【正文】 第三章 電路仿真與測試 29 參 考 文 獻(xiàn) （ 1）全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽組委會編 .全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽獲獎作品精選（ 1994— 1999） .北京 .北京理工大學(xué)出版社 （ 2）趙震初 .無線電技術(shù)基礎(chǔ) .北京 .北京理工大學(xué)出版社 .2021年 （ 3）黃智偉 .無線發(fā)射與接收電路設(shè)計(jì) . 北京 .北京航空航天大學(xué)出版社 .2021年 （ 4）張肅文，陸兆熊 .高頻電子線路（第三版） . 北京 .高等教育出版社 .1993年 （ 5）摩托羅拉網(wǎng)站 。至此，我衷心地對郝云芳老師表示感謝。同時，我的專業(yè)理論水平和理解能力都有了很大提高。 由于硬件設(shè)計(jì)自主選擇性大，因而選擇比較不同的同類電路需要進(jìn)行深刻的比較和對比，選擇簡單實(shí)用符合要求的是非常重要的，這需要廣泛的查取資料。因而在完善設(shè)計(jì)的過程中，我本人收益非淺，不僅重新溫習(xí)了與設(shè)計(jì)相關(guān)知識，還通過在查找資料獲得不少實(shí)際電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。移存脈沖頻率為并行取樣脈沖頻率的 n 倍，并行取樣脈沖的寬度應(yīng)大于依存脈沖的寬度。這里需要特別注意的是，并行取樣脈沖于移存脈沖之間有一定的關(guān)系。首先，先通過 148 編碼器將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制表示，然后將三位二進(jìn)制碼同由按鍵 8輸入的地址碼并行輸入，在并行脈沖和移存脈沖的共同作用下，串行輸出二進(jìn)制碼。在編碼時，采用并串轉(zhuǎn)換電路代替 MC145026，顯然其性能不如集成芯片完善，但不會影響發(fā)射電路的整體功能，考慮到在接收端只需要控制的電路只有兩種狀態(tài)，所以簡化了 MC145026 的五位地址碼為一位，這樣需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)就只有四位。 第三章 電路仿真與測試 23 當(dāng)變?nèi)荻壒艿慕Y(jié)電容在調(diào)制信號的作用下發(fā)生變化時，振蕩回路的總電容也隨之變化，這樣便得到了疏密變化的調(diào)頻波，圖 32（ a）、圖 32（ b）分別是用 100KHz、 1mV 的方波發(fā)生 器產(chǎn)生的仿真波形。 在無線傳輸中，為了克服電波的各種衰減及損耗，通常要用低頻的基帶信號調(diào)制頻率較高的載波。因而計(jì)算機(jī)輔助電路分析已成為現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)中不可 缺少的工具。 早期的電子設(shè)計(jì)中，電路性能驗(yàn)證主要是將設(shè)計(jì)的電路圖接成面包板，然后使用電源、信號發(fā)生器、示波器、電表等電子儀器來實(shí)現(xiàn)，他們根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的方案，檢查在一定的初始條件和給定輸入情況下電路實(shí)際的輸出信號是否與預(yù)期的輸出信號吻合。 第三章 電路仿真與測試 22 3. 電路仿真與測試 要完成一件電子產(chǎn)品，必須要完成原理圖設(shè)計(jì)、 PCB 圖設(shè)計(jì)、制板、制造等幾個步驟。設(shè)計(jì)中選用了相同的基極電阻 510 歐姆。 圖 216 流過小燈泡的電流 I0 與集電極電阻有關(guān)，集電極電阻與 I0 成反比，所以MC145027 輸出的高位應(yīng)與集電極電阻最小的射隨器相連。 由于 LED 的工作電流小，所以采用 74LS138 譯碼器直接輸出驅(qū)動。 設(shè)計(jì)中采 用了 Motorola 公司提供的參考值，如下表所示： 表 21 解碼及驅(qū)動電路 圖 215 MC145027 的示意圖 第二章 實(shí)際電路的設(shè)計(jì)與計(jì)算 21 因?yàn)樵诰幋a中我們已經(jīng)設(shè)定了一位地址碼，那么在譯碼時就必須有兩片MC145027 來解碼，也就是只有地址位同自身地址位設(shè)定相符的解碼芯片才能譯出相應(yīng)的信息。輸出的串行碼頻率 f是由 12 管腳 CTC與 13 管腳 RTC的器件來確定的。為了保證信第二章 實(shí)際電路的設(shè)計(jì)與計(jì)算 20 息的安全可靠， MC145026 會將同樣的數(shù)據(jù)發(fā)送兩次。圖 215便是 MC145026 的示意圖。 圖 213 例 編碼電路 因?yàn)楸具b控系統(tǒng)的重點(diǎn)在于無線部分，所以設(shè)計(jì)數(shù)字部分時要滿足結(jié)構(gòu)簡單，同時實(shí)現(xiàn)規(guī)定的控制能力的原則。 注：上面的數(shù)值都是實(shí)際的線圈匝數(shù)。 設(shè)計(jì)中，計(jì)算選頻網(wǎng)絡(luò)的三級管集電極負(fù)載電阻 R0時，所涉及到的集電極輸出功率 P0是三級管的極限參數(shù) PCM— 最大輸出功率。 線圈的設(shè)計(jì) 由于線圈的設(shè)計(jì)過程相當(dāng)?shù)膹?fù)雜、繁瑣、這里僅作扼要的闡述。因?yàn)椋?MC3361B 輸出的信號頻率為，所以輸入比較器的信號先要經(jīng)過由 R1和 C1構(gòu)成的低通濾波器，這樣便濾除了高次諧波。以下為 LM311的示意圖，如圖 210所示。用這個門限電壓，使高于這個門限電壓的部分恢復(fù)為高電平，低于的部分恢復(fù)為低電平。 比較器的門限電壓由鑒頻器輸出經(jīng) RC 低通濾波獲得，其電壓相當(dāng)于信號中的直流分量電壓。 MC3361B 用在 FM雙工通信中的參數(shù)如下： （ 1）在 2V到 8V的電源下工作 （ 2）低漏電流： （在 Vcc=4V 的條件下） （ 3）具有很好的靈敏度：輸入限定電壓 3dB=? （在 Vcc=4V 的條件下） （ 4）只需要較少的外部零件 （ 5）工作頻率最高可到 60MHz MC3361B 在電路中的運(yùn)用如下圖 28 所示： 圖 28 MC3361B 在電路中的應(yīng)用 下圖 29 是 MC3361B 的示意圖： 第二章 實(shí)際電路的設(shè)計(jì)與計(jì)算 16 圖 29 MC3361B 示意圖 對解調(diào)信號進(jìn)行恢復(fù)的電路的設(shè)計(jì) 在經(jīng)過無線傳輸、高頻放大、解調(diào)等過程后，信號會產(chǎn)生畸變，為了得到性能更好的數(shù)字信號，還需要利用脈沖信號的恢復(fù)電路將解調(diào)信號恢復(fù)成二進(jìn)制碼型。該電路只使用了它的振蕩器、混頻器、限幅放大器、正交鑒頻器。所以，回路總電容 ?C 就可以求出： ?C =C4+p12Coe+p22Cie=19（ pF） 高頻電路中的耦合電容及濾波電容一般采用體積較小的瓷片電容，現(xiàn)?。? 耦合電容： C1= F? 旁路電容： C2= F? 濾波電容： C3= F? 電路中該高頻小信號放大器的電壓放大倍數(shù) Av0為：iv UUA 00 ? 第二章 實(shí)際電路的設(shè)計(jì)與計(jì)算 15 放大器的通頻帶 BW 與諧振電路的電壓放大倍數(shù) Av0的關(guān)系為： ???? CYBWA fev 20 ?? gYppA fev 21 對接收信號解調(diào)電路的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中對已調(diào)信號進(jìn)行處理恢復(fù)基帶信號，是通過 Motorola 專用集成電路芯片 — 低功耗窄帶 FM/IF MC3361B 來實(shí)現(xiàn)的。 ????? ?所以 mSYoe ? 在設(shè)計(jì)線圈時為了簡化設(shè)計(jì)過程，線圈回路電容 C4都取 15pF，而且線圈的初級總匝數(shù) N2=48，集電極接入初級的匝數(shù) N1=32，次級線圈的匝數(shù)為 N3=4。39。39。39。39。39。39。 ebebbb ebieieie Cjgr eCbjgCjgY ??? ?? ???? ? ? ? ?mSjjjCjgr CjgY ebebbb ebebie (1 1263 126339。39。 39。39?！?集電極電容，一般為幾皮法 ebC39。 ?? 第二章 實(shí)際電路的設(shè)計(jì)與計(jì)算 14 bbr39。 ebebbb cbre Cjgr CjY ?? ?? ?? 式中， gm— 晶體管的跨導(dǎo)，與發(fā)射機(jī)電流的關(guān)系 為： ? ? SmAIg em 26? gb’ e— 發(fā)射介電導(dǎo)，與晶體管的電流放大系數(shù) β 及 IE 有關(guān)，其關(guān)系為：? ? SmAIrg eebeb ?26139。39。 ebebbb mfe Cjgr gY ???? 反向傳輸導(dǎo)納：)(1 39。39。39。39。39。39。1 39。 （ 2）計(jì)算諧振回路的參數(shù) 放大器在高頻情況下的等效電路的 y 參數(shù) Yie、 Yoe、 Yfe和 Yre分別為： 輸入導(dǎo)納：)39。當(dāng) IE=1mA時， Cb’ e=25pF。 放大電路的設(shè)計(jì) 接收機(jī)輸入耦合回路采用 中頻變壓器 T2。電容 C C2 的取值由線圈的參數(shù)決定，分別設(shè)為 15pF和 27pF； C3是耦合電容，取 150pF。 設(shè)功放工作在臨界狀態(tài)，由于負(fù)載 RL與與功率放大器的諧振回路之間采用變壓器耦合的方式，實(shí)現(xiàn)了阻抗匹配，則集電極上的最佳負(fù)載電阻 R0上的功率就等于負(fù)載 RL上的功率所以將集電極的輸出功率視為高頻功率放大器的輸出功率。本設(shè)計(jì)中，對輸出功率要求不高，功率放大器可工作在甲乙類狀態(tài)，作為發(fā)射機(jī)的末級功放。根據(jù)放大器電流導(dǎo)通角的范圍，可分為甲類、乙類、第二章 實(shí)際電路的設(shè)計(jì)與計(jì)算 11 丙類、甲乙類、丁類及戊類等不同類型的功率放大器。利用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路的功率放大器稱為諧振功率放大器。 末級功放及發(fā)射電路的設(shè)計(jì) 無論是在低頻電路中還是在高頻電路中，為了獲得足夠大的輸出功