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通信电路课程设计报告
《小功率调频发射机课程设计》
学院：
物理与信息工程学院
专业
:
电子信息类
年级：
2015
级
姓名：
张
桢
学号：
指导老师：
孙林
一、内容摘要：
在无线电通讯和广播中，需要
传送由语言、音乐、文字、图像等转换成的电
信号。
由于这些信号频率比 较低，
根据电磁理论，
低频信号不能直接以电磁波的
形式
有效地从天线上发射出去。
因此，
在发送端须采用调制的方式，
将 低频信号
加到高频信号之上，
然后将这种带有低频信号的高频信号发射出 去，
在接收端则
把带有这种低频信号的高频信号接收下来，
经过频率变换和相应的解调方式检出
原来的低频信号，从而达到通讯和广播的目的。<
/p>
本设计针对小功率调频发射机进行设计，
它主要有调频 振荡级、
缓冲级和功
率输出级各部分电路组成，最后实现发射一个高频信
号的功能。
二、设计目的：
1.
掌握小信号调谐放大器的基本工作原理；
2.
掌握谐振放大器电压增益、通频带及选择性的定义、测试及计算；
3.
了解高频小信号放大器动态范围的测试方法；
三、设计步骤：
1.
确定电路形式，选择各级电路的静态工作点，画出电路图
2.
计算出各级电路元件参数并选取元件
3.
画出电路装配图
4.
组装焊接电路
5.
调试并测量电路性能
四、主要技术指标：
1.
中心频率
f
0
?
12
MHz
?
4
2.
频率稳定度
?
f
/
f
0
?
3.
最大频偏
?
f
m
?
10
kHz
4.
输出功率
P
o
?
30
m W
5.
天线形式拉杆天线（接
100
欧姆电阻）
6.
电源电压
V
cc
?
9
V
五、设计思路及实验原理
实现调频的方法可分为两种，一种是
直接调频，另一种是间接调频。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），使其按调制信号的规律线性变
化，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，
（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。
它的组成
框图如
下所示
其中调频振荡级主要是产生频率稳定、
中心频 率符合指标要求的正弦波信号，
且
其频率受到外加音频信号电压调变；<
/p>
缓冲级主要是对调频振荡信号进行放大，
以
提供末级所需的
激励功率，
同时还对前后级起有一定的隔离作用，
为避免级功放
< br>的工作状态变化而直接影响振荡级的频率稳定度；
功放级的任务是确保高效率输
< p>出足够大的高频功率，并馈送到天线进行发射。
调频振荡级
缓冲级
功率输出级
六、各级电路设计及参数计算
1.
调频振荡级
(1)
设计原理：
振荡电路主
要是产生频率稳定且中心频率符合指标要求的正弦波信号，
目前
应用较为
广泛的是三点式振荡电路和差分对管振荡电路。
三点式振荡电路又可分
为
电感和电容三点式振荡电路，
由于是固定的中心频率，
考虑采用平率稳定度较
高的克拉波振荡电路。其电路图如下：
如图，三极管应该工作在甲类状态，其静态工作点不应设的太高，工作点
太高振荡管工作范围易进入饱和区，
输出阻抗的降低将使振荡波形严重失真，
但< /p>
工作点太低将不易起振。
(2)
参数计算：
据前面的介绍，设计出如下图所示的振荡电路
考虑到变容二极管偏置电路简单起
见，采用共基电路。其中
R4
用来提供直
?
f
m
?
10
kHz
< p>流交流负反馈。因要求的频偏不大（），故采用变容二极管部份接入振荡回路的
直接调频方式。
C
1
为高频旁路电容，
R
1
、
R
2
、
R
3
、
R
4
、
R
5
为
T1
管的偏置电阻。采
用分压式偏置电
路既有利于工作点稳定，
且振荡建立后自给负偏置效应有振荡幅
度的稳定
。一般选
Ic
为
3mA
左右，太小不易起振，太大 输出振荡波形将产生失
真。调节
C
9
可使高频线性良好。
R
7
、
R
8
为变容二极管提供直流偏置。调制音频
信号
C
17
、
L< /p>
4
加到变容二极管改变振荡频率实现调频。振荡电压经电容
C
9
耦合加
至
T2
缓冲放大级。
R
6
、
C
4
、
C
5<
/p>
为电源滤波电路。设计中
D
1
为变容二极管，我们
选用
910AT
型变容二极管， 其容量变化可以从几十
PF
到
100
~
200PF
．因此
C
7
数值接近于
C
j
的高端值，若假设
C
7
足够大，接近短路，而
C
8
也逐渐增大，从几
个
PF
< p>增加到十几个PF
，此时
C
Σ
增大，则振荡频率减小，同时静态调制特性会
发生变化，所以综合以上
因素，
C
7
,C
8
的选择对静态调制特性影响比较显著，所
以我们选择
C
7
为
220PF
的电容，
C
8
选择
47PF
的 电容．
由
C
?
?
C
0
?
C
7
（
·
C
j
?
C
8
）<
/p>
，以及
C
j
的性质，我们
选择
C
2
为
100PF, C< /p>
3
为
220PF,C
6<
/p>
C
7
?
C
j
?
C
8
为<
/p>
220PF.
利用
R
7
,R
8
对
D
1
变容管加反偏电压，
工作电压为
9V
，
R
7
,R
8
< br>可选用为
27K
Ω
,
则反偏电压为
4.5V
。
R
1
,R
2
为三极管基极偏置电阻，均选用
10K< /p>
Ω
．
R
4
,R
5
为负反
馈电阻，选择较
小的电阻即可，我们选用
R
4
为
12
Ω
,R
5
为１
K
Ω
.
因为
f
osc
=12MHz,
由
f
osc
?
1
2
?
LC<
/p>
设
C
0
为
C
2
，
C
3
与
C
6
串联值
,< /p>
可计算得
C
0
?
C
2
//
C
3<
/p>
//
C
6
?
52
pf
，
由于
910
变容二极
管在偏置电压
4.5
的情况下
C
j
较小，大概为十几
pf
，先不 考虑
C
j
的值，所以并
接在
L
1
上的回路总电容为
< /p>
C
?
?
C
0
?
C
7
（
·
C
j
?
C
8
）
?
91
pf
C
7
?
C< /p>
j
?
C
8
所以电感
L
1
为
L
1
?
1
?
1
.
93
μH
C
?
(
2
?
f
osc
)
2
2.
缓冲级
(1)
设计原理：
由于对该级有一定增益要求，
考虑到中心频率固定，
为了 使第三级能够达到
额定功率必须加大激励即
Vbm
，因此 要求缓冲级有一定的
增益，因此可采用以
LC
并联回路作 负载的小信号谐振放大
器电路。
(2)
参数计算：
据前面的介绍，设计出如右图所示的振荡电路
对该级管子的要求是：
所以可选用普通的小功率高频晶体
管，如
9018
等．另外，
f
?
?
(3
?
5)
f
0
V
(
BR
)
CEO
?
2
V
CC
V
bQ
?
V
eQ
+V
BE
I
?
I
cQ
?
若取流过偏置电阻
R
9
,R<
/p>
10
的电流为
I
1
=10I
bQ
则
R
10
=V
bQ
/I
1
, R
8
=(Vcc-
V
bQ
)/I
1
所以选
R
10
,R
8
均为
10K
Ω
.
为了减小缓冲级对振荡级的影响，
射随器与振荡级之间
采用松耦合，耦合电容
C
9
可选为
180pf.
对于谐振回路
C
10
,L
2
,
由
取
C
10
为
100PF
，计算得
L
2
?
1
?
1
.
76
μH
2
C
10
(
2
?
f
osc
)
f
osc
?
1
2
?
LC
< br>?
12
MHz