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中波调幅发射机设计.rar

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    中波 调幅发射机 设计
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    科技学院 2011 届本科毕业论文中波调幅发射机设计学科专业: 电子信息工程 指导教师: 吴 莘 学生姓名: 吴建斌 学生学号: 072004110496 中国﹒贵州﹒ 贵阳2011 年 5 月贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 I 页目录摘要 ...........................................................................................................................................IIIAbstract.....................................................................................................................................IV第一章 绪论 .............................................................................................................................11.1 中波调幅发射机 ............................................................................................................11.2 设计方案 ........................................................................................................................1第二章 中波调幅发射机设计方案及工作原理 .....................................................................32.1 方案的选择 ....................................................................................................................32.1.1 设计选择的原因 ......................................................................................................32.1.2 中波调幅发射机的整机电路图 ..............................................................................42.2 增益分配 ........................................................................................................................52.3 发射机整机的参量测量 ................................................................................................52.4 中波调幅发射机的主要性能指标 ................................................................................5第三章 中波调幅发射机各单元电路及原理 .........................................................................73.1 AM 调制原理 .................................................................................................................73.2 模拟乘法器 ....................................................................................................................73.3 AM 调制性能测试 .......................................................................................................113.4 线性宽带放大电路器 ..................................................................................................123.4.1 线性宽带放大器的原理 ........................................................................................123.4.2 线性宽带放大电路 ................................................................................................153.4.3 对电路板的测试 ....................................................................................................163.5 晶体振荡器与压控振荡器 ..........................................................................................163.6 音频放大电路 ..............................................................................................................193.6.1 TDA2030 芯片及电路原理图 ..............................................................................193.6.2 音频放大器的组成及方案选择 ............................................................................20第四章 中波调幅发射机的电路调试 ...................................................................................234.1 本振级调试 ...............................................................................................................234.2 放大级调整 ...............................................................................................................23贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 II 页4.3 末级调试 ...................................................................................................................234.4 统调 ...........................................................................................................................23第五章 结束语 .......................................................................................................................24参考文献 ...................................................................................................................................25致谢 ...........................................................................................................................................26贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 III页中波调幅发射机设计摘要随着电子技术的迅速发展,中波调幅发射机也在不断的更新换代;其功能也在不断的完善,单从幅度调制方式而言,有原来效率较低的栅级调幅方式逐渐被效率较高的乙类板调机所取代,而本论文从原理上来设计中波调幅发射机,其技术指标好,工作状态稳定可靠,效率高维护方便,可以实现自动化运行等诸多设计原则来实现,然而中波调幅发射机的设计和制造中,相当重视各项技术经济指标,价值工程和可靠性设计都得到了应用,器件的选择也非常的重要,而选择的器件在配置上达到一个新的高度,使设计的调幅发射机的整机性能有所提高。本论文主要从中波调幅发射的原理来设计,将更深一步的了解调幅发射机的原理,这对提高的中波调幅发射机性能将有一定的帮助,而发射机的主要目的就是要把信号发送出去,虽然现在社会的科技日趋成熟,但要达到高性能的中波调幅发射机还些时日,从元器件的选择和电路的设计都得考虑相关因数,它的主要部分是 AM 调制,音频功率放大器,高频功率放大器,振荡器。下面就中波调幅发射机的功能要求,调幅发射机的组成及工作原理,各部分功能及电路图来设计中波调幅发射机。关键词:调幅;发射机;高频功率放大器;音频功率放大器贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 IV 页Medium-wave am transmitter designAbstractWith the rapid development of electronic technology, medium-wave am transmitter is also in constant renewal; Its function is also in constant perfect, single concerned, from amplitude modulation mode have so low efficiency of the gate is gradually efficiency grade modulation mode of high b plate adjustable machine, this paper replaced came from the principle of medium wave attenuation transmitter, its design technique index is good, stable and reliable work, high efficiency maintenance convenient, can realize automatic operation, and many other design principles to achieve, however medium-wave am transmitter design and manufacturing, the importance of various technical and economic indexes, and value engineering and design reliability have been applied, the device choice is very important, and choose the device in a configuration to a new height, make a design of the machine performance amplitude transmitters were improved. This thesis mainly from the principle of medium wave attenuation design, to launch further understanding to the principle of amplitude transmitter, this to raises the medium-wave AM transmitter performance will have certain help, but the main purpose is to a transmitter to send out the signals, although it's social science and technology matures, but to achieve high performance medium wave attenuation of transmitter, from components is some time the choice and circuit design must consider related factor, its main part is AM modulation, audio amplifier, high frequency power amplifier, oscillators. Below the function requirements of medium wave attenuation band transmitter transmitter, the structure and the working principle, the function and the circuit diagram design medium-wave am transmitter.Keywords: Attenuation, transmitter, Rf power amplifier, Audio power amplifier贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 1 页第一章 绪论1.1 中波调幅发射机自从无线电技术问世以来,它对社会生产和人类生活产生了非常深刻的影响,通信是无线电技术最重要的应用,而中波调幅发射机是现代通信系统的核心部件,它能使基带信号在信道中有效的可靠地传输,在无线通信领域中占有很大的份量。中波调幅发射机由四大部分组成:音频信号发生器,AM 调制,音频放大器,高频功率放大器。中波,频率从几十千赫至几万兆赫的电磁波都属于无线电波,在这样宽广的范围内无线电振荡虽然具有许多的特点,但是频率不同时,高频振荡的产生,放大和接收方法等就不太一样,特别是无线电波的传播特点更不相同了。为了便于分析和应用,习惯上将无线电波的频率范围划分为若干个区域,叫做频段,也叫做波段,无线电波段可以按频率划分,也可以按波长划分,因此中波的波长范围是 200~1000M,频率范围是1500~300KHZ,频段名称是中频 MF。中波从使用的元件,器件及线路结构与工作原理等方面来说,采用参数的元件,如通常所用的电阻,电容和电感线圈 [4]。1.2 设计方案中波调幅发射机的整体电路设计,本论文所选用的设计方案如图 1.1 所示。中波调幅发射机由四大部分组成:音频信号发生器,AM 调制,音频放大器,振荡器,高频功率放大器。信号从话筒发出,经音频信号放大器放大,再经 AM 调制,振荡器又作用于 AM 调制,连接到集成线性宽带功率放大器,放大的高频调制信号经天线发射出去,这就是基本原理,中波调幅发射机常用于通信系统和其它无线电系统中,特别是在中短波广播通信的领域里更是得到了广泛应用。原因是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。贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 2 页图 1.1 中波条幅发射机的结构贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 3 页第二章 中波调幅发射机设计方案及工作原理2.1 方案的选择2.1.1 设计选择的原因根据论文设计要求,其工作频率为 4.5MHz,输出载波频率为 0.5W。由于输出功率小,所以它具有结构简单,体积小和质量轻等特点。基于以上要去,可选用最基本的发射机结构。该结构由振荡、放大和调制构成。由于晶体稳定性好,Q 值很高,故频率稳定度也很高。因此,振荡器采用晶体振荡器,满足所需的频率稳定度。末级采用串联馈电的方式。由于电源靠近的一端,杂散电容小,从而对回路的影响也小,使电路稳定工作。为了有较高的效率,本级采用基极电流的直流分量在基极偏置电阻上产生所需要的负偏压,使其工作在丙类状态。输出回路采用变压器耦合式谐振回路,利用电感抽头实现阻抗匹配,调整末级功放管的工作状态,从而达到有效的集电极调幅,有最佳的功率输出。由于本机输出载波功率为 0.5W,所以,只需一级功率放大器就能达到要求;而其工作在较低的 4.5MHz 频率,一般晶体振荡器都能实现,且具有一定的输出电压,而且频率稳定度高,无须进行倍频。为了提高工作效率,采用丙类集电极调幅方式。因而,本机由最基本的发射机所应有的三级构成。贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 4 页2.1.2 中波调幅发射机的整机电路图图 2.1 中波调幅发射机总设计图T14:1 T24:1R833R7200R2470R6470R1100 R918 R10470C1104 C2104C7104C5104L122uH L222uHR1133 C8104R4470C6104T34:1R3100C3104 C4104 +12J2J1E110uf/16vE210uf/16vQ13DG12 Q23DG12RA15K RA25KTP1 TP2 TP3TH1TH2+12-12J1J5J3J6R1 1KC2 104 R2 20R41K R31KR5 3.KR6 3.KR1 10KR12 20 R13 10KR14 20R15 6.8KR16 1.5KR17 1.5KR10 510C1 104C4 104 C3 104C8 10412E1 10uf/16vD2 8.2V1234567 1413 1211109 8 U1 MC1496F1 45KAM,DSBSB321U2ATL082 567U2B TL082TH3TH6C7 104TH2 TH1R71KW1 5KW2 20KR810KR401k+12J1J2R310KR710K R83.3KR410KR22KR101K R118.2KC5104C21104C1047pC927pC310pC15102C1410 L22uHQ33DG6Q23DG6RA110KC1104C2047pCRY14.19MC15-25pC410R122K+12VPOWER1 +12C810pTH1TH2D1B149LED1E110UF/16VC22104 +12TP2 TP3TP6 TP7TP1TP4 TP5W120KW25kR110KR610KQ13DG6 C7104R551012 43S11243S2 C1310pD2B149R910KL122uHC2310C2104C650pT1R133.KR1450 C11104音频功率放大器话筒或音乐 IC贵州大学科技学院本科毕业论文(设计) 第 5 页中波调幅发射机的工作原理:将模块 10 的 S1的 2 拨上,即选通音乐信号,经 U4放大从 J6 输出,调节 W2使 J6 处信号峰-峰值为 200mV 左右,连接 J6 和 J5 将音频放大信号送入模拟乘法器的调制信号输入端。同时将 4.5MHz(峰-峰值 500mV 左右)的载波从 J1 端输入。调节 W1使得有载波出现,调节 W2 从 J3 处观察输出波形,使调幅度适中。振荡器产生平率为 4.5MHz 的载波信号,将 AM 调制的输出端(J3)连到集成线性宽带功率放大器的输入端 J7,从 TH9 处可以观察到放大的波形。将已经放大的高频调制信号连到模块 10 的天线发射端 TX1,并按下开关 J2,这样就将高频调制信号从天线发射出去了,观察 TH3 处波形。2.2 增益分配发射机级需要有一定的功率才能将信号发射出去,而每一级的功率又不能太大,否则会引起电路工作不稳定,容易自激。因此,应根据发射机各组成部分的作用,合理地分配各级增益指标。根据调制器的输入特性确定本振信号和调制信号的振幅;由调制信号的输出功率和发射机的输出功率确定功率激励和功放级的增益。2.3 发射机整机的参量测量发射机测量是相当复杂的,首先是天线馈线有关参数的测量,发射机功率与频率的测量是常规测量,如下图 2.10 所示,借助大功率衰减器(或大功率定向耦合器)及频谱分析仪可进行功率与频率测量。加上调制后,可测量调制谱,如调频频谱,调幅频谱等。如果频谱分析仪质量好,发射机频率又较高,还可以利用下图 2.10 直接测量发射小频谱纯度(最好去掉调制) ,杂散,谐波等 [4]。图 2.2 发射机功率,频谱,调制测量2.4 中波调幅发射机的主要性能指标(1)功率与效率。无线通信中信号传输的距离决定发射机的功率,因此发射机的功率要求须尽可能的大,整机效率要尽可能的高,主要决定末级功放的效率,故末级一般采用丙类或丁类放大器。(2)发射频率与频率稳定度。发射机的中心频率即载波频率。发射机的频率稳定
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