通過對音頻發射器的設計、調試和仿真，加深對《高頻電子線路》理論知識的進一步理解，建立起發射機的整機概念，學會分析電路、設計電路的步驟和方法，了解發射機各單元之間的關系以及相互影響，從而能正確設計、計算調幅發射機的各單元電路。培養自己分析、應用其他電路單元的能力。同時經過設計，要學會查資料、充分利用互聯網等一切可利用的學習資源，增強同學們分工協作、分析問題、解決問題的能力，為將來的設計做鋪墊，也為將來走向就業崗位打下一定的基礎。

主振蕩電路部分采用RC正弦波振蕩器，由于RC振蕩器主要是由電阻和電容組成的，在電路中并沒有諧振回路，可以將RC振蕩電路用于發生調制信號（語音信號）。

振幅調制電路部分采用MC1496模擬相乘器的核心電路是差分對模擬相乘器，實現調幅和同步檢波。MC1496線性區和飽和區的臨界點在15~20mV左右，僅當輸入信號電壓均小于26mV時，器件才有理想的相乘作用，否則電壓中會出現較大的非線性誤差。在2、3引腳之間接入1kΩ反饋電阻，可擴大調制信號的輸入線性動態范圍，滿足設計需要。但由于MC1496是已設計好的集成電路，并不能體現單元設計能力。

音頻放大電路部分采用甲類功率放大器。甲類功放中，晶體管在周期全部導通，可以將輸入信號不失真的放大，雖然甲類功放的工作效率較低，放大功率較小，但足以滿足語音信號的放大。原本想采用這個方案，但其受前級后級影響太嚴重，其靜態工作點不穩定，導致調試時候即使前級輸出穩定了加入后級調制電路后又放大波形失真了。經多次調試、重復計算，未果。

主振蕩電路部分采用采用改良的電容三端式振蕩器——西勒振蕩電路，其主要優點是：穩定度高，頻率可調范圍較大。石英晶體振蕩器具有較高的頻率穩定度，在選擇合適的偏置電路的情況下，頻穩度可達到10-11數量級，而且，其工作狀態穩定，波形失真度也比較小，因此，在頻穩度要求較高的電路中，故選用石英晶體振蕩器作為主振級。

振幅調制電路部分集電極調幅電路。集電極調幅的基本原理是將調制信號和載波信號加在晶體管的集電極上，本電路工作方式是：放大器有效集電極電壓等于調制信號與直流電源V2電壓之和，當放大器處于過壓工作狀態時，集電極電流基波分量隨集電極電源電壓成正比變化。因此，集電極回路輸出高頻電壓振幅將隨調制信號波形而變化，就得到調幅波輸出。故而本設計選用集電極調幅電路。

音頻放大電路部分采用丙類功率放大器進行語音功率放大。采用丙類運算放大器進行語音放大效率高，失真小，使用方便，輸出信號的功率也較大，運算放大器的成本也不高，各方面綜合考慮，在工程中使用丙類功率放大器進行語音放大是一個好的選擇。

經多方面比較，我組選用方案二作為本次設計的實驗方案。

    （1）小功率調幅發射機設計包括載波振蕩電路、音頻放大電路、振幅調制電路、緩沖電路、高頻放大電路和丙類功率放大電路的設計；

    （3）設計指標：

               載波頻率：fc=3—30MHZ

               音頻輸入：1—10kHZ

               調制系數：>=0.3

調幅發射機主要包括三個組成部分:高頻部分、音頻部分和電源部分。

發射機的主要作用是完成有用的低頻信號對高頻信號的調制，將其變為在某一個中心頻率上具有一定帶寬、適合通過天線發射出去的電磁波。

圖中各模塊具體功能為：

本振電路：產生頻率為16MHZ的正弦載波信號。

緩沖電路：以射極跟隨器電路設計，消除后端電路對前端振蕩電路影響。

放大電路：對載波信號電壓放大，滿足振幅調制要求。

振幅調制電路：將低頻信號加到載波上，產生調幅波。

音頻放大電路：將輸出低頻信號放大，以滿足調幅要求。

高頻功放電路：將調幅波功率增大到適合天線發射的功率，以便信號傳輸。

本振電路是調幅發射機的核心部件，主要用來產生一個頻率穩定、幅度較大、波形失真小的高頻正弦波信號作為載波信號。該電路通常采用石英晶體振蕩器。本次設計采用改良的電容三端式振蕩器——西勒振蕩電路，其主要優點是：穩定度高，頻率可調范圍較大。

本振電路設計圖如下：

           圖中C1、C3、C4、C6與L1構成振蕩回路；C2為旁路電容；C5為隔直電容；R4為發射機偏置電阻；R3為集電極負載電阻；R1、R2為基極偏置電阻。

         

           其理論頻率為：

圖 2.2.1-2   本振電路輸出頻率

為了減小調制級對本振級的影響，需要采用加入緩沖電路的方法。在緩沖隔離級的選擇上無論是低頻電路還是高頻電路的整機設計中，都常采用射極跟隨器電路，如圖2.2.2-1所示即為其原理圖。則射極輸出器的輸出電阻為。式中，很小，所以可以將射極輸出器的輸出電路等效為一個恒壓源。

具體設計電路為：

其波形仿真為：

由波形圖可以看出，電壓增益：

此處放大電路主要是為了滿足后級調制電路對載波的電平要求，這次設計我們選用高頻小信號放大器進行設計。

高頻小信號諧振放大器的主要性能指標有:

（1）中心頻率  指放大器的工作頻率。它是設計放大電路時，選擇有源器件、計算諧振回路元器件參數的依據。

（2）增益  指放大器對有用信號的放大能力。通常表示為在中心頻率上的電壓增益和功率增益。

電壓增益                                                                                  （2.2.3-1）

功率增益                                                                                   （2.2.3-2）

式中，、分別為放大器中心頻率上的輸出、輸入電壓；、分別為放大器中心頻率上的輸出、輸入功率。

（3） 通頻帶  指放大電路增益由最大值下降3dB時所對應的頻帶寬度，用表示。它相當于輸入不變時，輸出電壓由最大值下降到0.707倍或功率下降到一半時對應的頻帶寬度

（4）選擇性  指放大器對通頻帶之外干擾信號的衰減能力。用矩形系數說明鄰近波道選擇性的好壞。矩形系數定義為

                                                                                                （2.2.3-3）

理想矩形系數應為1，實際矩形系數均大于1。

本次設計所用具體放大電路如下圖2.2.3-1所示：

        圖中R3、R1、R2為偏置電阻；C4為旁路電容；C2、C3為耦合電容，分別與后級和前級耦合；C1、L1、L2構成諧振回路；R4為負載電阻。

其仿真波形圖為：

本次設計以5kHZ的低頻小信號源代替音頻，因此對其放大可采用簡單的低頻放大電路進行放大即可。具體電路如下圖2.2.4-1所示，圖中三極管Q1為射極跟隨器，主要起隔離級的作用；三極管Q2采用的是高穩定性的分壓式偏置電路。電容C1、C3為隔直流耦合電容，避免直流電源和交流信號相互影響，C1將音頻信號耦合到放大電路中，C3將放大后的信號耦合出去；從C4可以看出這個兩級放大電路采用的隔直耦合方式，使前后放大電路的靜態工作點互不影響。利用這一電路即可把原始音頻信號放大成需要的調制信號。

本次設計采用集電極調幅電路，其具體電路如圖2.2.5-1所示。本電路工作方式是：放大器有效集電極電壓等于調制信號與直流電源V2電壓之和，當放大器處于過壓工作狀態時，集電極電流基波分量隨集電極電源電壓成正比變化。因此，集電極回路輸出高頻電壓振幅將隨調制信號波形而變化，就得到調幅波輸出。其中C3，L1組成的諧振回路，將調幅波分離并輸出出來。其優點是集電極效率高。

其仿真波形如圖2.2.5-2所示，由波形圖可看出此電路得到了良好的調幅波，實現了振幅調制的功能。

采用丙類高頻功率放大器，其具體電路如圖2.2.6-1所示。

        將以上各模塊電路相互連接即得小功率調幅發射機整機電路為：