四川信息职业技求学乾 《高颜电手技本》籍品资源共享漂 任务4.8调频发射机设计与制作 课程设计是高积教育实践环节的一个重要环节，它与实验、生产实习、毕业综合实践共同构成 了学校的实践性教学体系。 课程设计是用所学的理论知识结合相关经验，构成一个有效、可行、适用的、简单的电子系统， 米达到一个或多个实际需求的一种有目的的活动。它不月于实验空里的实验和科研，实验是倍助于 实验载硬件条件，验证某些已成熟或尚在形成的理论或成果：科研则是对未知世界的探索：面工程 设计则是为解决生产、生话等人类社会实际间题，如：开发电子产品、工厂的技术改造等等。与实 验、科研和工程设计相比较，课程设计具有的两个显著的特征：一是教学性，学生在教师指导下针 对某一门课程的学习进行工程设计，二是实我性，课程设计包括电路设计、印时板设计、电路的组 装和调试等实践内容。通过误程设计，学生能进一步理解理论教学内容，同时能培养初步的工程应 用和实践能力。 课程设计与其他工程技术一样，有一定的规律性，主要体现为“明确目标一制定方案一单元 电路的设计与器件选择→单元电落的安装和调试一联机统调→资料整理与溪写报告”等认知规律。 古人云：“不依规矩，无以成方圆”，依盟一定的规律和方法进行设计不但可以使设计工作做得全 面细致，少走许多弯路。而且还能培养科学的思维方法和工程设计习惯。希望同学门在学习过程中 能好好利用现有资源，结合自身实际，努力提高理论水平和工程应用修力。课程设计的操作流程如 图附2-1所示. 课程设计 解读主要 资利科准备 参数计算与 制图、验算与 答苑与 任务书 技术指标 草拟方案 元件选择 撰写设计报告 评分 图解2-1课程设计的一般操作流园 任务书 1.设计课题：无线电调顿发射机 2,用途：设计一个采用直接调频方式实现的工作电压为12Y,输出功率在00以上、工作频 率为5的无线电调颜发射机，可用于语音信号的无线传输、对讲机中的发射电路等。 3.技术指标与要求： (设计达到的主要技术番标有： ●工作电压：c+12N: (天线)负载电阻：R=51 发射功率：P。≥500： 垂工作中心频率：- 最大领偏：△-10k: ●总效率：小≥50% 频率稳定度：△6/所510/小时： www.scite.com.cn 1/13 《高频电子技术》精品蜜源共享课建设项目组
www.scitc.com.cn 1 / 13 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 任务 4.8 调频发射机设计与制作 课程设计是高职教育实践环节的一个重要环节，它与实验、生产实习、毕业综合实践共同构成 了学校的实践性教学体系。 课程设计是用所学的理论知识结合相关经验，构成一个有效、可行、适用的、简单的电子系统， 来达到一个或多个实际需求的一种有目的的活动。它不同于实验室里的实验和科研，实验是借助于 实验软硬件条件，验证某些已成熟或尚在形成的理论或成果；科研则是对未知世界的探索；而工程 设计则是为解决生产、生活等人类社会实际问题，如：开发电子产品、工厂的技术改造等等。与实 验、科研和工程设计相比较，课程设计具有的两个显著的特征：一是教学性，学生在教师指导下针 对某一门课程的学习进行工程设计；二是实践性，课程设计包括电路设计、印刷板设计、电路的组 装和调试等实践内容。通过课程设计，学生能进一步理解理论教学内容，同时能培养初步的工程应 用和实践能力。 课程设计与其他工程技术一样，有一定的规律性，主要体现为“明确目标 →制定方案→单元 电路的设计与器件选择→单元电路的安装和调试→联机统调→资料整理与撰写报告”等认知规律。 古人云：“不依规矩，无以成方圆”，依照一定的规律和方法进行设计不但可以使设计工作做得全 面细致，少走许多弯路，而且还能培养科学的思维方法和工程设计习惯。希望同学们在学习过程中 能好好利用现有资源，结合自身实际，努力提高理论水平和工程应用能力。课程设计的操作流程如 图附 2-1 所示。 图附 2-1 课程设计的一般操作流程 任务书 1．设计课题：无线电调频发射机 2．用途：设计一个采用直接调频方式实现的工作电压为 12V、输出功率在 500mW 以上、工作频 率为 5MHz 的无线电调频发射机，可用于语音信号的无线传输、对讲机中的发射电路等。 3．技术指标与要求： ⑴设计达到的主要技术指标有： ⚫ 工作电压：VCC=+12V； ⚫ (天线)负载电阻：RL=51 欧； ⚫ 发射功率：PO≥500mW； ⚫ 工作中心频率：fO=5MHz； ⚫ 最大频偏：△fm=10kHz； ⚫ 总效率：ηA≥50%； ⚫ 频率稳定度：△fO/fO≦10-4 /小时；
四川信息职业技术学乾 《高额电于技云》拜品费源共享评 调制灵敏度品≥30kz/N: 电路结采川分立元件构建的C调镜最荡器、缓冲隔离、高頓宽政和高功收电路实现。 2要求完成的设计工作主要有： ●选择原理电路。分析并计算电路参数： 绘制电路原理图一张（用M图纸： 绘制元件明细表一张（用M图）： 设计印制电路板底图一张： ·费写设计报告一份，要求字数在5000字以上。 注意事项 ·作图必须规范。图幅清洁干净： ●设计报告内容详细，叙述清楚，计算渗确。有根有据，书写工整： ·设计必须验立完成，不得抄袭。 4,设计报告的内容及版式要求《见表附2-1) 表附2-1没计推告内容项目和版式要求 序号 设计报告顶日内容及版式要求 1 径计封面、日录 第一章第论 一。 日的与意义 二设计内容与里程内容的关系 5 三，完境任务的时间连程 6 第二章电降储构的选择与工作过程 一，方根结构与工作期理 8 二、这择电原理图及明这的主要依据 三，复述各笔分电峰的基本工作原写 10 四，电暮中各元马件的名称及作用 11 第三章电降参数的计算与元件的选邦 12 第四章设计旦结 13 一、计算机你直分析与参数验算 14 二.小结心得体会】 15 参看文敏 附2.1.2设计指导 附21.2.1.电路结构的选择与工作过程 1,总设计方框图 与调幅电路相比，调顿系统由于高類振荡输出振幅不变，因面具有较强的抗干扰能力与效率， 所以在无线通信、广播电视，遥控测量等方面有广泛的应用。采用变容二极管构成的直接调频电路 方框图如图附2-2所示。 www.scitc.com.cn 2/13 《高频电子技术》精品觉源共享课建设项口组
www.scitc.com.cn 2 / 13 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 ⚫ 调制灵敏度 SF≥30kHz/V； ⚫ 电路结构采用分立元件构建的 LC 调频振荡器、缓冲隔离、高频宽放和高频功放电路实现。 ⑵要求完成的设计工作主要有： ⚫ 选择原理电路，分析并计算电路参数； ⚫ 绘制电路原理图一张(用 A4 图纸)； ⚫ 绘制元件明细表一张(用 A4 图纸)； ⚫ 设计印制电路板底图一张； ⚫ 撰写设计报告一份，要求字数在 5000 字以上。 ⑶注意事项 ⚫ 作图必须规范，图幅清洁干净； ⚫ 设计报告内容详细，叙述清楚，计算准确，有根有据，书写工整； ⚫ 设计必须独立完成，不得抄袭。 4．设计报告的内容及版式要求（见表附 2-1） 表附 2-1 设计报告内容项目和版式要求 序号 设计报告项目内容及版式要求 1 设计封面、目录 2 第一章 绪论 3 一、目的与意义 4 二、设计内容与课程内容的关系 5 三、完成任务的时间进程 6 第二章 电路结构的选择与工作过程 7 一、方框结构与工作原理 8 二、选择电路原理图及阐明选择的主要依据 9 三、叙述各部分电路的基本工作原理 10 四、电路中各元器件的名称及作用 11 第三章 电路参数的计算与元件的选择 12 第四章 设计总结 13 一、计算机仿真分析与参数验算 14 二、小结(心得体会) 15 参考文献 附 2.1.2 设计指导 附 2.1.2.1.电路结构的选择与工作过程 1．总设计方框图 与调幅电路相比,调频系统由于高频振荡输出振幅不变, 因而具有较强的抗干扰能力与效率. 所以在无线通信、广播电视、遥控测量等方面有广泛的应用。采用变容二极管构成的直接调频电路 方框图如图附 2-2 所示
四川信息职业技孝李院 《高频电子技术》将品贵源共享课 调制信号+变容二极管直接调频电路 +调烦信号 载波信号 图附22度容二极管直接调规电路组成方E图 2.实用发射电路方框图（实际功率激励输入功率为156mW 报定整机方框图的一般原则是，在满是技术指标要求的前提下，应力求电路简单、性能稳定可 靠。单元电路级数尽可能少，以减少级间的相互感应，干扰和自激。由于本题要求的发射功率R 不大，工作中心频率后也不高，因此品体管的参量影响及电路的分布参数的影响不会很大，整机电 路可以设计得简单些，满足本例要求的实用调频发射机组成磊图如图附23所示。 1倍 20倍 20倍 调制 LC清频 1.25 溪冲 1.25 功率 25 末级 500 信号 振荡器 mW 隔离 w 落励 W 功放 mw 0dB 13B 13曲 国附-3实用调镜发射机组成方根图 设各组成部分的作用是： (1)儿C调频显蒋器：产生频率=的高频振落信号，变容二极管找性调频，最大频偏△ f=10z,整个发射机的频率稳定度由该级诀定。 (2)缓冲隔离领：将振荡领与功放领隔离。以减小功做级对戴荡级的影响。因为功救级输出信 号较大，当其工作状态发生变化时（如谐搬阻抗变化），会影响叛荡器的顿率稳定度，使被形产生 失真成减小振荡器的输出电压。整机设计时，为减小缓问相互影响。通常在中间断入缓冲隔离缓。 缓冲隔离级电路常采用射极跟随器电路。 (3)功率激励缓：为末级功放提供激励功率。如果发射功率不大，且振荡级的输出能够满足末 级功成的输入要求，功率激功级可以省去。 (4)末级功放：将前级送米的信号进行功率傲大。使负载（天线）上获得满足要求的发射功率， 如果要求整机效率较高，应深用丙类功率政大器，若整机效率要求不高如4≥5%而对波形失真要 求较小时，可以采用甲类功率放大器。目是本思要求4≥0%，故途用丙类功率放大器较好。 3。无线调顿发射机参考电路 无线调频发射机参考电路如图附2-4所示。考虑到频率稳定度的因素，调频电路采用克拉覆履 荡器和变容二极管直接调颜电路。电路的工作原理是：利用调制信号控制变容二极管的结电容，改 变振荡器振篱日路的总电容，从而使调频振落器输出信号的频率随调制信号的变化而变化，即实现 调频。调颜后的信号经过缓冲隔离、宽放和功放后通过天线发射出去。 www.scitc.com.cn 3113 《高频电子技术》精品赏源共享课建设项目组
www.scitc.com.cn 3 / 13 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 图附 2-2 变容二极管直接调频电路组成方框图 2．实用发射电路方框图 ( 实际功率激励输入功率为 1.56mW) 拟定整机方框图的一般原则是，在满足技术指标要求的前提下，应力求电路简单、性能稳定可 靠。单元电路级数尽可能少，以减少级间的相互感应、干扰和自激。由于本题要求的发射功率 PO 不大，工作中心频率 fO也不高，因此晶体管的参量影响及电路的分布参数的影响不会很大，整机电 路可以设计得简单些，满足本例要求的实用调频发射机组成框图如图附 2-3 所示。 图附 2-3 实用调频发射机组成方框图 设各组成部分的作用是： (1)LC 调频振荡器：产生频率 fO=5MHz 的高频振荡信号，变容二极管线性调频，最大频偏△ fm=10kHz，整个发射机的频率稳定度由该级决定。 (2)缓冲隔离级：将振荡级与功放级隔离，以减小功放级对振荡级的影响。因为功放级输出信 号较大，当其工作状态发生变化时（如谐振阻抗变化），会影响振荡器的频率稳定度，使波形产生 失真或减小振荡器的输出电压。整机设计时，为减小级间相互影响，通常在中间插入缓冲隔离级。 缓冲隔离级电路常采用射极跟随器电路。 (3)功率激励级：为末级功放提供激励功率。如果发射功率不大，且振荡级的输出能够满足末 级功放的输入要求，功率激励级可以省去。 (4)末级功放：将前级送来的信号进行功率放大，使负载（天线）上获得满足要求的发射功率。 如果要求整机效率较高，应采用丙类功率放大器，若整机效率要求不高如 ηA≥50%而对波形失真要 求较小时，可以采用甲类功率放大器。但是本题要求 ηA≥50%，故选用丙类功率放大器较好。 3．无线调频发射机参考电路 无线调频发射机参考电路如图附 2-4 所示。考虑到频率稳定度的因素，调频电路采用克拉泼振 荡器和变容二极管直接调频电路。电路的工作原理是：利用调制信号控制变容二极管的结电容，改 变振荡器振荡回路的总电容，从而使调频振荡器输出信号的频率随调制信号的变化而变化，即实现 调频。调频后的信号经过缓冲隔离、宽放和功放后通过天线发射出去
A四川信息职业技术学乾 《高颜电手技本》精品贵源共享深 西附2-4无线调顿话筒电路 4,无线电调频发射机的主要技术指标 (1)发射功率 发射功率带发射机发射到天线上的功率。只有当天线的长度与发射信号的被长相比叔时，天线 才能有效地把信号发射出去。被长A与顿率于的关系是 A=cIf 式中，c为电@被传播速度，c=3x10m飞：若接收机的灵敏度为2W,则通信距离s与发射功半Po 同的美系为 s-1.07(PimW 当发射功率为大于500mw时。通信距离为5.08Km以上。 工作频率或波段 发射机的工作频率应根据调制方式，在国家有关部门规定的蕴围内途取。对于调频发射机，工 作频段一般选择在超短波范围内。 )总效率 发射机发射的总功率P。其所清耗的总功率A比，称为发射机的总功率，用表示， 陶调制灵敏度￥ 是单位调制信号电压所到起的最大频偏。其值越大，说明调制信号控制作用越强，产生频偏越 大。 附21.2.2电路◆数的计算与元件选择 整机电路的实际计算顺序一般是从末级单元电路开始，向前逐缓进行。而电路的组装和调试顺 序一般是从前级单元电路开始向后级逐级进行。 1.增数分配与功率放大器的设计 爱射机的输出应具有一定的功率才能将信号发射出去，但是功率增盒又不可陵集中在末缓功 放，否则电路性能不稳。容易产生自激。因此要根据发射机的各组成部分的作用。适当地合理地分 配功率增益。如果调频叛荡器的输出比较稳定，又具有一定的功率，则功率激场缓和末级功放的功 率增撞可适当小些。功率激功级一般采用高類宽带放大器，末级功放可深用丙类诺振功率放大器。 援中领可以不分配功零。功零增登分配情况如图用2-3所示。 仅从输出功率凡，≥0一项指标米看，可以采用宽箭功放或乙类，丙类功放。由于还要求总 效率大于50%。故采川一领宽带放大卷加一极丙类功傲实现，其电路形式如图附25所示， www.scite.com.cn 4/13 《高频电子技术》精品魔题共享课建设项目组
www.scitc.com.cn 4 / 13 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 V 4 3DG130 ZL2 R14 C12 CT C11 T2 RL 51 +12v N 1 N 2 V 3 3DA1 R13 R12 R11 C10 T1 N 3 N 4 N 5 C9 R交负 V 2 3DG100 R10 R9 R8 Rw2 V 1 R1 R2 R3 R4 L1 Cj R6 R7 R5 ZL1 C8 C4 C5 C1 C2 C3 C7 C6 in 图附 2-4 无线调频话筒电路 4．无线电调频发射机的主要技术指标 (1)发射功率 发射功率指发射机发射到天线上的功率。只有当天线的长度与发射信号的波长相比拟时，天线 才能有效地把信号发射出去。波长 λ 与频率 f 的关系是 λ= c/f 式中，c 为电磁波传播速度，c =3×108m/s。若接收机的灵敏度为 2uV，则通信距离 s 与发射功率 PO 间的关系为 4 0 s = 1.07 {P }mW 当发射功率为大于 500mW 时，通信距离为 5.08Km 以上。 (2)工作频率或波段 发射机的工作频率应根据调制方式，在国家有关部门规定的范围内选取。对于调频发射机，工 作频段一般选择在超短波范围内。 (3)总效率 发射机发射的总功率 PO其所消耗的总功率 PT比，称为发射机的总功率，用 ηA表示。 (4)调制灵敏度 SF 是单位调制信号电压所引起的最大频偏，其值越大，说明调制信号控制作用越强，产生频偏越 大。 附 2.1.2.2.电路参数的计算与元件选择 整机电路的实际计算顺序一般是从末级单元电路开始，向前逐级进行。而电路的组装和调试顺 序一般是从前级单元电路开始向后级逐级进行。 1．增益分配与功率放大器的设计 发射机的输出应具有一定的功率才能将信号发射出去，但是功率增益又不可能集中在末级功 放，否则电路性能不稳，容易产生自激。因此要根据发射机的各组成部分的作用，适当地合理地分 配功率增益。如果调频振荡器的输出比较稳定，又具有一定的功率，则功率激励级和末级功放的功 率增益可适当小些。功率激励级一般采用高频宽带放大器，末级功放可采用丙类谐振功率放大器。 缓冲级可以不分配功率。功率增益分配情况如图附 2-3 所示。 仅从输出功率 PO≥500mW 一项指标来看，可以采用宽带功放或乙类、丙类功放。由于还要求总 效率大于 50%，故采用一级宽带放大器加一级丙类功放实现，其电路形式如图附 2-5 所示
A四川信息职业技术学院 《高颜电子技本》拜品费源共享评 412 R12 图阴公5功率豫园与米级功收电路 2,丙类功率放大器（末级功放）设计 1)基本关系式 如图附2-5所示，内类功率放大器的基极偏置电压。是利川发射机电流的分量I在射极电阻 民：上产生的压降米提供的，故称为白给偏压电路。当放大器的输入信号V1为正弦波时，集电极的 输出电流i:为余弦脉冲波。利用诺振日路C的选顿作用可输出基波谐渐电压4、电流i: 集电极基波电压的振幅 U.FLR 式中。一为集电极基波电流的振幅：R,为集电极负载阻抗。 2输出功率P P.-U.*l.-U2/2R) 直流功率P p,eVa·e ()集电极耗散功率A P=P.-P ⑤集电极的效率及 P/P. 6)集电极电流分解系数a(日) 8.(8)=1-/1= )导通角8 C0s0=Ua-V'sa (0一般取60°-80°) U 2)确定丙类故大器的工作状态 为了获得较高的效率？和最大的输出功率户，选丙类放大器的工作状态为临界状态，日-心， 功放管为3041.3DA1的参数如表附2-2所示。 表刑2-20A1参数表 Pa lo Yas hre f 1W 750m4 ≥1.5w ≥10 370 134B (1最佳匹配负我R,=110250. R=r-e_02-15y =110.25Q 2Po 2×0.5 2由P.0.5U.·l✉-U/2R)可得：集电极最大输出电压.10.5V www.scite.com.cn 5/13 《高频电子技术》精品党源共享课建设项口组
www.scitc.com.cn 5 / 13 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 V4 3 DA1 ZL2 R14 C12 CTC11 T 2 RL 5 1 +12v N1 N2 V3 3 DG13 0 3 0 R13 R12 R11 C10 T 1 N3 N4 N5 in C9 R½»¸º 图附 2-5 功率激励与末级功放电路 2．丙类功率放大器(末级功放)设计 1）基本关系式 如图附 2-5 所示，丙类功率放大器的基极偏置电压-VBE 是利用发射机电流的分量 Ie0 在射极电阻 R14 上产生的压降来提供的，故称为自给偏压电路。当放大器的输入信号 Vi 为正弦波时，集电极的 输出电流 iC 为余弦脉冲波。利用谐振回路 LC 的选频作用可输出基波谐振电压 uc、电流 iC1。 ⑴集电极基波电压的振幅 Ucm=Icm1RP 式中，Icm1 为集电极基波电流的振幅；RP 为集电极负载阻抗。 ⑵输出功率 Po Po=Ucm·Icm1=Ucm 2 /(2RP) ⑶直流功率 Pv Pv= Vcc·Ic0 ⑷集电极耗散功率 PT PT= Pv-Po ⑸集电极的效率 η η= Po/Pv ⑹集电极电流分解系数 α(θ) αn(θ)= Icmn/icmmax ⑺导通角 θ bm on BB U U −V cos = （θ 一般取 o o 60 − 80 ） 2）确定丙类放大器的工作状态 为了获得较高的效率 η 和最大的输出功率 Po，选丙类放大器的工作状态为临界状态，θ=70 0， 功放管为 3DA1。3DA1 的参数如表附 2-2 所示。 表附 2-2 3DA1 参数表 PCM ICM VCES hfe fT AP 1W 750mA ≥1.5V ≥10 ≥70MHz 13dB ⑴最佳匹配负载 RP =110.25Ω。 = − = − = 110.25 2 0.5 (12 1.5) 2 ( ) 2 2 Po V V R cc CES p ⑵由 Po=0.5 Ucm·Icm1= Ucm2/(2RP)可得：集电极最大输出电压 Ucm=10.5V
回川信息职业技孝李院 《高频电子技术》将品贵源共享课 )集电极基被电流叛幅：L.-9524l (40集电极电流最大值1../a1(700)-95.24/0.44-216.45a4 5)集电极电流直流分量”1，×a,(700)-216.45×0.25-54.114 6)电源供拾的直流功率P=V×】=649.35请 集电极的耗散功率P=R-P=649,35-00=149,35情（小于P。=1) 8总效率n=p./P,-500/649.35=77.00% 9输入功率A-25请，若设本级功率增益A,=13B②0倍》，则输入功率P=中/A=25 0m基极余弦脉冲电流的最大值，（设品体管3知A1的610） =l./621.45a4 0D基极基波电流的叛幅k=kg:(700)=21.45×0.449.44nM 0b基极电流直流分量12L.a.(700)=21.45×0,25=5.36 基极输入电压的叛幅2P/1530W 0丙类功放的输入阻抗 冈= 25 -c0sa(01-s70)x04-860 3)计算谐回路及据合目路的参数 输出变压器线圈匝数比M/从《解决最佳匹配负载问题) 水-P风.区.5团 =0.68 取N-2,M,-3:端振目路电容C=100F,，谐影回路电感L 1 2oCi《2x3.14x5x10yx100x1010aH L= 4)输出变压器初级线陶总压数比M+M, 高频变压器及高频电感的磁芯应采用像锌(X0)铁氧体，而不能采用硅钢铁芯，因其在高频工 作时铁提托过大。X0-100环形铁氧体作高频变压器延芯时，工作频率可达十几兆赫整。 若深用外径×内径×高度-中10m×Φ6m×中5■的0-100环来绕制输出解合变压器，由公 式 {上N2×10H L-4r'Uhwe 式中，4=100研/■为磁导率：N为变压器初缓线圈臣数：A=25为磁芯截面积：广25国为平均磁路 长度。计算得仁8，则N=5或 N WL 则 WL 628×5×10 ×0.×N■ ×2x29 R 51 式中，Q取(210)，上述公式取2. 需要指出的是，变压器的匝数，，风、的计算值只能作为参考值，由于分布参数的影响，与 www.scitc.com.cn 6113 《高频电子技术》精品赏源共享课建设项目组
www.scitc.com.cn 6 / 13 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 ⑶集电极基波电流振幅：Icm1=95.24mA ⑷集电极电流最大值 Icm= Icm1/α1(700)=95.24/0.44=216.45mA ⑸集电极电流直流分量 Ic0= Icm×α0(700)=216.45×0.25=54.11mA ⑹电源供给的直流功率 Pv= Vcc×Ic0=649.35mW ⑺集电极的耗散功率 PT=Pv-Po=649.35-500=149.35mW(小于 PCM =1W) ⑻总效率 η=Po/Pv=500/649.35=77.00% ⑼输入功率 Pi=25mW，若设本级功率增益 Ap=13dB(20 倍)，则输入功率 Pi=Po/Ap=25mW ⑽基极余弦脉冲电流的最大值 Ibm(设晶体管 3DA1 的 β=10) Ibm= Icm/β=21.45mA ⑾基极基波电流的振幅 Ibm1= Ibmα1(700)=21.45×0.44=9.44mA ⑿基极电流直流分量 Ib0= Ibmα0(700)=21.45×0.25=5.36mA ⒀基极输入电压的振幅 Ubm=2Pi/ Ibm1=5.30V ⒁丙类功放的输入阻抗 = − = − = 86 (1 cos70 ) 0.44 25 (1 cos ) ( ) 0 1 ' bb i r Z 3）计算谐振回路及耦合回路的参数 输出变压器线圈匝数比 N5/N3(解决最佳匹配负载问题) 0.68 110 2 51 3 5 = = = = p L cm o L R R U P R N N 取 N5=2，N3=3；谐振回路电容 C11=100pF，谐振回路电感 L uH f C L 10 (2 3.14 5 10 ) 100 10 1 (2 ) 1 6 2 12 11 2 0 = = − 4）输出变压器初级线圈总匝数比 N=N3+N4 高频变压器及高频电感的磁芯应采用镍锌(NXO)铁氧体，而不能采用硅钢铁芯，因其在高频工 作时铁损耗过大。NXO-100 环形铁氧体作高频变压器磁芯时，工作频率可达十几兆赫兹。 若采用外径×内径×高度=Φ10mm×Φ6mm×Φ5mm 的 NXO-100 环来绕制输出耦合变压器，由公 式 N H l A L cm cm H m 2 3 2 / 2 10 { } { } 4 { } − = 式中，μ=100H/m 为磁导率；N 为变压器初级线圈匝数；A=25mm2 为磁芯截面积；l=25mm 为平均磁路 长度。计算得 N=8，则 N4=5 或 e R W L N N L = 0 5 则 2 2 9 51 6.28 5 10 5 0 = N = R W L N e L 式中，Qe 取（2~10），上述公式取 2。 需要指出的是，变压器的匝数 N3、N4、N5 的计算值只能作为参考值，由于分布参数的影响，与
A四川信息职业技术学乾 《高颜电手技本》籍品贵源共享漂 设计值可能相差较大。为调整方便，通常采用磁芯位置可调节的高频变压器。 5)基极偏置电路 (I发射极电阻R: 由公式 c0s0-U-V'az 可得 Vm=U.-U×cos8=0.7-53×c0s70°=-l.1W Van =-I0-Ri-10-Ri4=-1.WV R4=20.332 取标称值R=200, 2)高顿旁路电容C0.01uF。 高颜拒流图Z47ul。 (可变电容C=(520)F。 6)无件清单 C=(5200pF,Zu47uH,R-=200,C-0.01uF,C=100uF,【w10uH,M=5,N.-3,M-2。晶体 管选择3DA1: 3.宽带功率放大器（功半着的级）设计 功率激级功放管为30G130.3G130的参数如表附2-3所示。 表附2-3330130参数表 Pa Ie Yas hee f 200ah 300m4 0.6N 330 ≥150Hz 13dB 1)计算电路参数 )有效输出功率A与输出电阻昆 宽带功率放大器的输出功率P应等干下领丙类功做的输入功率P,25雨，其输出负载民等于丙 类功成的输入的输入抗|Z-860。即 P=25N R=860 2实不：输出功率P 设高规变压器的效率万=80%，则 P.=P/=31.25 3集电极电压振幅山，与等效负载电阳R: 若取功成的静态电流1I。-7aA,则 .2P./1-2P./1.8.93N R'= U: m=1275.5Qe13Q 2P。 约为1.3派0 (高频变压器原数比N/M www.scite.com.cn 7/13 《高频电子技术》精品魔题共享课建设项目组
www.scitc.com.cn 7 / 13 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 设计值可能相差较大。为调整方便，通常采用磁芯位置可调节的高频变压器。 5）基极偏置电路 ⑴发射极电阻 R14 由公式 bm on BB U U −V cos = 可得 V U U V o BB on bm = − cos = 0.7 − 5.3cos 70 = −1.1 VBB = −Ie0 R14 −Ic0 R14 = −1.1V R14 = 20.33 取标称值 R14=20Ω。 ⑵高频旁路电容 C12=0.01uF。 ⑶高频扼流圈 ZL2=47uH。 ⑷可变电容 CT=(5~20)pF。 6）元件清单 CT=(5~20)pF，ZL2=47uH，R14=20Ω，C12=0.01uF，C11=100uF，L≈10uH，N3=5，N4=3，N5=2，晶体 管选择 3DA1。 3．宽带功率放大器(功率激励级)设计 功率激励级功放管为 3DG130。3DG130 的参数如表附 2-3 所示。 表附 2-3 3DG130 参数表 PCM ICM VCES hfe fT AP 700mW 300mA ≤0.6V ≥30 ≥150MHz 13dB 1）计算电路参数 ⑴有效输出功率 PH 与输出电阻 RH 宽带功率放大器的输出功率 PH 应等于下级丙类功放的输入功率 Pi=25mW，其输出负载 RH 等于丙 类功放的输入的输入阻抗|Zi|=86Ω。即 PH=25mW RH=86Ω ⑵实际输出功率 Po 设高频变压器的效率 η=80%，则 Po= PH/η=31.25mW ⑶集电极电压振幅 Ucm 与等效负载电阻 R H ' 若取功放的静态电流 ICQ=ICm=7mA，则 Ucm= 2Po /ICQ=2Po /Icm=8.93V = =1275.5 1.3K 2P U R' o 2 cm H 约为 1.3KΩ ⑷高频变压器匝数比 N1/N2
四川信息职业技术学乾 《高颜电子技求》升品费源共享课 =3 N VR 取变压器次极线圈匠数N2,则初领线图匠数N6。 )发射极直流负反债电阻R: R=-U-=12-893-06=352,860 取标称值30 10 7mA 6功放输入功率P, 本级功做采用30G130品体管，若取功率增益A=13dB20倍)，则输入功率 P=P/A -1.56mW 功放输入阻抗R 尼3+服.=25+30×R2R(取n#'=250B=30) R之即交流负反峡电阻。此处若取为10Q,则 R=3252 8本级输入电压振幅几 U.=V2RP=V2×325×156×10*1.0/ 2)计算电路静态工作点 (1)Vng Ino V0=o-R3=7×103×35286=247W e=+0.7=3.I7W IN=e/B=7/30-0.23m4 2混1、R:(1=10倍1.） 若取基极偏置电路的电流1，=50=6×0,23l=1,154。则 R2 V2=317形 =2.75L2 5lag1.15m4 取标称值B:-3张0. _-.12-317Y R- 7.650 1.15mA 为了调节电路的静态工作点，成，可由标称值为5,1k0的电阻与10kQ的电位器组成。 3高坝旁路电容C=0.02uF。 (4输入据合电容C-0.02uF。 此外，还可以在直流电源V:支路上加高顿电源去耦滤波网饶，通常采用C的Π型低 通滤波器。电容可取0,01F,电感可取47的色码电感成环形磁花绕制。还可在输出变压器次级与 负载之间插入LC就被器，以改善负载输出波形。 www.scitc.com.cn 8/13 《高频电子技术》精品宽源共享课建设项口组
www.scitc.com.cn 8 / 13 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 3 ' 2 1 = = H H R R N N 取变压器次极线圈匝数 N2=2，则初级线圈匝数 N1=6。 ⑸发射极直流负反馈电阻 R13 = − − = − − = 352.86 7 12 8.93 0.6 13 mA V I V U V R CQ cc cm CES 取标称值 360Ω ⑹功放输入功率 Pi 本级功放采用 3DG130 晶体管，若取功率增益 AP=13dB(20 倍)，则输入功率 Pi = Po / AP =1.56mW ⑺功放输入阻抗 Ri Ri rb b'+R交负 = 25 + 30 R交负 (取 rbb ' = 25 = 30 ) R交负 即交流负反馈电阻，此处若取为 10Ω，则 Ri = 325 ⑻本级输入电压振幅 Uim Uim 2RiPi 2 325 1.56 10 1.0V 3 = = − 2）计算电路静态工作点 ⑴ VBQ 、 IBQ VEQ ICQ R 7 10 352.86 2.47V 3 = 13 = = − VBQ =VEQ + 0.7 = 3.17V IBQ = ICQ / = 7 / 30 = 0.23mA ⑵R11、R12 (I1=5~10 倍 IBQ ) 若取基极偏置电路的电流 I1=5 IBQ =5×0.23mA=1.15mA，则 = = k mA V I V R BQ BQ 2.75 1.15 3.17 5 12 取标称值 R12=3kΩ。 − = − = k mA V I V V R cc BQ 7.65 1.15 12 3.17 1 11 为了调节电路的静态工作点，R11 可由标称值为 5.1 kΩ的电阻与 10 kΩ的电位器组成。 ⑶高频旁路电容 C10=0.02uF。 ⑷输入耦合电容 C9=0.02uF。 此外,还可以在直流电源 VCC 支路上加高频电源去耦滤波网络,通常采用 LC 的 Π 型低 通滤波器。电容可取 0.01uF,电感可取 47uH 的色码电感或环形磁芯绕制。还可在输出变压器次级与 负载之间插入 LC 滤波器，以改善负载输出波形
回川信息职业技孝李院 《高频电子技本》将品费豫共享藤 3)元件清单 C-0.02uF,Cw002uF,R1-51k0-10k0电位器，R-30,R-100,M-6,M-2,R-360 0,品体管选月30G130. 4,缓冲隔离级电路（财极输出器》设计 从振薄器的什么地方取输出电压也是十分重要的。一般尽可能从低阻抗点取出信号，并加入隔 离、缓冲缓如射极输出器，以碱弱外接负载对振高器幅度、波形以及频率稳定度的影响，射极输出 器的特点是输入阻抗高。输出阻抗低。放大倍数接近于1。 1)电路形式 由于待传输信号是高频调频波，主要考虑的是输入抗高，传输系数大且工作稳定，这择电路的 国定分压偏置与自给偏压相结合，具有稳定工作点特点的偏置电路，如图附26所示，射极加易： 可改变输入阻抗。 2)估算偏置电路元件 已知条件：V.+12T,负载电阻民-3250（宽带放大器输入电阻），输出电压振幅等干高频宽 带放大器输入电压振幅，。即1.0N,品体管为30G100(3G6》.3DG100的参数如表附2-4所示， 表用2-43D6100参数表 Po Iow hie f 100=4 3mA 30-200 ≥150WHz 660。品体管的静布工作点应位于交流负载线的中点，一般取0.5吹c,a=(310)A。 图附26射极输出器电降 根据己知条件速取4a4,,,=05V=6,则 Rie+R2=- m.-'a.2-6 =1.52 4mtA 2Ra:Re:取Re-lk0,R:为1k0的电位器. C3R.R V-6.0T 2Vm+0.7=6.7V 1w-loe/月。66.67ul Ro= Vag=10k0 0l0 取标移值R=10。 www.scitc.com.cn 9/13 《高频电子技术》精品赏源共享课建设项目组
www.scitc.com.cn 9 / 13 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 3）元件清单 C9=0.02uF，C 10=0.02uF，R11=5.1kΩ+10kΩ 电位器，R12=3kΩ，R 交负=10Ω，N1=6，N2=2，R13=360 Ω，晶体管选用 3DG130。 4．缓冲隔离级电路(射极输出器)设计 从振荡器的什么地方取输出电压也是十分重要的。一般尽可能从低阻抗点取出信号，并加入隔 离、缓冲级如射极输出器，以减弱外接负载对振荡器幅度、波形以及频率稳定度的影响。射极输出 器的特点是输入阻抗高，输出阻抗低，放大倍数接近于 1。 1）电路形式 由于待传输信号是高频调频波，主要考虑的是输入抗高，传输系数大且工作稳定。选择电路的 固定分压偏置与自给偏压相结合，具有稳定工作点特点的偏置电路。如图附 2-6 所示。射极加 RW2 可改变输入阻抗。 2）估算偏置电路元件 ⑴已知条件：Vcc=+12V，负载电阻 RL=325Ω(宽带放大器输入电阻)，输出电压振幅等于高频宽 带放大器输入电压振幅，即 Uom=1.0V，晶体管为 3DG100（3DG6）。3DG100 的参数如表附 2-4 所示。 表附 2-4 3DG100 参数表 PCM ICM hfe fT 100mW 30mA 30~200 ≥150MHz β0=60。晶体管的静态工作点应位于交流负载线的中点，一般取 UCEQ=0.5Vcc，ICQ=(3~10)mA。 V2 3DG100 R10 R9 R8 Rw2 +12V C9 C8 RL 325 in 图附 2-6 射极输出器电路 根据已知条件选取 ICQ=4mA,，VCEQ=0.5Vcc=6V，则 = − = − + = = k mA V V V R R CEQ cc w 1.5 4 12 6 I I V CQ CQ EQ 10 2 ⑵R10、Rw2： 取 R10=1kΩ，Rw2 为 1kΩ 的电位器。 ⑶R8、R9 VEQ=6.0V VBQ= VEQ+0.7=6.7V IBQ=ICQ/β0 =66.67uA = k I V R BQ BQ 10 10 9 取标称值 R9=10kΩ
四川信息职业技求学乾 《高颜电于技本》籍品资源共享漂 R=- e-V=7.95n 10w 取标称值R-80k0. (M输入电阻 若忽略品体管基取体电阻的影响。有 R=(IR)1(Ra+R)川R]=3.63k2(R=3250) 5输入电压U .=2RP=√2×3630×1.56×10-e3.37V 6)属合电容C,C 为了或小射极服随器对前一级电路的影响，CG的值不过大，一般为数十F,这里取C=20F, C-0.02uF。 3)元件清单 C-20pF,C-0.02uF,R-8.0k0,8-10k0,R1k0,Ra为1k0的电位器，品体管选用3DG100. 5。调频根荡器设计 调频叛荡电路的作用是产生频率6=5MH的高频振荡信号。变容二极管为线性调频，最大频偏 △f=10H位。发射机的颜半稳定度由该领决定。博顿振荡器电路如图附2-7所示。 图阳2-7调期振离酒电路 汇调類振器是直接调频电路，是利用调制信号直接线性地改变载被瞬时频率。如果为C振 落器，则振荡频率主要取决于谐振日路电感和电容。将受到调制信号控制的可变电抗与嘴振目溶连 接，就可以使振荡顾率按调制信号规律变化，实现直接博频 1》C振墨 LC最荡器所要求的主要技术指标为：工作中心顿率：5MHz:最大频偏：△=10k:频率 稳定度：△6%6510/小时。 确定电路形式，设置静态工作点 本题对频率稳定度△6要求不是很高，故选用图用2？所示的改进型电容三点式振离器与变 容二极管调频电路。 2三点式据荡器设计：基极偏置电路元件R,R:、R、R、C的计算 www.scite.com.cn 10/13 (高规电子技术》精品货尊共享课建设项目组
www.scitc.com.cn 10 / 13 《高频电子技术》精品资源共享课建设项目组 《高频电子技术》精品资源共享课 = − = k I V V R BQ BQ cc 7.95 10 8 取标称值 R8=8.0kΩ。 ⑷输入电阻 Ri 若忽略晶体管基取体电阻的影响，有 Ri = (R8 || R9)|| [(R10 + Rw2)|| RL ] 3.63k （RL=325Ω） ⑸输入电压 Uim Uim 2RiPi 2 3630 1.56 10 3.37V 3 = = − ⑹耦合电容 C8、C9 为了减小射极跟随器对前一级电路的影响，C8 的值不能过大，一般为数十 pF，这里取 C8=20pF， C9=0.02uF。 3）元件清单 C8=20pF，C9=0.02uF，R8=8.0kΩ，R9=10kΩ，R10=1kΩ，Rw2为 1kΩ 的电位器，晶体管选用 3DG100。 5．调频振荡器设计 调频振荡电路的作用是产生频率 fO=5MHz 的高频振荡信号。变容二极管为线性调频，最大频偏 △fm=10kHz。发射机的频率稳定度由该级决定。调频振荡器电路如图附 2-7 所示。 V1 R1 R2 R3 R4 L1 Cj R6 R7 R5 ZL1 C8 C4 C5 C1 C2 C3 C7 C6 4.7uF Ui Vcc Out 图附 2-7 调频振荡器电路 LC 调频振荡器是直接调频电路，是利用调制信号直接线性地改变载波瞬时频率。如果为 LC 振 荡器，则振荡频率主要取决于谐振回路电感和电容。将受到调制信号控制的可变电抗与谐振回路连 接，就可以使振荡频率按调制信号规律变化，实现直接调频。 1）LC 振荡器 LC 振荡器所要求的主要技术指标为：工作中心频率：fO=5MHz；最大频偏：△fm=10kHz；频率 稳定度：△fO/fO≦10-4/小时。 ⑴确定电路形式，设置静态工作点 本题对频率稳定度△fO/fO 要求不是很高，故选用图附 2-7 所示的改进型电容三点式振荡器与变 容二极管调频电路。 ⑵三点式振荡器设计：基极偏置电路元件 R1、R2、R3、R4、C1的计算