小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)甲放第一頁，共三十四頁，2022年，8月28日組成框圖第二頁，共三十四頁，2022年，8月28日發(fā)射功率

一般是指發(fā)射機(jī)輸送到天線上的功率。

總效率

發(fā)射機(jī)發(fā)射的總功率與其消耗的總功率P’C之比，稱為發(fā)射機(jī)的總效率。

工作頻率或波段

發(fā)射機(jī)的工作頻率應(yīng)根據(jù)調(diào)制方式，在國家或有關(guān)部門所規(guī)定的范圍內(nèi)選取。

主要技術(shù)指標(biāo)第三頁，共三十四頁，2022年，8月28日

整機(jī)電路的設(shè)計計算順序一般是從末級單元電路開始，向前逐級進(jìn)行。而電路的裝調(diào)順序一般從前級單元電路開始，向后逐級進(jìn)行。

1、單元電路設(shè)計與調(diào)試第四頁，共三十四頁，2022年，8月28日其中，晶體管T、L1、C1、C2、C3組成電容三點(diǎn)式振蕩器的改進(jìn)型電路即克拉潑電路，接成共基組態(tài)，CB為基極耦合電容，其靜態(tài)工作點(diǎn)由RB1、RB2、RE及RC所決定，即由公式（4-2-1）~（4-2-4）決定。ICQ一般為(1~4)mA。ICQ偏大，振蕩幅度增加，但波形失真加重，頻率穩(wěn)定性變差。L1、C1與C2、C3組成并聯(lián)諧振回路，其中C3兩端的電壓構(gòu)成振蕩器的反饋電壓，以滿足相位平衡條件Sj=2np。

比值C2/C3=F，決定反饋電壓的大小，反饋系數(shù)F一般取1/8~1/2。為減小晶體管的極間電容對回路振蕩頻率的影響，C2、C3的取值要大。如果選C1<<C2，C1<<C3，則回路的諧振頻率fo主要由C1決定，即

1-1、LC正弦波振蕩器第五頁，共三十四頁，2022年，8月28日1-2、變?nèi)荻O管調(diào)頻

調(diào)頻電路由變?nèi)荻O管DC及耦合電容Cc組成，

R1與R2為變?nèi)荻O管提供靜態(tài)時的反向直流偏置電壓VQ，電阻R3稱為隔離電阻，常取R3>>R2，R3>>R1，以減小調(diào)制信號vΩ對VQ的影響。

C5與高頻扼流圈L2給vΩ提供通路，C6起高頻濾波作用。變?nèi)荻O管DC通過Cc部分接入振蕩回路，有利于提高主振頻率fo的穩(wěn)定性，減小調(diào)制失真。圖為變?nèi)荻O管部分接入振蕩回路的等效電路，接入系數(shù)p及回路總電容CS分別為Cj第六頁，共三十四頁，2022年，8月28日變?nèi)荻O管的Cj-v特性曲線

圖4.2.3變?nèi)荻O管的Cj-v特性曲線

變?nèi)荻O管的Cj-v特性曲線如圖所示。設(shè)電路工作在線性調(diào)制狀態(tài)，在靜態(tài)工作點(diǎn)Q處，曲線的斜率為第七頁，共三十四頁，2022年，8月28日1-3、LC調(diào)頻振蕩器主要性能參數(shù)及其測試方法

主振頻率

LC振蕩器的輸出頻率fo稱為主振頻率或載波頻率。用數(shù)字頻率計測量回路的諧振頻率fo，高頻電壓表測量諧振電壓vo，示波器監(jiān)測振蕩波形。

頻率穩(wěn)定度

主振頻率fo的相對穩(wěn)定性用頻率穩(wěn)定度表示。

最大頻偏

指在一定的調(diào)制電壓作用下所能達(dá)到的最大頻率偏移值。將稱為相對頻偏。

第八頁，共三十四頁，2022年，8月28日

變?nèi)荻O管特性曲線

特性曲線Cj-v如圖示。性能參數(shù)VQ、Cj0、及Q點(diǎn)處的斜率kc等可以通過Cj-v特性曲線估算。

圖是變?nèi)荻O管2CC1C的Cj-v曲線。由圖可得

VQ=

–4V時

CQ=75pF，

第九頁，共三十四頁，2022年，8月28日

調(diào)制靈敏度

單位調(diào)制電壓所引起的最大頻偏稱為調(diào)制靈敏度，以表示，單位為kHz/V，即為調(diào)制信號的幅度；為變?nèi)莨艿慕Y(jié)電容變化時引起的最大頻偏?！呋芈房傠娙莸淖兓繛樵陬l偏較小時，與的關(guān)系可采用下面近似公式，即∴

p↑-△f↑，↑-△f↑。第十頁，共三十四頁，2022年，8月28日為靜態(tài)時諧振回路的總電容，即∴C1↓-↑-△f↑調(diào)制靈敏度

為回路總電容的變化量；式中，

調(diào)制靈敏度可以由變?nèi)荻O管Cj-v特性曲線上VQ處的斜率kc及式(4-2-15)計算。越大，說明調(diào)制信號的控制作用越強(qiáng)，產(chǎn)生的頻偏越大。

第十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日

1-4、設(shè)計舉例

例

設(shè)計一LC高頻振蕩器與變?nèi)荻O管調(diào)頻電路。振蕩器的靜態(tài)工作點(diǎn)取，，測得三極管的由式(4-2-1)~式(4-2-4)計算出各電阻值。。

主要技術(shù)指標(biāo)

主振頻率fo=5MHz，頻率穩(wěn)定度≤5×10–4/小時，主振級的輸出電壓Vo≥1V，最大頻偏。

已知條件

+VCC=+12V，高頻三極管3DG100，變?nèi)荻O管2CC1C。

(1)確定電路形式，設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)第十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日

(2)計算主振回路元件值

由式(4-2-5)得，若取C1=100pF，則L1≈10H實(shí)驗中可適當(dāng)調(diào)整L1的圈數(shù)或C1的值。電容C2、C3由反饋系數(shù)F及電路條件C1<<C2，C1<<C3所決定，若取C2=510pF，由，則取C3=3000pF，取耦合電容Cb=0.01F。第十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日

(3)測變?nèi)荻O管的Cj-v特性曲線，設(shè)置變?nèi)莨艿撵o態(tài)工作點(diǎn)VQ本題給定變?nèi)荻O管的型號為2CC1C，已測量出其Cj-v曲線如圖所示。取變?nèi)莨莒o態(tài)反向偏壓VQ=4V，由特性曲線可得變?nèi)莨艿撵o態(tài)電容CQ=75pF。第十四頁，共三十四頁，2022年，8月28日

(4)計算調(diào)頻電路元件值變?nèi)莨艿撵o態(tài)反向偏壓VQ由電阻R1與R2分壓決定，已知VQ=4V，若取R2=10k，隔離電阻R3=150kΩ。為減小振蕩回路高頻電壓對變?nèi)莨艿挠绊?，?yīng)取小，但過小又會使頻偏達(dá)不到指標(biāo)要求?？梢韵热?，然后在實(shí)驗中調(diào)試。當(dāng)VQ=-4V時，對應(yīng)CQ=75pF，則CC18.8pf.取標(biāo)稱值20pF

∵第十五頁，共三十四頁，2022年，8月28日(5)計算調(diào)制信號的幅度為達(dá)到最大頻偏的要求，調(diào)制信號的幅度VΩm，可由下列關(guān)系式求出。由式(4-2-14)得由Cj-v曲線得變?nèi)莨?CC1C在VQ=–4V處的斜率pF/V，由式(4-2-9)得調(diào)制信號的幅度VΩm=ΔCj/kc=0.92V。

由式(4-2-12)得調(diào)制靈敏度Sf為kHz/V第十六頁，共三十四頁，2022年，8月28日1-5、調(diào)頻振蕩器的裝調(diào)與測試A。安裝要點(diǎn)電路元件不要排得太松，引線盡量不要平行，否則會引起寄生反饋。多級放大器應(yīng)排成一條直線，盡量減小末級與前級之間的耦合。地線應(yīng)盡可能粗，以減小分布電感引起的高頻損耗。為減小電源內(nèi)阻形成的寄生反饋，應(yīng)采用濾波電容Cφ及濾波電感Lφ組成的π型或Γ型濾波電路。

安裝時應(yīng)合理布局，減小分布參數(shù)的影響。第十七頁，共三十四頁，2022年，8月28日b。

測試點(diǎn)選擇正確選擇測試點(diǎn)，減小儀器對被測電路的影響。在高頻情況下，測量儀器的輸入阻抗(包含電阻和電容)及連接電纜的分布參數(shù)都有可能影響被測電路的諧振頻率及諧振回路的Q值，為減小這種影響，應(yīng)使儀器的輸入阻抗遠(yuǎn)大于電路測試點(diǎn)的輸出阻抗。所有測量儀器如高頻電壓表、示波器、掃頻儀、數(shù)字頻率計等的地線及輸入電纜的地線都要與被測電路的地線連接好，接線盡量短。第十八頁，共三十四頁，2022年，8月28日C。

調(diào)試方法（1）先調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)。（3）測量頻偏加入幅度為VΩ的調(diào)制信號以后，可以采用頻偏儀測量頻偏。也可以用示波器測量C點(diǎn)的波形，觀察波形在X方向的相移。（2）觀測動態(tài)波形并測量電路的性能參數(shù)。與低頻電路的調(diào)試基本相同，所不同的是按照理論公式計算的電路參數(shù)與實(shí)際參數(shù)可能相差較大，電路的調(diào)試要復(fù)雜一些。第十九頁，共三十四頁，2022年，8月28日fm的測試：用示波器測試波形相移可反映頻偏大?。涸O(shè)fm＝20KHz，fo＝6.5MHz即fo(t)－－－（6.48MHz，6.52MHz），1s內(nèi)在示波器上按照最大頻偏算（示波器的特性）的總相移＝(w2-w1)*1s＝2*fm*2＝80K，1s內(nèi)共有6.5M個波形（載波），故平均每個周期相移＝/6.5M＝（4/325）若觀察第20個周期波形，相移＝20*＝0.25可通過此法判斷fm是否達(dá)到指標(biāo)。第二十頁，共三十四頁，2022年，8月28日2、高頻功率放大器設(shè)計

利用寬帶變壓器作耦合回路的功率放大器稱為寬帶功率放大器。它不需要調(diào)諧回路，可在很寬的頻率范圍內(nèi)獲得線性放大。但效率較低，一般只有20%左右。它通常作為發(fā)射機(jī)的中間級，以提供較大的激勵功率。

利用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路的功率放大器稱為諧振功率放大器。根據(jù)放大器電流導(dǎo)通角θ的范圍，可以分為甲類、乙類、丙類和丁類等功率放大器。丙類功放的電流導(dǎo)通角θ<90，效率可達(dá)到80%。它通常作為發(fā)射機(jī)的末級，以獲得較大的輸出功率和較高的效率。電路的基本原理第二十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日

2-1、電路的基本原理

晶體管T1與高頻變壓器Tr1組成寬帶功率放大器，晶體管T2與選頻網(wǎng)絡(luò)L2、C2組成丙類諧振功率放器。

第二十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日寬帶功率放大器

(1)靜態(tài)工作點(diǎn)晶體管T1與RB1、RB2、RE1、RF組成的寬帶功率放大器工作在甲類狀態(tài)。其特點(diǎn)是：晶體管工作在線性放大區(qū)。其靜態(tài)工作點(diǎn)的計算方法與低頻電路相同。由關(guān)系式(4-3-1)~(4-3-4)確定。

寬帶功率放大器集電極的輸出功率PC為

PC=PH/T

式中，PH為輸出負(fù)載上的實(shí)際功率；T為變壓器的傳輸效率，一般T=0.75~0.85。

(2)高頻變壓器第二十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日圖4.3.2甲類功放的負(fù)載特性圖是寬帶功率放大器的負(fù)載特性。為獲得最大不失真輸出功率，靜態(tài)工作點(diǎn)Q應(yīng)選在交流負(fù)載線AB的中點(diǎn)。

集電極的輸出功率PC的表達(dá)式為式中，R'H

為集電極等效負(fù)載電阻；Vcm為集電極交流電壓的振幅，其表達(dá)式為第二十四頁，共三十四頁，2022年，8月28日(3)功率增益

與電壓放大器不同的是，功放應(yīng)有一定的功率增益，對于圖所示電路，寬帶功放要為下一級丙類功放提供一定的激勵功率，必須將前級輸入的信號進(jìn)行功率放大，功率增益為

AP=PC/Pi

式中，Pi為功放的輸入功率，它與功放的輸入電壓Vim及輸入電阻Ri的關(guān)系為

第二十五頁，共三十四頁，2022年，8月28日

2-2、主要技術(shù)指標(biāo)及實(shí)驗測試方法

輸出功率高頻功放的輸出功率是指放大器的負(fù)載RL上得到的最大不失真功率。也就是集電極的輸出功率，即

效率常將集電極的效率視為高頻功放的效率，用h表示，當(dāng)集電極回路諧振時，h的值由下式計算：

功率增益

功放的輸出功率Po與輸入功率Pi之比稱為功率增益，用AP(單位：dB)表示(見式4-3-10)。第二十六頁，共三十四頁，2022年，8月28日

高頻功放的測試電路高頻信號發(fā)生器提供激勵信號電壓與諧振頻率

示波器監(jiān)測波形失真直流毫安表mA測量集電極的直流電流高頻電壓表V測量負(fù)載RL的端電壓在集電極回路處于諧振狀態(tài)時，放大器的輸出功率可以由下式計算：

PO=

RLVL2=Vom22RL第二十七頁，共三十四頁，2022年，8月28日

2-3、設(shè)計舉例

（參閱P145）

例

設(shè)計一高頻功放。

已知條件

+VCC=+12V，晶體管3DG130，晶體管3DA1。

主要技術(shù)指標(biāo)

輸出功率Po≥500mW，工作中心頻率，效率η>50%，負(fù)載RL=51Ω。第二十八頁，共三十四頁，2022年，8月28日2-4、高頻功率放大器的調(diào)整寄生振蕩及其消除(1)參量自激型寄生振蕩

當(dāng)功放的輸出電壓足夠大時，晶體管的許多參數(shù)（如集電結(jié)電容）將隨著工作狀態(tài)的變化而變化，產(chǎn)生許多新的頻率分量存在于晶體管的輸出和輸入端，而形成自激振蕩。圖(a)為1/2基波的影響，圖(b)為3倍頻的影響。參量自激的特點(diǎn)是：必須在外加信號激勵下才產(chǎn)生，因此斷開激勵信號觀察振蕩是否繼續(xù)存在，是判斷自激型寄生振蕩的有效方法。參量寄生振蕩使輸出電壓的峰值可能顯著增加(比正常值大5倍～6倍)，回路可能處于失諧狀態(tài)，集電極的耗散功率會很大，有可能導(dǎo)致晶體管損壞。

消除參量寄生振蕩的常用辦法是：在基極或發(fā)射極接入防振電阻(幾歐姆至幾十歐姆)，或引入適當(dāng)?shù)母哳l電壓負(fù)反饋，或降低回路的QL值，如果可能的話，減小激勵信號電平。

第二十九頁，共三十四頁，2022年，8月28日2-4、高頻功率放大器的調(diào)整

(2)反饋型寄生振蕩

反饋型寄生振蕩又分為低頻寄生振蕩與高頻或超高頻寄生振蕩。圖分別為疊加有低頻自激與高頻自激信號的輸出波形。

低頻寄生振蕩一般是由功放輸入輸出回路中的分布電容引起的。消除低頻寄生振蕩的辦法是設(shè)法破壞它的正反饋支路，例如減少基極回路線圈的電感量或串入電阻RF，降低線圈的Q值。高頻寄生振蕩一般是由電路的分布參數(shù)(分布電容、引線電感等)的影響所造成的。例如引線較長時，其產(chǎn)生的分布電感(使放大器原有的電感相當(dāng)于開路)與電路中的分布電容構(gòu)成了振蕩回路。消除高頻寄生振蕩的有效辦法是：盡量減少引線的長度、合理布局元器件或在基極回路接入防振電阻。第三十頁，共三十四頁，2022年，8月28日3、整機(jī)設(shè)計舉例例設(shè)計一小功率調(diào)頻發(fā)射機(jī)

已知

，晶體管3DG100，b=60。

主要技術(shù)指標(biāo)

發(fā)射功率，負(fù)載電阻(天線)，工作中心頻率f0=5MHz

，最大頻偏，總效率。第三十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日

LC振蕩與調(diào)頻電路

產(chǎn)生頻率