文档介绍：
在本次通信原理课程设计中我采用Multisim 软件对小功率调幅发射机电路进行设计与绘制,并进行模拟仿真。从理论上对电路进行分析,选择适合的元器件,设计出满足技术指标的小功率调幅发射系统。
(1)中心频率f=6MHz
(2)频率稳定度
(3)输出调幅波功率大于或等于200mW
(4)调制系数大于或等于50%
(5)包络不失真
发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制,将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。
调幅发射机实现调幅简便,调制所占的频带窄,并且与之对应的调幅接收设备简单,所以调幅发射机广泛地应用于广播发射。
所谓调幅,就是指,使振幅随调制信号的变化而变化,严格的讲,就是指载波振幅与调制信号的大小成线性关系,而它的频率和相位不变。振幅调制分为4种方式:AM(普通调幅)、DSB(抑制载波双边带调幅)、SSB(单边带调幅)、VSB(残留边带调幅)。本设计调幅发射机指的是AM调幅发射机。
通常,发射机包括三个部分:高频部分,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、倍频器、中间放大、功放推动级与末级功放。主振荡器的作用是产生频率稳定的载波。缓冲级主要是削弱后级对主振器的影响。低频部分包括话筒、低频电压放大级、低频功率放大级。调制是将要传送的信息装载到某一高频振荡信号上去的过程。
调幅发射系统的总体设计
:
主振级
振幅调制
缓冲级
低频放大
输出网络
激励级
天线
图中,各组成部分的的作用如下:
振荡级:产生频率为6MHz的载波信号。
缓冲级:将振荡级与调制级隔离,减小调制级对振荡级的影响。
音频放大级:将话筒信号电压放大到调制级所需的调制电压。
调幅级:将话音信号调制到载波上,产生已调波。
输出网络级:将前级放大的调幅信号送到天线,天线以高频载波电流的电磁波的形式发射到空间。
主振级模块的比较与论证
方案一:RC正弦波振荡器。其中RC振荡电路是用电阻与电容器组成的,因此并无调谐电路。所以不能够抑制高谐波的产生,不适于当做高频的振荡电路。
方案二:石英晶体振荡器。石英晶体振荡器具有很高的稳定度,可高达10-4~10-11量级。频率稳定度要求高的情况下,可以采用晶体振荡器。
方案三:三点式LC正弦波振荡器。三点式振荡电路有电容三点式和电感三点式之分。电容三点式振荡器的输出波形比电感三点式振荡器的输出波形好。在电感三点式振荡器中,晶体管的极间电容与回路电感相并联,在频率高时可能改变电抗的性质;在电容三点式振荡器中,极间电容与电容并联,频率变化不改变电抗的性质。因此振荡器的电路型式一般采用电容三点式。在频率稳定度要求不高的情况下,可以采用普通三点式电路、克拉泼电路、西勒电路。LC回路由于受到标准性和品质因数的限制,其频率稳定度只能达到10-4量级。
因此,作为高频的振荡电路通常使用的是LC振荡电路或晶体振荡电路。与LC回路相比,技术指标要求频率稳定度不低于10-3,因此LC振荡器与晶体振荡器均符合要求。又由于本次课程设计是进行仿真实验的,晶振难以在Multisim软件中控制,而在该软件中通过调整原件的参数也可以失频率稳定度达到10-5以下。、所以最终选择的高频信号产生电路为LC正弦波振荡电路。
在LC正弦波振荡电路中,我们一般用的是三点式振荡电路。高频振荡器即为本机振荡器,根据载波频率的高低和频率稳定度来确定电路形式。一般采用三点式振荡器。电容三点式振荡器的输出波形比电感三点式振荡器的输出波形好。这是因为电容三点式振荡器中,反馈是由电容产生的,高次谐波在电容上产生的反馈压降较小,输出中高频谐波小;而在电感三点式振荡器中,反馈是由电感产生的,高次谐波在电感上产生的反馈压降较大。另外,电容三点式振荡器最高工作频率一般比电感三点式振荡器的高。这是因为在电感三点式振荡器中,晶体管的极间电容与回路电感相并联,在频率高时可能改变电抗的性质;在电容三点式振荡器中,极间电容与电容并联,频率变化不改变电抗的性质。因此本次实验的振荡器的电路型式采用电容三点式电路。
振幅调制模块的比较与论证
振幅调制电路按输出功率的高低,可分为高电平调幅电路和低电平调幅电路。低电平调幅
电路是将调制和功放分开,调制在低电平级实现,然后经线性功率放大器的放大,达到一定的功率后再发送出去。而高电平调幅是将调制和功放合二为一,调制后的信号不需要放大就可以直接发送出去。下面有三种方案:
方案一