《高频课设基于MC1496的低电平调幅器.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高频课设基于MC1496的低电平调幅器.doc（15页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、河河海海大大学学计计算算机机及及信信息息工工程程学学院院（常常州州） 课课程程设设计计报报告告 学学年年学学期期 题题 目目 基基于于MC1496 的的低低电电平平调调幅幅器器 专专业业、学学号号 授授课课班班号号 学学生生姓姓名名 指指导导教教师师 I 摘 要 集成模拟乘法器性能好，外围电路结构简单，可实现振幅调制、同步检波、 混频、倍频、鉴频等过程，目前在无线通信、广播电视等领域应用较多。常见 的产品型号有 MC1495/1496、LM1595/1596 等，本次低电平调幅发射器选用常用 的 MC1496 作为乘法器。 关键词：关键词：西勒振荡器 MC1496 射极跟随器 调制 目 录 摘
2、 要. 第 1 章 已知条件及主要技术指标 .1 1.1 基本要求.1 1.2 发挥部分.1 1.3 主要元器件.1 第 2 章 设计方案比较和确定.1 2.1 主振级 .1 2.2 缓冲级 .4 2.3 低电平调幅电路 .5 2.4 高频功率放大器 .6 第 3 章 电路调试.7 3.1 主振级 .7 3.2 缓冲级 .7 3.3 低电平调幅电路 .8 3.4 高频功率放大器 .8 第 4 章 结果讨论与误差分析.8 第 5 章 总结.8 附录一：原理图及各元器件参数.9 附录二：元器件清单及使用仪器.10 附录三：MC1496 使用说明书（英文）.11 参考文献.13 0 一、已知条件及主
3、要技术指标一、已知条件及主要技术指标 1 1基本要求：基本要求： 载波频率在 2-6MHz 之间任选一频率点；载波频率稳定度优于 10-3/分钟， 调制度 ma=30%80%可调，调制信号为 1kHz 正弦波。设计功率放大器，使发射 功率（输出负载 RL=75 上的功率）P0 10mW。 2 2发挥部分：发挥部分： （1）自行设计产生正弦波调制信号。 3.3.主要元器件主要元器件 MC1496； 高频小功率晶体管 9018； 集成运放 A741； NXO-100 磁环； 二、二、 设计方案比较和确定设计方案比较和确定 该低电平调幅发射器系统框图如下： 其工作原理是：主振级产生一个固定频率（约
4、2M-6M Hz）的中频信号载波， 经缓冲级输出送至调制器（缓冲级可减弱后级对主振级的影响） ；调制信号和载 波加入到调制器，经乘法器后使高频载波按低频信号大小变化的幅度调制，经 功放后输出。 1.主振级主振级 主振器就是高频振荡器，根据载波频率的高低和频率稳定度来确定电路形式。 在频率稳定度要求不高的情况下，可以采用电容反馈三点式振荡电路，如克拉 泼、西勒电路。频率稳定度要求高的情况下，可以采用晶体振荡器，也可以采 用单片集成振荡电路。经比较后选择西勒振荡电路作为此次主振级。 1 西勒振荡电路原理图如下： （1 1）偏置电阻值的计算）偏置电阻值的计算 偏置电阻决定静态工作点，所以，要先确定振
5、荡器的静态工作电流 ICQ。一 般小功率振荡器的静态工作电流 ICQ为（14）mA，设计时可以在此范围内任取 一值。根据所选晶体管型号确定电流放大系数的值。则： 由 ，确定 Re，式中一般取 CQ E E E e I V I V R CCE VV2 . 0 由，确定 Rc，式中取； CQ CEQCC ce I VV RR 2/ CCCEQ VV 或依据集电极直流电压，确定 RC。 CCC VV) 16 . 0( 由流过 Rb2的电流 ，确定 /1010 2CQBQB III ，式中。 22 2 B BEEQ B BQ b I VV I V R eCQEQ RIV 由，确定。 CC bb b B
6、Q V RR R V 21 2 1 21 BQ CC bb V V RR 根据以上计算出的各电阻值，选取最接近的标称电阻值。 为便于调整静态工作点，实际电路中 Rb1常用固定值的电阻与电位器串联。 2 （2 2）振荡回路元件值的计算）振荡回路元件值的计算 根据西勒振荡器的原理，C3C1，C3C2，回路的振荡频率f0主要由 C3、C4 和 L1决定，即 （2-1） )(2 1 431 0 CCL f 而一般谐振回路的电感 L 与电容值之间关系取为 C （2-2） 65 1010/ CL 由式（2-1） 、 （2-2）确定 L1、C3、C4的值。 电容 C1、C2由反馈系数 F=C1/C2，以及电
7、路条件 C3C1，C3C2决定。一般 F 取 1/81/2。 以上估算各电容值时，应尽量选取标称电容值。 （3 3）旁路电容值的选取）旁路电容值的选取 一般应使旁路电容 Cb的容抗为与其并联的电阻值的 1/201/10。但是，当 与其并联的电阻值较大时，应当使 Cb的容抗为几十欧姆甚至几欧姆。 这里选取标称值。 FCb01 . 0 经计算后实际电路图应如下： 3 2.2.缓冲级缓冲级 缓冲级通常采用射极跟随器，基本原理是利用它的输入电阻高和输出电阻 低的特点，在电路中起着阻抗变换的作用。其原理图如下： Re C2 C1 +Vcc Rb1 Rb2 （1 1）偏置电阻值的计算）偏置电阻值的计算 射
8、极跟随器的静态工作电流 ICQ一般为（310）mA，设计时可以在此范围 内任取一值。根据所选晶体管型号确定电流放大系数的值。而 Rb1、Rb2、Re值 的计算方法，则与主振器中偏置电阻值的计算方法相同，请参照计算。 为便于电路调整，实际电路中 Re可用固定值的电阻与电位器串联。 （2 2）级间耦合电容的选取）级间耦合电容的选取 级间耦合电容值的大小，主要由前后级之间的隔离度决定。为减小射随器 对前级振荡电路的影响，耦合电容 C1不能太大，一般为 pF 级。而射随电路输 出耦合电容 C2可以取大些，如 0.01F。 实际电路图如下： 4 3.3.低电平调幅电路低电平调幅电路 采用集成模拟乘法器
9、MC1496 构成的调幅电路，如下图所示。电路采用双 电源供电方式。载波信号从 10 脚（UX端）输入，C3为高频旁路电容，使 8 脚 交流接地；调制信号从 1 脚（UY端）输入，C4为低频旁路电容，使 4 脚交流接 地。调幅信号从 12 脚单端输出。 MC1496 u 1 10 86 12 514 2 3 4 R1 C2 C4 RP1 C1 C5 C3 R10 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 +Vcc Re -VEE uc uo 电阻 R6、R7、R8、R9、R10提供静态偏置电阻，保证乘法器内部的各个晶体 管工作于放大状态，阻值的选取应使得下列静态偏置电压关系式成立： （2
10、-3） 12641108 ,UUUUUU （2-4） VUUV VUUV VUUV 15)(7 . 2 15)(7 . 2 15)(2 51 18 86 根据器件参数要求，5 脚静态偏置电流 I5应小于 4 mA，一般取 I5=1mA， 则 （2-5） 500 7 . 0 5 5 R VV I EE 可见，在确定负电源电压 VEE后，由式（2-5）可得电阻 R5的值。 5 此时由集成模拟乘法器 MC1496 构成的调幅电路市级电路图如下： 引脚 2 与 3 之间的外接负反馈电阻 Re，可调节乘法器的信号增益，扩展调 制信号的线性动态范围。其值增大，线性范围增大，但乘法器的增益会减小。 电阻 R
11、1、R2与电位器 RP组成平衡调节电路，改变 RP1的值可以使乘法器 输出有载波的普通调幅波或抑制载波的双边带调幅波。 4.高频功率放大器高频功率放大器 丙类功率放大器通常作为末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率， 电路如下图所示。电路元件值的计算，从选择临界状态为功放工作状态开始。 然后，根据所选导通角确定各分量电流以及直流功率等。 ZL L C1 CRL +Vcc CeRe ui 计算后功放的电路图： 6 7 3 3、电路调试电路调试 课设开始前老师指导说调试时要逐级调试，避免连接在一起调试失败时不 知道从哪里开始查错，于是我们设计电路时就将电路每级各设计为独立的一级 电路，这样调试时
12、逐级调试降低了调试失败时修改的工作量，减少了调试难度。 1.首先是本地震荡，由于缓冲级的射极跟随器电路较为简单，将此两级电路设 计在一块电路板上，减少了电路板制作的工作量，其实际电路图如下： 调试主振级时，在本地震荡输出端输出约 4.06M Hz 的正弦波，但是波形稍 稍有些不稳定，经调节电位器后，波形正常，说明本地震荡级正常。将中间两 个排针短路，在射极跟随器输出端依然得到正常的正弦波，并且幅值减小，前 两级顺利完成。 2.低电平调幅电路由集成模拟乘法器 MC1496 构成，是此次课设的关键所在， 其成品图如下： 8 第一次接通乘法器，为了验证能否使用，使用信号发生器产生稳定信号输 入乘法器
13、借口，但是输出波形严重失真，经检查后确定是上图所示三个电阻阻 值过大引起，又由于没有小电阻就在其两端各并联一个电阻，使阻值接近计算 值，再次调试波形基本形成，但是存在失真，调节输入信号的幅值及电位器大 小后，波形稳定，乘法器成功完成。 3.由于时间紧迫，功放级借鉴同学的原理图，电路板如下（磁环已剪去）： 输入端直接接信号发生器产生信号时，输出端可得到明显放大，此级成功。 4.整机调试。将各级正确连接，接通电源后在示波器上并未得到理想波形，依 次调节电位器，最终得到 DSB 调幅波。至此，此次课设成功完成。 4 4、结果讨论与误差分析结果讨论与误差分析 按照设计，最终应该得到 AM 调幅波，但是
14、最终得到为 DSB 调幅波，应该 是主振级电阻阻值或电容值设置不当引起的。 5 5、总结总结 课程设计作为一门实践课，补充了理论课的不足，让我们在理论的基础上 触摸实践，在实践中碰到问题，用理论知识寻找错误并改正错误。 通过课设，我们对调幅的整个过程有了更加深刻的认识和体会，对于高频 学习的理论知识也是再一次的强化。 同时，课设对我们的动手能力也有很大的要求，并进一步强化了我们的动 手能力。遇到错误、寻找错误、改正错误。 9 附录一：原理图及各元器件参数附录一：原理图及各元器件参数 图一：主振级、缓冲级 图二：乘法器 MC1496 图三：功率放大 10 附录二：元器件清单及使用仪器附录二：元器
15、件清单及使用仪器 类型规格数量 电位器1031 电位器5031 电位器1042 电阻 20K 1 电阻 10K 1 电阻 7.8K 1 电阻 6.8K 1 电阻 4.3K 2 电阻 2K 1 电阻 1K 6 电阻 100 6 电解电容 10F 1 电容 0.01F 1 电容1000pF2 电容100pF2 电容2234 电容1042 电感10 UH2 三极管90183 MC14961 排针若干 使用仪器使用仪器: 信号发生器、稳压电源、示波器 11 参考文献：参考文献： 1朱昌平，高频电子线路实践教程，机械工业出版社，2010 2模拟乘法 MC1496 3 谢自美. 电子线路设计实验测试（第二版）.武汉：华中科技大学出版 社，2000