高频电子线路设计报告(编辑修改稿)

高频电子线路设计报告(编辑修改稿)内容摘要：

直接调频的基本原理是利用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使其反映调制信号变化规律。 要用调制信号去控制载波振荡器的振荡频率，就是用调制信号去控制决定载波振荡器振荡频率的元件或电路的参数，从而使载波振荡器的瞬时频率按调制信号 变化规律线性地改变，就能够实现直接调频。 直接调频可用如下方法实现： 在 LC振荡器中，决定振荡频率的主要元件是 LC振荡回路的电感 L和电容 C。 在 RC 振荡器中，决定振荡频率的主要元件是电阻和电容。 因而，根据调频的特点，用调制信号去控制电感、电容或电阻的数值就能实现调频。 调频电路中常用的可控电容元件有变容二极管和电抗管电路。 常用的可控电感元件是具有铁氧体磁芯的电感线圈或电抗管电路，而可控电阻元件有二极管和场效应管。 在微波发射机中，常用速调管振 荡器作为载波振荡器，其振荡频率受控于加在管子反射极上的反射极电压。 因此，只需将调制信号加至反射极即可实现调频。 若载波是由多谐振荡器产生的方波，则可用调制信号控制积分电容的充放电电流，从而控制其振荡频率。 （ 1） 频振荡级： 由于是固定的中心频率，可考虑采用频率稳定度较高的克拉泼振荡电路。 克拉泼（ clapp）电 路是电容三点式振荡器的改进型电路，下图为它的实际电路和相应的交流通路： 6 实用电路 交流通路 如图可知，克拉泼电路比电容三点式在回路 中多一个与 C1 、 C2 相串接的电容 C3，通常 C3 取值较小，满足 C3C1 ， C3C2，回路总电容取决于 C3，而三极管的极间电容直接并接在 C1 、 C2 上，不影响 C3 的值，结果减小了这些不稳定电容对振荡频率的影响，且 C3 较小，这种影响越小，回路的标准性越高，实际情况下，克拉泼电路比电容三点式的频稳度高一个量级，达 4510 10。 可是，接入 C3 后，虽然反馈系数不变，但接在 AB 两端的电阻 RL’=RL//Reo 折算到振荡管集基间的数值（设为 RL’’）减小，其值变为 39。 39。 2 39。 2 23()3 1 , 2L L L LCR n R RCC  式中， C1， 2 是 C1 C2 和 各极间电容的总电容。 因而，放大器的增益亦即环路增益将相应减小， C3 越小，环路增益越小。 减小 C3 来提高回路标准是以牺牲环路增益为代价的，如果 C3 取值过小，振荡器就会因不满足振幅起振条件而停振。 （ 2）功率放大极： 为了获得较大的功率增益和较高的集电极效率，该级可采用共发射极电路，且工作在丙类状态，输出回路用来实现阻抗匹配并进行滤， 如下图为谐振功率放大器的原理电路图： 7 其中 Zl 为外接负载， Lr Cr 为匹配网络，它们与外 接负载共同组成并联谐振回路，调 Cr 使回路谐振在输入信号上，为实现丙类功放，基极偏置电压 Vbb 应该没在功率管的截至区内。 若忽略基区宽度调制效应及管子结电容的影响，则输入信号电压 Vb（ t） =（ coswt） *Vbm，根据 c osB E B B b B B bm sv V v V V t   ，集电极电流波形是一串周期重复的脉冲序列，脉冲宽度小于半个周期，用傅里叶级数展开可得： 1 2 1 2c o s c o s 2C c o c c C O c m s c m si I i i I t I t    … … = I ? ……… 由于集电极谐振回路调谐在输入信号频率上，因而它对 ic 中的基波分量呈分 现 的阻抗最大，且为纯电阻， 称为谐振电阻，在高 Q 回路中，其值近似为：22or re L t LL LR R C R，式中 tC = rLrLCCCC 为回路总电容， 1/o s r tLC 为回路谐振角频率， Qe= o rL /RL 为回路有载品质因素，而谐振回路上对 ci 中 的其他量呈现的阻抗均很小，这样可以近似认为回路上仅有由基波分量产生的电压，Vc，而平均分量和各次谐波分量产生的电压均可忽略，因而可在负载上得到不失真信号功率。 利用谐振回路的选频作用，可以将失真的集电极电流脉冲变换为不失真的余弦电压，同时还可以将含有电抗分量的外接负载变换为谐振电阻 Re，而且调节 rL rC ，还能保持回路谐振时使 Re 等于放大管所需的集电极负载，实现阻抗匹配，因此在谐波功率放大器中，谐振回路起了选频和匹配的双重作用。 丙类工作时集电极效率随管子导通时间的减小而增大，但随着导通时间的减少， ci 中基波分量幅度 1cmI 将相应减小，从而导致放大器的输出功率减小，为了在增大输入激励电压幅度 Vbm 外，还必须同将基极偏执电压 Vbb 向负值方向增大。 这样，加到基极上的最大反向电压（ VbbVbm）就将迅速增大，从而可能发生功率管发射结被反向击穿。 8 调频发射机的原理图 各个元器件说明 MIC 是驻极体话筒，它的作用就是感应空气中声波的微弱震动，并输出跟声音变化规律一样的电信号。 一般可以输出十几毫伏以上的音频信号，这个信号足以调至下一级的高频振荡信号的频率。 它有正负之分，一般和外壳相同的是腹肌。 如是 MIC 驻极话筒的偏置电阻，有了这个电阻，话筒才能输出音频信号，这是因为 MIC。