四川信息职业技求学乾 《高颜电子技本》将品资源共享漂 任务4.4无线电调幅发射机设计 任务书 1,设计误题：无线调幅发射机。 2,设计目的：通过本课题的设计与装配、调试，提高学生的实际动手能力，巩固己学的理论 知识，能够使学生建立无线电发射机的整机概念，了解发射机整机各单元电路之间的关系及相互影 响，从而能正确设计、计算发射机的各个单元电路：主振级、激场级、输出级、调制级，输出匹配 网络及音顿政大器。初步掌挥小型调畅被发射机的调整及测试方法。 3,技术指标与要求： ()等幅波发射机应达到的主要技术指标有： ●工作频率=1.2N-2.6: ·输出功率P0.2 。率稳定度△所≤5×10/小时： ●负载电阻R,-500: ●电题电压E-12Y。 2调幅波发射机应达到的主要技术指标有： ●载波领率6-1.2Hz-2.6z: ●峰色功率P≥0.25 ·调制系数m,=50%士5%： 包络失真系数Y≤1%： 负载电阻R,=001 频率稳定度△≤5×10/小时： 电源电压E=12X。 此外，还要适当考感发射机的效率，输出被形失真以及被段内输出功半的均匀度等：电路结构采 用分立元件构建的C振荡器、缓冲隔离、高频宽放和高频功放等电路实现。 3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4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： ·写设计报告一份，要求字数在5000字以上， (“注意事项 ·作图必须规蔻，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，不得抄羡。 附2.2.2设计指导 用22.2.1.电路结构的选择与工作过程 1,总设计方框图 www.scite.com.cn 1/6 《高频电子技术》精品隆源共享课建设项目组
www.scitc.com.cn 1 / 6 《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 4.4 无线电调幅发射机设计 任务书 1．设计课题：无线调幅发射机。 2．设计目的：通过本课题的设计与装配、调试，提高学生的实际动手能力，巩固已学的理论 知识，能够使学生建立无线电发射机的整机概念，了解发射机整机各单元电路之间的关系及相互影 响，从而能正确设计、计算发射机的各个单元电路：主振级、激励级、输出级、调制级、输出匹配 网络及音频放大器。初步掌握小型调幅波发射机的调整及测试方法。 3．技术指标与要求： ⑴等幅波发射机应达到的主要技术指标有： ⚫ 工作频率 f0=1.2MHz~2.6MHz； ⚫ 输出功率 Pomax≥0.25W； ⚫ 频率稳定度△f/f0≤5×10-4 /小时； ⚫ 负载电阻 RA=50Ω； ⚫ 电源电压 EC=12V。 ⑵调幅波发射机应达到的主要技术指标有： ⚫ 载波频率 f0=1.2MHz~2.6MHz； ⚫ 峰包功率 Pomax≥0.25W； ⚫ 调制系数 ma=50％±5％； ⚫ 包络失真系数 γ≤1％； ⚫ 负载电阻 RA=50Ω； ⚫ 频率稳定度△f/f0≤5×10-4 /小时； ⚫ 电源电压 EC=12V。 此外,还要适当考虑发射机的效率,输出波形失真以及波段内输出功率的均匀度等；电路结构采 用分立元件构建的 LC 振荡器、缓冲隔离、高频宽放和高频功放等电路实现。 ⑶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。 ⑷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。 附 2.2.2 设计指导 附 2.2.2.1.电路结构的选择与工作过程 1．总设计方框图
四川信息职业技术学乾 《高颜电子技本》拜品费源共享评 主振极 缓冲级 功放 输出 及调幅 网蜡 话简 音频放大 图肝2-8调幅发射机相成方框图 图附2-8所示为调解被发射机的方框图。若改为等畅波发射机，只需去掉音领放大级即可，若 输出功率要求不高，可去掉其中的激局级。 各极电路的作用： 主振级：是正弦波自激振离器，用来产生频率为2，的高频振蒋信号，由于整个发刚机的 频率稳定度由它决定，因此要求主振级有较高的赖率稳定度，问时也有一定的振药功率（成电压）， 其输出被形失真要小， 缓冲级：其作用主要是将主振级与激肠级进行隔离，以成轻后面各级工作状态变化（如负载变 化)对振荡颜率稳定度的影响以及减小振高被形的失真。 激励缓：若输出功率要求较高时。插入蠹附级米枚大信号功率。 功放（调幅级：将从激扇级送来的信号进行高效率功率放大以输出足够大的功率供给负载（天 线)，若是调幅波发射机，还应在该级实现调幅，应速用合适的调幅方式。 输出网洛：由于功放级往往工作于效率高的丙类工作状态，其输出被形不可避免产生了失真， 为滤除谐波，输出网络应有就波性能。另外，输出网络还应在负载（天线）与功政级之间实现阻抗匹 配， 以下我们盈点讨论等幅被发射机， 2,参考电路 +12V 图附29等幅波发射机参考电路 (图中、R、C主要为基极调畅而设置的) 3,调幅发射机的主要技术指标 由于调幅发射机实现调制简便，调制所占的频带窄，并且与之对应的调幅接牧设备商单，所以 调幅发射机广泛地应用于广播发射，调幅发射机的主要指标有： 1)工作频率范围 调幅一般适用于中波、短波广捐通信，其工作频率范围为535k105k位。 2)发射功率P www.scite.com.cn 216 《高顿电子技术》精品魔源共享课建设项口组
www.scitc.com.cn 2 / 6 《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 2-8 调幅发射机组成方框图 图附 2-8 所示为调幅波发射机的方框图。若改为等幅波发射机，只需去掉音频放大级即可，若 输出功率要求不高，可去掉其中的激励级。 各级电路的作用： 主振级：是正弦波自激振荡器，用来产生频率为 2.6MHz 的高频振荡信号，由于整个发射机的 频率稳定度由它决定，因此要求主振级有较高的频率稳定度，同时也有一定的振荡功率(或电压)， 其输出波形失真要小。 缓冲级：其作用主要是将主振级与激励级进行隔离，以减轻后面各级工作状态变化(如负载变 化)对振荡频率稳定度的影响以及减小振荡波形的失真。 激励级：若输出功率要求较高时，插入激励级来放大信号功率。 功放(调幅)级：将从激励级送来的信号进行高效率功率放大以输出足够大的功率供给负载(天 线)，若是调幅波发射机，还应在该级实现调幅，应选用合适的调幅方式。 输出网络：由于功放级往往工作于效率高的丙类工作状态，其输出波形不可避免产生了失真， 为滤除谐波，输出网络应有滤波性能。另外，输出网络还应在负载(天线)与功放级之间实现阻抗匹 配。 以下我们重点讨论等幅波发射机。 2．参考电路 RW R1 R2 R4 T1 C1 C3 C5 C2 C4 L1 R6 R7 T3 C7 C10 T2 R3 RW 1 R5 L3 C6 L2 C8 C9 L4 RA C11 +12V 图附 2-9 等幅波发射机参考电路 (图中 L3、R7、C7 主要为基极调幅而设置的) 3．调幅发射机的主要技术指标 由于调幅发射机实现调制简便，调制所占的频带窄，并且与之对应的调幅接收设备简单，所以 调幅发射机广泛地应用于广播发射，调幅发射机的主要指标有： 1）工作频率范围 调幅一般适用于中波、短波广播通信，其工作频率范围为 535kHz~1605kHz。 2）发射功率 PAV
(四川信息职业技求学院 《高频电子技术》将品贵源共享谋 爱射功半一般指发射机输透到天线上的功率。 3》调幅度 调幅度m是测制信号对高顿载被信号振幅的挖制程度。 附22,2.2电路参数的计算与元件遗择 1,T3管输出电阻e的选择 透定电路临界工作状态时，P0.5)P,再考虑匹配电路的传输效率，假定品体管最大输出功 率P=05。酯界时 U.屯一=2-1=l1V(取=lv) R- 2=100 Po 2.匹配电路的透择 由于R,=00,民=10Q,所以需要采用匹配电路，将R转换为品体管所面的负载R。匹配电路 还应具有滤波作用。透用匹配电路形式如下图所示。 图附2-10匹配电路 参数计算公式： 1+g R,=1+Q R C.=Oa R C,=D L=R但+0 oR 41+Q) 式中u-2xf-2x××10(f0,E-500,Re-l000. 选42，则Q 1+Q2)尽-1，得C-124pP0R120.G149F(（取150. R 3。谈电电路的选择：采用并联馈电电路.测流圈选47或多或少5.6均可. 4.功放电路的透择 ne若核60%计算，测临界时： p=1-c Pomm= 1-06 ×0.6=0.4W=400mW 会 06 11 Ide (0=90) R·a0100×a,(90) =0.22A=220mA 100×05 www.scitc.com.cn 316 《高频电子技术》精品贤源共享课建设项目组
www.scitc.com.cn 3 / 6 《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 发射功率一般指发射机输送到天线上的功率。 3）调幅度 调幅度 ma是调制信号对高频载波信号振幅的控制程度。 附 2.2.2.2.电路参数的计算与元件选择 1．T3 管输出电阻 Re 的选择 选定电路临界工作状态时，Pomax=0.5W>2Po 再考虑匹配电路的传输效率，假定晶体管最大输出功 率 Pomax=0.5W ，临界时 Ucm=EC—UCES=12-1=11V（取 UCES=1V） Re= =100 2 max 2 O cm P U 2．匹配电路的选择 由于 RA=50Ω，Re=100Ω，所以需要采用匹配电路，将 RA 转换为晶体管所需的负载 Re。匹配电路 还应具有滤波作用。选用匹配电路形式如下图所示。 C8 C9 L4 RA 图附 2-10 匹配电路 参数计算公式： A e e e R Q Q R 2 2 2 1 1 1 + + = e e R Q C 0 1 8 = A e R Q C 0 2 9 = (1 ) ( ) 2 0 1 1 2 e e e e Q R Q Q L + + = 式中ω0=2πf0=2π××103 (f) , RA=50Ω，Re=100Ω。 选 Qe1=2, 则 Qe2= (1 ) 1 2 + 1 − e A e R R Q ，得 C8=1224 p F (取 1200pF), C9=1149pF(取 1500pF)。 3．馈电电路的选择:采用并联馈电电路,扼流圈选 4.7mH 或多或少 5.6mH 均可。 4．功放电路的选择 ηC 若按 60%计算,则临界时： P P W mW c c c 0.6 0.4 400 0.6 1 1 0.6 0max = = − = − = ( 90 ) 100 (90 ) 11 ( ) 1 1 = = = e cm c m R U I 0.22A 220mA 100 0.5 11 = = =
四川信息职业技术学院 《高颜电手技本》籍品资源共享漂 功放管基极偏置电阻的计算： 21 2P= 2×06 R.V 100 =70mA 70 =140mA a(9090.5 选B-50,有 -=140 =3mA 50 R==2 40K 3 Uam =2E,=24V 选用3G12C其极限参数为f斤=300Hz· Pu=700刚fIcv-300mA BUcD 30V 5,缓冲级的计算 品体管的静态工作点应位于交莲负载线的中点，考虑到品体管的有1V的德和压降，可取 '=7∥，'=S,为得到一定的限随范围，减小失真，可取静志工作点电流1A,则 R= low 为便于调节。基极偏置电阻采用电位器见，，组合面成： (R1+R)= -E,-e 1 T2管可选用普通的小功率高须品体管如3DC6、30G8、B取4060. 图附2-11屋冲级参考电路 www.scite.com.cn 416 《高频电子技术》精品隆源共享课建设项目组
www.scitc.com.cn 4 / 6 《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 功放管基极偏置电阻的计算： e 2 o I c1m R 2 1 P = mA R 70 100 2P 2 0.6 I c o c1m = ＝ ＝ mA I I c c 140 0.5 70 (90 ) 1 max = = = 选β＝50，有 mA I I c b 3 50 max 140 max = = = K I E R b C b 40 3 12 max = = = UCE max = 2Ec = 24V 选用 3DG12C 其极限参数为 T MHZ f = 300 。 PCM = 700mW ICM = 300mA BUCED 30V 5．缓冲级的计算 晶体管的静态工作点应位于交流负载线的中点，考虑到晶体管约有 1V 的饱和压降，可取 VCCQ = 7V 、VCQ = 5V ，为得到一定的跟随范围，减小失真，可取静态工作点电流 IcQ=6mA，则 CQ CQ I V R5 = 为便于调节，基极偏置电阻采用电位器 Rw1、R3 组合而成。 bQ c eQ W I E V R R − ( 1 + 3 ) = cQ bQ I I = T2 管可选用普通的小功率高频晶体管如 3DG6、3DG8、β取 40~60。 T2 R3 RW1 R5 图附 2-11 缓冲级参考电路
(四川信息职业技术学花 《高额电于技云》拜品费源共享评 8,主振级的计算 电路形式的选择：采用简单的电容三点式振荡电路，其原理电路如图用3-2所示， 0 图附公2筒单电容三点式制裤电路 在图附3-12中G为交道旁路电容，故晶体管工的基极交流接地，该电路可看成共基电路和反 馈网路组成，C.C构成分压电路。提供降压输出，减小了负载对振荡电路的影响： 2)电路参数的达择 ①选管：主履级是小功率履荡管，选释一般小功率高频管即可，从稳顿和起振出发，应选特 征频率，较高的品体管，因为，高，高频性能好，品体管内部相移小。有利于稳频：在高频工作时： 振药器也因具有足够的增益而易于起叛。通常：>(3一10)。 另外，应选电流放大倍数日较大的品体管，B大，易起振。为此，可选3DG6、3DG8、9018等 常用的高顿小功率管。 ②直流工作状态与偏置电阻的计算： 振落管的静态工作点电流对振蒋墨工作的稳定性及波形有较大的关系。因此，应合理选择工作 点. 振落馨振荡幅度稳定后，常工作在非线性区域，品体管必然出现饱和和截止情况，品体管在饱 和时输出阻抗低，它并联在C国路上使Q值大为降低，降低顿率稳定度，被形也会失真，所以应 把工作点选在偏向截止区一边，故工作点电流不能过大，应透小些，通常对小功率振等器，工作点 电流应透/0-1~4彻A,1。偏大，可使振泻畅度增如一些，但对其它指标不利，通常取1- 民=K。请考虑基极偏置电阻应如何定。 取1=6-10ye 'o+'e R2= E-'e R ⑧⑧振荡电路参数与选取 选择L=1012 1 0g= C。1 =390pF (2可)2L 面 www.scitc.com.cn 516 《高顿电子技术》精品魔源共享课建设项口组
www.scitc.com.cn 5 / 6 《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 6．主振级的计算 ⑴电路形式的选择：采用简单的电容三点式振荡电路，其原理电路如图附 3-12 所示。 RW R1 R2 R4 T1 C1 C3 C5 C2 C4 L1 图附 2-12 简单电容三点式振荡电路 在图附 3-12 中 C1 为交流旁路电容，故晶体管 T1 的基极交流接地，该电路可看成共基电路和反 馈网络组成，C4、C3 构成分压电路，提供降压输出，减小了负载对振荡电路的影响： ⑵电路参数的选择 ①选管：主振级是小功率振荡管，选择一般小功率高频管即可，但从稳频和起振出发，应选特 征频率 fT 较高的晶体管，因为 fT 高，高频性能好，晶体管内部相移小，有利于稳频；在高频工作时， 振荡器也因具有足够的增益而易于起振，通常 fT >(3～10)f0。 另外，应选电流放大倍数β较大的晶体管，β大，易起振。为此，可选 3DG6、3DG8、9018 等 常用的高频小功率管. ②直流工作状态与偏置电阻的计算： 振荡管的静态工作点电流对振荡器工作的稳定性及波形有较大的关系，因此，应合理选择工作 点。 振荡器振荡幅度稳定后，常工作在非线性区域，晶体管必然出现饱和和截止情况，晶体管在饱 和时输出阻抗低，它并联在 LC 回路上使 Q 值大为降低，降低频率稳定度，波形也会失真，所以应 把工作点选在偏向截止区一边，故工作点电流不能过大，应选小些，通常对小功率振荡器，工作点 电流应选 I cQ = 1 ~ 4mA ,IcQ 偏大，可使振荡幅度增加一些，但对其它指标不利，通常取 Icq=1mA R4=2K，请考虑基极偏置电阻应如何定。 取 ( ) bQ I 5 ~ 10 I 1 = 1 2 I V V R eQ b eQ + = 1 1 I E V R c − bQ = ③振荡电路参数与选取 选择 L= 10～12uH = LC 1 0 pF f L C 390 (2 ) 1 2 0 = = 而
四川信息职业技孝李院 《高频电子技术》将品贵源共享漂 CC C.C C.-C+C C.C 选反陵系数F=1则C=CG选为510pF. 入酸p-乙号定-c值品6 附22,2.3电路安装与调试 根据图附29所示电路进行装配、调整、测试，以使电路能正常工作，并达到所要求的主要技 术指标。 L,检测元件、品体管 用品体管图示仪检测品体管（它们的主要参数：如B,等）应符合设计要求。对要求自己烧 制的电感线圈，可用高频电感电容测量仪测量电感量。 2,按规定的印刷线路的大小设计印制版图。并通过描图、窝蚀、钻孔等过程制作电路印制板。 3。对要求的电路违行元器件的悍接、安装，要求安装整齐，焊点亮滑、无焊、销悍。 4,对各级电路进行调试： (1振荡电路 调整合适的静态偏置，使输出电压幅度合适，输出被形应无明显失真，输出信号顿率正确。 2媛冲电路 调整合适的偏置，使输出无明显失真。 功放电路 调整功成偏置或输入载被幅度，以及有关元件，使输出幅度达到最大，无明显失真，要求输出 电压幅度>3,5醒，输出功率符合要求。 参考文献 1.《高颜电子技术》，申功迈等编，西安电子科技大学出版杜，2001.8，中国高等眼业技术教 育研究会推荐教材， 2.《横拟电子线路（二）》（电子信息类规划教材），郑应光主编.东南大学出版社2000年8 月。 3.《高顾电子技术基础与应用》（教育部高职高专规划散材），李金明主编.化学工业出版 社出版，2006年。 4.《高颜电子技术》《21世纪高眼高专电子技术规划牧材)，刘聘主偏。人民邮电出版杜出 版，2006年10月。 原.《高频电子技术学习与解题指导》，阳昌汉主编。哈尔滨工程大学出版社.2002年3月。 6《高频电子技术实验与课程设计，畅翠绿主编。哈尔演工程大学出版社2001年9月。 7.《电子线路学习指导与实训》，林春方主编·电子工业出版杜·2004年4， 8.《电子线路设计，实验.测试》（第二版），谢自美主编，华中科技大学出版.2000年7月， www.scitc.com.cn 616 《高频电子技术》精品贤源共享课建设项目组
www.scitc.com.cn 6 / 6 《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 4 3 4 3 2 3 2 3 C C C C C C C C C + + = 选反馈系数 Fu= l 则 C2= C3(选为 510pF)。 取输出接入系数 3 1 3 4 4 = + = C C C p ，取定一 C4 值后,可得 C3 的值。 附 2.2.2.3.电路安装与调试 根据图附 2-9 所示电路进行装配、调整、测试，以使电路能正常工作，并达到所要求的主要技 术指标。 L．检测元件、晶体管 用晶体管图示仪检测晶体管(它们的主要参数：如β、BUcE0 等)应符合设计要求。对要求自己绕 制的电感线圈，可用高频电感电容测量仪测量电感量。 2．按规定的印刷线路的大小设计印制板图。并通过描图、腐蚀、钻孔等过程制作电路印制板。 3．对要求的电路进行元器件的焊接、安装，要求安装整齐，焊点光滑、无焊、错焊。 4．对各级电路进行调试： ⑴振荡电路 调整合适的静态偏置，使输出电压幅度合适，输出波形应无明显失真，输出信号频率正确。 ⑵缓冲电路 调整合适的偏置，使输出无明显失真。 ⑶功放电路 调整功放偏置或输入载波幅度，以及有关元件，使输出幅度达到最大，无明显失真，要求输出 电压幅度>3.5V，输出功率符合要求。 参考文献 1.《高频电子技术》，申功迈等编，西安电子科技大学出版社，2001.8，中国高等职业技术教 育研究会推荐教材。 2. 《模拟电子线路( 二 )》（电子信息类规划教材），郑应光主编.东南大学出版社.2000 年 8 月。 3.《高频电子技术基础与应用》 ( 教育部高职高专规划教材 )，李金明主编. 化学工业出版 社出版 .2006 年。 4.《高频电子技术》（ 21 世纪高职高专电子技术规划教材）， 刘骋主编. 人民邮电出版社出 版 .2006 年 10 月。 5.《高频电子技术学习与解题指导》，阳昌汉主编. 哈尔滨工程大学出版社.2002 年 3 月。 6.《高频电子技术实验与课程设计》，杨翠娥主编. 哈尔滨工程大学出版社. 2001 年 9 月。 7.《电子线路学习指导与实训》，林春方主编 . 电子工业出版社 . 2004 年 4 。 8.《电子线路设计.实验.测试》 ( 第二版 ).谢自美主编. 华中科技大学出版.2000 年 7 月