调频发射与接收系统设计.docx

调频发射与接收系统设计 本课题的设计目的是要求掌握小功率调频发射与接收系统的基来源理、电路设计与电路调试。 第1节调频发射系统 图4.1为调频发射系统的基本组成框图，表示的是直接调频发射机的组成。本课题主要研究直接调频发射系统。 图4.1直接调频发射系统组成框图 1、主要技术指标 ①发射功率 发射功率一般是指发射机输送到天线上的功率。只有当天线的长度与发射机 高频振荡的波长λ相比较时，天线才能有效地把载波发射出去。波长λ与频次f的关系为 f=c/f 式中，c为地磁波流传速度，c=3×108m/s。 若接收机的敏捷度US=2mV，则通信距离s与发射功率PA的关系为 skm=1.07 小功率发射系统的功率PA与通信距离s的关系如表1所示。 表1发射功率PA与通信距离s的关系 PA/mW 50 100 200 300 400 500 s/km 2.84 3.38 4.02 4.45 4.82 5.08 ②工作频次或波段 发射机的工作频次应根据调制方式，在国家或有关部门所规定的范围内选用。对换频发射机，工作频次一般在超短波范围内。 ③总效率 发射系统发射的总功率PA与其消耗的总功率P′c之比称为发射系统的总效率ηA，即 ηA=PA/P′c (2-3) 2、电路型式的选择 调频发射系统是由调频振荡级、缓冲隔绝级、倍频级、高频功率放大级等组成。如果振荡器的振荡频次能够知足发射载波频次的要求，便可省去倍频级。 （1）调频振荡级 本课题主要研究变容二极管调频电路。选择震荡器的电路型式是根据载波频 率f0、频次稳定度的技术要求决定的。如果课题要求的载波频次f0不高，则能够采用LC调频震荡器。 （2）缓冲隔绝级 将调频震荡器与功放级隔绝，以减小后级对震荡器频次稳定度及振荡波形的影响。缓冲隔绝级往常采用射极跟从器电路。 （3）功率推动级 为末级功放提供激励功率。能够选择在弱过压工作状态的丙类功放，也能够由甲类功放担当。如果发射功率不大，且振荡级的输出功率能够知足末级功放的输入要求，那么功率推动级也能够省去。 （4）末级功放 要使负载(天线)上获得令人满意的发射功率，而且整机效率较高，应选择丙类功率放大器。末级功放的功率增益不能太高，否则电路性能不稳，容易产生自激。因此要根据发射机各部分的作用，适合地合理分派功率增益。 （5）集成调频发射系统 上面概括的是调频系统方框图中各单元电路型式是选择，各个单元电路能够 由分立元件组成，也能够由集成电路组成。而单片集成FM低功率发射电路，则可包含调频振荡器级、缓冲隔绝级、倍频级等多个单元电路。单片集成调频发射系统如图4.2所示。由于单片集成调频发射系统的输出功率比较小，因此需要在集成电路后加功率放大器。 图4.2集成调频发射机方框图 3、设计任务 1）设计课题：小功率FM发射机设计 2）主要技术指标：发射功率PA≥80mW，负载电阻RL=75Ω，工作中心频次 f0=6.5MHz，最大频偏△fm=75kHz，总效率ηA＞50%。 （3）本设计可提供的主要器件如下：①高频小功率晶体管：3DG6；②高频小功率晶体管：3DG12；③变容二极管：2CC1D；④高频磁环：NXO-100；⑤集成调频发射IC：MC2833；⑥通用印制电路板1块；⑦供调试发射用的75Ω发射天线1根。 第2节MC2833原理与实验设计 MC2833型单片调频发射机的特点是：(1)工作频次高，可达100MHz以上，其 典型应用为49.7MHz；(2)供电电压较低，为(3～8)V；(3)片内增加了两级放大 器，在工作频次为49.7MHz、负载为50Ω、谐波衰减不低于50dB时，输出功率可 达10mW。 图4.3所示是MC2833的内部组成方框图。它是由可变电抗和高频振荡组成的调频振荡器、缓冲加两级放大器组成的三倍频功率放大器、对音频信号进行放大的微音放大器以及电压基准四部分组成。 MC2833各片脚的名称与作用如下：①脚：可变电抗输出端，经过电感和晶体接到16脚高频振荡器上作为振荡回路的一部分。②脚：去耦端，外接一电容至地，起高频旁路作用。③脚：调制信号输入端，信号由片内微音放大器输出端经耦合电容送入，可控制可变电抗的大小，实现对高频震荡器的频次调制，产生调频波。④脚：微音放大器输出端，送出音频信号。⑤脚：微音放大器输入端。⑥脚：接地端。⑦脚：第二放大管的 发射级端。⑧脚：第二放大管的基级端。 ⑨脚：第二放大管的集电级端。⑩脚：电源输入端((3～8)V)。11.脚：第一放大管的集电级端。12.脚：第一放大管的发射级端。13.脚：第一放大管的基级端。14.脚：图4.3MC2833内部组成方框图 高频(射频)输出端，由内部调频振荡器经 缓冲器送出。15、16.脚：高频振荡器的振荡回路外接电容端。 15、16.脚间 接56pF，15脚接51pF到地。 1