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無線發(fā)射電路的構(gòu)成原理
來源: 日期:2013-12-18 14:00:23 人氣:標(biāo)簽:
在無線電遙控設(shè)備中常用的發(fā)射電路方框如右圖所示。它由高頻振蕩電路、中間放大級、高頻功率放大器及調(diào)制電路組成。對于不同場合的遙控設(shè)備,發(fā)射電路的組成是不同的,如在近距離對家用電器或玩具進(jìn)行遙控,發(fā)射電路輸出的功率只要10~20mw就夠了,沒有必要有中間放大級及高頻功率放大器,調(diào)制電路直接對高頻振蕩電路進(jìn)行調(diào)制發(fā)射即可。
1.高頻振蕩電路
高頻振蕩電路可視為發(fā)射電路的心臟,由它產(chǎn)生高頻載波。通常對高頻振蕩電路的要求是頻率穩(wěn)定度高,波形失真小,有足夠的輸出功率,否則發(fā)射電路就不能正常工作。
高頻振蕩電路分lc選頻自激振蕩電路與石英晶體穩(wěn)頻振蕩電路兩類。由于晶體穩(wěn)頻振蕩電路的頻率穩(wěn)定度容易達(dá)到10的負(fù)5次方以上,因此,在無線電遙控設(shè)備中大都采用晶體穩(wěn)頻振蕩電路。
晶體穩(wěn)頻振蕩電路是利用石英晶體代替一般lc諧振回路的振蕩電路。石英晶體分為基頻晶體及泛音晶體。基頻晶體的振動頻率是晶片的基頻,而泛音晶體的振動頻率是晶片振動的諧波。基頻晶體的頻率通常不超過25mhz,而泛音晶體的頻率可在25mhz以上,一般遙控系統(tǒng)的高頻振蕩電路大都使用泛音晶體。石英晶體構(gòu)成的高頻振蕩電路一般分為并聯(lián)諧振型晶體振蕩電路及串聯(lián)諧振型晶體振蕩電路兩種。
2.高頻功率放大器
由于高頻振蕩電路所輸出的功率很小,因此振蕩信號還要經(jīng)過緩沖級、中間放大級、末級功率放大級等一系列的放大,獲得足夠的高頻功率后,才能饋送到天線向外輻射出去。這里的緩沖級、中間放大級及末級功率放大級都屬于高頻功率放大器的范疇,是發(fā)射電路的重要組成部分。
根據(jù)對發(fā)射電路的工作頻率、輸出功率及用途的不同要求,可以采用半導(dǎo)體管、電子管或集成電路作為高頻功率放大器的電子器件。對于輸出功率較小的高頻功率放大器,主要以半導(dǎo)體管電路和集成電路為主。
隨著高頻電子技術(shù)的發(fā)展,已有許多高頻功率放大集成器件廣泛應(yīng)用于便攜式對講機(jī)、 業(yè)余無線電臺及移動電話中。此外,伴隨著微型無線電遙控系統(tǒng)的發(fā)展,還相繼出現(xiàn)了許多微型化的無線電發(fā)射及接收專用集成電路。
下表給出了一些高頻功率放大集成器件的主要參數(shù),供參考
3.調(diào)制電路
把低頻控制信號加到載波上去的過程稱為調(diào)制。調(diào)制分角度調(diào)制和幅度調(diào)制兩種,其中角度調(diào)制包括調(diào)頻、調(diào)相等。在無線電遙控設(shè)備中常用的是調(diào)頻及調(diào)幅方式。
調(diào)頻即高頻載波的頻率隨低頻信號的電壓而變化,其載波的幅度不變。經(jīng)過調(diào)頻后的高頻振蕩信號稱為調(diào)頻波,如下圖所示。
調(diào)頻信號具有的特點(diǎn)是:調(diào)頻信號的抗干擾能力強(qiáng),可傳遞高質(zhì)量的控制信號;調(diào)頻信號的頻帶較寬,一般為30hz~15khz,因此調(diào)頻信號只適用于超短波以上的頻率范圍;發(fā)射電路的效率高于調(diào)幅。因此,調(diào)頻方式多用于高級的多通道比例遙控系統(tǒng)。
下圖所示為27mhz晶體調(diào)頻振蕩電路。電路中的vt1、13.5mhz晶體、c2、c3、vd1等組成二倍頻電容三點(diǎn)式振蕩器,當(dāng)調(diào)制電壓變化時(shí),變?nèi)荻䴓O管vd1的結(jié)電容也隨之變化,因此振蕩器的振蕩頻率也隨調(diào)制信號的電壓而改變,從而實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。
在調(diào)頻遙控系統(tǒng)中還廣泛使用一種頻率鍵控調(diào)制方式,當(dāng)調(diào)制信號為高電平時(shí),發(fā)射電路發(fā)出頻率為f1的等幅高頻載波;當(dāng)調(diào)制信號為低電平時(shí),發(fā)射電路發(fā)出頻率為f2的等幅高頻載波。調(diào)制信號及調(diào)頻波的關(guān)系如下圖所示。通常這種方式多用于時(shí)分制遙控系統(tǒng)。
調(diào)幅即高頻載波的幅度隨調(diào)制信號的變化規(guī)律而變化,而載波的頻率保持不變。經(jīng)過調(diào)幅的高頻振蕩信號稱為調(diào)幅波,如下圖所示。相對調(diào)頻而言,調(diào)幅的頻帶占用較窄,發(fā)射電路的效率低于調(diào)頻制,抗干擾能力也略差些。
在遙控發(fā)射電路中常采用基極調(diào)幅、集電極調(diào)幅及鍵控調(diào)幅電路。前面兩種多用于頻分制遙控系統(tǒng),而第三種多用于時(shí)分制遙控系統(tǒng)。
下圖所示的是一個(gè)基極調(diào)幅電路。基極調(diào)幅就是把調(diào)制信號加到半導(dǎo)體管的基極,實(shí)現(xiàn)用調(diào)制信號控制載波的幅度。編碼器產(chǎn)生的控制信號經(jīng)c1加到由vt1、vt2組成的調(diào)制放大器上。它們實(shí)際上是一個(gè)互補(bǔ)射隨器,雖沒有電壓增益,但輸入阻抗高,可以起到隔離編碼電路與高頻電路的作用。輸出信號經(jīng)rp1送出并加到功放管vt3的基極,同時(shí)高頻載波信號也經(jīng)l1加到vt3的基極,此時(shí)vt3基極的電壓及電流就會按調(diào)制電壓的規(guī)律而變化,vt3集電極脈沖狀高頻電壓也按這一規(guī)律變化,從而使l2、c7、c8回路中高頻電壓的幅度隨調(diào)制電壓而變化。實(shí)現(xiàn)調(diào)幅的作用。r5、r4和c2組成低通濾波器,l3和c3組成帶通濾波器,可以改善調(diào)制信號的頻率特性。
在時(shí)分制遙控系統(tǒng)中,多采用鍵控調(diào)幅的調(diào)制方式。時(shí)分制遙控系統(tǒng)中的控制信號為數(shù)字信號,通常用“1”表示高電平,“0”表示低電平。在遙控發(fā)射電路中,一般是用開關(guān)來控制高頻放大器的直流電路,以實(shí)現(xiàn)幅度鍵控。幅度鍵控的波形如下圖所示。
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