調(diào)頻發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)word版(編輯修改稿)
2025-02-14 13:42 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圖5 (a)是變?nèi)荻O管的等效電路，其中是結(jié)電容(勢(shì)壘電容), 是勢(shì)壘電阻, 是半導(dǎo)體材料的電阻，是封裝電感，是封裝電容，通常是很小的，很大。對(duì)多數(shù)用途來(lái)說(shuō)，等效電路可簡(jiǎn)化成圖5(b)，圖5(c)是變?nèi)荻O管的代表符號(hào)。 變?nèi)荻O管的三個(gè)主要參數(shù) （1）電容變化指數(shù)n。變?nèi)荻O管利用它的電容變化，電容變化指數(shù)n的大小直接反映電容變化量的大小，其定義為: 它是曲線(xiàn)的斜率。 此外，為了方便和直觀，也常用最大容量與最小容量的比值K表示電容變化率，即: 或 （2）品質(zhì)因數(shù)Q。變?nèi)荻O管的品質(zhì)因數(shù)Q為: 式中為角頻率，和分別為結(jié)電容和半導(dǎo)體材料的電阻，它們都和偏置電壓有關(guān)。（3）反向擊穿電壓。變?nèi)荻O管在反向電壓作用下通過(guò)一定電流(如或)時(shí)的電壓，叫反向擊穿電壓。它給出了加在變?nèi)荻O管上的反向直流偏置電壓的上限。如果變?nèi)荻O管上迭加有大的交流電壓，則變?nèi)荻O管的瞬時(shí)偏置電壓不能超過(guò)擊穿電壓。使用LC諧振回路的振蕩器，基本形式有電容三點(diǎn)式振蕩器、電感三點(diǎn)式振蕩器和克拉潑振蕩器等。這些振蕩器的LC回路的振蕩頻率為 （）另外，可變?nèi)荻O管的結(jié)電容C與反向偏壓u之間的關(guān)系為 （）式中為反向偏壓為零時(shí)的結(jié)電容；為PN結(jié)勢(shì)壘電勢(shì)；v為電容變化系數(shù)。v與二極管PN結(jié)的結(jié)構(gòu)和雜質(zhì)分布有關(guān)。緩變結(jié)的v為1/3；突變結(jié)的v為1/2；抄突變結(jié)的v為1～2。由式（）可得出 由式（）可得出 所以 如果，則f與u成線(xiàn)性關(guān)系。所以單純以變?nèi)荻O管作振蕩回路電容時(shí)，可以得到線(xiàn)性調(diào)頻。通常，廣播用變?nèi)荻O管調(diào)頻器中，由于壓控振蕩器還要由鎖相環(huán)來(lái)穩(wěn)頻，因此，振蕩回路中必須還由其它作穩(wěn)頻控制用的變?nèi)荻O管。另外，在超高頻波段使用的變?nèi)荻O管，通常容量不很大，所以振蕩回路中還需加進(jìn)固定電容，因此，實(shí)際的振蕩回路就要復(fù)雜一些。下圖為變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路的電路圖：變?nèi)荻O管直接調(diào)頻電路圖中的電感為高頻扼流圈，對(duì)高頻相當(dāng)于開(kāi)路，電容為高頻濾波電容。振蕩回路由、電容、可調(diào)電感及變?nèi)荻O管組成。由此可以看出，這是一個(gè)電容反饋三點(diǎn)式振蕩器線(xiàn)路。兩個(gè)變?nèi)莨転榉聪虼?lián)組態(tài)；直流偏置同時(shí)加至兩管正端，調(diào)制信號(hào)經(jīng)電感（相當(dāng)于短路）加至兩管負(fù)端，所以對(duì)直流及調(diào)制信號(hào)來(lái)說(shuō)，兩個(gè)變?nèi)荻O管是并聯(lián)的。對(duì)高頻而言，兩個(gè)變?nèi)莨苁谴?lián)的，總變?nèi)莨茈娙?。這樣，加到每個(gè)變?nèi)莨艿母哳l電壓就降低一半，從而可以減弱高頻電壓對(duì)電容的影響；同時(shí)，采用反向串聯(lián)組態(tài)，在高頻信號(hào)的任意半周期內(nèi)，一個(gè)變?nèi)莨艿募纳娙荩辞笆銎骄娙荩┰龃?，另一個(gè)則減小，二者相互抵消，能減弱寄生調(diào)制。這個(gè)電路與采用單變?nèi)莨軙r(shí)相比較，在要求相同時(shí)，由于系數(shù)的加大，值就可以降低。另外，改變變?nèi)莨芷眉罢{(diào)節(jié)電感L可使該電路的中心頻率在范圍內(nèi)變化。 下圖為整個(gè)實(shí)驗(yàn)電路：本設(shè)計(jì)的調(diào)頻電路組成的框圖如下： ● 振蕩與調(diào)頻電路 產(chǎn)生頻率的高頻振蕩信號(hào)。變?nèi)荻O管線(xiàn)形調(diào)頻，最大頻偏。發(fā)射機(jī)的頻率穩(wěn)定度有該級(jí)決定。● 緩沖隔離級(jí) 將振蕩級(jí)與功放級(jí)隔離，以減小功放對(duì)振蕩級(jí)的影響。因?yàn)楣Ψ偶?jí)輸出信號(hào)較大，工作狀態(tài)的變化（如諧振阻抗變化）會(huì)影響振蕩器的頻率穩(wěn)定度，或波形失真或輸出電壓減小。為減小級(jí)間相互影響，通常在中間插入緩沖隔離級(jí)。緩沖隔離級(jí)常采用射極跟隨電路，如圖所示。調(diào)節(jié)射極電阻，可以改變射極跟隨器輸入阻抗。如果忽略晶體管基極體電阻的影響，則射極輸出器的輸入電阻 （）輸出電阻 （）式中，很小，所以可將射極輸出器的輸出電路等效為一個(gè)恒壓源。電壓放大倍數(shù) （）一般情況下，所以下圖所示射極輸出器具有輸入阻抗高、輸出阻抗低、電壓放大倍數(shù)近似等于1的特點(diǎn)。晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)位于交流負(fù)載的中點(diǎn)，一般取。對(duì)于下圖所示電路，若取，則 取電位器。 緩沖隔離級(jí)電路而激勵(lì)級(jí)的輸入阻抗為325，即射隨器的負(fù)載電阻，由式4可計(jì)算射隨器的輸入電阻 輸入電壓 為減小射隨器對(duì)前級(jí)振蕩器的影響，耦合電容不能太大，一般為十皮法；為左右。● 功率激勵(lì)級(jí) 為末級(jí)功放提供激勵(lì)功率。如果發(fā)射功率不大，且振蕩級(jí)的輸出功率能夠滿(mǎn)足末級(jí)功放的輸入要求，則功率激勵(lì)級(jí)可以省去。 ● 末級(jí)功放 將前級(jí)送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行功率放大，使負(fù)載（天線(xiàn)）上獲得滿(mǎn)足要求的發(fā)射功率。如果要求整機(jī)效率較高，則應(yīng)采用丙類(lèi)功率放大器；若整機(jī)要求不高，如，波形失真要小時(shí)，則可以采用甲類(lèi)功率放大器。但是本題要求，故選用丙類(lèi)功率放大器較好。 高頻功率放大器 完成調(diào)頻后，要把已調(diào)信號(hào)傳送到功率放大器加以放大，變成RF信號(hào)。下一步討論高頻功率放大器。為了把信號(hào)有效的發(fā)射出去，在電路的發(fā)射端應(yīng)加入高頻功率放大器，以滿(mǎn)足已調(diào)波能以大功率發(fā)射出去，被接受電路清晰的收到。高頻功率放大器的電路分為兩部分，第一部分為高頻小信號(hào)放大器，作為激勵(lì)級(jí)，使輸入信號(hào)能放大到可以驅(qū)動(dòng)功率放大器工作在丙類(lèi)放大的程度；第二部分為功率放大器，將輸入的小信號(hào)放大后輸出。高頻小信號(hào)諧振放大器的功用就是放大各種無(wú)線(xiàn)電設(shè)備中的高頻小信號(hào)，以便作進(jìn)一步的變換和處理。這里所說(shuō)的“小信號(hào)”，主要是強(qiáng)調(diào)輸入信號(hào)電平較低，放大器工作在它的線(xiàn)性范圍。高頻小信號(hào)放大器按頻帶寬度可以分為窄帶放大器和寬帶放大器。本設(shè)計(jì)中需要放大多個(gè)高頻信號(hào)，且信號(hào)中心頻率可以改變，所以需要用的是寬帶放大器，帶寬在左右。對(duì)高頻小信號(hào)放大器的主要要求是：（1）增益要高，也就是放大量要大，通常要靠多級(jí)放大器才能實(shí)現(xiàn)。（2）頻率選擇性要好。選擇性就是描述選擇所需信號(hào)和抑制無(wú)用信號(hào)的能力，這是靠選頻電路完成的，放大器的頻帶寬度和矩形系數(shù)是衡量選擇性的兩個(gè)重要的參數(shù)。（3）工作穩(wěn)定可靠。這要求放大器的性能盡可能的不受溫度、電源電壓等外界因素變化的影響，不產(chǎn)生任何自激。此外，在放大微弱信號(hào)的接收機(jī)前級(jí)放大器中，還要求放大器內(nèi)部噪聲要小，因?yàn)榉糯笃鞅旧淼脑肼曉降停邮瘴⑷跣盘?hào)的
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