通信电子线路课程设计指导书13-14-1

《通信电子线路课程设计》指导书班级：通信工程111、112指导教师：刘金龙、施彩平学期：2013-2014-1淮海工学院电子工程学院通信工程系2013年12月20日1一、通信电子线路课程设计的目的和任务“通信电子线路”是电子信息类专业必修的一门专业基础课，是电子信息类专业十分重要的主干课程之一，是一门理论和实践紧密结合的课程。该课程设计是其实践性的一个体现，是集基本技能、技能训练、理论知识的综合与应用，是对“通信电子线路”课程的巩固和提高，是培养具有较强的理论水平，又有足够的实践能力的高等技术应用型专门人才的重要手段之一。通过该课程的学习，可使学生综合能力、实验技术、创新思想得到全面提升。通过课程设计，使学生增强对通信电子技术的理解，学会查寻资料、比较方案，学会通信电路的设计、计算；进一步提高分析解决实际问题的能力、创造一个动脑动手、独立开展电路实验的机会，锻炼分析、解决通信电子电路问题的实际本领，真正实现由课本知识向实际能力的转化；通过典型电路的设计制作，加深对基本原理的了解，增强学生的实践能力。二、通信电子线路课程设计的要求电路设计反映学生理论知识的实际应用能力，扎实的电子线路理论是成功设计电路的基础。所以其要求是：⑴功能和性能指标分析：对题目的各项要求进行分析，整理出系统和具体电路设计所需的更具体、更详细的功能要求和技术性指标数据，以求得设计的原始数据。⑵选择元器件：很好地理解电路的工作原理，正确利用计算公式，选择合理的元件参数，且应降低成本，减少器件品种，减少元器件的功耗和体积。⑶画出总体电路图初稿并审图，将错误降到最低程度，保证仿真顺利完成。⑷仿真：通过仿真，检查各元器件的性能、参数、质量能否满足设计要求，检查各单元电路的功能和指标是否达到设计要求。⑸画出总体电路图，要求按相关规定，布局合理，图面清晰，便于对图的理解和阅读，为印制电路板，并组装、调试和维修时做好准备。三、课程设计选题内容及设计要点１、课题选择本次课程设计选题主要从以下几个方面考虑：⑴符合教学大纲要求；⑵题目应有一定深度与广度，照顾《高频电子线路》课程各章节内容；⑶具有一定实用性。22、通信电子线路的一般设计方法电子电路种类很多，千差万别，设计方法和步骤也因不同情况而异。这里给出通信电路设计的一般步骤，以供参考，设计者应根据具体情况，灵活掌握。⑴总体实现方案的选择：由课题要求实现的电路功能及性能指标，决定最终实现电路的构成。应当针对关系到电路全局的问题，开动脑筋，多提些不同的方案深入分析比较；不要盲目热衷于数字化方案；既要考虑方案的可行性，还要考虑性能、可靠性、成本、功耗和体积等实际问题。⑵单元电路的设计：根据课题要求实现的电路性能指标，确定总体实现方案中各单元电路的形式。明确本单元电路的任务，与前后级电路的关系。⑶电路参数的计算：根据所选单元电路的形式，对组成电路的各元器件的值进行计算。⑷元器件的选择：元器件的选择，除了要考虑计算出的参数值外，还要遵从节约电路成本，元器件购买方便，以及尽量利用现有条件实现的原则。⑸仿真与实验：检查各元器件的性能参数质量是否满足设计要求，检查各单元电路的功能和指标是否达到设计要求。⑹电路图的绘制：布局合理、排列均匀、图面清晰，注意信号流向，图形符号要标准，连接线应为直线，交叉和折弯要最少。以上各步骤之间不是绝对独立的，往往需要交叉进行，尤其是有时受到元器件选择的限制，常会推翻最初的设计方案，从头来做。所以，在进行电路设计之初，要先把可能限制电路实现的因素考虑好，再着手设计，往往可以达到事半功倍的效果。在完成电路设计之后，可以使用计算机辅助分析软件（例如Protel）进行电路仿真，做初步调整，然后到实验室装调电路，在调试中分析和解决常见的电路故障。3、参考题目⑴调频发射机设计主要性能指标要求：发射功率W80mPA，负载电阻75LR，工作中心频率MHzf5.60，最大频偏kHzfm75，总效率%50A。图1直接调频发射机组成框图3调频发射系统由调频振荡器、缓冲隔离器、倍频器、高频功率放大器等组成。如果振荡器的振荡频率可以满足发射机载波频率的要求，就可以省去倍频级。①调频振荡器本课题主要研究变容二极管调频电路。如果课题要求的载波频率不高，则可以采用LC调频振荡器。②缓冲隔离器将调频振荡与功放级隔离，以减小后级对振荡器频率稳定度及振荡波形的影响。缓冲隔离级通常采用射极跟随器电路。③末级功放要使负责天线上获得令人满意的发射功率，而且整机效率较高，应选择丙类功率放大器。但末级功放的功率增益不能太高，否则电路性能不稳定。因此要根据发射机各部分的作用，适当地分配功率增益。⑵调频接收机设计主要性能指标要求：载波频率MHzf5.60，输出功率W25.00P，8LR，灵敏度为1mW。图2调频接收系统方框图根据调频接收系统的方框图，它是由输入回路、高频放大器、混频器、本机振荡器、中频放大器、鉴频器、低频功放等电力组成。①输入回路输入回路将接收到的某一载频信号传送到下一级，并抑制接收频道以外的干扰。对输入回路的要求：通频带要有适当的宽度；对邻频道的信号有足够的衰减，要有一定的选择性。②高频放大可以分为晶体管放大器、场效应管放大器和集成电路放大器。按负载的性质可分为谐振和非谐振放大器。在高频范围内采用任何一种形式的高频电压放大器都可以满足要求。③混频器混频器的作用是将输入的信号的载频与本振信号频率进行频率变换，将输入4信号的频率变成为固定中频的载波信号，并保持其调制规律不变。有低频和中频之分。本课程设计只研究中频。混频器有晶体三级管混频器、二极管混频器、场效应管混频器、模拟乘法器构成的混频器等。如果变频功率大，一般选用三极管混频器、场效应管混频器、模拟乘法器构成的混频器。如果混频器的工作频率比较高，可采用二极管混频器。④本机振荡器本机振荡器的电路形式可以采用电容三点式电路或晶体振荡电路。⑤中频放大器一般有晶体三极管调谐放大器、场效应管调谐放大器、集成放大器等。⑥鉴频器鉴频电路可以分为三类，第一类是调频-调幅调频变换器。这种类型的鉴频器有双失谐回路鉴频器、相位鉴频器、差分峰值鉴频器等。第二类是相移乘法鉴频型。这种类型的鉴频器可以用模拟乘法器构成。第三类是脉冲均值型。这种类型的鉴频器有脉冲计数式鉴频器。本课程研究的高频频段内每一类型的鉴频器都适用。⑶AM调幅发射机设计主要性能指标要求：载波频率MHzf100，载波频率稳定度不低于10-3，发射功率W200mPA，发射效率%50A，调幅度%30am，调频范围kHzHzF10~500。图3AM调幅发射机原理框图发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制,将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。通常，发射机包括三个部分：高频部分，低频部分，和电源部分。高频部分一般包括主振荡器、缓冲放大、倍频器、中间放大、功放推动级与末级功放。主振器的作用是产生频率稳定的载波。为了提高频率稳定性，主振级往往采用石英晶体振荡器，并在它后面加上缓冲级，以削弱后级对主振器的影响。低频部分包括话筒、低频电压放大级、低频功率放大级与末级低频功率放大级。低频信号通过逐渐放大，在末级功放处获得所需的功率电平，以便对高频末级功率放大器进行调制。因此，末级低频功率放大级也叫调制器。5调制是将要传送的信息装载到某一高频振荡(载频)信号上去的过程。所以末级高频功率放大级则成为受调放大器。⑷AM调幅接收机设计主要性能指标要求：载波频率MHzf100，输出功率W25.00P，8LR，灵敏度为1mW。图4AM调幅接收机原理框图超外差式AM调幅接收机主要由输入电路、混频电路、中放电路、检波电路、前置低频放大器、功率放大电路和喇叭或耳机组成。由输入电路，即选择电路，或称调谐电路把空中许多无线电广播电台发出的信号选择其中一个，送给混频电路。混频将输入信号的频率变为中频，但其幅值变化规律不改变。不管输入的高频信号的频率如何，混频后的频率是固定的，我国规定为465KHZ。中频放大器将中频调幅信号放大到检波器所要求的大小。由检波器将中频调幅信号所携带的音频信号取下来，送给前置放低频放大器。前置低频放大器将检波出来的音频信号进行电压放大。再由功率放大器将音频信号放大，放大到其功率能够推动扬声器或耳机的水平。由扬声器或耳机将音频电信号转变为声音。四、具体要求1、完成上述设计任务的基本功能。2、给出系统电路原理图（应用Multisim、Protel等软件绘制）并完成主要单元电路的功能仿真。3、完成完整的课程设计报告。设计报告要在规定的时间内上交，其格式遵照淮海工学院教务处下发的文件（电子文档另发）。封面包括课题名称、课程设计时间、学生姓名、班级和指导教师等，正文内容要求详细，应包括系统框图、各单元电路设计与参数计算、元器件型号选择、完整的电路图及对电路工作原理的说明、电路仿真波形等，总结设计电路的特点和方案的优缺点，指出课题的核心及使用价值，提出改进意见和展望，对本次设计活动的体会及建议，最后列出参考文献。总的要求是设计观点、理论分析、方案结论、计算等必须正确，尽量6做到纲目分明、逻辑清楚、内容充实、轻重得当、文字通顺、图样清晰规范。五、教学时间安排根据课程大纲要求三周学时计划，本设计安排如下：时间安排：17、18、19三周（2013年12月23日~2014年1月10日）教学内容学时地点备注集中学习1天教室指导教师讲授设计原理及注意点资料查阅与学习讨论3天图书馆分散设计4天不限整理出预设计报告，交指导老师审阅绘图及仿真4天高频电子线路实验室总结报告2天高频电子线路实验室交指导教师批阅面试问答1天教室指导教师记录并综合评定成绩班级选题要求：每班根据指导教师安排任选提供的若干课题。作息时间：上午8：30~11：30下午2：00~4：30设计地点：图书馆、通信工程实验室、教室答疑地点：指导教师自己安排。六、成绩考核课程设计总学分为3学分，成绩评定为等级制，单元电路设计级仿真占总百分的40%，印制电路板10%，报告完成情况占总百分的20%，设计期间表现10%，面试问答20%。七、参考资料[1]王冠华,王伊娜.Multisim8电路设计及应用图[M].北京：国防工业出版社，2006.[2]王冠华.Multisim10电路设计及应用[M].北京：国防工业出版社，2008.[3]陈晓文.电子线路课程设计[M].北京：电子工业出版社，2004.[4]张肃文.高频电子线路第三版[M].北京：高等教育出版社，2005.[5]胡烨，姚鹏冀，江思敏.Protel99SE电路设计与仿真教程[M].北京：机械工业出版社，2010.[6]曹才开，姚屏，周细凤.高频电子线路原理与实践[M].长沙：中南大学出版社，2010.7[7]曾兴雯，刘乃安，陈健，宫锦文.高频电子线路[M].北京：高等教育出版社，2005.通信工程系2013年12月20日