哈工大高频课程设计

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1、高频电子线路课程设计电信学院班一、问题重述本次课程设计分两个部分，分别是中波电台发射系统设计和中波电台接收系统设计。前者的设计目的是要求掌握最基本的小功率调幅发射系统的设计与安装调试，技术指标见下表：表格1：发射机技术指标载波频率5351605频率稳定度不低于10-3输出负载51总输出功率50调制指数30％80％调制频率50010后者设计目的是要求掌握最基本的超外差接收机的设计与调试。技术指标见下表：表格2：接收机技术指标载波频率535-1605中心频率465输出功率0.25输出负载8灵敏度1二、问题分析2.1中波发射机系统发射机包括三个部分：高频部分

2、，低频部分和电源部分。高频部分一般包括主振荡器、缓冲放大、中间放大、功放推动级与末级功放。主振器的作用是产生频率稳定的载波。为了提高频率稳定性，主振级可以采用西勒电路，并在它后面加上缓冲级，以削弱后级对主振器的影响。低频部分包括声电变换、低频电压放大级、低频功率放大级与末级低频功率放大级。低频信号通过逐渐放大，在末级功放处获得所需的功率电平，以便对高频末级功率放大器进行调制。电源部分需要采用稳压电源，以减少对系统稳定性的影响。设计框图如下：图1：发射机设计框图2.2中波接收系统接收机主要由输入电路、混频电路、中放电路、检波电路、低频放大电路、功率放大电

3、路和扬声器或耳机组成。其设计框图如下：图2：接收机系统框图三、系统设计与仿真3.1中波发射系统3.1.1西勒振荡电路在无线电技术中，采用振荡器来产生高频电流。振荡器可以看做将直流电能转变为交流电能的换能器。振荡器是无线电调幅发射机的基本单元。常见的有三点式电容电路，克拉泼电路，西勒电路等。根据指标要求，本次设计采用稳定度较高的西勒电路，其电路图如下：图3：西勒振荡电路参数计算：首先选择合适的三极管，三极管的选择应满足：特征频率比系统要求的最大频率大，最大管耗比系统要求的输出功率大，三极管跨导要大。为计算方便，本次设计采用理想晶体管。直流电路分析：假设直

4、流电源为，为了防止其他电路对电源的影响，给电源并联一个大电容。西勒电路应具有合适的静态工作点，若静态工作点较低，正反馈较强则管子容易进入乙类，丙类放大状态。静态工作点较高，则容易在振荡部分周期内进入饱和区，产生凹陷失真，稳定度下降。为此，我们将静态工作点设置在远离饱和区，靠近截止区的位置。设为，由公式，假设为，则为。假设为，由公式及可得，为了以后调节方便，将其拆分为固定阻值和可变电阻串联。再由，并假设为可得。为防止振荡电流对基极影响，给集电极串接一电感。西勒电路分析：L、C选择应满足振荡频率的要求，假设振荡频率为，不妨取，则由可得。不妨设，，，则由可得

5、。为了以后调节的方便，将、换为可变电容，并将其灵敏度改为。最终西勒电路见下图：图4：西勒振荡电路3.1.2射极跟随器缓冲级采用设计跟随器，信号从基极输入，从发射极输出的放大器。其特点为输入阻抗高，输出阻抗低，常作阻抗变换和级间隔离用，以减少电路间直接相连所带来的影响，起缓冲作用。假设，，仿照西勒电路计算过程可得。其电路如下（是为了防止级间影响）：图5：射极跟随器电路图3.1.3振荡电路仿真将西勒电路与缓冲级接在一起作为振荡器，并在终端接一示波器和一频率计，并在设计跟随器上端及下端接电压探针，以便仿真。其电路图见下：图6：振荡器电路图利用multisim

6、进行仿真，其中频率计及示波器示数如下：图7：频率计示数图8示波器示数电压探针如下：图9：电压探针示数分析仿真结果可得，频率稳定度，波形无明显失真，满足技术指标。但是，电压有效值较小，需要接放大器。3.1.4高频小信号放大器为避免失真，高频小信号放大器中晶体管的静态工作点同样应靠近截止区，假设，为保证静态工作点靠近截止区，应比大，这里取，同样为了以后调节方便，将取为可变电阻。由可得为。三极管取为理想三极管，其可在参数中查的，为，假设则。选频电路中心频率为，由可得，，同样为了调节方便，将电容改为可变电容。为了谐振回路，在集电极接两个电阻，其阻值对谐振无影响

7、。高频小信号放大电路如下：图10：高频小信号放大电路放大倍数的计算较为复杂，可以利用仿真电路直接测得。3.1.5高频小信号放大电路仿真在高频小信号放大电路的输出端接示波器，同时，为了测得放大倍数，在输入输出端接波特图示仪，仿真电路如下：图11：高频小信号放大电路仿真图其仿真结果如下：图12：示波器示数图13：波特图示仪示数从示波器示数可知，波形无失真，且起到了电压放大作用。从波特图示仪可知，放大倍数为，在频率上放大倍数取到最大值。3.1.6调制电路及其仿真常见振幅调制有集电极调制，基极调制，模拟乘法器等方式，其中乘法器调制比较简单，本次设计采用乘法器调

8、制。其电路图如下：图14：乘法器电路其中为输入，分别接调制信号和载波信号，为调幅信号输出端。经