1、課程設計說明書 NO.14調幅發射機1.課程設計的目的無線電發射與接收設備室高頻電子線路的綜合應用，是現代化通信系統、廣播電視系統、無線安全防范系統、無線遙控和遙測系統、雷達系統、電子對抗系統、無線電制導系統等，必不可少的設備。希望通過此次的課程設計可以了解其工作的原理、過程。并可以用軟件熟練的對其進行仿真，更直觀的理解調幅發射機的工作。2.設計方案論證2.1 Multisim軟件介紹 Multisim軟件結合了直觀的捕捉和功能強大的仿真，能夠快速、輕松、高效地對電路進行設計和驗證。憑借Multisim，您可以立即創建具有完整組件庫的電路圖，并利用工業標準SPICE模擬器模仿電路行為。借助專業

2、的高級SPICE分析和虛擬儀器，您能在設計流程中提早對電路設計進行的迅速驗證，從而縮短建模循環。與NI LabVIEW和SignalExpress軟件的集成，完善了具有強大技術的設計流程，從而能夠比較具有模擬數據的實現建模測量。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。 Multisim軟件是一個專門用于電子電路仿真與設計的EDA工具軟件。作為 Windows 下運行的個人桌面電子設計工具，Multisim 是一個完整的集成化設計環境。 Multisim計算機仿真與虛擬儀器技術可以很好地解決理論教學與實際動手實驗相脫節的這一問題。學員可以很方便地把剛剛學到

3、的理論知識用計算機仿真真實的再現出來，并且可以用虛擬儀器技術創造出真正屬于自己的儀表。 Multisim軟件絕對是電子學教學的首選軟件工具。Multisim有以下特點直觀的圖形界面、豐富的元器件、強大的仿真能力、豐富的測試儀器、完備的分析手段、獨特的射頻（RF）模塊、強大的MCU模塊等等。2.1.1方案論證根據課程設計的要求，其工作頻率為6MHZ，輸出功率為小功率400mw，由于輸出的功率很小，所以它具有結構簡單，體積小和質量很輕的特點，基于上述原理，可選擇最基本的發射原理，該結構由主振級、高頻放大器、音頻放大器、AM調幅電路、緩沖電路、一級功率放大結構組成。2.1.2技術指標：載波頻率：，載

4、波頻率穩定度不低于10-3；輸出負載：；總的輸出功率：；調幅系數平均值：，單音調制； 調制頻率：；輸出信號帶寬：（雙邊帶）2.1.3調幅概念及其分類:在時域上，可以認為調幅的實現是以代表信息的基帶信號（調制信號），去控制不含信息的高頻載波振幅為基礎來實現的。2.1.4調幅分類: （1）普通調幅，簡記為AM ； （2）雙邊帶調幅，簡記為DSB ； （3）單邊帶調幅，簡記為SSB ； （4）殘留邊帶調幅，簡記為VSB 。2.2本設計任務總體實現方案的確定下圖為最基本的調幅發射系統框圖。主要由主振蕩器、緩沖級、高頻小信號放大器、調制器、高頻功率放大器、低頻電壓放大器等電路組成。主振級緩沖級調幅級高頻

5、功放激勵級音頻放大信號 圖1 調幅發射系統框圖方案一：低電平調幅發射機由于設計任務要求實現的是小功率發射機，發射功率（輸出負載RL上的功率）P0 大于0.25W即可。所以，可以利用提供的集成模擬乘法器MC14961596G，組成低電平調幅電路。如下圖所示：圖2 低電平調幅電路雙差分對MC1496MC1596如圖:圖3 雙重差分MC1496MC1596方案二：高電平調幅發射機因為設計任務中對發射功率并沒有限制上限值，所以，也可以采用高電平調幅電路組成發射系統，如下圖所示。若緩沖級輸出電壓能滿足高電平調幅電路的要求，并且最終負載上的輸出功率也滿足指標要求時，則應力求電路結構簡單，去除高頻放大電路。

6、 圖4 高電平調幅電路組成發射系統2.3調幅發射系統各單元電路的分析2.3.1主振器主振器就是高頻振蕩器，根據載波頻率的高低和頻率穩定度來確定電路形式。在頻率穩定度要求不高的情況下，可以采用電容反饋三點式振蕩電路，如克拉潑、西勒電路。頻率穩定度要求高的情況下，可以采用晶體振蕩器，也可以采用單片集成振蕩電路。2.3.2緩沖級緩沖級通常采用射極跟隨器，基本原理是利用它的輸入電阻高和輸出電阻低的特點，在電路中起著阻抗變換的作用。2.3.3高頻放大器高頻放大器屬于線性放大器。根據電路所需要的電壓增益和選擇性，來確定電路形式。一般電路形式有單調諧放大器和雙調諧放大器。在對放大器選擇性要求不高的場合，可以

7、選用單調諧放大器。為提高放大器的電壓增益，可以選擇多級放大器級聯的電路形式。2.3.4振幅調制器振幅調制器的任務是將所需傳送的信息“加載”到高頻振蕩中，以調幅波的形式傳送出去。通常有低電平調幅和高電平調幅兩種實現電路。 低電平調幅電路輸出功率小，適用于低功率系統。它的電路形式有多種，如斬波調幅器、平衡調幅器、模擬乘法器調幅等，比較常用的是采用模擬乘法器形式制成的集成調幅電路，即集成模擬乘法器調幅。這種集成電路的出現，使產生高質量調幅信號的過程變得極為簡單，而且成本很低。 高電平調幅電路輸出功率大，一般在系統末級直接產生滿足發射要求的調幅波。它的電路形式主要有集電極調幅和基極調幅兩種。集電極調幅

8、電路的優點是效率高，晶體管獲得充分的應用；缺點是需要大功率的調制信號源。基極調幅電路的優缺點正好與之相反，它的平均集電極效率不高，但所需的調制功率很小，有利于調幅發射系統整機的小型化。2.3.5功率放大器功率放大器主要有甲類、甲乙類或乙類（限于推挽電路）、丙類功放，根據功放的輸出功率和效率來確定選擇哪一種。采用低電平調幅電路的系統，由于調制器輸出信號為調幅波，其后的功率放大器必須是線性的（如甲類、甲乙類或乙類功放）；而采用高電平調幅電路的系統，則在末級直接產生達到輸出功率要求的調幅波，多以丙類放大器作為此時的末級電路。由于技術指標中對主振器的頻率和頻率穩定度要求不高，所以，采用西勒振蕩電路；緩

9、沖級采用射極跟隨器；低電平調幅電路采用集成模擬乘法器實現；高電平電路采用基極調幅電路。 圖5 放大電路圖6 西勒電路 圖7 西勒振蕩器 圖8 振幅調制級電路模擬乘法器可以用MC1496或MC1596G圖9 調幅發射機的調制電路24電路設計調幅系統總電路 圖10 調幅發射機的整體電路2.5參數分析2.5.1選定電路臨界工作狀態時，=0.25W>2再考慮匹配電路的傳輸效率，假定晶體管最大輸出功率=0.25W ，臨界時 =12-1=11V（取=1V） 2.5.2由于采用雙差分平衡調制,省略匹配電路。2.5.3饋電電路的選擇: 采用并聯饋電電路,扼流圈選4.7mH或多或少5.6mH均可。2.5.

10、4功放電路的選擇：C若按50%計算,則臨界時: 功放管基極偏置電阻的計算： 選50 選用3DG12C其極限參數為。 2.5.5緩沖級的計算 (1)晶體管的靜態工作點應位于交流負載線的中點，考慮到晶體管約有1V的飽和壓降，可取 ，為得到一定的跟隨范圍，減小失真，可取靜態工作點電流=6mA，則 為便于調節，基極偏置電阻采用電位器、組合而成。 為交流旁路電容，故晶體管T1的基極交流接地，該電路可看成共基電路和反饋網絡組成，、構成分壓電路，提供降壓輸出，減小了負載對振蕩電路的影響： (2)電路參數的選擇： 選管：主振級是小功率振蕩管，選擇一般小功率高頻管即可，但從穩頻和起振出發，應選特征頻率較高的晶體

11、管，因為高，高頻性能好，晶體管內部相移小，有利于穩頻；在高頻工作時，振蕩器也因具有足夠的增益而易于起振通常 >(310) 另外，應選電流放大倍數較大的晶體管，大，易起振。為此，可選3DG6、3DG8、9018等常用的高頻小功率管. 直流工作狀態與偏置電阻的計算： 振蕩管的靜態工作點電流對振蕩器工作的穩定性及波形有較大的關系，因此，應合理選擇工作點。 振蕩器振蕩幅度穩定后，常工作在非線性區域，晶體管必然出現飽和和截止情況，晶體管在飽和時輸出阻抗低，它并聯在LC回路上使Q值大為降低，降低頻率穩定度，波形也會失真，所以應把工作點選在偏向截止區一邊，故工作點電流不能過大，應選小些，通常對小功率振

12、蕩器，工作點電流應選,偏大，可使振蕩幅度增加一些，但對其它指標不利，通常取，。 請考慮基極偏置電阻應如何定。取 振蕩電路參數與選取： 選擇L= 1012uH 而 選反饋系數Fu= l則C2= C3(選為510pF)。取輸出接入系數 定C4值時,可取C3 值。3.設計結果與分析3.1仿真的結果通過軟件Multisim軟件，振蕩級電路仿真結果如下： 圖11 振蕩級仿真結果 通過軟件Multisim軟件，緩沖級電路仿真結果如下： 圖12 緩沖級仿真結果 通過軟件Multisim軟件，放大級電路仿真結果如下： 圖13 放大級電路仿真結果通過軟件Multisim軟件，振幅調制級電路仿真結果如下： 圖14

13、 振幅調制級電路仿真結果 圖15 音頻放大級電路的仿真結果3.2設計總結根據原理框圖,我對調幅發射器進行設計,考慮時小功率發射,采用設計框圖的設計方案,對各部分進行選取。 在主振級電路上,有克拉潑電路和西勒電路進行選擇,優先考慮西勒電路,因為本次設計參數要求工作頻率采用克拉潑震蕩電路易產生振幅變小的情況。 緩沖級的選擇中,開始時采用的時這樣的射極跟隨電路,后考慮到與MC1506G的連接不方便而放棄。 而后采用了現在用的T2電路構成的射級跟隨電路完成緩沖級任務盡管采用的是射級框圖2,但考慮參數中并沒有限制發射功率上限,則省略了高頻放大級而直接與由MC1596G外接電路構成的振幅調制相連,實現振幅

14、調制發射。4.設計體會 通過本課程的學習，能夠掌握近代高頻理論的基礎知識，高頻電路分析與計算的基本方法，具備進行試驗的初步技能，并為后續課程的學習打下必要的基礎。 不僅對這學期高頻學習的東西又更深刻的復習了一遍，而且對專業課又提供了更大的幫助，從而對它更感興趣了，這對學習這科課程有很大的幫助，爭取以后在這方面有突出的表現。 課程設計是培養學生綜合運用所學知識，發現、提出、分析和解決實際問題，鍛煉實踐能力的重要環節，是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程Multisim軟件應用十分廣泛，因此學會應用此仿真軟件是十分必要的。 回顧起此次電路的課程設計，從選題到定稿，從理論到實踐，整整一個星期可以

15、說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。同時在設計的過程中發現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次課程設計之后，一定把以前所學過的知識重新溫故。有時間多看看各方面書籍，拓寬知識面，不斷充實自我。不管怎么說這次的課程設計總算是順利的完成了，了解了Multisim軟件的用途。不過最后還得經過老師的審查，在老師的指導下彌補自己的不足，這樣，這次的課程設計才會畫上一個完美的句點。5.參考文獻1王衛東. 高頻電子電路M. 電子工業出版社,2008.8 :30-36.2王松武. 常用電路模塊分析與設計指導M. 清華大學出版社,2007.11 :39-54.3 黃智偉,李偉琦,鄒其洪. 基于Multisim的電子電路計算機仿真設計與分析M.電子工