高頻電子線路設(shè)計(jì)報(bào)告(編輯修改稿)
2025-07-02 19:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 直接調(diào)頻的基本原理是利用調(diào)制信號直接控制振蕩器的振蕩頻率，使其反映調(diào)制信號變化規(guī)律。要用調(diào)制信號去控制載波振蕩器的振蕩頻率，就是用調(diào)制信號去控制決定載波振蕩器振蕩頻率的元件或電路的參數(shù)，從而使載波振蕩器的瞬時頻率按調(diào)制信號 變化規(guī)律線性地改變，就能夠?qū)崿F(xiàn)直接調(diào)頻。 直接調(diào)頻可用如下方法實(shí)現(xiàn)： 在 LC振蕩器中，決定振蕩頻率的主要元件是 LC振蕩回路的電感 L和電容 C。在 RC 振蕩器中，決定振蕩頻率的主要元件是電阻和電容。因而，根據(jù)調(diào)頻的特點(diǎn)，用調(diào)制信號去控制電感、電容或電阻的數(shù)值就能實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。 調(diào)頻電路中常用的可控電容元件有變?nèi)荻O管和電抗管電路。常用的可控電感元件是具有鐵氧體磁芯的電感線圈或電抗管電路，而可控電阻元件有二極管和場效應(yīng)管。 在微波發(fā)射機(jī)中，常用速調(diào)管振 蕩器作為載波振蕩器，其振蕩頻率受控于加在管子反射極上的反射極電壓。因此，只需將調(diào)制信號加至反射極即可實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。 若載波是由多諧振蕩器產(chǎn)生的方波，則可用調(diào)制信號控制積分電容的充放電電流，從而控制其振蕩頻率。 （ 1） 頻振蕩級： 由于是固定的中心頻率，可考慮采用頻率穩(wěn)定度較高的克拉潑振蕩電路。 克拉潑（ clapp）電 路是電容三點(diǎn)式振蕩器的改進(jìn)型電路，下圖為它的實(shí)際電路和相應(yīng)的交流通路： 6 實(shí)用電路 交流通路 如圖可知，克拉潑電路比電容三點(diǎn)式在回路 中多一個與 C1 、 C2 相串接的電容 C3，通常 C3 取值較小，滿足 C3C1 ， C3C2，回路總電容取決于 C3，而三極管的極間電容直接并接在 C1 、 C2 上，不影響 C3 的值，結(jié)果減小了這些不穩(wěn)定電容對振蕩頻率的影響，且 C3 較小，這種影響越小，回路的標(biāo)準(zhǔn)性越高，實(shí)際情況下，克拉潑電路比電容三點(diǎn)式的頻穩(wěn)度高一個量級，達(dá) 4510 10??。 可是，接入 C3 后，雖然反饋系數(shù)不變，但接在 AB 兩端的電阻 RL’=RL//Reo 折算到振蕩管集基間的數(shù)值（設(shè)為 RL’’）減小，其值變?yōu)? 39。39。 2 39。 2 23()3 1 , 2L L L LCR n R RCC?? ? 式中， C1， 2 是 C1 C2 和 各極間電容的總電容。因而，放大器的增益亦即環(huán)路增益將相應(yīng)減小， C3 越小，環(huán)路增益越小。減小 C3 來提高回路標(biāo)準(zhǔn)是以犧牲環(huán)路增益為代價的，如果 C3 取值過小，振蕩器就會因不滿足振幅起振條件而停振。 （ 2）功率放大極： 為了獲得較大的功率增益和較高的集電極效率，該級可采用共發(fā)射極電路，且工作在丙類狀態(tài)，輸出回路用來實(shí)現(xiàn)阻抗匹配并進(jìn)行濾， 如下圖為諧振功率放大器的原理電路圖： 7 其中 Zl 為外接負(fù)載， Lr Cr 為匹配網(wǎng)絡(luò)，它們與外 接負(fù)載共同組成并聯(lián)諧振回路，調(diào) Cr 使回路諧振在輸入信號上，為實(shí)現(xiàn)丙類功放，基極偏置電壓 Vbb 應(yīng)該沒在功率管的截至區(qū)內(nèi)。 若忽略基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng)及管子結(jié)電容的影響，則輸入信號電壓 Vb（ t） =（ coswt） *Vbm，根據(jù) c osB E B B b B B bm sv V v V V t?? ? ? ?，集電極電流波形是一串周期重復(fù)的脈沖序列，脈沖寬度小于半個周期，用傅里葉級數(shù)展開可得： 1 2 1 2c o s c o s 2C c o c c C O c m s c m si I i i I t I t??? ? ? ? ?… … = I ? ……… 由于集電極諧振回路調(diào)諧在輸入信號頻率上，因而它對 ic 中的基波分量呈分 現(xiàn) 的阻抗最大，且為純電阻， 稱為諧振電阻，在高 Q 回路中，其值近似為：22or re L t LL LR R C R???，式中 tC = rLrLCCCC? 為回路總電容， 1/o s r tLC???? 為回路諧振角頻率， Qe= o? rL /RL 為回路有載品質(zhì)因素，而諧振回路上對 ci 中 的其他量呈現(xiàn)的阻抗均很小，這樣可以近似認(rèn)為回路上僅有由基波分量產(chǎn)生的電壓，Vc，而平均分量和各次諧波分量產(chǎn)生的電壓均可忽略，因而可在負(fù)載上得到不失真信號功率。 利用諧振回路的選頻作用，可以將失真的集電極電流脈沖變換為不失真的余弦電壓，同時還可以將含有電抗分量的外接負(fù)載變換為諧振電阻 Re，而且調(diào)節(jié) rL rC ，還能保持回路諧振時使 Re 等于放大管所需的集電極負(fù)載，實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，因此在諧波功率放大器中，諧振回路起了選頻和匹配的雙重作用。 丙類工作時集電極效率隨管子導(dǎo)通時間的減小而增大，但隨著導(dǎo)通時間的減少， ci 中基波分量幅度 1cmI 將相應(yīng)減小，從而導(dǎo)致放大器的輸出功率減小，為了在增大輸入激勵電壓幅度 Vbm 外，還必須同將基極偏執(zhí)電壓 Vbb 向負(fù)值方向增大。這樣，加到基極上的最大反向電壓（ VbbVbm）就將迅速增大，從而可能發(fā)生功率管發(fā)射結(jié)被反向擊穿。 8 調(diào)頻發(fā)射機(jī)的原理圖 各個元器件說明 MIC 是駐極體話筒，它的作用就是感應(yīng)空氣中聲波的微弱震動，并輸出跟聲音變化規(guī)律一樣的電信號。一般可以輸出十幾毫伏以上的音頻信號，這個信號足以調(diào)至下一級的高頻振蕩信號的頻率。它有正負(fù)之分，一般和外殼相同的是腹肌。如是 MIC 駐極話筒的偏置電阻，有了這個電阻，話筒才能輸出音頻信號，這是因?yàn)?MIC
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