【導(dǎo)讀】本課題是關(guān)于小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)的工作原理、分析制作方法及其安裝調(diào)試。和非線性電子線路的進(jìn)一步理解。掌握了一般電子產(chǎn)品的研制過程，學(xué)習(xí)測(cè)試高。提高了解決實(shí)際問題的能力。統(tǒng)單元電路，通過仿真軟件Multisim，進(jìn)行仿真并優(yōu)化了系統(tǒng)電路。

　　

【正文】 可得此時(shí)集電極的等效負(fù)載電阻 552 )(2 )( 22 ????? PoV c e sV c cPcV c e sV c cRq 其中 Vcc=12V， Vces=， Pc=Po=1W。 集電極基波電流振幅為 mARqPcI mc 19021 ?? 集電極電流脈沖的最大值 mAII mccm mA19011 ??? α 直流分量為 ????? αcmco II 電源供給的直流功率為 WIVP coccD ??? 集電極的耗散功率為 WPPP CDc 39。 ??? 集電極的效率 25 %77/ ?? DC PPη 若設(shè)末級(jí)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。 ??? （ θ ）θ ） α（ bbrZi 輸出變壓器線圈匝數(shù)比為 511221113 ?? ????MCCV RPNN 取 N3=7， N1=8。 若取集電極并聯(lián)諧振回路的電容 C=100pF，得回路電感為 uHuHCfL o 10)( 2 4 ??? 若采用 10*6*5 的鐵氧體來繞制輸出耦合變壓器，則可計(jì)算出總線圈的匝數(shù)為 N2，即 26 uHNIAuL 32222 104 ??? ? 則 N2=8 （ C）基極偏置電路參數(shù)計(jì)算 基極直流偏置電壓 VVVV BMjB o s ??? 射級(jí)電阻 ??? 102 CQBE IVR 取高頻旁路電容為 CE2=。 （ 3）寬帶功率放大器 (激勵(lì)級(jí)）設(shè)計(jì) （ A）計(jì)算電路參數(shù) 寬帶功率放大器的輸出功率應(yīng)等于下級(jí)的丙類功率放大器的輸入功率，并且其輸出負(fù)載應(yīng)等于丙類功放的輸入阻抗。 設(shè)高頻變壓器的效率為η = mWPP hC 60?? η 取功放的靜態(tài)電流 Icq=Icm=7mA 則集電極電壓的振幅 Vcm及等效負(fù)載電阻 hR? 分別為 KPVRVIPVCcmhCMCcm239。 ???? 射級(jí)直流負(fù)反饋電阻 3 6 01 ???? Icq V cesV cmV ccR E 27 高頻變壓器匝數(shù)比為 339。Rh39。239。1 ?? RhNN η 取次級(jí)匝數(shù) N2’ =2，則初級(jí)匝數(shù) N1’ =6. 激勵(lì)級(jí)功放采用 3DG12 晶體管，設(shè)β =30，取功率增益為 Ap=13dB（ 20 倍）， 則輸出功率為 mWAPP PCi ?? 功放的輸入阻抗為 ???? 3 2 5R 339。 bbrRi 取負(fù)反饋電阻 R3=10Ω 則本級(jí)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(jí)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。取高頻旁路電容為 CE1=,輸入耦合電容為 C1=。 28 高頻電路的電源去耦合濾波網(wǎng)絡(luò)通常采用π型 LC 低通濾波器，如下圖所示， L10，L20 可按經(jīng)驗(yàn)取 50uF~100uF， C10， C20， C11， C21 按經(jīng)驗(yàn)取 。 L10， L20 可以采用色碼電感，也可以采用環(huán)形磁芯繞制。此外，還可以在輸出變壓器的次級(jí)與負(fù)載 Rl 之間插入 LC 濾波器，以改變 R1 上的輸出波形。 將上述設(shè)計(jì)計(jì)算的原件參數(shù)按照上圖（圖 431 ）進(jìn)行安裝，然后逐級(jí)進(jìn)行調(diào)試。先安裝一級(jí)調(diào)整一級(jí)，然后安裝第二級(jí)在調(diào)試第二級(jí)，兩級(jí)安裝完后，兩級(jí)在進(jìn)行聯(lián)調(diào)。 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。但回路的初始狀態(tài)或者在調(diào)諧過程中，可能會(huì)出現(xiàn)回路失諧的狀態(tài)，即集電極回路的阻抗呈感性或者呈容性，將使回路的等效阻抗下降。這時(shí)集電極的輸出電壓將減小，集電極電流也隨之增大，從而導(dǎo)致集 電極的耗散功率將增加，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)損害晶體管。為保證晶體管安全工作，進(jìn)行調(diào)諧時(shí)，可以先將電源電壓 +Vcc 降低到規(guī)定值的 1/2~1/3，等找到諧振點(diǎn)后，再將 +Vcc 升到規(guī)定值，在回路諧振時(shí)，示波器檢測(cè)的波形應(yīng)為不失真波形 [13]。 寄生振蕩極其消除辦法 寄生振蕩是高頻功率諧振放大器應(yīng)用過程中經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象，常見的寄生振蕩有以下兩種： （ 1）參量自激型寄生振蕩 當(dāng)功放的輸出電壓 Vcm 足夠大時(shí)，功放的動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)就可能進(jìn)入?yún)⒘繝顟B(tài)，這時(shí)晶體管的許多參數(shù)將隨著工作狀態(tài)而改變，如集電結(jié)電容 Cb39。c 的變化就特別明顯，將 產(chǎn)生許多新的頻率分量存在于晶體管的輸出和輸入端，其中某些頻率分量由于相位和幅度比較合適，從而形成了自激振蕩。對(duì)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。 圖 441 1/2基波的影響 29 參量自激振蕩的特點(diǎn)是必須要在外加信號(hào)的激勵(lì)下才能夠產(chǎn)生，因此斷開激勵(lì)信號(hào)觀察振蕩是否繼續(xù)存在是判斷是否存在自激型寄生振蕩的有效方法。消除參量型寄生振蕩的常見方法是在基極或發(fā)射極接入防振電阻或引入適當(dāng)?shù)母哳l電壓負(fù)反饋，如果可能的話，可以適當(dāng)減小激勵(lì)信號(hào)電平 [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。下圖（圖 362）表示出疊加入低頻自激后的輸出波形。 低頻寄生振蕩一般是由功放輸入輸出回路中的分布電容引起的，消除辦法是設(shè)法破壞他的正反饋支路，例如減小基極回路線圈電感量或串入電阻 Rf，降低線圈的 Q 值等。 高頻寄生振蕩一般由電路的分布參數(shù)（分布電容，引線電感）影響造成的。消除高頻寄生振。 天線的相關(guān)知識(shí)及設(shè)計(jì) 天線的輸入阻抗 天 線的輸入阻抗就是指天線饋電端輸入電壓與輸出電流的比值。天線與饋線的連接，最佳情形就是天線的輸入阻抗是純電阻且等于饋線的特征阻抗，這時(shí)饋線終端沒有功率反射，饋線上沒有駐波，天線的輸入阻抗隨頻率的變化比較平緩。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。一般移動(dòng)通信的天線的輸入阻抗為 50Ω [6]。 天線的極化方式 所謂天線的極化，就是指天線輻射時(shí)形成的電場(chǎng)強(qiáng)度方向。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直于地面時(shí)，此電波就稱為垂直極化波；當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度方向平行于地面時(shí)，此電波就稱為水平極化圖 362 低頻寄生振蕩的影響 30 波 。由于電波的特性，決定了水平極化傳播的信號(hào)在貼近地面使使地面表面產(chǎn)生極化電流，極化電流因受大地阻抗影響產(chǎn)生熱能而使電場(chǎng)信號(hào)迅速衰減，而垂直極化方式則不易產(chǎn)生極化電流，從而避免了能量的大幅衰減，保證了信號(hào)的有效傳播。因此，在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，一般采用垂直極化的傳播方式 [6]。 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。表征天線增益的參數(shù)主要是 dBd 和 dBi。 Dbi 是相對(duì)于點(diǎn)源天線的增益，在各方向的 增益是均勻相同的， dBd 相對(duì)于對(duì)稱陣子天線的增益 dBi=dBd+。相同的條件下，增益越高，電波傳播的距離越遠(yuǎn) [6]。 天線的設(shè)計(jì)方案 在日常的移動(dòng)通信應(yīng)用技術(shù)中，拉桿天線是我們經(jīng)常接觸到的，雖然發(fā)射機(jī)應(yīng)用時(shí)其覆蓋面積不是很大，但是由于其價(jià)格低廉，方便實(shí)用，因此得到了普遍的應(yīng)用。由于天線的長度必須與信號(hào)的波形相比擬時(shí)，信號(hào)才能被有效的輻射，我們知道天線傳播一般都是以波長的 1/4 奇數(shù)倍進(jìn)行傳播，所以在做天線時(shí)為了縮小長度一般選取波長的 1/4 作為天線的長度，這樣不僅能達(dá)到最佳的傳播性能，而且也節(jié)省了空 間和物質(zhì)消耗。在真空中信號(hào)的傳播速度為光速，本機(jī)的中心頻率為 6MHz，因此，由公式，波長 =速度／頻率可得到信號(hào)波長為 米，由于天線長度比較長，因此可以采用螺旋形式的天線。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。螺旋式天線不是將元器件直線延長到 1/4 波長，而是將天線螺旋纏繞成一個(gè)線圈。單元中的金屬線與直線拉桿天線有同樣的電子長度，但整體物理長度變短，并且在盤繞后顯得更加靈活。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(chǎng)合中更加關(guān)注天線的耐用性而不是有效性。 31 第四章 單元電路調(diào)試與整機(jī)統(tǒng)調(diào) 主振級(jí)調(diào)試 整機(jī)電路的設(shè)計(jì)計(jì)算順序一般是從末級(jí)單元電路開始，向前逐級(jí)進(jìn)行。而電路的裝調(diào)順序一般從前級(jí)單元電路開始，向后逐級(jí)進(jìn)行。電路的調(diào)試順序?yàn)橄确旨?jí)調(diào)整單元電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，測(cè)量其性能參數(shù)，然后再逐級(jí)進(jìn)行聯(lián)調(diào)，直到整機(jī) [9]。 按設(shè)計(jì)的電路安裝好本振級(jí)后，調(diào)整主振級(jí)的電位器 0PR 來調(diào)整晶體管的工作點(diǎn)，使振蕩管電流為 3mA 左右，適當(dāng)調(diào)整主振級(jí)可調(diào)電容 C1，使輸出頻率維持在 6MHz 左右，幅度置為 40mV，波形為正弦波。此部分單元電路調(diào)試時(shí)，最好先斷開與后級(jí)調(diào)制電路的接線，以免后級(jí)調(diào)制電路對(duì)主振級(jí)造成影響，將此單元電路調(diào)試好后，在把電路產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)的正弦波輸送到調(diào)制級(jí)以供后級(jí)進(jìn)行調(diào)制和功率放大。 晶振級(jí)與緩沖級(jí)聯(lián)調(diào)時(shí)可能出現(xiàn)緩沖級(jí)輸出電壓明顯減小或波形失真的情況。產(chǎn)生的主要原因是緩沖隔離級(jí)的輸入阻抗比較小，從而使主振級(jí)負(fù)載較重。此時(shí)，可通過調(diào)節(jié)緩沖隔離級(jí)的射級(jí)電阻 1PR 來提高緩沖隔離級(jí)的輸入阻抗，也可以減小主振級(jí)和緩沖級(jí)的耦合及減小 C4 來調(diào)整輸出波形。 信號(hào)調(diào)制級(jí)調(diào)試 本機(jī)調(diào)制級(jí)主要采用 MC1496 進(jìn)行模擬信號(hào)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(hào)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(hào)加載到高頻載波中去，從而增大有用信號(hào)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(hào)的幅度來調(diào)節(jié)輸出已調(diào)信號(hào)的調(diào)幅度。調(diào)節(jié)電路中的 3PR 即可達(dá)到調(diào)節(jié)輸入音頻信號(hào)幅度大小的目的，改變音頻信號(hào)大小得到盡可能大的調(diào)幅度 aM （注意防止產(chǎn)生過調(diào)幅失真），測(cè)得調(diào)幅度大小滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求后，將已調(diào)信號(hào)輸送到后級(jí)進(jìn)行功率放大，進(jìn)而通過天線輻射到自由空間中去 [26]。 功率放大級(jí)調(diào)試 功率放大級(jí)的主要作用是將前級(jí)產(chǎn)生的已調(diào)信號(hào)進(jìn)行功率放大，先通過激勵(lì)級(jí)（甲類諧振功率放大級(jí)）進(jìn)行電壓的放大，然后再加入丙類諧振功率放大器進(jìn)行功率的放大，在 32 此電路調(diào)試中難點(diǎn)在于線圈的繞制，不恰當(dāng) 的繞制方法或者錯(cuò)誤的線圈繞制匝數(shù)可能會(huì)造成輸出波形