【正文】 難，因此諧振功率放大器主要用來放大固定頻率或窄帶信號，所以諧振功率放大器也 稱為窄帶高頻功率放大器 [15]。 在設(shè)置乘法器各點(diǎn)的靜態(tài)偏置電壓時，應(yīng)使乘法器內(nèi)部的三極管均工作在放大狀態(tài)，并盡量使靜態(tài)工作點(diǎn)處于直流負(fù)載線的中點(diǎn)，對應(yīng)于圖所示電路，應(yīng)使內(nèi)部電路中三極管的 Vce=4V~6V，即 V6V8=V12V10=4V~6V， V8V4=V10V1=4V~6V， V2（ Vee） =V3（ Vee） =4V~6V。幅度調(diào)制單元電路圖（圖 343）如下圖： Umax Umin B A 圖 342 普通調(diào)幅波波形 圖 343 調(diào)幅電路 16 根據(jù)設(shè)計要求的工作電壓以及模擬乘法器的工作特性設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)。 為了使調(diào)幅波不失真，即高頻振幅能真實(shí)的反映調(diào)制信號， am 應(yīng)小于或者等于 1?am ，則產(chǎn)生過調(diào)制，如上邊（ e）圖所示，實(shí)際中應(yīng)該避免產(chǎn)生過調(diào)幅。但在實(shí)際測量中并不利用此公示計算，一般采用波形測量的方（ a）調(diào)制信號波形 （ b） 載波信號波形 （ c） Ma＜ 1時的已調(diào)波形 （ d） Ma=1時的已調(diào)波波 形 （ e） Ma＞ 1時的已調(diào)波波形 圖 341 調(diào)幅波調(diào)制過程 t t t t t 15 法，如右圖（圖 342）所示， )cos1( tmU acm ?? 是包絡(luò)函數(shù)，它反映了調(diào)幅信號包絡(luò)線的變化。 振幅調(diào)制（ AM）就是用低頻信號（調(diào)制信號） )(tU? 去控制高頻載波 )(tUc 的振幅，使載波的振幅隨調(diào)制信號成正比變化。語音放大級單元電路圖（ 圖 331）如下 : 音頻放大器輸出波形模擬圖（圖 332）如下 [5]： 幅度調(diào)制電路的設(shè)計 所謂振幅調(diào)制就是用被傳輸?shù)牡皖l信號去控制高頻振蕩器，使其輸出信號的幅度隨著低頻信號的變化而變化，從而實(shí)現(xiàn)低頻信號搬移到高頻段，被高頻信號攜帶并有效進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸?shù)哪康摹?3 腳到地之間接入 C6 和 RP4 組成負(fù)反饋電路，決定放大倍數(shù)的大小。電源由 6 腳引入， 4 腳接地， 8 腳與地之間接有源濾波退耦電容 C7。 C2 為 F 左右。對于圖示電路，取 6CEQVV?，4CQI mA? ，若晶體管電流放大倍數(shù)β =60，則 61 / 1 .5p E Q C QR R V I k? ? ? ?，取 R6=1kΩ的電阻， Rp1=1kΩ的電位器。所以圖示 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)。式中， r0 很小，所以可將射極輸出器的輸出電路等效為一個恒壓源 [3]。//i B LR R R?? ，式中， 39。如果忽略晶體管基極體電阻 rb39。在緩沖隔離級的選擇上不論是在低頻電路還是高頻電路的整機(jī)設(shè)計中，緩沖隔離級常采用射極跟隨器電路 [1]。 經(jīng)過小信號 放大后輸出波形 (圖 314）如下 [5]： 與未加入放大器時相比，波形和頻率都沒有變化，指示振幅（電壓）有所增加。后者比較簡單、直觀。否則，所測數(shù)據(jù)是不準(zhǔn)確的。因此，在測試其直流工作點(diǎn)時，應(yīng)先用示波器觀察一下放大器的輸出端是否有自激振蕩波形。如果采用集電極調(diào)幅電路，就要使用一至二級高頻電壓放大器，以滿足集電極 調(diào)幅的大信號輸入。如果選用集成模擬乘法器作振幅調(diào)制器，輸入信號是小信號。高頻電壓放大器的任務(wù)是將振蕩電壓放大以后送到振幅調(diào)制器，可以選用高頻調(diào)諧放大器。 R1 、 R2 和 0pR 構(gòu)成分壓式偏置電路， C2 和 C3 的串接電容直接并接在晶體兩端，為晶體的負(fù)載電容。晶體振蕩級與小信號放大級聯(lián)合電路圖如圖（圖 311）所示 [7]： 10 此電路中主振級工作在較低的 6MHz 的頻率上，一般晶體振蕩器都能達(dá)到要求，且具有一定的輸出電壓，而且頻率穩(wěn)定度較高，無需進(jìn)行倍頻 [3]。電路中的 T1 靜態(tài)工作點(diǎn)由 R1R2 和 R3 決定，在設(shè)計靜態(tài)工作點(diǎn)時，應(yīng)首先決定集電極電流 Icq，一般都取~4mA， Icq 過大會引起波形失真，有時還伴隨產(chǎn)生高次諧波 [6]。與 LC 諧振回路相比，石英晶體諧振器具有很高的標(biāo)準(zhǔn)性和極高的品質(zhì)因數(shù)，因此石英晶體振蕩器具有較高的頻率穩(wěn)定度，采用高精度和頻穩(wěn)措施后，石英晶體振蕩器可以達(dá)到 4910 10??的頻率穩(wěn)定度。晶片的固有機(jī)械振動頻率又稱為諧振頻率，其值與晶片的幾何尺寸有關(guān)，具有很高的穩(wěn)定性 [19]。 石英是一種各向異性的結(jié)晶體，其化學(xué)成分是二氧化硅。 LC 回路由于受到標(biāo)準(zhǔn)性和品質(zhì)因數(shù)的限制，其頻穩(wěn)度一般只能達(dá)到 410? 數(shù)量級。 方案三：采用 LC 三點(diǎn) 式正弦波振蕩電路，三點(diǎn)式振蕩電路有電容三點(diǎn)式和電感三點(diǎn)式之分，相對來說，電容三點(diǎn)式的輸出波形相對電感三點(diǎn)式要穩(wěn)定，且頻率變化不會改變電抗的性質(zhì)，因此振蕩器一般都采用電容三點(diǎn)式形式。 方案一：采用石英晶體振蕩器，石英晶體振蕩器具有較高的頻率穩(wěn)定度，在選擇合適的偏置電路的情況下，頻穩(wěn)度可達(dá)到 1110? 數(shù)量級，而且，其工作狀態(tài)穩(wěn)定，波形失真度也比較小，因此，在頻穩(wěn)度要求較高的電路中，可以選用石英晶體振蕩器作為主振級。 增益值 增益值表示天線的功率放大倍數(shù)，增益值越大代表對輸入信號的放大倍數(shù)越大，傳輸質(zhì)量也就越好 [6]。 由于無線設(shè)備本身的傳播距離的限制，因此，若想達(dá)到比 較理想的傳播距離，必須外接天線 [6]。本機(jī)所設(shè)計的為小功率調(diào)幅發(fā)射系統(tǒng)，通常采用丙類諧振功率放大器，如果一級放大器不能滿足要求，可以選用兩級或者三級 [2]。 功率激勵級 8 由模擬乘法器調(diào)制電路輸出的已調(diào)信號較小，不能滿足末級功 放的輸入要求，因此，要在模擬乘法器后邊加上功率激勵級來放大已調(diào)調(diào)制的信號功率，從而滿足后級電路的輸入要求 [7]。通常調(diào)制分為低電平調(diào)制和高電平調(diào)制，采用模擬乘法器實(shí)現(xiàn)調(diào)制的方法是屬于低電平調(diào)制，低電平調(diào)幅電路具有輸出功率小的特點(diǎn)，適用于功率較低的系統(tǒng)。為簡便起見，本機(jī)調(diào) 幅器采用模擬乘法器 MC1496 進(jìn)行調(diào)幅 [4]。當(dāng)選用集成模擬乘法器作為振幅調(diào)制器時，由于輸入信號要求為小信號，因此當(dāng)輸出電壓能夠滿足要求是，可以考慮不用外加高頻電壓放大器。 高頻電壓放大器 高頻電壓放大器的主要作用是將振蕩電路產(chǎn)生的振蕩電壓放大到一定程度后送到振幅調(diào)制器，可以選用高頻諧振放大器。在頻穩(wěn)度要求較高的情況下，一般可以選用晶體振蕩電路，也可以選用單片集成電路。 高頻功放：對信號進(jìn)行功率放大，加入到天線中，從而向空間輻射。 7 音頻放大：將話筒發(fā)出的信號放大到調(diào)制電路所需要的調(diào)制電壓。 采用典型的調(diào)幅發(fā)射機(jī)設(shè)計方案即可達(dá)到設(shè)計指標(biāo)的要求，發(fā)射機(jī)的主要單元電路見下圖（圖 21）： 圖 21 發(fā)射機(jī)的主要單元電路 圖中各部分主要作用為： 主振級：有晶體振蕩器產(chǎn)生頻率為 6MHz 的振蕩載波信號。 低頻部分一般包括話筒，低頻電壓放大級，低頻功率放大 級和末級低頻功率放大級。 發(fā)射機(jī)一般分為三個部分：高頻部分，低頻部分和電源部分 [3]。其總體電路結(jié)構(gòu)可分為載波振蕩電路；單音振蕩電路；音頻放大電路；振幅調(diào)制電路；帶通濾波電路；緩沖放大電路等。 根據(jù)設(shè)計要求，要求工作頻率為 6MHz，輸出功率為 1W。 電源電壓： Vcc=+12V。 AP /mW 50 100 200 300 400 500 s/km ? ? ? ?4 mWkm APs ?cAA PP ?? /?表 131 發(fā)射功率與通信距離的關(guān)系 5 論文的主要研究工作 (1)小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)設(shè)計包括載波振蕩電路、低頻單音振蕩電路（電報功能）、音頻放大電路、振幅調(diào)制電路、帶通濾波電路、緩沖放大電路和丙類功率放大電路的設(shè)計； （ 2）除振幅調(diào)制電路采用集成乘法器外，其余電路均采用分立元件設(shè)計；要求應(yīng)用電路仿真軟件設(shè)計，并通過仿真調(diào)試優(yōu)化電路。 利用 Multisim可以很好的解決理論與實(shí)踐相脫節(jié)的問題 ,利用 Multisim軟件能夠快速、輕松、高效地對電路進(jìn)行設(shè)計與驗(yàn)證。 （ 3）總效率 發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射的總功率與其消耗的總功率之比稱之為發(fā)射系統(tǒng)的總效率，即 （ 132） multisim 軟件的特點(diǎn)與應(yīng)用 Multisim為美國國家儀器（ NI）公司推出的以 Windows 為平臺的仿真工具，適用于模擬與數(shù)字電路板的設(shè)計與仿真工作。 若接收機(jī)的靈敏度 Us=2μ V，則通信距離 s 與發(fā)射功率 AP 的關(guān)系式為 （ 131） （ 2）工作頻率或波段 發(fā)射機(jī)的工作頻率應(yīng)該根據(jù)調(diào)制方式，在有關(guān)部門所規(guī)定的范圍內(nèi)選取才可以。只有當(dāng)天線的長度與發(fā)射機(jī)高頻振蕩的波長λ可以相比擬時，天線才能有效地把載波發(fā)射出去。 小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)的技術(shù)指標(biāo) 調(diào)幅發(fā)射機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)：載波頻率 ，載波頻率的穩(wěn)定度，輸出負(fù)載電阻 LR ，發(fā)射功率 AP ， 發(fā)射機(jī)效率，調(diào)幅系數(shù) aM ，調(diào)制頻率 F。 （ 2)乙類放大 在輸入正弦 信號的一個周期內(nèi)，只有半個周期，三極管的 ci 0 ，稱為乙類放大。但是，不同場合下，對非線性失真的要求也不同，例如，在測量系統(tǒng)和電聲設(shè)備中，非線性失真就顯得重要，而在工業(yè)控制系統(tǒng)等場合中，則以輸出功率為主要目的，對非線性失真的要求就降為次要了 [4]。這個比值越大，意味著效率越高 [8]。 （ 2)輸出效率要高 由于輸出功率大，因此直流電源消耗的功率也大，這就存在一個效率問題。這時候在接收端可以把調(diào)制信號解調(diào)出來，也就是把高頻信號的幅度解調(diào)出來就可以得到調(diào)制信號了 [2]。 調(diào)幅方式 調(diào)幅是使高頻載波信號的振幅隨調(diào)制信號的瞬時變化而變化。使高頻載波的頻率隨信號改變的調(diào)制（ AM）。該函數(shù)通常是線性的 [1]。 調(diào)幅的基本概念 調(diào)幅定義 英文是 Amplitude Modulation（ AM）。 我國是 AM 廣播的大國，新世紀(jì)開始實(shí)施的西部創(chuàng)新工程還將進(jìn)一步擴(kuò)大 AM廣播的規(guī)模，提高廣播覆蓋率與改變邊遠(yuǎn)地區(qū)空中秩序。因此至今它仍然是世界上使用 最廣泛的廣播媒體。 2 調(diào)幅技術(shù)起源于上世紀(jì) 20 年代，商業(yè)廣播先后在美、蘇、英、德、法、中等國開播，調(diào)幅廣播先后經(jīng)歷了中波調(diào)幅、短波調(diào)幅、數(shù)字化調(diào)幅等幾個階段。高頻部分主要包括：主振蕩器、緩沖放大級、中間放大級、功放推動級以及末級功放級。 發(fā)射機(jī)的主要任務(wù)是利用低頻音頻信號對高頻載波進(jìn)行調(diào)制，將其變?yōu)樵谶m合頻率上具有一定的帶寬，有利于天線發(fā)射的電磁波。 目前，雖然調(diào)頻技術(shù)以及數(shù)字化技術(shù)突飛猛進(jìn)，其應(yīng)用范圍覆蓋了無線通信 技術(shù)的 80%以上，但是由于小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)具有調(diào)制解調(diào)電路簡單、調(diào)試容易、信號帶寬窄和技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，因此仍然使其能夠在中短波通信中廣泛得以應(yīng)用。 調(diào)幅發(fā)射機(jī)常用于通信系統(tǒng)與其他無線電系統(tǒng)中，在中短波領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，由于調(diào)幅簡便 ，占用頻帶窄，設(shè)備簡單等優(yōu)點(diǎn)，因此在發(fā)射機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛。 調(diào)幅技術(shù)目前正廣泛應(yīng)用于通信與廣播技術(shù)中，遠(yuǎn)距離世界性的信息傳播使得調(diào)幅技術(shù)展現(xiàn)了更大的應(yīng)用空間，如何更高效率的傳播有用信息，而且使信號的失真度達(dá)到最小，是下一代調(diào)幅技術(shù)需要研究的主要方向。 關(guān)鍵詞：小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī) 振蕩器 功率放大器 調(diào)制器 II Design Of Low Power AM Transmitter Abstract This topic is about the lowpower AM transmitter works, analyze production methods and installation. This topic contains the primary vibration level, buffer level, amplitude modulation electrode, the power amplification stage, a microphone and voice amplification stage, in the AM transmitter, the microphone voice signals into audio signals, the audio signal is amplified and modulates the carrier generated modulated wave, amplitude mo