發(fā)射出去 .波長 λ 與頻率 f 的關(guān)系為； λ=c/f 式中， c 為電磁波傳播速度， c=3 108m/ Sλ =2uv,則通信距離 S 與發(fā)射機(jī)功率 PA 的關(guān)系如表 1— 1所示。 表 2— 1發(fā)射功率 PA 與通信距離 S的關(guān)系為 PA/mv 50 100 200 300 400 500 600 700 S/km （ 3） 調(diào)幅度 調(diào)幅度時(shí)調(diào)制信號控制載波電壓振幅變化的系數(shù)， 調(diào)幅度是指對信號進(jìn)行 幅度調(diào)制 的載波的幅度。同時(shí)被調(diào)幅的信號的包絡(luò)線的幅度也等于調(diào)幅度 它的取值范圍為 0~1，通常以百分比來表示，即范圍為 0%~100%。 6 （ 4） 非線性失真（包括失真） 調(diào)制器的調(diào)制特性不能跟隨調(diào)制電壓線性變化而引起已調(diào)波的波洛失真為調(diào)幅發(fā)射機(jī)的非線性失真，一般要求小于 10%。 非線性失真亦稱波形失真、非線性畸變，表現(xiàn)為音響系統(tǒng)輸出信號與輸入信號不成線性關(guān)系，由電子元器特性：曲線的非線性所引起，使輸出信號中產(chǎn)生新的諧波成分，改變了原信號頻譜，包括諧波失真、瞬態(tài)互調(diào)失真、 互調(diào)失真等，非線性失真不僅會破壞音質(zhì)，還有可能由于過量的高頻諧波和直流分量燒毀音箱高音揚(yáng)聲器和低音揚(yáng)聲器。 （ 5） 線性失真 頻率失真是由電路的線性電抗元件引起的，故又稱線性失真，其特征是輸出信號中不產(chǎn)生輸 入信號中所沒有的新的頻率分 保持調(diào)制電壓振幅不變，改變調(diào)制頻率引起的調(diào)幅幅度特性變化 。 通常放大電路的輸入信號是多頻信號，如果放大電路對信號的不同頻率分量具有不同的增益幅值或者相對相移發(fā)生變化，就使輸出波形發(fā)生失真，前者稱為幅度失真，后者稱為相位失真，兩者統(tǒng)稱為頻率失真 （ 6） 噪聲電平 噪聲電平是指沒有調(diào)制信號時(shí)，由噪聲產(chǎn)生的調(diào)幅幅度與信號最大的調(diào)幅幅度比，廣 播發(fā)射機(jī)的噪聲電平要求小于 %,一般通信機(jī)的噪聲電平要求小于 1% 7 五、無線調(diào)頻發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì) 定調(diào)幅發(fā)射機(jī)組成框圖 圖 1 點(diǎn)頻調(diào)幅發(fā)射機(jī)原理框圖 上面是點(diǎn)頻調(diào)幅波發(fā)射機(jī)的框圖 1。若改為等幅波發(fā)射機(jī)，只需去掉音頻放大級即可，若輸出功率要求不高，可去掉其中的激勵(lì)級。 本振：是正弦波自激振蕩器，用來產(chǎn)生頻率 的高頻振蕩信號，由于整個(gè)發(fā)射機(jī)的頻率穩(wěn)定度由它決定，因此要求主振級有較高的頻率穩(wěn)定度，同時(shí)也有一定的振蕩功率 (或電壓 )，其輸出波形失真要小。 變?nèi)荻O管線性調(diào)頻，最大頻偏，整個(gè)發(fā)射機(jī)的頻率穩(wěn)定度由該級決定 可用晶體振蕩器產(chǎn)生。 緩沖級： 將振蕩級與功放級隔離，以減小功放級對振蕩級的影響。因?yàn)楣Ψ偶壿敵鲂盘栞^大，當(dāng)其工作狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)（如諧振阻抗變化），會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)，為減小級間相互影響，通常在中間插入緩沖隔離級。緩沖隔離級電路常采用射極跟隨器電路 其作用主要是將主振級與激勵(lì)級進(jìn)行隔離，以減輕后面各級工作狀態(tài)變化 (如負(fù)載變化 )對振蕩頻率穩(wěn)定度的影響以及減小振蕩波形的失真。 調(diào)制器：是用 MC1496 模擬乘法器完成的調(diào)幅調(diào)制。 激勵(lì)級： 為末級功放提供激勵(lì)功率。 如果發(fā)射功率不大，且振蕩級的輸出能夠滿足末級功放的輸入要求，功率激勵(lì)級可以省去。 若輸出功率要求較高時(shí)，插入激勵(lì)級來放大信號功率。 功放級：將從激勵(lì)級送來的信號進(jìn)行高效率功率放大以輸出足夠大的功率供給負(fù)載(天線 )，若是調(diào)幅波發(fā)射機(jī)，還應(yīng)在該級實(shí)現(xiàn)調(diào)幅，應(yīng)選用合適的調(diào)幅方式。 末級功放：將前級送來的信號進(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≤ 50%而? o1本振 緩沖 調(diào)制器 功率激勵(lì) 功放緩沖? o1 、 ? o2 177。 ? Ω話音放大? Ω本振 緩沖 調(diào)制器 功率激勵(lì) 功放緩沖、 177。話音放大本振 緩沖 調(diào)制器 功率激勵(lì) 功放緩沖、 177。話音放大話音放大 8 對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，故選用丙類功率放大器較好 由于功放級往往工作于效率高的丙類工作狀態(tài)，其輸出波形不可避免產(chǎn)生了失真，為濾除諧波，輸出網(wǎng)絡(luò)應(yīng)有濾波性能。另外，輸出網(wǎng)絡(luò)還應(yīng)在負(fù)載 (天線 )與功放級之間實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。 音頻放大：對語音信號進(jìn)放大，使調(diào)制器可以完成調(diào)幅 。 3． 單元電路的設(shè)計(jì) （ 1） 本機(jī)震蕩電路 并聯(lián)型電容三點(diǎn)式震蕩電路，當(dāng)石英作為等效電感時(shí)，電路為并聯(lián)型晶體振蕩器，其優(yōu)點(diǎn)是頻率特別穩(wěn)定 C1 是一個(gè)微調(diào)電容，以保證振蕩器的振蕩頻率為石英晶體的標(biāo)稱頻率（標(biāo)稱頻率：石英晶體的兩端并聯(lián)規(guī)定的配諧電容時(shí)，石英晶體的諧振頻率） 本機(jī) 震蕩電路的輸出是發(fā)射機(jī)的載波信號源 ,要求它的震蕩頻率十分穩(wěn)定 ,一般使用晶振電路 ,其 Q值可可達(dá)到數(shù)萬 ,其頻率穩(wěn)定度可達(dá)到 到 電路如圖 5 所示。 主振級的計(jì)算 ： 電路形式的選擇： 采用簡單的電容三點(diǎn) 式振蕩電路，其原理電路如圖所示，在圖 2中，晶振 JT 和 CC C VT1 構(gòu)成電