【正文】 要求 能夠準(zhǔn)確接收信號進(jìn)行解調(diào)，輸出信號波形無明顯失真。 兩頻率差值為 ， 矩形系數(shù) =。的頻率值 ， 并將測量數(shù)據(jù)填入表 77 中， 兩頻率差值為通頻帶 。 表 76 接收機(jī)輸出功率及輸出電壓信噪比測量數(shù)據(jù) 信號狀態(tài) 輸出峰峰值（ V） 輸出功率（ mW） 輸出信噪比 無信號 有信號 接收機(jī)靈敏度測量 在滿足輸岀電壓信噪比 ≥4， 輸岀功率 ≥100mW時(shí)進(jìn)行下列測試。 接收機(jī)中頻測量 測試接收機(jī)的本振頻率 fL，微調(diào)載波頻率 fS，當(dāng)解調(diào)輸出幅度最大時(shí)，本振頻率與載波頻率 fS頻率之差的絕對值即為接收機(jī)中頻 fI。 71 發(fā)射機(jī)載波頻率穩(wěn)定度測量數(shù)據(jù) 測量次數(shù) 1 2 3 4 5 頻率（ MHz） 平均值（ MHz） 頻率穩(wěn)定度 發(fā)射機(jī)最大頻偏 mf? 測量 在調(diào)制信號輸入端疊加加直流電壓 1V， 測載波頻率 1Sf ， 并將測量數(shù)據(jù)填入表 72 中，計(jì)算Ssm fff ??? 1。第 三 個(gè)比較 IC8A 作為比較器，用于識別有解調(diào)信號。 該電路從 5V 直流，并可以檢測信號可達(dá) 150 千赫 。 因此，本 設(shè)計(jì) 選用 TDA2822 作為低頻功率放大器的核心芯片， 其 電路結(jié)構(gòu)簡單，采用 BTL 電路時(shí)，輸出功率最大可達(dá)到 350mW。 L14 選用 選用直徑為φ 的漆包線，在線圈上繞制在 NXO60φ 18 8 5 的磁環(huán)繞制，繞制方法采用試?yán)@法。 uo≈21 KMK(ω)RL 21mU ［ 2QLkf/ωc］ UΩmcosΩt 用集成模擬乘法器 MC1496 實(shí)現(xiàn)的相 鑒頻 器電路如圖 69 所示。圖 68所示是一個(gè)由電容 C1 和單調(diào)諧回路 LC2R組成的分壓傳輸移相網(wǎng)絡(luò)。在保證諧振在中頻 與 矩陣系數(shù) ≤3的前提下，可以通過調(diào)整 LC 雙調(diào)諧諧振網(wǎng)絡(luò)中的耦合電容的電容值， 調(diào)整 雙調(diào)諧回路的 3dB 帶寬 。所以，后級只要做好阻抗匹配就能滿足系統(tǒng)帶寬 KHz1802 ??f 的要求。 因耦合因數(shù)為 1?? LcQk? ， 自耦變壓器的 Q 值一般滿足 10LQ? 得 ?? LM QCC 所以取 pFCM 3? ， pFCC 301211 ?? 。 圖 66 中頻放大器 靜態(tài)工作點(diǎn)選取參見 。 因?yàn)橹蓄l放大器的中心頻 率是固定不變的，而且接收機(jī)的主要放大倍數(shù)由中頻放大 器承擔(dān)。本設(shè)計(jì)選取 mA? ， 12 2eR R K? ? ?， 100?? 。本電路與晶體三極管混頻器相比較，其優(yōu)點(diǎn)是輸出電流中組合頻率分量少，干擾小；對本振電壓振幅要求不很嚴(yán)格，不會因 ULm小而失真嚴(yán) 重； us 與 uL 的隔離性能好，頻率牽引小。 MC1496的混頻靈敏度 高 ，噪聲抑制能力強(qiáng)，外部器件少，功耗低， 使用調(diào)試簡單方便 ， 其電路圖如圖 65所示。不同的混頻電路對應(yīng)有不同的混頻能力，而且 在 很大程度上影響整個(gè)接收機(jī)的靈敏度，因此混頻器的選擇好壞決定著整個(gè)接收機(jī)的靈敏度。 本電路 選用 選用直徑為φ 的漆包線，在線圈上繞制在 NXO20φ 106 5 的磁環(huán)繞制，繞制方法采用試?yán)@法，參見圖 64。 由于初、次級回路總電容 221 1 1 0 1 2 2 iC p C C p C? ? ?，為了簡化計(jì)算取 初、次級回路總電容 11 12C C C??，利用01 02 1 272f f M H zLC?? ? ?估算諧振回路電感 HCfL ??? )10272( 1)2( 1 122620 ??????? ? 考慮晶體管的輸出電容和混頻器的輸入電容，選取電感 ?? 。 耦合回路的 耦合系數(shù) 1 1 1 2( ) ( )M M MMMMC C Ck C C CC C C C? ? ???? 高頻課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 16 耦合回路的 耦合因數(shù)為 kQ?? ， 耦合回路的諧振 特性方程 為 22220 4)1(2 ??? ?? ?????uuAA 1?? 稱為弱（松）耦合，諧振曲線單峰值，且峰值達(dá)不到最大值； 1?? 稱為臨界耦合，諧振曲線單峰值，且峰值達(dá)到最大值； 1?? 稱為強(qiáng)（緊）耦合，諧振曲線雙峰值，且峰值達(dá)到最大值 。 高頻電路中的耦合電容及濾波電容一般選取體積較小的瓷片電容。 雙調(diào)諧回路的矩形系數(shù)為=，在混頻器后以及 中頻放大器 輸出后 各 加一個(gè)雙調(diào)諧回路，可以有效改善電路的帶寬和矩形系數(shù)。由此可知，單調(diào)諧回路是不能達(dá)到矩形系數(shù)小于等于 3的技術(shù)指標(biāo)。接入系數(shù)為 334Cp CC? ? ，取 p= 解得 3 4C pF? ， 4 100C pF? 。 該前置放大能將信號 放大 7 倍左右（約 17dB），噪聲影響降低，達(dá)到了小信號低噪放大的目的。 典型的應(yīng)用 ， 唯一需要的外部元件 就 是輸入輸出隔離電容 。 MAX2650 用于從直流至 900MHz， 它有一個(gè)平坦的增益響應(yīng) 。 圖 56 環(huán)形電感 高頻課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 13 6 調(diào)頻 接收機(jī)電路設(shè)計(jì) 低噪聲前置放大器 的設(shè)計(jì) n 級級聯(lián) 網(wǎng)絡(luò) 的總噪聲系數(shù)為 2311 1 2 1 2 ( 1 )1 1 1F F F nFFP H P H P H P H P H P H nN N NNN A A A A A A?? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? 由此式可知，多級 網(wǎng)絡(luò) 總的噪聲系數(shù)主要取決于前面兩級，而和后面各級的噪聲系數(shù)幾乎沒有關(guān)系。題目要求效率 ≥40%，采用甲類功率放大器 能達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，所以 本設(shè)計(jì) 采用此方案 電路如圖 55 所示。 頻率 調(diào)制電路 VCO 產(chǎn)生的振蕩頻率范圍和變?nèi)荻O管的壓容特性有關(guān)， CVD 的大小受所加偏置電壓Ur 控制，偏置電壓與容量關(guān)系曲線，如圖 54 所示。由此可見，在相對頻偏較小的情況下，對變?nèi)荻O管 γ 值的要求并不嚴(yán)格。 高頻課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 10 圖 52 VCO 原理電路 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻的特點(diǎn)為最大 頻偏大，能夠達(dá)到幾 MHz，為解決調(diào)制頻偏過大的問題，因此使用變二極管部分接入的方式完成，以達(dá)到調(diào)制信號變化 1V 時(shí)對應(yīng)的頻偏為75KHz， 與此 同時(shí)提高了振蕩器的頻率穩(wěn)定度。對高頻振蕩電壓來說，每一個(gè)變?nèi)荻O管只有原來高頻振蕩電壓的一半，這樣就能減小高頻振蕩電壓對變?nèi)荻O管總電容的影響。輸出為正弦波的 LC 振蕩器 用變?nèi)荻O管實(shí)現(xiàn)回路調(diào)頻， 直接用控制電壓實(shí)現(xiàn)控制。因?yàn)樽內(nèi)荻O管是電壓控制器件，所需調(diào)制信號的功率很小 。 集電極負(fù)載電阻的估算 KI mVrI mVrr CQbbEQbbbe 030 02626)1( // ????????? ?? 若選取 CL RR ?? ，即 CL RR ?/ ，由beCbeLu rRrRA ?? ?? / 得 KrAR beuC 2300 ???? ? （ 3）電容參數(shù)的選取 嚴(yán)格計(jì)算 1C 、 2C 、 3C 的參數(shù)較為麻煩，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，通常選取 FCC ?)102(21 ～?? FC ?)10050(3 ～? 。 圖 51 低頻電壓放大器 偏置電阻的估算 對于小信號放大器應(yīng)工作于線性區(qū)，且在能滿足電壓 增益要求的前提下， CQI 應(yīng)盡量小一些，這樣可以減小靜態(tài)功率損耗。因而本作品中的接收機(jī)采用方案三來實(shí)現(xiàn)。其系統(tǒng)框圖如圖 46所示。其系統(tǒng)框圖如圖 44所示。方案二則兼顧了方案一與方案三的問題，采用 變?nèi)荻O管直接調(diào)頻，頻率穩(wěn)定度以及最大頻偏的問題均能較容易實(shí)現(xiàn)，而且對提升發(fā)射機(jī)效率有很好的改善。 調(diào) 制 信 號 變 容 二 極管 調(diào) 頻 壓 控 振 蕩器 高 頻 功 放 圖 42 發(fā)射機(jī)方案二系統(tǒng)框圖 方案三： 發(fā)射機(jī)采用石英晶體直接調(diào)頻，通過倍頻方式獲得最大頻 偏，然后通過高頻功率放大器進(jìn)行放大后，將調(diào)頻信號發(fā)射。 高頻課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 6 4 設(shè)計(jì)方案 調(diào)頻 發(fā)射機(jī)方案比較與選擇 方案一： 發(fā)射機(jī)采用鎖相環(huán)（ PLL）或 者直接數(shù)字式頻率合成器（ DDS）進(jìn)行頻率調(diào)制，然后通過高頻功率放大器放大后輸出，將調(diào)頻信號發(fā)射。 圖 31 系統(tǒng)組成框圖 調(diào)頻 發(fā)射 機(jī) 設(shè)計(jì)與制作要求 （ 1） 設(shè)計(jì)與制作一個(gè)調(diào)頻發(fā)射機(jī) , 要求載波頻 率 fS為自制接收機(jī)的中心頻率 ， 頻率穩(wěn)定度 優(yōu)于 104； （ 2） 調(diào)制信號頻率為 50Hz～ 15kHz； 在調(diào)制信號振幅為 1V 時(shí) ， 最大頻偏為 75kHz， 發(fā)射 機(jī)負(fù)載阻抗為 50Ω； （ 3） 在發(fā)射機(jī) 輸岀功率 Po≤50mW時(shí) ， 接收機(jī) 解調(diào) 的 50Hz～ 15kHz 信號波形無明顯失真 條 件下， 通信距離 ≥4m； （ 4） 發(fā)射機(jī) 整機(jī) 效率 ≥35 %； （ 5） 發(fā)射機(jī)與接收機(jī)能進(jìn)行語言和音樂的無線通信 。 （ 7）實(shí)驗(yàn)參考文獻(xiàn)。 實(shí)驗(yàn)調(diào)試完結(jié)之后，還應(yīng)注意最后校核與完善總體電路圖。當(dāng)然這一過程也是對理論設(shè)計(jì)做出檢驗(yàn)、修改，使之更加完善的過程。在電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意： （ 1）選用電磁兼容特性好的集成電路； （ 2）盡量提高系統(tǒng)集成度； （ 3）只要條件允許盡量降低系統(tǒng)工作頻率； （ 4）為系統(tǒng)提供足夠功率的電源； （ 5）電路布局、布線要合理，做到高低頻分開、功率電路與信號電路分開數(shù)字電路與模擬電路分開。 第四步、可靠性設(shè)計(jì) （ 1）定出合理的設(shè)計(jì)指標(biāo)。但是也不要以為采用集成電路就一定比用分立元件好，有些特殊應(yīng)用情況 (如 高電壓、大電流輸出 )，采用分立元件往往比用集成電路更切合實(shí)際。而電路設(shè)計(jì)時(shí)除了對電路的性能指標(biāo)有要求外，通常沒有其 它任何已知參數(shù)，幾乎全部由設(shè)計(jì)者自己選擇和計(jì)算，這樣理論上滿足要求的參數(shù)值就不會是唯一的了，這需要設(shè)計(jì)者根據(jù)價(jià)格、貨源等具體情況靈活選擇。一高頻課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 3 個(gè)好的電路結(jié)構(gòu)應(yīng)該是滿足性能指標(biāo)的要求，功能齊全，結(jié)構(gòu)簡單、合理，技術(shù)先進(jìn)等。 第三步 單元電路設(shè)計(jì)（原理電路設(shè)計(jì)） 在選定總體方案之后，便可畫出總體電路的框圖，著手進(jìn)行單元電路的設(shè)計(jì)。方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容是選擇實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的方法、準(zhǔn)備采用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（如系統(tǒng)功能框圖），同時(shí)還應(yīng)考慮實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分的方法。 高頻課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 2 2 課程設(shè)計(jì)的 內(nèi)容 及步驟 課程 設(shè)計(jì) 內(nèi)容 課程設(shè)計(jì)主要包括 （ 1）滿足性能指標(biāo)要求的總體方案的選擇； （ 2）各部分原理電路的設(shè)計(jì)； （ 3）參數(shù)值的計(jì)算； （ 4）電路的實(shí)驗(yàn)與調(diào)試以及參數(shù)的修改、調(diào)整。 在高頻課程設(shè)計(jì)中，經(jīng)過查資料、選方案、設(shè)計(jì)電路、撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告、使學(xué)生得到一次較全面的工程實(shí)踐訓(xùn)練。 高頻課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 機(jī)電工程學(xué)院教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心 電子信息綜合實(shí)驗(yàn)室 目 錄 1 課程設(shè)計(jì)的目的 ............................................................................................................ 1 2 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟 .................................................................................................. 2 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容 ............................................................................................................ 2 課程設(shè)計(jì)步驟 ............................................................................................................ 2 3 調(diào)頻發(fā)射機(jī)與接收設(shè)計(jì) ...............................................................................................