高频课程设计

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目录。一、引言2

二、摘要2三、实践目的3

四、设计要求3

五、相关原理知识3

5.1 rf不同频段的应用3

5.2 fm调制4

5.3 系统框图5

六、电路方案选择6

6.1 调频方式选择6

七、电路各单元模块6

7.1 麦克风模块电路6

7.2第一级模块电路7

7.3第二级模块电路7

7.4第**模块电路9

7.5电路指示灯模块电路10

八、系统安装与调试10

8.1 pcb图的设计10

8.2 系统的调试11

九、课程设计心得体会11

十、参考文献12

十。一、附件13

附录1：电路总原理图13

附录2：电路pcb图13

附录3：元器件清单14

调频发射机设计。

一、引言：无线电发射与接收设备是高频电子线路的综合应用，是现代化通信系统、广播与电视系统、无线安全防范系统、无线遥控和遥测系统、雷达系统、电子对抗系统、无线电制导系统等，必不可少的设备。发射机就是可以将信号按一定频率发射出去的装置。

广泛应用与电视，广播，雷达等各种民用，军用设备。主要可分为调频发射机、调幅发射机、光发射机、哈里斯发射机等多种类型。

调频发射机，首先将音频信号和高频载波调制为调频波，使高频载波的频率随音频信号发生变化，再对所产生的高频信号进行放大、激励、功放和一系列的阻抗匹配，使信号输出到天线，并将信号发送出去的装置。高频信号的产生现在有频率合成、pll等方式。现在我国商业调频广播的频率范围为88-108mhz,校园为76-87mhz,西方国家为70-90mhz。

二、摘要：本次课程设计围绕人们熟悉的调频发射机进行展开，随着经济的飞速发展，调频发射机也进行着高速的更新与换代，性能明显提升，性价比也有所下降，同时在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。

这次我们主要来设计一个小功率调频发射机，它主要是由西勒振荡器和两级功率放大器组成(一级甲类功率放大器和一级丙类功率放大器)，各单元电路共同作用，最终将音频信号通过天线辐射到空间。

在电路设计时首先根据设计的要求构建设计的总框图，充分考虑各个单元电路之间的信号传输和阻抗匹配。理解各个要求的参数的意义，针对各参数再分别在各具体电路中加以实现，并且保证电路的正常运行。

关键词：调频振荡器功率放大器。

三、实践目的：

本次设计要达到以下目的：

1. 进一步认识射频发射与接收系统；

2. 掌握调频无线电发射机的设计；

3. 学习无线电通信系统的设计与调试。

四、设计要求：

1. 发射机采用fm、am或者其它的调制方式；

2. 若采用fm调制方式，要求发射频率覆盖范围在传输距离》20m;

3. 若采用am调制方式，发射频率为中波波段或30mhz左右，传输距离》20m；

4. 为了加深对调制系统的认识，发射机建议采用分立元件设计；（采用集成电路的设计方法建议作为备选方案；）

5. 已调信号通过am/fm多波段收音机进行接收测试。

五、相关原理知识：

5.1 rf不同频段的应用。

中波调幅（am）收音机—从535khz 到 1.7mhz

短波调幅（am）收音机—从5.9mhz 到 26.1 mhz

民用波段（cb）收音机—从26.96 mhz 到 27.41 mhz

电视台波段—2 频道到6 频道频率范围是54mhz 到88mhz

调频（fm）收音机—从88mhz 到108mhz

电视台波段—7 频道到13 频道频率范围是174mhz 到220mhz

车库门禁、无线报警系统等，频率大概在40mhz

注：频率范围的规定随着不同的地区而变化。

5.2 fm调制原理。

载波，调制信号；通过fm调制，使得频率变化量与调制信号的大小成正比。即已调信号的瞬时角频率。

已调信号的瞬时相位为。

实现调频的方法分为直接调频和间接调频两大类。

5.2.1 直接调频。

直接调频的基本原理是利用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使其反映调制信号变化规律。要用调制信号去控制载波振荡器的振荡频率，就是用调制信号去控制决定载波振荡器振荡频率的元件或电路的参数，从而使载波振荡器的瞬时频率按调制信号变化规律线性地改变，就能够实现直接调频。直接调频可用如下方法实现：

改变振荡回路的元件参数实现调频。

在lc振荡器中，决定振荡频率的主要元件是lc振荡回路的电感l和电容c。在rc振荡器中，决定振荡频率的主要元件是电阻和电容。因而，根据调频的特点，用调制信号去控制电感、电容或电阻的数值就能实现调频。

调频电路中常用的可控电容元件有变容二极管和电抗管电路。常用的可控电感元件是具有铁氧体磁芯的电感线圈或电抗管电路，而可控电阻元件有二极管和场效应管。

控制振荡器的工作状态实现调频。

在微波发射机中，常用速调管振荡器作为载波振荡器，其振荡频率受控于加在管子反射极上的反射极电压。因此，只需将调制信号加至反射极即可实现调频。

若载波是由多谐振荡器产生的方波，则可用调制信号控制积分电容的充放电电流，从而控制其振荡频率。

5.2.2 间接调频。

如图1所示，不直接针对载波，而是通过后一级的可控的移相网络。将先进行积分，而后以此积分值进行调相，即得间接调频。

图1 间接调频实现。

可控移相网络的实现方法如下图2所示。将变容二极管接在高频放大器的谐振回路里，就可构成变容二极管调相电路。电路中，由于调制信号的作用使回路谐振频率改变，当载波通过这个回路时由于失谐而产生相移，从而获得调相。

图2 单级回路变容管调相电路。

5.3 系统框图。

采用fm调制的调频发射机其原理框图如下图所示：

六、电路方案选择：

6.1 调频方式选择。

实现调频的方法很多，大致可分为两类，一类是直接调频，另一类是间接调频。直接调频是用调制信号电压直接去控制自激振荡器的振荡频率（实质上是改变振荡器的定频元件），变容二极管调频便属于此类。间接调频则是利用频率和相位之间的关系，将调制信号进行适当处理（如积分）后，再对高频振荡进行调相，以达到调频的目的。

两种调频法各有优缺点。直接调频的稳定性较差，但得到的频偏大，线路简单，故应用较广；间接调频稳定性较高，但不易获得较大的频偏。考虑到电路的复杂度故采用直接调频的方案。

直接调频最常见有变容二极管调频，使用vco实现变容二极管直接调频。许多中小功率的调频发射机都采用变容二极管直接调频技术，即在工作于发射载频的lc振荡回路上直接调频，采用晶体振荡器和锁相环路来稳定中心频率。较之中频调制和倍频方法，这种方法的电路简单、性能良好、副波少、维修方便，是一种较先进的频率调制方案。

另外一种更为简单的直接调频方法是用三极管直接调频。原理是三极管组成共基极超高频振荡器，基极与集电极的电压随基极输入的音频信号变化而变化，从而改变高频振荡的频率，最终实现频率的调制。

由于采用变容二级管调频，对高频轭流圈的参数要求比较苛刻。这样会使设计电路变得困难。因此采用三极管直接调制的方法，这样不仅能够实现fm调频，而且使电路变得非常简洁。

七、电路各单元模块。

7.1 麦克风模块电路：

由于要接入麦克风，所以要给麦克风提供驱动电压但又不能太大，通过22k的电阻r1实现，c2的作用是滤波减小干扰，c1为耦合电容防止过大的电流将晶体三极管烧坏。

图47.2 第一级模块电路：

lc调频振荡器：产生频率f0=76mhz左右的高频振荡信号，最大频偏δfm=75khz，整个发射机的频率稳定度由该级决定。在调频振荡级可选用电感三点式，电容三点式和晶体振荡器产生正弦波电压。

本方案采用通过c3 、c4、 c5、 c6、l1组成改进型电容三点式(西勒振荡器)，以为c3与l1并联，所以又称为并联型电容三点式振荡图5

器。电路中通过调节电感值就可以得到所需要的频率。这里c7是与下一级放大电路的耦合电容，作用是隔直流，保护电路的作用。

7.3第二级模块电路：

音频放大电路由共射放大电路构成。由调制级转换过来的音频信号非常弱，因此必须再加上一级共射放大的电路。然而要使共射放大电路工作在放大区，必须有合适的静态工作点q。

a、静态工作点的测量。

测量放大器的静态工作点，应在输入信号的情况下进行，选用量程合适的直流电压表，测量发射极电压ue。然后算出发射极电流ie，再根据ic=ie=ue/re, 求的集电极电流ic。

b、静态工作点的调试。

放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流ic（或uce）的调试。静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影图6静态工作点对u0波形失真的影响。

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