課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告 課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告通信電子線路課程設(shè)計(jì) ——高頻發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì) 姓名：黃新發(fā) 學(xué)號(hào)：1107300504 班級(jí)：信息技術(shù)類創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)2021級(jí)〔1〕班2021年5月18日一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、掌握電容三點(diǎn)式振蕩器的工作原理；2、掌握掌握常用寬帶放大器的設(shè)計(jì)；3、對(duì)電路進(jìn)行改良，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易數(shù)控調(diào)頻；4、掌握高頻放大器根本特性參數(shù)的測(cè)量方法。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備： 萬(wàn)用表，高頻100MHz示波器。三、電路原理 電路原理圖調(diào)頻電路該實(shí)驗(yàn)原理圖使用了電容三點(diǎn)式振蕩電路，在電路中，作為可變?cè)鲆嫫骷娜龢O管，必須由偏置電路設(shè)置適宜的靜態(tài)工作點(diǎn)，以保證起振時(shí)工作在放大區(qū)，提供足夠的增益，以滿足了起振條件，起振后，振蕩振幅增長(zhǎng)，直到三極管開(kāi)始呈現(xiàn)非線性放大特性時(shí)，放大器的增益將隨振蕩振幅增大而減小，以滿足平衡條件。與射極相連的是兩個(gè)同性質(zhì)的容性電抗，不與發(fā)射極相連的是性質(zhì)相異的感性電抗。要分析電路的諧振頻率，就計(jì)算出諧振回路的總電容和總電感，根據(jù)公式有：f=12首先畫出交流通路出來(lái)，如圖3-1-2所示，C〔符號(hào)//表示兩電容的串聯(lián)，因三極管的結(jié)電容較小，對(duì)總電容的影響較小，故忽略不計(jì)〕，電感只有L3，故可求出諧振頻率。圖圖3-1-2濾波匹配網(wǎng)絡(luò)該濾波匹配網(wǎng)絡(luò)是π型的，C9、C10和L2是阻抗匹配電路。要求網(wǎng)路的傳輸效率盡可能的接近1，盡可能的做到無(wú)損耗，且諧波抑制度盡可能的小。實(shí)驗(yàn)任務(wù)1、觀察電容三點(diǎn)式振蕩器的工作特性。SW1斷開(kāi)，SW2斷開(kāi)，SW3閉合的情況下，測(cè)量BG1的振蕩頻率和輸出信號(hào)的幅度。示波器探頭接在C7的左端得到f1，u1。示波器探頭接在C7的右端得到f2，u2。比照這兩組數(shù)據(jù)的差異，并分析原因。f1(MHz)f2(MHz)u1(Vpp峰峰值)u2(Vpp峰峰值)86.5284.960.2950.298解：由以上測(cè)量數(shù)據(jù)可知：f1>f2，u1略小于u2。兩者測(cè)量的區(qū)別是一個(gè)在電容的左端一個(gè)在電容的右端，接在電容C右端的相當(dāng)于在振蕩回路多接入電容C7沒(méi)有接入C7時(shí)，C總=C3//CD1+C4//C6//C實(shí)際上C7是一直都接在電路中的，而示波器也是有電容的〔對(duì)地電容10p至30p，設(shè)電容C0〕，放在C7左端測(cè)時(shí)，相當(dāng)于C13和C7和C0并聯(lián)，總電容為C總=C3//CD1+C 對(duì)于高頻管2SC9018，高頻性能隨信號(hào)頻率的增大而變差。故頻率減小，性能較好，信號(hào)的幅度較大，即u2>u1。SW1閉合，在SW2斷開(kāi)，SW3閉合的情況下，即在電感并上一個(gè)10PF的電容，分析電路是否能工作正常，分析原因。示波器探頭接在C的右端，測(cè)量信號(hào)的輸出頻率f3。說(shuō)明為何頻率下降了。f1(MHz)f3(MHz)68.8568.62解：電路是可以正常工作的，電路能不能工作正常取決于振蕩器滿不滿足起振條件和相位平衡條件和幅度平衡條件。在電路中，作為可變?cè)鲆嫫骷娜龢O管，必須由偏置電路設(shè)置適宜的靜態(tài)工作點(diǎn)，以保證起振時(shí)工作在放大區(qū)，提供足夠的增益，以滿足了起振條件，起振后，振蕩振幅增長(zhǎng)，直到三極管開(kāi)始呈現(xiàn)非線性放大特性時(shí)，放大器的增益將隨振蕩振幅增大而減小，以滿足平衡條件。顯然，對(duì)于電容三點(diǎn)式振蕩電路來(lái)說(shuō)是條件都是滿足的。把SW1閉合只是并上一個(gè)電容，增加總電容的值，并不能改變它不是三點(diǎn)式振蕩電路。總電容增大，有公式f=122、觀察頻偏對(duì)信號(hào)音質(zhì)的影響。如果要增大調(diào)頻信號(hào)的頻偏，應(yīng)該怎么做？試比照增大頻偏后音質(zhì)的變化情況。事實(shí)上增大頻偏主要有兩種方法，一是增大輸入音頻信號(hào)的幅度，使得變?nèi)荻O管的偏置電壓增大，電容的變化也隨著增大。二是？？請(qǐng)查閱資料補(bǔ)充，并分析原理。圖3-2-1解：在線性范圍內(nèi)，調(diào)頻的頻偏與調(diào)制信號(hào)的幅度的增大而增大，與調(diào)制信號(hào)的頻率無(wú)關(guān)。變?nèi)荻O管的壓控電容如圖3-2-1所示，當(dāng)其反向接通時(shí)，電壓增加，電容減?。浑妷簻p小，電容增大。當(dāng)輸入音頻信號(hào)幅度增大時(shí)，控制變?nèi)荻O管的電容值也就減小了，而變?nèi)荻O管D1與C3串聯(lián)圖3-2-1BB910變?nèi)荻O管的電容變化范圍為3-40PF左右，音頻信號(hào)的幅度對(duì)D1負(fù)極電壓的影響從而改變D1的電容值，進(jìn)而改變與值串聯(lián)的C3所在支路的電容值，串聯(lián)支路電容的大小取決于電容校的電容，C3=20pF很小，即使輸入信號(hào)幅度發(fā)生變化，電容值還是絕大程度上取決于C3的電容值，所以增加頻偏的方法除了增大輸入音頻信號(hào)的幅度外，還可以通過(guò)增大C3當(dāng)C3不變時(shí)，即C3=20PF時(shí)，輸入音頻信號(hào)，C3與D1串聯(lián)的電容值變化范圍約為3—13PF，?C=10PF；當(dāng)增大C3后，C3與D1串聯(lián)的電容值變化范圍約為3—40PF，?C=37PF；因而3、分析BG2的工作原理，并根據(jù)f2的大小，設(shè)計(jì)后級(jí)低通濾波器電路的參數(shù)〔C9、C10、L2〕，設(shè)輸出阻抗為50歐姆。SW1斷開(kāi)，在SW2閉合，SW3斷開(kāi)的情況下，在R4上測(cè)得f4，u4。分析f2和f4為什么有差異？f2(MHz)f4(MHz)84.9585.50解：〔1〕設(shè)計(jì)低通濾波器 電感L=150nH，輸出阻抗R=50Ω，測(cè)得頻率f2=82.95MHZ,求得品質(zhì)因數(shù)Q=ω*L取Re=25Ω利用書本上的公式，求得：XC1=-ReQ=-251.563因?yàn)閄C1=-1ωC1 ……〔2聯(lián)立〔1〕〔2〕式求得：C1=96PF；XC2=-RlRe/Rl1+Q2-(Re/Rl)=20.609XC2=-1ω*XC2……〔4聯(lián)立〔3〕〔4〕式得：C2=93PF故C1和C2都選100PF?！?〕由于后級(jí)三極管及外圍不僅僅起到放大的作用，還構(gòu)成了電容三點(diǎn)式電路，相當(dāng)于在C7上串聯(lián)一個(gè)三極管的結(jié)電容，從而使總電容減小，故頻率增大。4、對(duì)電路進(jìn)行改良，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易數(shù)控調(diào)頻。鎖相環(huán)或者數(shù)控電壓〔推薦〕的方式。答：TLV5616是DA轉(zhuǎn)換芯片，它將數(shù)字量的變化轉(zhuǎn)換成了模擬量的變化，是一個(gè)12位電壓輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換器，如圖4-1，是5616與51單片機(jī)的連接模式，5616接口方式為SPI模式，可與單片機(jī)兼容。可將OUT引腳直接接到變?nèi)荻O管的負(fù)極，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)控調(diào)頻。圖圖4-1電路板的制作DXP布線根據(jù)提供的原理圖，在DXP軟件上布好原理圖的線，在導(dǎo)入PCB里布線，布地線一定要粗一些，我用的是線寬100mil，電源線也要粗一些，我用線寬80mil，信號(hào)線60mil.打印電路板將繪制好的電路板用轉(zhuǎn)印紙打印出來(lái)，注意滑的一面面向自己，一般打印兩張電路板，即一張紙上打印兩張電路板。在其中選擇打印效果最好的制作線路板。裁剪覆銅板覆銅板，也就是兩面都覆有銅膜的線路板，將覆銅板裁成電路板的大小，不要過(guò)大，以節(jié)約材料。預(yù)處理覆銅板用細(xì)砂紙把覆銅板外表的氧化層打磨掉，以保證在轉(zhuǎn)印電路板時(shí)，熱轉(zhuǎn)印紙上的碳粉能牢固的印在覆銅板上，打磨好的標(biāo)準(zhǔn)是板面光亮，沒(méi)有明顯污漬。轉(zhuǎn)印電路板將打印好的電路板裁剪成適宜大小，把印有電路板的一面貼在覆銅板上，對(duì)齊好后把覆銅板放入熱轉(zhuǎn)印機(jī)，放入時(shí)一定要保證轉(zhuǎn)印紙沒(méi)有錯(cuò)位。一般來(lái)說(shuō)經(jīng)過(guò)2-3次轉(zhuǎn)印，電路板就能很牢固的轉(zhuǎn)印在覆銅板上。熱轉(zhuǎn)印機(jī)事先就已經(jīng)預(yù)熱，溫度設(shè)定在160-200攝氏度，由于溫度很高，操作時(shí)注意平安！腐蝕線路板先檢查一下電路板是否轉(zhuǎn)印完整，假設(shè)有少數(shù)沒(méi)有轉(zhuǎn)印好的地方可以用黑色油性筆修補(bǔ)。然后就可以腐蝕了，等線路板上暴露的銅膜完全被腐蝕掉時(shí)，將線路板從腐蝕液中取出清洗干凈，這樣一塊線路板就腐蝕好了。線路板鉆孔線路板上是要插入電子元件的，所以就要對(duì)線路板鉆孔了。依據(jù)電子元件管腳的粗細(xì)選擇不同的鉆針，在使用鉆機(jī)鉆孔時(shí)，線路板一定要按穩(wěn)，鉆機(jī)速度不能開(kāi)的過(guò)慢。線路板預(yù)處理鉆孔完后，用細(xì)砂紙把覆在線路板上的墨粉打磨掉，用清水把線路板清洗干凈。水干后，用松香水涂在有線路的一面，為加快松香凝固，我們用熱風(fēng)機(jī)加熱線路板，只需2-3分鐘松香就能凝固。元器件的焊接焊接直插式的電子元器件，首先先焊接變?nèi)荻O管，再到電阻，再到排針電容，最后到三極管，從低到高的焊接。一定要注意三極管的極性，變?nèi)荻O管的極性和電解電容的極性。 PCB布線學(xué)到的知識(shí)掌握電容三點(diǎn)式振蕩器的工作原理在電路中，作為可變?cè)鲆嫫骷娜龢O管，必須由偏置電路設(shè)置適宜的靜態(tài)工作點(diǎn)，以保證起振時(shí)工作在放大區(qū)，提供足夠的增益，以滿足了起振條件，起振后，振蕩振幅增長(zhǎng)，直到三極管開(kāi)始呈現(xiàn)非線性放大特性時(shí)，放大器的增益將隨振蕩振幅增大而減小，以滿足平衡條件。與射極相連的是兩個(gè)同性質(zhì)的容性電抗，不與發(fā)射極相連的是性質(zhì)相異的感性電抗。掌握常用寬帶放大器和濾波匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)三極管必須用特性頻率很高的高頻管。在濾波匹配網(wǎng)絡(luò)中，要求網(wǎng)路的傳輸效率盡可能的接近1，盡可能的做到無(wú)損耗，且諧波抑制度盡可能的小。掌握簡(jiǎn)易數(shù)控調(diào)頻采用TLV5616是DA轉(zhuǎn)換芯片，通過(guò)單片機(jī)控制，輸出模擬電壓，控制變?nèi)荻O管，繼而到達(dá)調(diào)頻?？偨Y(jié)通過(guò)這次的高頻課程設(shè)計(jì)，我又從新回憶了上學(xué)期學(xué)到的電子線路，加深了我對(duì)電子線路知識(shí)的認(rèn)識(shí)。更加深入分析了高頻電路，更懂得了三點(diǎn)式振蕩電路的頻率響應(yīng)，通過(guò)改變電容值就改變諧振頻率。通過(guò)單片機(jī)的編程，能夠控制DA轉(zhuǎn)換芯片輸出模擬電壓，到達(dá)數(shù)控調(diào)頻。 這次的課設(shè)不僅學(xué)會(huì)了新知識(shí)，還復(fù)習(xí)了以前的知識(shí)，加深了我們對(duì)根本技能的掌握。附錄：========================================第1頁(yè)========================================#include<reg51.h>//通用的頭文件定義#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintUintNum=0;sbitp3_3=P3^3;sbitkey1=P3^5;sbitkey2=P3^4;sbitkey3=P3^3;sbitkey4=P3^2;//*************************函數(shù)聲明********************************************voidtlv5616_da(uintda);//DA轉(zhuǎn)換函數(shù)//**************tlc5615的信號(hào)線************************************************sbittlv5616_clk=P0^2;//TLC5615的時(shí)鐘線sbittlv5616_data=P0^1;//TLC5615的輸入數(shù)據(jù)線sbittlv5616_cs=P0^3;//TLC5615的片選線sbittlv5616_fs=P0^4;voiddelay(inta){inti,j;for(i=a;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);}voidkey(){ if(key1==0) { delay(15); if(key1==0) { Num++; while(!key1); } } if(key2==0) { delay(15); if(key2==0) { Num--; while(!key2); } } if(key3==0) { delay(15); if(key3==0) { // a2=1;num1++; while(!key3); } } if(key4==0) { delay(15); if(key4==0) { // a2=1;num1--; while(!key4); } }}//****************tlc5615的驅(qū)動(dòng)程序************************************//da:要輸出的DA值voidtlv5616_da(uintda){uchari;//da<<=4;tlv5616_cs=0;tlv5616_clk=1;tlv5616_fs=0;for(i=0;i<16;i++){_nop_();_nop_();tlv5616_data=(bit)(da&0x8000);tlv5616_clk=0;_nop_();_nop_();da<<=1;tlv5616_clk=1;_nop_();_nop_();}tlv5616_cs=1;tlv5616_fs=1;