调频发射机电路设计

淮海工学院

课程设计报告书

课程名称： 通信电子线路课程设计

题 目： 调频发射机设计

系 （院）： 通信工程系

学 期：

专业班级：

姓 名：

学 号：

调频发射机电路设计

一 绪论

1.1 摘要

调频信号的基本特点是它的瞬时频率按调制信号规律变化，因而，一种最容易的实现方法是用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使其不失真地反映调制信号的变化规律。通常将这种直接调变振荡器频率的方法称为直接调频法。采用这种方法时，被控的振荡器可以是产生正弦波的LC振荡器和晶体振荡器，也可以是产生非正弦的张弛振荡器。前者产生调频正弦波，后者产生调频非正弦波（例如调频方波，调频三角波），如果需要，通过滤波等方法将调频非正弦波变换为调频正弦波。本电路采用LC振荡器。

1.2 主要性能要求

1 (天线)负载电阻：RL=75欧；

2发射功率：Po≥80mW；

3工作中心频率：f0=6.5MHz；

4最大频偏： fm 75kHz；

5总效率： A 50%。

1.3 概述

设计一个完整的小功率直接调频发射机系统，直接调频发射系统框图主要由调频振

荡器、缓冲隔离器、倍频器、高频功率放大器、调制信号发生器等电路组成。原理 图如图1。

图1 直接调频发射机组成框图

二 电路原理

2.1 LC振荡电路工作原理

电容三点式振荡电路又称考毕兹（Colpitts）电路，基本结构入图2左图所示。图中Cc为耦合电容，Cb为旁路电容，电阻Rb1，Rb2和Re构成分压式偏置，为电路提供直流偏置，Rl为输出负载电阻。电路的交流通路如图3右图所示，如果移去管子，电容C1，C2和电感L为并联谐振回路，构成电路的选频网络。对于一个振荡器，当其负载阻

抗及反馈系数已经确定的情况，静态工作点的位置对振荡器的起振以及稳定平衡状态（振幅大小，波形好坏）有着直接的影响。要想起振，首先三极管应该工作在静态工作点。电路应选择合适的静态工作点的位置。

图2 振荡电路

电容三端反馈振荡电路利用电容C1和C2作为分压器，该电路满足相位条件，选取合适时满足振幅起振条件，该电路就可振荡。可得到振荡频率近似为 f 1

2 LC （2.1）

式中：C是振荡回路的总电容。该电路与电感三端反馈振荡电路相比，输出波比较好，波形更接近正弦波。适当地加大电路电容，就可减弱不稳定因素对频率的影响，从而提高电路的稳定度。

LC

振荡电路图如下：

图3 LC振荡电路图

仿真波形如下：

图4 调频仿真波形

频率如下;

图5 振荡频率

2.2变容二极管调频原理

变容二极管调频电路是一种常用的直接调频电路，广泛应用于移动通信和自动频率微调系统。其优点是工作频率高，固有损耗小且线路简单，能获得较大的频偏，其缺点是中心频率稳定度较低。较之中频调制和倍频方法，这种方法的电路简单、性能良好、

副波少、维修方便，是一种较先进的频率调制方案。利用二极管的特性直接产生调频波，其原理电路如图4所示。

图6 变容二极管调频电路

变容二极管Cj通过耦合电容C1并接在LCn回路的两端，形成振荡回路总电容的一部分。因而，振荡回路的总电容C为：

C Cn Cj （2.2） 振荡频率为：f 11 （2.3） 2 LC2 L(Cn Cj)

加在二极管上的反向偏压为：

VR VQ（直流反偏） V （调制电压） VO（高频振荡，可忽略）

在微波发射机中，常用速调管振荡器作为载波振荡器，其振荡频率受控于加在管子反射极上的反射极电压。因此，只需将调制信号加至反射极即可实现调频。

若载波是由多谐振荡器产生的方波，则可用调制信号控制积分电容的充放电电流，从而控制其振荡频率。

调频电路如下:

图7变容二极管直接调频的工作原理图

仿真波形如下：

图8 二极管调频波形

2.3缓冲隔离

缓冲隔离级将调频振荡器与功放级隔离，以减小后级对振荡器频率稳定度及振荡波形的影响。是否选择该单元电路，主要根据电路对稳定性要求的高低。一般情况下，需要选择该电路。缓冲级通常采用射极跟随器电路。

缓冲隔离图：

图9 缓冲隔离图

仿真图如下：

图10缓冲隔离仿真图

2.4功率放大

功率放大是将调频振荡器产生的信号频率加倍，以达到发射机载波频率的要求，这样可以降低振荡器的工作频率，提高电路的频率稳定度。如果振荡器的振荡频率可以满足发射机载波频率的要求，就可省去此电路。高频功放电路使负载（天线）上获得设计要求的发射功率。如果要求达到的发射功率比较大，那么在末级功放之前还要加功率推动级，以便为末级功放提供足够的激励功率。如果要求的发射功率不大，且振荡级的输出功率能够满足末级功放的输入要求，那么功放推动级也可省去。选择高频功率放大器时应考虑几个因素，如要使负载（天线）上获得令人满意的发射功率，而且整机效率较高，应选择丙类功率放大器。末级功放的功率增益不能太高，否则电路性能不 …… 此处隐藏：1241字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……