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通信基本电路实验

通信基本电路实验. 电子工程系. 调频无限通信系统设计（发射部分）. 一，设计任务： 设计一个调频发射机，其系统框图如下所示（要求用分立元件实现）：. 负载 ︵ 天线 ︶. 谐 振 功 率 放 大 器. 调 频 振荡器. 缓 冲 放大器. 二，设计要求技术指标： （ 1 ）发射功率： P 0 ≥ 20mW （ 2 ）工作频率： （ 30~60 ） MHz ，信道 间隔 150KHz （共 150 个信道）；

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Presentation Transcript

  1. 通信基本电路实验 电子工程系

  2. 调频无限通信系统设计（发射部分） 一，设计任务： 设计一个调频发射机，其系统框图如下所示（要求用分立元件实现）： 负载︵天线︶ 谐 振 功 率 放 大 器 调 频 振荡器 缓 冲 放大器

  3. 二，设计要求技术指标： （1）发射功率：P0≥ 20mW （2）工作频率：（30~60）MHz，信道 间隔150KHz（共150个信道）； （3）频点分配：小组频率=（30 + 0.2 x 组号）x MHz； （4）通信距离： ≥ 5m； （5）电源电压Vcc：10V； （6）负载（容性）：50Ω与20pF电容相串联；

  4. 三，调频振荡器设计 设计原则： ①震荡形式选择（稳定度、输出波形好，幅度平 稳） ②回路参数计算 ③变容管性能 ④直流偏置计算

  5. 1，选择振荡类型-------西勒振荡器及其电路如下：1，选择振荡类型-------西勒振荡器及其电路如下： 电容并联改进型（西勒）

  6. 电路图 （ 仅供参考）

  7. 2，振荡器电路设计 方法：选择一个，按工作频率确定另一个 振荡频率：

  8. 从稳定度要求：C∑≥不稳定电容 • 根据实际经验：若工作频率在30~60MHZ时，其回路总电容选取范围C∑：25~60pF,其电感为0.25~0.47uH。

  9. 石英晶体 Lq Co Cq 变容二极管 rq L1 扩展石英晶体振荡器直接调频电路频偏的方法 第一在变容二极管电路中再串一个电感,如图所示.L1的串入能抵消变容二极管静态电容的影响 晶体等效电路如图所示:

  10. 并联谐振频率为: 串联谐振频率为: 由以上两式可知:减小Co能提高fp此时串联谐振频率fq并不受到影响,因此能扩展fp与fq之间的范围.另外若用一适当的电感L与晶体并联,以减小Co.当L与Co达到并联谐振, Co被全部抵消,因此, fp与fq之间的范围大大加宽.但频率稳定性大大降低,失去石英晶体的优越性.

  11. 注: (1) L1为低Q线圈,若Q值过高,电感量较大虽然能产 生较大的频偏,但同时却会引起频率不稳; (2)晶体与L1的联结点与地之间的分布电容应尽量 小, 否则该分布电容将使石英晶体和变容二极 管对地旁路,并使电路产生频率漂移. 变容二极 管对地分布电容也应尽量小,否则将使频偏受 到限制. 第二采用π型网络进行阻抗变换.请自己查阅有关资料.

  12. 确定静态工作点及偏置电路 • 静态工作点或负载阻抗过大，都易进入饱和区。 • 实践证明：进入饱和区，晶体管输出阻抗R0将急剧下降，由原来的几十千欧或几百千欧→几百欧 姆→QL↓→波形严重失真→停振。 • 将工作点设计远离饱和电压而靠近截止区，一般小功率振荡器，集电极电流取ICQ=1~4mA。

  13. 高稳定偏置电路如图 注：Rc和Re不宜过大----〉VCEQ↓ 工程上一般取：VEQ=0.2Vcc或VEQ =1~3v 其次必须减小RB1和RB2的电阻值，满足I2 ≥IbQ的条件。使VB≈ I2 RB2保持恒定， RB1和RB2不宜过小增加直流电源的功耗，一般取I2=（5~10） IbQ

  14. 在满足I2﹥﹥ IbQ和VB ﹥﹥ Vbe的条件下，工作点获得很高的稳定度。各偏置元件选择如下：

  15. 说明： ①C1和C2决定反馈系数F F取值范围：1/2~1/8 ②C1＞＞C3，C2 ＞＞C3（从稳定性出发）。 ③对于工作频率大于20MHz以上，C1和C2的取值通常小于100pF。

  16. 说明（续） ④C4为小电容起微调作用 ⑤C5与Cj一起构成部分接入回路，其值主要根据接入系数P = C5/(C5+CjQ) =0.4， Cj（DB910）。 ⑥变容管特性：

  17. 3，起振条件 说明： ①C3不能太小，太小不宜起振（回路与管子弱耦合） ②工作频率f一定，C1C2遇大，起振遇困难

  18. 4，振幅幅度Vm

  19. 5，直流偏置的计算， • 取工作点电流：ICQ=1~4mA （具体计算见前文）

  20. 缓冲放大器的设计

  21. 缓冲放大器的设计 假设条件： • 推动级功率为 • 工作状态为甲乙类

  22. 缓冲放大器的设计 假设条件： • 9018的功率增益（与工作频率有关） 约10～30倍

  23. 缓冲放大器的设计 假设条件： • 集电极电压利用系数

  24. Rp2 缓冲放大器的设计 假设条件： • 中间级交流等效电路

  25. 中间级等效电路 取Rp2=2kΩ

  26. 中间级等效电路 接入系数 取p=1/4

  27. 回路参数计算 考虑到稳定性（分布电容的影响） 取 C=20~30pF 则

  28. Rp 谐振功率放大器的设计 • 电路形式

  29. 谐振功率放大器的设计 • 匹配网络参数计算

  30. 匹配网络参数设计

  31. 匹配网络参数设计

  32. 匹配网络参数计算

  33. 匹配网络参数计算

  34. 匹配网络参数计算

  35. 谐振功率放大器的设计 • 功率计算

  36. 功率计算 • 放大器为丙类工作状态，选取脉冲电流峰值为

  37. 功率计算 • 取导通角 查表得

  38. 功率计算 • 计算

  39. 功率计算 • 选择临界工作状态 集电极回路输出电压：

  40. 功率计算 • 输出功率为

  41. 功率计算 • 高频输入功率 已知：

  42. 高频输入功率 若 输入曲线的动态电阻为ΔRi，则

  43. 高频输入功率

  44. 高频输入功率

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