通信电路课程设计
题目：小功率调频发射机的设计与制作
主要技术指标：
1、中心频率 f=12MHz
2、频稳度 Δf/f≤10+4 3、最大频偏 Δfm=±10KHz 4、输出功率 Po ≥30mW 5、天线负载 75欧姆 6、电源电压 Vcc=9V
设计思路及实验原理
下图为采用三级电路的直接调频小功率发射机框图：
高频振荡级产生符合指标要求的正弦波，并且要求频率稳定，中心频率符合指标。且其频率受到外加音频信号电压调变；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出足够大的高频功率，并馈送到天线进行发射。
调频振荡级：
采用平率稳定度较高的克拉波振荡电路。，其电路图如下：
T 应该工作在甲类状态。静态工作点应该设置在中点附近。电路中C1，
C2受三极管级间电容Cce ，Cbe ，Ccb 的影响。因此在电容的取值上应满足C4≤C1,C4≤C2. （C1=220p C2=220p C4=100p）
1111
=f =(2 C C 1C 2C 4 L ≈3.5uH
第一级电路图如下：
采用共基电路，变容二极管偏置电路。因要求的频偏不大（∆f m >10kHz ），故采用变容二极管部份接入振荡回路的直接调频方式。C1为高频旁路电容，R1、R2、R3、R4、R5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C9可使高频线性良好。R7、R8为变容二极管提供直流偏置。调制音频信号C17、L4加到变容二极管改变振荡频率实现调频。振荡电压经电容C9耦合加至T2缓冲放大级。R6 、C4 、C5 为电源滤波电路。
第二级：缓冲级
该级有一定增益要求，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。对该级管子的要求是：
f γ≥(3-5) f 0
V (BR ) CEO ≥2V CC
f 至于谐振回路的计算，一般先根据0计算出LC 的乘积值，然后选择合适的C
再求出L 。C 根据实验要求的频率可选用100pF —200pF 。
由f =(2可得L ≈1.7uH
第三级：功率输出级
该级可采用共发电路，电路工作在丙类，获得较大的功率增益和较高的集电极效率。同上可得L ≈1.1uH 。输出回路用来实现阻抗匹配并进行滤波，从结P CN ≥P 0
Q e 1I ≥i 构简单、调节方便起见，实验中可采用п型网络，计算元件参数时通常取在CN c max
(BR 10以内。功放管要满足以下条件： ) CEO
V
≥2V CC
f γ≥(3-5) f 0
第三级电路图如下：
T3管工作在丙类状态，既有较高的效率，同时可以防止T3管产生高频
自激而引起的二次击穿损坏。调节偏置电阻可改变T3管的导通角。L3、L4、C15和C16构成
π型输出回路用来实现阻抗匹配并进行滤波，即将天线阻
抗变换为功放管所要求的负载值，并滤除不必要的高次谐波分量。
P CN ≥P 0I CN ≥i c max V (BR ) CEO ≥2V CC f γ≥(3-5) f 0
总电路图如下：
各元件参数：
R1=10K R2=10K R3=1.2K R4=12Ω R5=1K R6=100Ω R7=27K R8=27K R9=10K R 10=10K R11=470Ω R12=20K R13=220K R14=100Ω R15=100Ω
C 1=0.01uF C2=100p C3=220p C4=0.01uF C5=0.01uF C6=220p C7=220p C8=47p C 9=180p C 10=100p C 11=100p C 12=220p C 13=680p C 14=0.1u
C 15=100up
C 16=1000p C17=0.1u
L 4为高频扼流圈
电路板的焊接：
考虑到高频电路的高频特性，进行电路排版时尽量缩短高频部分元件引线，电阻、电容尽可能卧式安装，并且尽量不使电路中出现飞线现象。焊接好后仔细检查，看电路是否焊接无误，接线是否正确。可用万用表测试各个连接位置，看是否有因为虚焊或漏焊而出现断路的情况。为后面调试方便，可用导线在各级信号输出输入端接入信号测试端口。
电路的调试： 1、 调试所用的仪器：
万用表、直流稳压电源、函数信号发生器、示波器、频偏仪等
2、 调试内容： 本实验的要求是： 中心频率 f 0=12MHz 最大频偏
∆f m >10k H z
输出功率 P o ≥30mW
调试步骤：
给发射机通电，电压为9V 。天线接示波器。用电压表测静态工作点。电压表测一
下三个三极管的管脚电压。一级一级检查排错。理论上，第一级Q1的b 级应该为四点多v ，e 比b 小0.7v ，c 比b 高。Q2的级也是四点多v ，e 比b 小0.7 v，c 级9v 。Q3的b 级零点几v ，c 级9v 。测试静态工作点正常后开始用示波器测试波形。
先把示波器接在震荡级输出，测频率和幅度，并看波形是否明显失真。调节电感L1使频率稳定在12M ±0.1MHz 之内。波形没有明显失真。再接再第二级输出级测试波形。调节L2使波形不失真并且幅度最大，频率还是在12M ±0.1MHz 之内。然后调节最后的输出级，使功率满足要求，电压峰峰值达到4-6v 。虽然满足幅度要求，中心频率却偏移了12M 太多。于是再次调节L1，使输出中心频率再次稳定在12M ±0.1MHz 之内。幅度还是在要求的指标之内。符合要求。
课程设计总结：
高频电路课程设计实验，让我进一步了解了小功率调频发射机的工作原理和
设计调试方法。通过实际发射机设计的实践。增强了动手能力，加深了对理论知识的理解。并掌握了发射机的调试方法与故障排除分析方法。调试必须先从静态工作点开始，只有静态工作点正常交流工作才能正常，要是先测试交流的，遇到问题往往还得回到静态工作点。另外，交流也要一级级地测试，从前到后。因为后级电路的正常工作是以前级电路的正常位基础的。还有就是高频电路基于它的高频特性，容易产生自激现象，所以焊接电路板，元件的布局都要讲究，元件要卧式排布等。才能增加调试成功地概率。
参考文献：
电子线路 ——非线性部分 电子线路 ——线性部分
谢佳奎 谢佳奎
通信电路课程设计
题目：小功率调频发射机的设计与制作
主要技术指标：
1、中心频率 f=12MHz
2、频稳度 Δf/f≤10+4 3、最大频偏 Δfm=±10KHz 4、输出功率 Po ≥30mW 5、天线负载 75欧姆 6、电源电压 Vcc=9V
设计思路及实验原理
下图为采用三级电路的直接调频小功率发射机框图：
高频振荡级产生符合指标要求的正弦波，并且要求频率稳定，中心频率符合指标。且其频率受到外加音频信号电压调变；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出足够大的高频功率，并馈送到天线进行发射。
调频振荡级：
采用平率稳定度较高的克拉波振荡电路。，其电路图如下：
T 应该工作在甲类状态。静态工作点应该设置在中点附近。电路中C1，
C2受三极管级间电容Cce ，Cbe ，Ccb 的影响。因此在电容的取值上应满足C4≤C1,C4≤C2. （C1=220p C2=220p C4=100p）
1111
=f =(2 C C 1C 2C 4 L ≈3.5uH
第一级电路图如下：
采用共基电路，变容二极管偏置电路。因要求的频偏不大（∆f m >10kHz ），故采用变容二极管部份接入振荡回路的直接调频方式。C1为高频旁路电容，R1、R2、R3、R4、R5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C9可使高频线性良好。R7、R8为变容二极管提供直流偏置。调制音频信号C17、L4加到变容二极管改变振荡频率实现调频。振荡电压经电容C9耦合加至T2缓冲放大级。R6 、C4 、C5 为电源滤波电路。
第二级：缓冲级
该级有一定增益要求，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。对该级管子的要求是：
f γ≥(3-5) f 0
V (BR ) CEO ≥2V CC
f 至于谐振回路的计算，一般先根据0计算出LC 的乘积值，然后选择合适的C
再求出L 。C 根据实验要求的频率可选用100pF —200pF 。
由f =(2可得L ≈1.7uH
第三级：功率输出级
该级可采用共发电路，电路工作在丙类，获得较大的功率增益和较高的集电极效率。同上可得L ≈1.1uH 。输出回路用来实现阻抗匹配并进行滤波，从结P CN ≥P 0
Q e 1I ≥i 构简单、调节方便起见，实验中可采用п型网络，计算元件参数时通常取在CN c max
(BR 10以内。功放管要满足以下条件： ) CEO
V
≥2V CC
f γ≥(3-5) f 0
第三级电路图如下：
T3管工作在丙类状态，既有较高的效率，同时可以防止T3管产生高频
自激而引起的二次击穿损坏。调节偏置电阻可改变T3管的导通角。L3、L4、C15和C16构成
π型输出回路用来实现阻抗匹配并进行滤波，即将天线阻
抗变换为功放管所要求的负载值，并滤除不必要的高次谐波分量。
P CN ≥P 0I CN ≥i c max V (BR ) CEO ≥2V CC f γ≥(3-5) f 0
总电路图如下：
各元件参数：
R1=10K R2=10K R3=1.2K R4=12Ω R5=1K R6=100Ω R7=27K R8=27K R9=10K R 10=10K R11=470Ω R12=20K R13=220K R14=100Ω R15=100Ω
C 1=0.01uF C2=100p C3=220p C4=0.01uF C5=0.01uF C6=220p C7=220p C8=47p C 9=180p C 10=100p C 11=100p C 12=220p C 13=680p C 14=0.1u
C 15=100up
C 16=1000p C17=0.1u
L 4为高频扼流圈
电路板的焊接：
考虑到高频电路的高频特性，进行电路排版时尽量缩短高频部分元件引线，电阻、电容尽可能卧式安装，并且尽量不使电路中出现飞线现象。焊接好后仔细检查，看电路是否焊接无误，接线是否正确。可用万用表测试各个连接位置，看是否有因为虚焊或漏焊而出现断路的情况。为后面调试方便，可用导线在各级信号输出输入端接入信号测试端口。
电路的调试： 1、 调试所用的仪器：
万用表、直流稳压电源、函数信号发生器、示波器、频偏仪等
2、 调试内容： 本实验的要求是： 中心频率 f 0=12MHz 最大频偏
∆f m >10k H z
输出功率 P o ≥30mW
调试步骤：
给发射机通电，电压为9V 。天线接示波器。用电压表测静态工作点。电压表测一
下三个三极管的管脚电压。一级一级检查排错。理论上，第一级Q1的b 级应该为四点多v ，e 比b 小0.7v ，c 比b 高。Q2的级也是四点多v ，e 比b 小0.7 v，c 级9v 。Q3的b 级零点几v ，c 级9v 。测试静态工作点正常后开始用示波器测试波形。
先把示波器接在震荡级输出，测频率和幅度，并看波形是否明显失真。调节电感L1使频率稳定在12M ±0.1MHz 之内。波形没有明显失真。再接再第二级输出级测试波形。调节L2使波形不失真并且幅度最大，频率还是在12M ±0.1MHz 之内。然后调节最后的输出级，使功率满足要求，电压峰峰值达到4-6v 。虽然满足幅度要求，中心频率却偏移了12M 太多。于是再次调节L1，使输出中心频率再次稳定在12M ±0.1MHz 之内。幅度还是在要求的指标之内。符合要求。
课程设计总结：
高频电路课程设计实验，让我进一步了解了小功率调频发射机的工作原理和
设计调试方法。通过实际发射机设计的实践。增强了动手能力，加深了对理论知识的理解。并掌握了发射机的调试方法与故障排除分析方法。调试必须先从静态工作点开始，只有静态工作点正常交流工作才能正常，要是先测试交流的，遇到问题往往还得回到静态工作点。另外，交流也要一级级地测试，从前到后。因为后级电路的正常工作是以前级电路的正常位基础的。还有就是高频电路基于它的高频特性，容易产生自激现象，所以焊接电路板，元件的布局都要讲究，元件要卧式排布等。才能增加调试成功地概率。
参考文献：
电子线路 ——非线性部分 电子线路 ——线性部分
谢佳奎 谢佳奎