本次电子线路设计对高频调谐小信号放大器,设计原理作了简要分析,研究了各个电路的参数设置方法。并利用其它相关电路为辅助工具来调试放大电路,解决了放大电路中经常出现的自激振荡问题和难以准确的调谐问题。 同时也对无线通信系统的发射模块和接收模块进行了介绍,以及对各个模块的组成部分及其原理做了相应的介绍和分析。
高频小信号谐振放大电路是将高频小信号或接收机中经变频后的中频信号进行放大,已达到下级所需的激励电压幅度。高频功放的作用是以高的效率输出最大的高频功率。通信系统主要由发射和接收两大模块组成。
随着现代通信技术的不断发展,对通信系统的发射和接收两大模块的原理的分析也变得越来越重要。
关键词:高频小信号放大器、通信系统、发射,接收。
摘要 1第一章绪论 3
1.1通信系统的介绍 3
1.2通信系统的一般模型 3
2.1无线发射接收系统的组成 5
2.2无线发射系统的各部分介绍 5
2.2.1 话筒或**ic 5
2.2.2 音频放大电路 6
2.2.3 am调制电路 6
2.2.4 高频功率放大电路 7
2.3无线接收系统的各部分介绍 7
2.3.1 天线回路 8
2.3.2 变频器 8
2.3.3 中频放大电路 10
2.3.4 检波电波 11
2.4无线接收系统和发射系统的联调 12
第三章高频小信号的设计 14
3.1 高频小信号调谐放大器的原理分析 14
3.2 高频小信号调谐放大器参数设置 14
3.3 高频小信号调谐放大器**图形 16
第四章焊接及调试 18
4.1焊接知识概述 18
4.1.1操作前检查 18
4.1.2焊接步骤 18
4.2调试故障分析 19
4.2.1 高频小信号放大器故障分析 19
故障1: 19
故障2: 19
故障4: 19
故障5: 19
4.3 实物图 20
参考文献 22
附录一 23
附录二 25
随着现代通信技术的不断发展,通信技术在人们的生活中占据着十分重要的地位,你很难想像如果没有手机,电脑,互联网,人们的生活将会变成什么样子。通信的一般含义是从发信者到收信者之间消息的传递,包括旗语、邮政等。利用电磁系统传递消息的这种方式是从19世纪末叶迅速发展起来的,并且在经济、军事和社会发展中起越来越重要的作用。
通信系统是指用以完成信息传输过程的技术系统的总称。现代通信系统主要借助电磁波在自由空间的传播或在导引**中的传输机理来实现,前者称为无线通信系统,后者称为有线通信系统。当电磁波的波长达到光波范围时,这样的电信系统特称为光通信系统,其他电磁波范围的通信系统则称为电磁通信系统,简称为电信系统。
由于光的导引**采用特制的玻璃纤维,因此有线光通信系统又称光纤通信系统。一般电磁波的导引**是导线,按其具体结构可分为电缆通信系统和明线通信系统;无线电信系统按其电磁波的波长则有微波通信系统与短波通信系统之分。另一方面,按照通信业务的不同,通信系统又可分为**通信系统、数据通信系统、传真通信系统和图像通信系统等。
由于人们对通信的容量要求越来越高,对通信的业务要求越来越多样化,所以通信系统正迅速向着宽带化方向发展,而光纤通信系统将在通信网中发挥越来越重要的作用。
实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质的总和称为通信系统。以基本的点对点通信为例,通信系统的组成(通常也称为一般模型)。
图1.1图中,信源的作用是把待传输的消息转换成原始电信号,如**系统中**机可看成是信源。信源输出的信号称为基带信号。
所谓基带信号是指没有经过调制(进行频谱搬移和变换)的原始电信号,其特点是信号频谱从零频附近开始,具有低通形式。根据原始电信号的特征,基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号,相应地,信源也分为数字信源和模拟信源。
发送设备的基本功能是将信源和信道匹配起来,即将信源产生的原始电信号(基带信号)变换成适合在信道中传输的信号。变换方式是多种多样的,在需要频谱搬移的场合,调制是最常见的变换方式;对传输数字信号来说,发送设备又常常包含信源编码和信道编码等。
信道是指信号传输的通道,可以是有线的,也可以是无线的,甚至还可以包含某些设备。图中的噪声源,是信道中的所有噪声以及分散在通信系统中其它各处噪声的集合。
在接收端,接收设备的功能与发送设备相反,即进行解调、译码、解码等。它的任务是从带有干扰的接收信号中恢复出相应的原始电信号来。
信宿(也称受信者或收终端)是将复原的原始电信号转换成相应的消息,如**机将对方传来的电信号还原成了声音。
第2章无线发射接收系统的工作原理。
图2-1 无线通信系统的组成。
无线通信系统主要由发射,接收这两大系统组成。常用的接收系统用的就是超外差中波调幅接收机。如图2-1所示。
图2无线通信发射系统的组成。
本实验的无线通信发射系统主要模块是话筒或**ic、音频放大、am调制、高频功放以及天线模块。
该模块的主要功能是通过话筒产生一个语音信号,其频率为300hz,或通过试验箱产生一个**信号,其波形为矩形方波,幅度约为200这就是am调制中的调制信号。
图2-3 音频放大电路
该模块主要是一个由集成芯片构成的放大器电路,其作用实际上就是对比较小的音频信号进行放大,使其功率增加,然后输出。其原理如图3-1所示,前置放大主要完成对小信号的放大,使用一个同向放大电路对输入的音频小信号的电压进行放大,得到后一级所需要的输入。后一级的主要对音频进行功率放大,使其能够驱动电阻而得到需要的音频。
该模块主要是一个调制电路,其中调制信号就是实验箱产生的**信号,载波信号就是从信号源产生的一个频率为1mhz,幅值为500的正弦波信号。调制就是使消息载体的某些特性岁消息的变化而变化。调制的作用是把消息置入消息载体,以便于传输和处理。
调制的作用主要有四点:第。
一、可以充分利用频谱资源。如将不同的信号通过频分复用的技术能在同一信道中传输。第。
二、可以远距离传输信号。调制过程将信号频谱搬移到任何所需的较高频率范围,这样就很容易将信号以电磁波的形式发射出去。第。
三、将所要发的消息信号加载在一个高频信号上,这是发射和接收所用的天线的长度就可以变得非常短,如将声音信息调制在900mhz的正弦载波上,则天线仅需8cm即可。第。
四、调制可以降低干扰对传输信号的影响,例如通过扩频调制。
在该模块用到的调制方式是am调制,也叫标准幅度调制。用到的芯片是mc149该集成模拟乘法器是完成两个模拟量(电压或电流)相乘的电子器件。在高频电子线路中,振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调的过程,均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程。
采用集成模拟乘法器实现上述功能比采用分离器件如二极管和三极管要简单得多,而且性能优越。所以目前无线通信、广播电视等方面应用较多。集成模拟乘法器常见产品有bg314、f1595、f1596、mc1495、mc1496、lm1595、lm1596等。
经过mc149芯片振幅调制后就产生了一个调幅波,如图2-4所示。该波形是音频(矩形波形号)
和正弦波am调制后的矩形包络波形。
图2-4 am调制后的波形。
高频功率放大器用于发射机的末级,作用是将高频已调波信号进行功率放大,以满足发送功率的要求,然后经过天线将其辐射到空间,保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平,并且不干扰相邻信道的通信。
高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种,窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路,故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器;宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路,因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件,它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出在“低频电子线路”课程中已知,放大器可以按照电流导通角的不同,分为甲类(导通角=360度)、乙类(导通角=180度)、甲乙类(导通角=180度~360度)。
图2-5 超外差接收机。
常用的接收机为超外差接收机,其组成模块如图2-5所示。
超外差式接收机能够大大提高接收机的增益、灵敏度和选择性。因为不管电台信号频率如何都变成为中频信号,然后都能进入中频放大级,所以对不同频率电台都能够进行均匀地放大。中放的级数可以根据要求增加或减少,更容易在稳定条件下获得高增益和窄带频响特性。
此外,由于中频是恒定的,所以不必每级都加入可变电容器选择电台,避免使用多联同轴可变电容器,而只需在调谐回路和本振回路用一只双连可变电容器就可完成选台。超外差电路的典型应用是超外差接收机,其优点是:①容易得到足够大而且比较稳定的放大量。
②具有较高的选择性和较好的频率特性。③容易调整。缺点是电路比较复杂,同时也存在着一些特殊的干扰,如像频干扰、组合频率干扰和中频干扰等。
随着集成电路技术的发展,超外差接收机已经可以单片集成。
图2-6 无线通信接收系统的组成。
本实验的无线通信接收系统主要模块是天线回路、变频器、中频放大电路、检波电路,音频功率放大电路。
收音机、电视机使用的天线一般是接收天线,广播电视台的天线则为发射天线。而手机天线则收发共用,但须经过移动通信基站天线转收和**。 实际上,一切无线电设备(包括无线电通讯、广播、电视、雷达、导航等系统)都是利用无线电波来进行工作的,而从几 mhz 的超长波到四十多 ghz 的毫米波段电磁波的发射和接收都要通过天线来实现。
天线是这样一个部件,作发射时,它将电路中的高频电流或馈电传输线上的导行波有效地转换成某种极化的空间电磁波,向规定的方向发射出去;作接收时,则将来自空间特定方向的某种极化的电磁波有效地转换为电路中的高频电流或传输线上的导行波。
天线的作用主要有两点:
1) 能量转换。
对于发射天线,天线应将电路中的高频电流能量或传输线上的导行波能量尽。
可能多地转换为空间的电磁波能量辐射出去。对于接收天线,天线应将接收的电。
磁波能量最大限度地转换为电路中的高频电流能量输送到接收机。这就要求天线。
与发射机源或与接收机负载尽可能好的匹配。
2) 定向辐射或接收。
对于发射天线,辐射的电磁波能量应尽可能集中在指定的方向上,而在其它。
方向不辐射或辐射很弱。对于接收天线,只接收来自指定方向上的的电磁波,在。
其它方向接收能力很弱或不接收。
变频电路是时变参量线性电路的一种典型应用。如一个振幅较大的振荡电压υ0(使器件跨导随此频率的电压作周期变化)与幅度较小的外来信号υs同时加到作为时变参量线性电路的器件上,则输出端可取得此二信号的差频或和频,完成变频作用。如果此器件本身既产生振荡电压又实现频率变换(变频),则称为自激式变频器或简称变频器。
如果此非线性器件本身仅实现频率变换,本振信号由另外器件产生,则称为混频器。包括产生本振信号的器件在内的整个电路,称为他激式变频器。
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