呂連燦

（作者單位：國(guó)家新聞出版廣電總局二0二二臺(tái)）

基于增益分配的本機(jī)振蕩調(diào)幅發(fā)射機(jī)電路設(shè)計(jì)

呂連燦

（作者單位：國(guó)家新聞出版廣電總局二0二二臺(tái)）

目前，在多功能通信系統(tǒng)、信號(hào)采集系統(tǒng)中調(diào)幅發(fā)射機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用，而放大自振蕩功率對(duì)輸入凋諧回路進(jìn)行控制是以往的調(diào)幅發(fā)射機(jī)電路的主要使用方法，采用這種方法不僅會(huì)造成不均衡的功率增益分配問(wèn)題，還會(huì)導(dǎo)致電路的穩(wěn)定性能受到影響。而在設(shè)計(jì)本機(jī)振蕩調(diào)幅發(fā)射機(jī)電路時(shí)基于增益分配，將有效地解決這些問(wèn)題。本文主要研究基于增益分配的本機(jī)振蕩調(diào)幅發(fā)射機(jī)電路設(shè)計(jì)方案，并對(duì)該方案進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。

電路設(shè)計(jì)；本機(jī)振蕩調(diào)幅發(fā)射機(jī)；增益分配

在設(shè)計(jì)本機(jī)振蕩調(diào)幅發(fā)射機(jī)電路的過(guò)程中，以增益分配為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)，有利于促進(jìn)調(diào)幅發(fā)射機(jī)系統(tǒng)性能的提高，在對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)試之后，有利于展示出該種設(shè)計(jì)方法的優(yōu)越性。同時(shí)，也為設(shè)計(jì)本機(jī)振蕩調(diào)幅發(fā)射機(jī)電路提供了經(jīng)驗(yàn)。

1　基于增益分配的本機(jī)振蕩調(diào)幅發(fā)射機(jī)電路設(shè)計(jì)方案

在以往的設(shè)計(jì)中，對(duì)輸入調(diào)諧回路進(jìn)行控制主要采取方法自振蕩管理的方法，在干擾控制中主要采取放大高頻的方法，這樣極易造成自激的現(xiàn)象發(fā)生。因此，在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，提出增益分配的設(shè)計(jì)方案，基于功率增益分配均衡調(diào)制增幅發(fā)射機(jī)。使用雙運(yùn)放LM358運(yùn)算放大器，點(diǎn)頻調(diào)幅發(fā)射機(jī)的本機(jī)振蕩濾波器使用MMA7260、ATmega128L。從整體的角度來(lái)看，放大接收模塊、增益分配的干擾抑制、基帶信號(hào)濾波等是本文設(shè)計(jì)的調(diào)幅發(fā)射機(jī)電路的主要系統(tǒng)模塊，而D/A、A/D模塊是該系統(tǒng)的主要子系統(tǒng)設(shè)計(jì)模塊。電路圖見(jiàn)圖1[1]。

圖1　電路設(shè)計(jì)圖

由圖1可以得知，采用電壓采樣ATmega128L中 的ADC0、ADC1、ADC2數(shù)據(jù)的方法，然后在轉(zhuǎn)換這些數(shù)據(jù)，得到Z、Y、X調(diào)幅發(fā)射機(jī)軸的模擬加速度值。在方法增益分配之后，就可以轉(zhuǎn)化調(diào)幅發(fā)射機(jī)的信號(hào)為具體的數(shù)據(jù)，

基于該電路設(shè)計(jì)方法可以得到增益分配的設(shè)計(jì)方法，將其應(yīng)用到設(shè)計(jì)本機(jī)振蕩調(diào)幅發(fā)射機(jī)中，利用測(cè)試高通濾波的靜態(tài)工作點(diǎn)的形式，對(duì)調(diào)幅發(fā)射機(jī)的放大功率進(jìn)行提高。若是該發(fā)射機(jī)功率負(fù)載為純電阻。即COSφ=1時(shí)，那么就可以確定其電源供電效率，這時(shí)對(duì)COSφ功率因素進(jìn)行改變，就可以實(shí)現(xiàn)放大功率增益的目的[2]。

圖2　放大功率增益方法設(shè)計(jì)的調(diào)幅發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)

2　基于增益分配的本機(jī)振蕩調(diào)幅發(fā)射機(jī)電路設(shè)計(jì)方案的仿真實(shí)驗(yàn)

為了對(duì)設(shè)計(jì)的調(diào)幅發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的性能進(jìn)行測(cè)試，提出仿真實(shí)驗(yàn)，通過(guò)采取200kHz的樣本功率，并對(duì)模擬預(yù)處理輸入信號(hào)提出嚴(yán)格的要求，要求其信號(hào)輸出速度能夠與該設(shè)計(jì)方案中的信號(hào)輸出速度相匹配。另外，需要注意在設(shè)計(jì)中設(shè)置較為靈活的帶寬范圍、設(shè)置低頻的發(fā)射機(jī)功率、使用較低的輸入信號(hào)幅值。若是出現(xiàn)12位的調(diào)幅發(fā)射機(jī)發(fā)射功率信號(hào)時(shí)，要求穩(wěn)定到1/4096的1/2即為ADC的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)ADC出現(xiàn)14位的信號(hào)時(shí)，則基陣的轉(zhuǎn)換信號(hào)、收發(fā)信號(hào)的精度要求也會(huì)更高一些；同時(shí)，在對(duì)其功率進(jìn)行校正時(shí)需要使用獨(dú)立的Gamma。若是出現(xiàn)16的功率信號(hào)Zoom Video接口，那么就會(huì)產(chǎn)生聯(lián)系且能夠變化的功率分配增益。這時(shí)功率增益分配可以達(dá)到80 dB的調(diào)制范圍、30 ns的建立時(shí)間、35 MHz的信號(hào)帶寬、±0.5 dB的增益精度。另外，需要設(shè)置0.28 A的電壓放大增益、0.15 A外部I/O電流、25 mA的放大分貝數(shù)、2.90 A寬帶電壓控制電流等參數(shù)。在設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境之后，在滿度的1LSB范圍內(nèi)，穩(wěn)定調(diào)幅發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率，表示±1/2LSB為本機(jī)振蕩調(diào)幅發(fā)射機(jī)準(zhǔn)確度的穩(wěn)定性。另外，在對(duì)較低的輸入信號(hào)幅值、較為靈活的帶寬范圍、較低的發(fā)射頻率進(jìn)行全面考慮的基礎(chǔ)下，將其對(duì)比參量選擇為功耗、輸出功率，由此可以得出，根據(jù)放大功率增益方法設(shè)計(jì)的調(diào)幅發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)[3]如圖2所示

從圖2可以看出，在設(shè)計(jì)本機(jī)振蕩調(diào)幅發(fā)射機(jī)電路時(shí)使用增益分配的方法，對(duì)功率功放級(jí)的增益、功率激勵(lì)級(jí)的增益具有較大的平衡作用；同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)幅發(fā)射機(jī)的工作效率、功率進(jìn)行兼顧的效果，也可以實(shí)現(xiàn)均衡分配各級(jí)功率增益的目的。另外，該種設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)的調(diào)幅發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)方法相比較而言，該設(shè)計(jì)方法可以實(shí)現(xiàn)減少一倍的功率消耗的效果，對(duì)設(shè)計(jì)調(diào)幅發(fā)射機(jī)的低功耗要求可以有效的實(shí)現(xiàn)。另外，使用該種設(shè)計(jì)方法還可以提高13.7%的輸出功率效果。由此可見(jiàn)，在對(duì)本機(jī)振蕩調(diào)幅發(fā)射機(jī)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，采取增益分配的方法可以實(shí)現(xiàn)良好的設(shè)計(jì)效果[4]。

3　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)基于增益分配的本機(jī)振蕩調(diào)幅發(fā)射機(jī)電路設(shè)計(jì)的深入研究，從中可以了解到以往的調(diào)幅發(fā)射機(jī)電路存在不足，對(duì)調(diào)幅發(fā)射機(jī)的功率、信號(hào)傳輸都產(chǎn)生了不利的影響。因此，本文采取增益分配的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)其電路，并利用仿真實(shí)驗(yàn)的方法，對(duì)該設(shè)計(jì)完成的調(diào)幅發(fā)射機(jī)的性能進(jìn)行測(cè)試，經(jīng)過(guò)測(cè)試可以看出該設(shè)計(jì)方法具有極大的效用，設(shè)計(jì)出的調(diào)幅發(fā)射機(jī)不僅具有良好的發(fā)射功率，還具有低功耗的優(yōu)勢(shì)。

[1]宋曉雪.基于船用導(dǎo)航雷達(dá)接收機(jī)濾波電路設(shè)計(jì)[D].西安:西安科技大學(xué),2013.

[2]包艷莉.數(shù)字調(diào)幅廣播中的數(shù)字頻率合成器的設(shè)計(jì)[D].北京:北京郵電大學(xué),2011.

[3]趙文強(qiáng).中波廣播發(fā)射機(jī)故障的處理和探討[J].電子世界,2013(41).

[4]徐家迅.針對(duì)發(fā)射機(jī)中溫度過(guò)高的報(bào)警電路的設(shè)計(jì)[J].科技傳播,2013(5).