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小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)報(bào)告(含各級(jí)電路的計(jì)算與調(diào)試)

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ID:322312 發(fā)表于 2018-7-20 10:29 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
電子線路課程設(shè)計(jì)
總結(jié)報(bào)告
目錄
電子線路課程設(shè)計(jì)理論部分
1 緒論
1.1設(shè)計(jì)的作用和目的
1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求
2 調(diào)幅發(fā)射機(jī)的主要性能指標(biāo)
2.1調(diào)幅發(fā)射機(jī)的工作原理
3 小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)
3.1 方案的選擇
3.1.1 擬定調(diào)幅發(fā)射機(jī)的工作原理框圖
3.1.2 功率分配及電源電壓確定
3.1.3 各級(jí)晶體管的選擇
3.2 電路形式及工作原理
3.2.1 高頻振蕩器電路和緩沖級(jí)
3.2.2音頻放大電路
3.2.3 調(diào)制電路
3.2.5功率放大電路
4  調(diào)幅發(fā)射機(jī)各級(jí)電路的計(jì)算與調(diào)試
4.1 各級(jí)電路的計(jì)算
4.1.1載波級(jí)
4.1.2緩沖級(jí)
4.1.3音頻放大級(jí)
4.1.4調(diào)幅級(jí)
4.1.5功率放大級(jí)
4.1.6調(diào)制系數(shù)與功率
4.2 電路的調(diào)試
4.2.1 載波緩沖電路調(diào)試
4.2.2 音頻放大電路調(diào)試
4.2.3調(diào)幅電路調(diào)試
4.2.6功率放大調(diào)試及分析
4.2.7整機(jī)調(diào)試及分析:
4.4、總結(jié)設(shè)計(jì)電路的特點(diǎn)、存在不足及改進(jìn)方法
4.5 整體電路圖
4.5、系統(tǒng)元器件清單
電子線路實(shí)驗(yàn)報(bào)告
一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br /> 二、實(shí)驗(yàn)器材(設(shè)備、元器件、軟件工具、平臺(tái)):
二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與原理:
四、 實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果分析:
五、調(diào)試中出現(xiàn)大的故障及原因及排除方法
五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
六、心得與體會(huì)
七、參考文獻(xiàn)
八、致  謝
九、 附錄
硬件電路板
硬件電路圖


電子線路課程設(shè)計(jì)理論部分


摘要:隨著科技的進(jìn)步,調(diào)幅發(fā)射機(jī)的應(yīng)用越來越明顯調(diào)幅發(fā)射機(jī)的主要任務(wù)是完成有用的低頻信號(hào)對(duì)高頻載波的調(diào)制,將其變?yōu)樵谀骋恢行念l率上具有一定帶寬、適合通過天線發(fā)射的電磁波。

通常,發(fā)射機(jī)包括三個(gè)部分:高頻部分,低頻部分和電源部分。
高頻部分一般包括主振蕩器、倍頻器、緩沖隔離級(jí)、高頻電壓放大級(jí)、高頻頻功率放大級(jí)。主振蕩器的作用是產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的載波。緩沖級(jí)主要是削弱后級(jí)對(duì)主振器的影響。低頻部分包括話筒、低頻電壓放大級(jí)、低頻功率放大級(jí)。調(diào)制是將要傳送的信息裝載到某一高頻振蕩信號(hào)上去的過程。我們要實(shí)現(xiàn)將采集的音頻信號(hào)放大調(diào)幅后播放出去。
Abstract
With the progress of science and technology, more and more obvious application of the am transmitter. The main task is to complete the low frequency modulation transmitter signal useful for high frequency carrier wave modulation, change it into at a center frequency with a certain bandwidth, suitable for electromagnetic waves emitted by the antenna.
Usually, the transmitter consists of three parts: the high frequency, low frequency part and a power supply.
The high frequency part usually includes a master oscillator, frequency multiplier, buffering isolation level, high frequency voltage amplifier, high-frequency power amplifier stage. The master oscillator is the role of carrier generation frequency stability. The buffer stage is the impact of the level of the vibrator weakened. The low frequency part including microphone, low frequency voltage amplifier stage, low frequency power amplifier stage. Modulation is to transfer the information loaded into the process of a high-frequency oscillation signal up. We want to achieve out play the audio signal acquisition amplification modulation.
1 緒論
1.1設(shè)計(jì)的作用和目的
通過本課題的設(shè)計(jì)、調(diào)試和仿真,加深對(duì)《高頻電子線路》理論知識(shí)的進(jìn)一步理解,進(jìn)一步鞏固理論知識(shí),能夠建立起無線發(fā)射機(jī)的整機(jī)概念,學(xué)會(huì)分析電路、設(shè)計(jì)電路的步驟和方法,了解發(fā)射機(jī)各單元之間的關(guān)系以及相互影響,從而能正確設(shè)計(jì)、計(jì)算調(diào)幅發(fā)射機(jī)的各單元電路:主振級(jí)、被調(diào)級(jí)、推動(dòng)級(jí)、功率放大級(jí)、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)等。進(jìn)一步掌握所學(xué)單元電路以及在此基礎(chǔ)上,培養(yǎng)自己分析、應(yīng)用其他電路單元的能力。同時(shí)經(jīng)過課程設(shè)計(jì),要學(xué)會(huì)查資料、充分利用互聯(lián)網(wǎng)等一切可利用的學(xué)習(xí)資源,增強(qiáng)同學(xué)們分析問題解決問題的能力,為將來的畢業(yè)設(shè)計(jì)做鋪墊,也為將來走向就業(yè)崗位打下一定的基礎(chǔ)。
1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求

自行設(shè)計(jì)一個(gè)小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī),要求技術(shù)指標(biāo)為:

載波頻率        ,頻率穩(wěn)定度不低于10-3

輸出功率        

負(fù)載電阻        

輸出信號(hào)帶寬    (雙邊帶)

殘波輻射        ,系指除基波輻射以外的諧波輻射、寄生輻射和相互調(diào)制產(chǎn)生的任何殘波輻射功率的最大容許值。

單音調(diào)幅系數(shù)    ;平均調(diào)幅系數(shù)0.3

發(fā)射效率        

2 調(diào)幅發(fā)射機(jī)的主要性能指標(biāo)
2.1調(diào)幅發(fā)射機(jī)的工作原理
一調(diào)幅發(fā)射機(jī)的組成框圖如下圖2.1所示,其工作原理是:第一本機(jī)振蕩產(chǎn)生一個(gè)固定頻率的中頻信號(hào),經(jīng)緩沖、高頻小信號(hào)放大后輸入調(diào)制器;話音放大電路放大來自話筒的信號(hào),其輸出也送至調(diào)制器;調(diào)制器輸出是已調(diào)幅了的中頻信號(hào),功放級(jí)將載頻信號(hào)的功率放大到所需發(fā)射功率。
圖2.1  調(diào)幅發(fā)射機(jī)組成框圖
圖中,各組成部分的作用如下:
  • 本機(jī)振蕩:產(chǎn)生平率為10MHz的載波信號(hào)。
  • 緩沖隔離級(jí):將晶體振蕩級(jí)與調(diào)制級(jí)隔離,減小調(diào)制級(jí)對(duì)晶體振蕩級(jí)的影響;將功率激勵(lì)級(jí)與調(diào)制級(jí)隔離,減小功率激勵(lì)級(jí)對(duì)調(diào)制級(jí)的影響。
  • 話音放大級(jí):將話筒信號(hào)電壓放大到調(diào)制級(jí)所需的調(diào)制電壓。
  • 功率激勵(lì)級(jí):為末級(jí)功放提供激勵(lì)功率。
  • 末級(jí)功放:對(duì)前級(jí)送來的信號(hào)進(jìn)行功率放大,在負(fù)載上獲得滿足要求的發(fā)射功率。
3 小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)

3.1 方案的選擇3.1.1 擬定調(diào)幅發(fā)射機(jī)的工作原理框圖
基于以上要求,可選用最基本的發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)由主振、放大和被調(diào)級(jí)構(gòu)成,如下圖3.1.1。所示
圖3.1.1 擬定調(diào)幅發(fā)射機(jī)組成框圖
3.1.2 功率分配及電源電壓確定
由調(diào)制級(jí)輸出信號(hào)幅度幾十毫伏,末級(jí)功率放大器管最大輸出功率為,所以前置放大增益為Ap=3dB(2倍),取功率放大器管功率增益為Ap=13 dB(20倍),則末級(jí)的最大激勵(lì)功率才能符合要求,而振蕩器輸出功率較小,一般為幾十毫瓦即可。
對(duì)于小型發(fā)射機(jī),電源電壓一般為9~15 V,所以取標(biāo)準(zhǔn)電源12 V。
3.1.3 各級(jí)晶體管的選擇
一般選取晶體管的原則是BVceo、Pcm 、Icm必須滿足要求。
受調(diào)放大級(jí):晶體管采用2N221a,是電路的核心,起電流控制和放大作用。
3.2 電路形式及工作原理3.2.1 高頻振蕩器電路和緩沖級(jí)
主振級(jí)是調(diào)幅發(fā)射機(jī)的核心部件,主要用來產(chǎn)生一個(gè)頻率穩(wěn)定、幅度較大、波形失真小的高頻正弦波信號(hào)作為載波信號(hào)。
本級(jí)用來產(chǎn)生12MHz左右的高頻振蕩載波信號(hào),由于整個(gè)發(fā)射機(jī)的頻率穩(wěn)定度由主振級(jí)決定,因此要求主振級(jí)有較高的頻率穩(wěn)定度,同時(shí)也要有一定的振蕩功率(或電壓),其輸出波形失真較小。為此,這里采用西勒振蕩電路,可以滿足要求。

圖3.2.1高頻振蕩和緩沖電路
如圖3-2-1西勒振蕩器電路所示R5、R6、R8提供偏置電壓使三極管工作在放大區(qū),起到濾波作用。如果使固定,可以通過改變來改變振蕩頻率,因此,西勒振蕩器可用作波段振蕩器,適用于較寬波段工作。
3.2.2音頻放大電路
如下圖3.2.2所示:音頻放大器采用UA741CD。電源由7腳接入,4腳接地。信號(hào)由3腳輸入,經(jīng)放大后由6腳經(jīng)數(shù)出電容C15送到受調(diào)放大級(jí)。2腳到地之間接入C14和R25組成的負(fù)反饋電路,決定放大倍數(shù)的大小。R2越小,電路增益越高;反之,增益越小。
圖3.2.2 音頻放大電路
3.2.3 調(diào)制電路
通常采用低電平調(diào)制和高電平調(diào)制兩種方式。采用集電極調(diào)幅電路實(shí)現(xiàn)調(diào)制的方式屬于高電平調(diào)制。由于集電極調(diào)幅工作在過壓狀態(tài),所以能量轉(zhuǎn)換效率比較高適用于較大功率的調(diào)幅發(fā)射機(jī)。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,輸出功率小,但經(jīng)過放大,能滿足設(shè)計(jì)要求。故采用模擬乘法器調(diào)制。
1.創(chuàng)建模擬乘法器MC1496 電路模塊
MC1496 是根據(jù)雙差分對(duì)模擬相乘器基本原理制成的乘法器芯片,用來實(shí)現(xiàn)調(diào)幅電路具有電路簡(jiǎn)單,創(chuàng)建MC1496 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3.2.3(a)所示,子電路如圖3.2.3 (b)所示。
(a)
(b)
圖3.2.3.1MC1496電路模塊
(a)MC1496的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 (b)MC1496子電路圖

2.選定調(diào)幅電路圖
圖3.2.3.2調(diào)幅電路
仿真中,我們主要關(guān)注的是載漏電阻Rp,調(diào)節(jié)Rp可以實(shí)現(xiàn)AM調(diào)幅和DSB調(diào)幅,引腳5 連接的對(duì)地電阻R9及2、3 引腳間的電阻Ry。R9 決定了模擬乘法器的靜態(tài)工作電流Io,為了保證MC1496 工作于小信號(hào)放大狀態(tài),R9必須選擇合適的值。Ry來調(diào)正調(diào)制信號(hào)的輸入線性動(dòng)態(tài)范圍,同時(shí)控制乘法器的增益。

圖3.2.4前置放大電路
3.2.5功率放大電路
高頻功率放大器是調(diào)幅發(fā)射機(jī)的末級(jí),它的任務(wù)是要給出發(fā)射機(jī)所需要的輸出功率。 將前級(jí)送來的信號(hào)進(jìn)行功率放大,使負(fù)載(天線)上獲得滿足要求的發(fā)射功率。如果要求整機(jī)效率較高,應(yīng)采用丙類功率放大器,若整機(jī)效率要求不高如而對(duì)波形失真要求較小時(shí),可以采用甲類功率放大器。但是本題要求,故選用丙類功率放大器較好。
圖3.2.5功率放大電路

4  調(diào)幅發(fā)射機(jī)各級(jí)電路的計(jì)算與調(diào)試
4.1 各級(jí)電路的計(jì)算
4.1.1載波級(jí)
-般小功率振蕩器的靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)選在遠(yuǎn)離飽和區(qū)而
靠近截止區(qū)的地方。根據(jù)上述原則,一般小功率振蕩器集電極電流ICQ大約在0.8-4mA之間選取,故本實(shí)驗(yàn)電路中:
靜態(tài)工作點(diǎn)確定后,晶體管內(nèi)部參數(shù)Yf的值就一定,對(duì)于小功率晶體管可以近似認(rèn)為,反饋系數(shù)大小應(yīng)在0.15~0.5范圍內(nèi)選擇。
輸出電路的總電容:
              4-1-1-1
振蕩頻率為:
              4-1-1-2
接入系數(shù):
                   4-1-1-3
在此西勒振蕩器電路中,由于并聯(lián),所以變化不會(huì)影響回路的接入系數(shù),如果使固定,可以通過改變來改變振蕩頻率,因此,西勒振蕩器可用作波段振蕩器,適用于較寬波段工作。
4.1.2緩沖級(jí)

調(diào)節(jié)射極電阻RE2,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rb‘b的影響,則射極輸出器的輸入電阻Ri為:
Ri=RB'//βRL'
式中,RL’=(RE1+RE2)//RL,RB’=RB1//RB2,輸出電阻R0為: R0=(RE1+RE2)//r0
晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)位于交流負(fù)載線的中點(diǎn),一般取               
VCE=0.5Vcc   ,ICQ=3~10mA. 對(duì)于如圖1所示電路,取VCEQ=6V,ICQ=4mA,若晶體管的電流放大倍數(shù) β=100 , 則  RE1+RE2 = VEQ/ICQ      =1. 5kΩ,取RE1=1kΩ的電阻,RE2=1kΩ的電位器。IRB≈10IBQ,IBQ=ICQ/β,


4.1.3音頻放大級(jí)
由話筒轉(zhuǎn)化的電信號(hào)是毫伏級(jí)的,而MC1496調(diào)幅電路的輸入的調(diào)制信號(hào)幅度不能太大,所以采用UA741CD集成運(yùn)放,增益不能太大,所以按下面的式子選擇合適的電阻。
                                                   4-1-2-1
                            4-1-2-2
4.1.4調(diào)幅級(jí)
根據(jù)MC1496 的特性參數(shù),實(shí)際應(yīng)用時(shí),靜態(tài)偏置電壓(輸入電壓為0 時(shí))應(yīng)滿足下列關(guān)系(以圖3.2.3.1 為例,下式中Vx 代表芯片x 腳的電壓):
                 4-1-3-1
如圖3.2.3.2,引腳V14接負(fù)電源, V5腳通過電阻R9 接地,因此改變R9 也可以調(diào)節(jié)IO 的大小,即:
                                  4-1-3-2
根據(jù)MC1496的性能參數(shù),器件的靜態(tài)電流小于4mA,一般取IO≈ IS =1mA左右。器件的總耗散功率可得:
                 4-1-3-3
PD 應(yīng)小于器件的最大允許耗散功率(33mW) 。
的動(dòng)態(tài)范圍與外接電阻RY的關(guān)系:
                                4-1-3-4
                 4-1-3-5
4.1.5功率放大級(jí)
調(diào)諧頻率設(shè)計(jì),以及頻帶寬度計(jì)算:
                                      4-1-4-1
                                         4-1-4-2
                                              4-1-4-3
4.1.6調(diào)制系數(shù)與功率
調(diào)制系數(shù)、輸出最大功率計(jì)算:
                                 4-1-5-1
                                          4-1-5-2
                     4-1-5-3
4.2 電路的調(diào)試4.2.1 載波緩沖電路調(diào)試
按設(shè)計(jì)電路安裝后,將后級(jí)斷開,調(diào)整晶體管的工作點(diǎn),適當(dāng)調(diào)整C3,C7,L2。使得輸出頻率為10MHz左右,幅度為20mV的正弦波




圖4.2.1.1緩沖級(jí)與本振輸出波形圖

圖4.2.1.2振蕩頻率
分析:1.由于改變頻率主要通過C4、C7完成的,其改變并不影響接入系數(shù)p,所  以  波   段  內(nèi)  出較平穩(wěn),而且C4改變,頻率變化較明顯
2.剛開始由于靜態(tài)工作點(diǎn)不合適,輸出波形失真,因此,合理更改理論值是輸出波形正常
由仿真結(jié)果可以看出,波形基本無失真,輸出頻率帶10Mhz附近,符合課程設(shè)計(jì)要求。

4.2.2 音頻放大電路調(diào)試
加入毫伏級(jí)頻率為1kHz,10mv的音頻信號(hào),輸出如圖4.2.2所示,可以知道放大大約10倍,與設(shè)計(jì)的增益相吻合。




圖4.2.2音頻放大輸出波形
4.2.3調(diào)幅電路調(diào)試
1、加入載波信號(hào),不加調(diào)制信號(hào),調(diào)節(jié)載漏電阻Rp,使相乘器輸出電壓幅度最小,若載波輸出電壓過大,則說明該器件性能不好。
2、加低頻信號(hào),幅度不能過大,其最大值主要有I­0/2與Ry的乘積所限定。幅度過大,輸出調(diào)幅波形會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重失真。
3、調(diào)節(jié)Rp,將載波信號(hào)抑制,則輸出如圖4.2.3.2(a)所示的SDB波形。否則則輸出如圖4.2.3.2(b)所示AM波形。此次選擇普通調(diào)幅波,所以將不抑制載波信號(hào)。
(A)



(B)抑制載波

(C)(30%調(diào)幅波)
(d)(過調(diào)幅失真)
分析:
4.2.6功率放大調(diào)試及分析
為了提高功放效率,采用丙類諧振放大器,由于調(diào)制級(jí)輸出信號(hào)電壓幅度較小,不滿足輸入電壓要求,因此使用兩級(jí)放大,使得輸入電壓匹配


80%調(diào)幅度
30%調(diào)幅度
圖4.2.6功率放大級(jí)輸出波形


分析:
4.2.7整機(jī)調(diào)試及分析:
將以上各級(jí)單元電路一次連接就構(gòu)成了小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)整體電路原理圖。調(diào)好后,接入1KHz的調(diào)制信號(hào),觀察調(diào)幅波形,改變音頻信號(hào)發(fā)生器輸出電壓,使音頻電壓幅值變化,觀察包絡(luò)的變化,則調(diào)試完畢。在調(diào)試過程中,會(huì)出現(xiàn)輸出功率不夠,輸出波形不純,有諧波分量等問題,需細(xì)心調(diào)試。圖4.2.6.1為發(fā)射機(jī)整體電路圖。

圖4.2.7.1小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)整體電路
整機(jī)聯(lián)調(diào)輸出波形:
80%調(diào)幅度
30%調(diào)幅度

分析:
總結(jié);
心得體會(huì):

4.4、總結(jié)設(shè)計(jì)電路的特點(diǎn)、存在不足及改進(jìn)方法
1.載波級(jí):按照理論值設(shè)置靜態(tài)偏置,已經(jīng)震蕩回路后,波形出現(xiàn)截止失真,原因:靜態(tài)偏置點(diǎn)過低,重新調(diào)整
2.緩沖級(jí):載波級(jí)波形正常,當(dāng)接上緩沖級(jí)后發(fā)現(xiàn)輸出波形底部被截平,通過減小耦合電容,以及增大射級(jí)電阻可以明顯改善波形
3、靜態(tài)工作點(diǎn)選的太小。
4、電源電壓過低,使振蕩管放大倍數(shù)太小。
5、負(fù)載太重,振蕩管與回路間耦合過緊,回路Q值太低。
6、回路特性阻抗ρ或介入系數(shù)pce太小,使回路諧振阻抗RO太低。 5、反饋系數(shù)kf太小,不易滿足振幅平衡條件。但kf并非越大越好,應(yīng)適當(dāng)選取。
7.整體電路缺少過壓過流保護(hù),也沒有對(duì)意外接錯(cuò)電壓的保護(hù)電路,如果試驗(yàn)電壓的正負(fù)或大小而接反,會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電路的燒毀。
8.綠波網(wǎng)絡(luò)相對(duì)較少,而且缺少可調(diào)的濾波網(wǎng)絡(luò),在實(shí)際電路中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的噪聲信號(hào),缺少濾波網(wǎng)絡(luò)會(huì)使得輸出信號(hào)有強(qiáng)烈的干擾,在后面各級(jí)電路中根據(jù)輸出信號(hào)的特點(diǎn)加入相應(yīng)的濾波匹配網(wǎng)絡(luò)對(duì)于消除干擾是極好的
9.在丙類諧振功率放大器,采用加偏置的互補(bǔ)推免電路,有效克服交越失真

4.5 整體電路圖


4.5、系統(tǒng)元器件清單
名稱
參數(shù)

數(shù)量
名稱
參數(shù)
數(shù)量
電阻
2k

1

0.1uF
1

15k

4




100

1
電解電容
10uF
5

150

1
電感
56uH
3

5.1k

2




1K

6




3.9K

2
三極管
2n221a
4

3K

2

9018
4

6.8K

1
集成電路
MC1496
1

10K

6

LM358
1

150K

1
雙聯(lián)電容
5~30pF
1

50

1
高頻磁環(huán)
18mm
2

2.4k

1




1.2k

1



電位器
1K

2
滑變電感
150uh
1

10K

2




500K

1










瓷片電容
15pF

1
滑變電容
30pF
1

150pF

1

150Pf
1

300pF

1




0.01uF

8




0.047uF

1




0.022uF

4




電子線路實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱:小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)的安裝與調(diào)試


  • 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />
1.與理論設(shè)計(jì)相結(jié)合,驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果。
2.培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論的能力和解決較復(fù)雜的實(shí)際問題的能力。
3.通過一套完整的調(diào)幅發(fā)射系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和科學(xué)試驗(yàn)?zāi)芰Α?/div>
二、實(shí)驗(yàn)器材(設(shè)備、元器件、軟件工具、平臺(tái)):
1.雙蹤示波器,數(shù)字頻率計(jì),數(shù)字信號(hào)源,數(shù)字萬用表,雙路穩(wěn)壓電源等儀器各一臺(tái)。
2.電烙鐵,鑷子,鉗子,螺絲刀等工具一套。
3.調(diào)幅發(fā)射機(jī)實(shí)驗(yàn)板,套件,天線,焊錫,漆包線等。
  • 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與原理:
1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖,按照要求在電路板上焊接小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī),并安裝與調(diào)試。熟悉實(shí)驗(yàn)原理,測(cè)量實(shí)驗(yàn)中各電路元件參數(shù),并記錄與分析是否完成發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)要求并改進(jìn)。


2
.實(shí)驗(yàn)原理:發(fā)射機(jī)的主要任務(wù)是完成有用的低頻信號(hào)對(duì)高頻載波的調(diào)制,將其變?yōu)樵谀骋恢行念l率上具有一定帶寬、適合通過天線發(fā)射的電磁波。如上圖所示:
發(fā)射機(jī)包括:晶體振蕩器、緩沖級(jí)、音頻放大器、1496調(diào)制級(jí)、激勵(lì)級(jí)、功率放大級(jí)。
2.1晶體振蕩器:利用晶體振蕩器產(chǎn)生6MHZ信號(hào),再通過偏置電路改變載波幅度進(jìn)而輸入到相乘器的一端

2.2緩沖級(jí)部分,利用偏置電路來減小負(fù)載電路對(duì)前邊輸入電路的影響,使輸入的已調(diào)波信號(hào)保持穩(wěn)定,從而起到緩沖作用。

2.3音頻放大器部分,利用R13、C9和R12、C8構(gòu)成正反饋,從而產(chǎn)生音頻信號(hào),再通過放大器實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)的放大。


2.4  1496調(diào)制級(jí)部分,1496模擬乘法器是完成兩個(gè)模擬量(電壓或電流)相乘的電子器件。



2.5  激勵(lì)級(jí)部分功率放大級(jí),通過工作在甲類狀態(tài)的三極管來改變已調(diào)波的幅度進(jìn)而滿足功率放大級(jí)的要求,使功率放大級(jí)中的三極管工作在丙類狀態(tài),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)功率放大



  • 實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果分析:
4.1。主振級(jí)硬件電路如圖所示4.1.1,
接通電源后在測(cè)試點(diǎn)TEXT(即圖中B點(diǎn))用示波器測(cè)量,輸出波形應(yīng)為6MHZ的正弦波,否則,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變?nèi)軨1,使得B點(diǎn)正弦波為6MHz。然后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器RP0,使得輸出信號(hào)幅值為40-50mv,輸出信號(hào)在JP1測(cè)得。



結(jié)果分析:在調(diào)節(jié)電容C1時(shí)頻率不變,說明晶體振蕩器具有高度的穩(wěn)定性。在測(cè)試中調(diào)節(jié)RP0和RP1,使波形的幅值不失真且最大, 調(diào)節(jié)RP0使振蕩級(jí)輸出信號(hào)頻率為6MHz,峰峰值為54mv,輸出的波形符合后級(jí)輸入的要求。

4.2。音頻輸入及放大電路,首先接入電源12V,JP6閉合,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R11,使得R8電阻節(jié)點(diǎn)處的調(diào)制信號(hào)為頻率1k,幅值200-300mV的正弦波,并且值得注意的是,調(diào)節(jié)滑變R11,不會(huì)影響頻率,

結(jié)果分析:通過調(diào)節(jié)電位器得到幅值最小不失真,音頻放大級(jí)可以將信號(hào)無失真放大并傳輸過去。
經(jīng)過放大后為了滿足后級(jí)調(diào)制器輸入的要求,調(diào)節(jié)電位器RP4,使這級(jí)的輸出為頻率為1KHz,峰峰值為272mv的信號(hào)

4.3振幅調(diào)制級(jí)硬件電路級(jí)成像
MC1496需要+12和-8V,雙電源供電,接通跳線帽JP1 和JP2,使得載波信號(hào),與音頻調(diào)制信號(hào)由電容C22和C21分別介入到MC1496模擬相乘器的第10引腳和第1引腳,在輸出端第6引腳或第12引腳可以看到完整的調(diào)幅波。并且,通過改變RP3可以改變調(diào)幅度及降低失真,注意微調(diào)


結(jié)果分析:

4.4功率放大級(jí)硬件電路
為了提高功放效率,采用丙類諧振放大器,由于調(diào)制級(jí)輸出信號(hào)電壓幅度較小,不滿足輸入電壓要求,因此使用兩級(jí)放大,使得輸入電壓匹配。在前置放大端線圈TR1匝數(shù)之比為,在丙類諧振功放采用匝數(shù)之比為的線圈TR2。
通過改變 滑變電容C7可以使得回路諧振。在 第一級(jí)T3晶體管9018發(fā)射機(jī)測(cè)得波形如圖5.5.1   在第二級(jí)放大輸出端即TR1線圈與JP4 之間的節(jié)點(diǎn)處測(cè)得輸出波形如圖5.5.2 ,最終輸出波形在RL=75歐姆處測(cè)得如圖5.5.3
圖4.4.1第一級(jí)T3晶體管9018發(fā)射級(jí)波形




圖4.4.2線圈與JP4 之間的節(jié)點(diǎn)波形



圖4.4.3電阻RL=75輸出波形

五、調(diào)試中出現(xiàn)大的故障及原因及排除方法

  • 實(shí)驗(yàn)結(jié)論:

6、心得與體會(huì)
電子線路是上學(xué)年我們學(xué)習(xí)的課程中最重要的,尤其是高頻電子線路,是重中之重。它涵蓋了電子技術(shù)基礎(chǔ)中的擬電子和電路理論中的電路分析,最重要的是它還包括了通信技術(shù)。通過前一周的課程設(shè)計(jì)讓我深深體會(huì)高頻電子線路的抽象!整個(gè)電路設(shè)計(jì)很麻煩,因?yàn)橥瑫r(shí)包含很多模塊,每個(gè)模塊都要弄懂有什么用處,以及每個(gè)器件該選擇什么型號(hào)的,過程很復(fù)雜,也很考驗(yàn)人的耐心。剛開始的時(shí)候我不知道何從下手,因?yàn)楦哳l電子線路我學(xué)的不好,對(duì)于一些原理很模糊。因此我只能采取先查資料然后和同學(xué)們討論的方法來完成我的課程設(shè)計(jì)了。所以我先去圖書館借了幾本資料,上網(wǎng)查看各種例子,和宿舍的人進(jìn)行熱烈的討論。調(diào)幅發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)我覺得有幾個(gè)難點(diǎn),第一是在使用10MHz的晶振作為本機(jī)振蕩的時(shí)候要準(zhǔn)確的產(chǎn)生振蕩信號(hào)。之后還要對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行放大。最后還有個(gè)功率放大,各級(jí)間的放大倍數(shù)是比較難弄的事。第二是采用乘法器進(jìn)行振幅調(diào)制,需要弄懂乘法器的原理,以及畫圖時(shí)要把這個(gè)乘法器找出來,這是非常難的一步。第三,就是最后的功率放大和匹配網(wǎng)路中的各種數(shù)據(jù)和靜態(tài)點(diǎn)Q值很那算出來。最后就是各部分的仿真也是一大難點(diǎn)。因?yàn)橹灰徊接胁铄e(cuò),或者是器件參數(shù)選的不對(duì),仿真結(jié)果就會(huì)出錯(cuò)。我們根據(jù)自己查的資料和借鑒老師給的電路圖,還要幾個(gè)人互相幫助,畫出了我們自己的電路圖。這個(gè)過程是非常難的,我們連續(xù)做了幾天才完成,可是并沒有非常滿意,因?yàn)樽约簺]有思路,所以更多的是借鑒老師的想法。但是經(jīng)過這幾天的努力,我們還是對(duì)以前學(xué)過的知識(shí)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí),初步了解了發(fā)射機(jī)的原理,及發(fā)射機(jī)每一部分的組成及作用。同時(shí)我也看到了自己的弱點(diǎn),對(duì)電子線路這一科學(xué)的不好,很多專業(yè)知識(shí)還沒有真的變成我心里的東西。這次課程設(shè)計(jì),讓我明白了一些東西,感覺在高頻這一塊兒充實(shí)了很多。我也知道了在將來的學(xué)習(xí)中我該朝著哪方面去努力,多學(xué)點(diǎn)專業(yè)知識(shí),不能只限于考試,要真正的將知識(shí)弄懂。我想這對(duì)于我以后工作肯定是有幫助的。讓我感覺最難的就是參數(shù)計(jì)算了,由于每一部分都有關(guān)聯(lián),參數(shù)計(jì)算關(guān)聯(lián)著器件的選擇,自己對(duì)知識(shí)掌握又不熟練,所以計(jì)算成了大難事,不過通過同學(xué)的幫助和自己的努力,最終解決了。

七、參考文獻(xiàn)

[1]《電子線路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測(cè)試》 第三版,謝自美主編,華中科技大學(xué)出版社
[2]《高頻電子線路原理與實(shí)踐》曹才開,姚屏,曾屹,周細(xì)鳳編著,中南大學(xué)出版社
[3]《高頻電子線路》胡宴如,耿蘇燕主編  高等教育出版社
八、致  謝

在學(xué)習(xí)中,老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富淵博的知識(shí)、敏銳的學(xué)術(shù)思維、精益求精的工作態(tài)度以及侮人不倦的師者風(fēng)范是終生學(xué)習(xí)的楷模,老師們的高深精湛的造詣與嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)精神,將永遠(yuǎn)激勵(lì)著我。這三年中還得到眾多老師的關(guān)心支持和幫助。在此,謹(jǐn)向老師們致以衷心的感謝和崇高的敬意!
另外,感謝校方給予我這樣一次機(jī)會(huì),能夠獨(dú)立地完成一個(gè)課程設(shè)計(jì),并在這個(gè)過程當(dāng)中,給予我們各種方便,使我們?cè)谶@學(xué)期快要結(jié)課的時(shí)候,能夠?qū)W(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中,增強(qiáng)了我們實(shí)踐操作和動(dòng)手應(yīng)用能力,提高了獨(dú)立思考的能力。
感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這三年來給自己的指導(dǎo)和幫助,是他們教會(huì)了我專業(yè)知識(shí),教會(huì)了我如何學(xué)習(xí),教會(huì)了我如何做人。正是由于他們,我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步,在此向他們表示我由衷的謝意。
感謝寢室里的舍友,是你們?nèi)陙韺?duì)我的關(guān)照使我的擁有一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境是我能專心學(xué)習(xí)生活。
最后,我要向百忙之中抽時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行審閱,評(píng)議和參與本人課程設(shè)計(jì)的各位老師表示感謝


  • 附錄

硬件電路板


硬件電路圖

完整的Word格式文檔51黑下載地址(內(nèi)含清晰圖片):
小功率調(diào)幅發(fā)射機(jī)仿真與焊接電子信息工程課設(shè)河北工業(yè)大學(xué).doc (3.86 MB, 下載次數(shù): 260)


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沙發(fā)
ID:491524 發(fā)表于 2019-3-15 16:02 來自手機(jī) | 只看該作者
樓主你好,你還有這個(gè)課程設(shè)計(jì)的仿真嗎?如果有的話可以可以發(fā)我一下?謝謝你
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板凳
ID:491524 發(fā)表于 2019-3-15 16:03 來自手機(jī) | 只看該作者
我的郵箱是3508686207@qq.com,謝謝!
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地板
ID:412517 發(fā)表于 2019-4-20 20:38 | 只看該作者
還行,很不錯(cuò)
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5#
ID:474854 發(fā)表于 2019-6-27 01:21 | 只看該作者
干貨!
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6#
ID:572346 發(fā)表于 2019-6-29 09:48 來自手機(jī) | 只看該作者
本帖最后由 zzydezzr 于 2019-7-11 12:58 編輯

挺好的
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7#
ID:470070 發(fā)表于 2020-1-6 13:59 | 只看該作者
我的設(shè)計(jì)求頻率精準(zhǔn),要用單片機(jī)(51或STM32都行)和寫代碼……這能怎么改呀
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8#
ID:758978 發(fā)表于 2020-5-23 11:00 | 只看該作者
頂頂,希望可以幫到自己
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9#
ID:780539 發(fā)表于 2020-6-16 11:36 | 只看該作者
感謝大佬,,但想問一下為什么沒有圖3.2.4的前置放大電路啊
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10#
ID:869350 發(fā)表于 2020-12-28 11:30 | 只看該作者
能分享一下仿真圖原圖嗎
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11#
ID:297336 發(fā)表于 2021-7-21 10:02 | 只看該作者
本科生做成這樣還是相當(dāng)不錯(cuò)的
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