AM发射机电路设计

只看该作者 · 2018-6-30 23:50

单频点是指发射和接收的载频为固定值的频率点，这样在发射和接收时不需考虑因波段不同而引起放大器性能不同的因素，简化了设计难度。单工是指对讲机在发射时就不能接收，在接收时就不能发射，即一次只能进行一种操作，要么发射，要么接收。这样，一个对讲机只是相当于一个发射机和一个接收机的组合，用一个开关来控制发射与接收的转换。为了设计的简便，一般对讲机采用调幅发射与接收。

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工作原理是：第一本机振荡产生一个固定频率的中频信号，它的输出送至调制器中；话音放大电路放大来自话筒的信号，其输出也送至调制器中；调制器输出是已调幅的中频信号，该信号经中频放大器放大后与第二本振信号混频；第二本振是一频率可变的信号源，一般选第二本振频率ƒo2是第一本振频率ƒo1与发射载频ƒo1之和；混频器输出经带通或低通滤波器，使输出载频ƒc=ƒo2 -ƒo1；功放级将载频信号进行功率放大到所需发射的功率。点频调幅发射机组成框图如图5-2所示。

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工作频率范围
点频调幅发射机的工作频率为3.579MHz。

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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频率的波长λ可比拟时，天线才能有效地将载波发射出去。波长λ与频率ƒ的关系为：
λ=с/ƒ
式中，с为电磁波传播速度，с=3×108m/s。
若接收机的灵敏度SA=2μV，则通信距离S与发射功率PA的关系如表1-1所示。
                  表5-1 发射功率PA与通信距离S的关系
PA/mV    50    100    200    300    400    500    600 700
S/km    2.84 3.38 4.02 4.45 4.82 5.08 5.27 5.50
该电路的发射功率Po≥150mW。

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调幅度
调幅度是调制信号控制载波电压振幅变化的系数，它的取值范围为0～1，通常以百分比来表示，即范围为0%～100%。非线性失真（包络失真）调制器的特性不能跟随调制电压线性变化而引起已调波的包络失真为调幅发射机的非线性失真，一般要求小于10%。线性失真保持调制电压振幅不变，改变调制频率引起的调幅幅度特性变化称为线性失真。该电路的的调制度为50%。

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噪声电平
噪声电平是指没有调制信号时，由噪声产生的调幅幅度与信号最大时的调幅幅度比。广播发射机的噪声电平要求小于0.1%，一般通信机的噪声电平要求小于 1%。

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总效率
发射机发射的总功率PA与其消耗的总功率P’c之比称为发射机的总效率ηA，即
ηA=PA/P’c 。该电路的总效率η≥40%

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调制电路根据题意及给定的主要器件，选定模拟乘法器MC1496构成调幅电路，如图5-3所示

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话音放大电路

根据给定的主要器件，uA741为集成运算放大器，可以用它来对低频话音进行放大。图1-7所示电路为一同相放大电路。

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缓冲电路

射极输出器的输入阻抗大、输出阻抗小，能明显的改善电路的性能，因此，常用射极输出器做缓冲电路。如图1-8所示。设计射极输出器时，主要是考虑输入阻抗和输出阻抗与前后级的匹配问题

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功率放大电路

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利用宽带变压器做耦合回路的功率放大器称为宽带功率放大器。常见的宽带变压器有用高频磁芯绕制的高频变压器和传输变压器。宽带功率放大器不需调谐振动回路，可在很宽的频率范围内获得线性放大，但是效率η较低，一般只有20%左右。它通常作为发射机的中间级，以提供较大的激励功率。

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利用选频网络作为负载回路的功率放大器称为谐振放大器，根据放大器电流导通角θ的范围，可以分为甲类、乙类、丙类和丁类等功率放大器。电流导通角θ越小，放大器的效率就越高。通常用丙类功率放大器作为发射机的末级，以获得较大的输出功率和较高的效率。

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图1-9所示的为由两级功率放大器组成的高频功率放大器电路。其中晶体管VT1为缓冲级，晶体管VT2与高频变压器Tr1组成宽带功率放大器，晶体管VT3也选频网络L3、C6组成丙类谐振功率放大器。

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丙类功率放大器
丙类功放的基极偏置电压是利用发射电流的直流分量IE0在发射极电阻R10上产生的压降来提供的，故称为自给偏压电路。
集电极基波电压振幅为：
UC1m=IC1m/RP
式中，IC1m为集电极基波电流振幅；RP为集电极负载阻抗。集电极输出功率为：
Pc= UC1m IC1m/2
直流电源供给的直流功率为： PD=UCCIC0 式中，IC0为集电极脉冲的直流分量。

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高频变压器的绕制。
高频变压器的磁芯应采用镍锌（NXO）铁氧体，而不能用硅钢片铁芯，因硅钢片在高频工作时铁损过大。用NXO—100环形铁氧体作高频变压器磁芯时，工作频率可达十几兆赫。在确定磁芯材料后，其电感量可由L线圈的匝数来确定，匝数越多，电感量越大。为了减小线圈漏感与分布电容的影响，匝数应尽量少些，匝间距离应尽可能大。

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电路调试应先分别调整各级静态工作点，然后从前级向后级逐级调整输出信号。
调制器的测试
测调制器电路静态工作点时，应使本振信号UO=0，调制信号UΩ=0。先测MC1496第5脚上的电压U5，调整R5的值，使|U5|/R5=I0；然后测量各静态工作电压，其值应与设计值大致相同。加本振电压Uo=100mV，使调制电压UΩ=0，调节RP3使MC1496输出信号为最小值，再使UΩ=100mV，这时测得的输出波形应为载波被抑制的双边带信号波形，再调节RP3使输出波形为Ma=50%的调幅波。