高频电路设计,调相(PM)放大器探析.doc

PAGE  PAGE 14 目录  TOC \o 1-2 \u 一、设计思路与系统组成 1 1.1 设计思路 1 1.2 系统组成 1 二、各电路设计及原理 3 2.1 调制信号1KHz产生电路 3 2.2 载波信号10MHz产生电路 4 2.3 调相电路 5 2.4 前置放大 8 2.5 高频振谐功率放大及匹配网络 9 三、总结与体会 11 四、附录 12 五、参考文献 13  窗体顶端 一、设计思路与系统组成 1.1 设计思路 课题要求设计一个调相（PM）放大器，这样必须有载波发生器和调制信号发生器。对于不同的频段发生器的设计有所不同。RC振荡电路适用于低频振荡， RC 一般用于产 1Hz~1MHz的低频信号。这样可以用 741 放大器与 RC 电路构成新的 RC 正弦波振荡器来产生 1Khz 的调制信号。由于石英晶振本身的参数具有高度的稳定性，因此选用皮尔斯振荡器来产生10MHz的载波信号。当这两种信号都准备好了，加在调相电路上完成调相功能。调相电路主要是由多级变容二极管调相模块构成的。这一部分是这个电路的核心。输出的调相波经过前置放大后再经过功率放大，最后经过匹配网络匹配后可产生用于天线发送的调相波。 1.2 系统组成 本系统是由五个大的模块构成，分别是调制信号产生电路（1KHz）；低频放大器；载波信号产生电路（10MHz）；调相电路；高频功率放大器。其中高频功率放大器又包括前置放大器，功率放大器和匹配网络。调制信号产生电路和载波信号产生电路产生的分别是 1KHz 和 10MHz 的正弦波。低频信号采用RC震荡电路产生，高频信号采用晶体震荡电路产生，用调制信号改变谐振回路参数，使载波信号通过回路时产生相移而形成调相波，再对产生的调相信号进行放大，提高到功率放大级的输入范围，经丙类谐振功率放大，T型选频网络选出有用信号频率。系统总体结构框图如图1所示。 前置放大 载波信号10MHz 调制信号1KHz 低频信号放大 调相电路 高频振谐功率放大及匹配网络 图一 系统总体结构框图 二、各电路设计及原理 2.1 调制信号1KHz产生电路 文氏电桥振荡电路又称RC串并联网络正弦波振荡电路，它是一种较好的正弦波产生电路，适用于频率小于1MHz，频率范围宽，波形较好的低频振荡信号。因此采用它产生1KHz调制信号。 从结构上看，正弦波振荡器是没有输入信号的，为了产生正弦波，必须在放大电路里加入正反馈，因此放大电路和正反馈风络是振荡电路的最主要部分。但是,这样两部分构成的振荡电路通常是得不到正弦波的，这是由于正反馈时不量是很难控制，帮还需要加入一些其他电路。 下图即为运算器组成的文氏电桥RC正弦波振荡电路。 图2 文氏电桥RC正弦波振荡电路图 图2中R5、R7构成负反馈支路，R8、R9、C6、C7的串并联选频网络构成正反馈支路并兼作选频网络，二极管构成稳幅电路。调节电位器R6可以改变负反馈的深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形。二极管D1、D2要求温度稳定性好且特性匹配，这样才能保证输出小型正负半周对称，同时接入R7以消除二极管的非线性影响。 2.2 载波信号10MHz产生电路 晶体振荡器有并联型晶体振荡器和串联型晶体振荡器。将石英谐振器作为等效电感元件用在三点式电路中，且工作在感性区，称为并联型晶体振荡器。此时，石英谐振器接在晶体管ｃ、ｂ极之间称为皮尔斯振荡电路，接在晶体管ｂ、ｅ极之间称为密勒振荡电路。把石英谐振器作为串联谐振元件来使用，使之工作在串联谐振频率上，称为串联型晶体振荡器。 本电路利用皮尔斯振荡电路原理产生10MHz载波信号。下图即为皮尔斯振荡器电路。 图3 皮尔斯振荡电路图 图4 交流等效电路图 在图3中，总电容C∑=Co+1/(1/C2+1/C3+1/C4+1/Cq) 故皮尔斯振荡器工作频率： 石英晶体振荡器采用适应近体谐振器作为选聘回路的振荡器，其振荡频率主要有石英晶体决定。于LC回路相比，适应近体振荡器具有很高的标准性和品质因数，使石英晶体振荡器可以获得较高的频率稳定度。 石英晶振的符号及其等效电路图如下图所示 图5 石英晶振的符号及其等效电路图 由等效电路可知，晶体振荡器是一个串并联谐振回路，串并联谐振频率fq、fp分别为： 2.3 调相电路 调相电路采用并联谐振回路的相频特来实现，其具体电路如图所示。 图6 单级变容二极管调相电路 （1）工作原理： 1