超外差調(diào)頻接收機(jī)電路分析.doc

超外差調(diào)頻接收機(jī)電路分析1 電路方框圖輸入高放混頻中放鑒頻器放大本振限幅2 各部分電路分析2.1 高頻放大電路高頻放大器是用來放大高頻信號的器件，在接收機(jī)中，高頻放大器放所放大的對象是已調(diào)信號，它除載頻信號外還有邊頻分量）。根據(jù)高放的對象是載頻信號這一情況，一般采用管子做放大器件，而且并聯(lián)諧振回路作為負(fù)載，讓信號諧振在信號載頻（若有邊頻分量，便要設(shè)計(jì)回路的通頻帶能通過邊頻，使已調(diào)信號不失真）。這樣做的好處是：1）回路諧振能抑制干擾；2）并聯(lián)回路諧振時(shí)，其阻抗很大，從而可輸出很大的信號。對高放的主要要求是：(1) 工作穩(wěn)定：放大器可能會產(chǎn)生正反饋，它影響放大器的穩(wěn)定工作，嚴(yán)重時(shí)，會引起振蕩，使放大器變成振蕩器，從而完全破壞了放大器的正常工作。因此，在正常工作中要保證放大器遠(yuǎn)離振蕩狀態(tài)而穩(wěn)定的工作。（2）選擇性好，有一定的通頻帶。（3）失真小，增益高，并且工作頻率變化時(shí)增益變動不應(yīng)過大，工作頻率越高，晶體管的放大能力越小，增益越低。增益變化太大時(shí)，則靈敏度相差將很懸殊。高頻放大電路如圖1所示。圖1 高頻放大電路圖2 圖1的等效電路2.2 本振電路因?yàn)楸菊耠娐返妮敵鲱l率要與高頻放大電路的輸出信號進(jìn)行混頻，得到一個中頻信號。所以要求本振電路的輸出頻率必須很穩(wěn)定，所以采用了改進(jìn)型電容三點(diǎn)式。如果本振電路的輸出不穩(wěn)定，將引起變頻器輸出信號的大小改變，振蕩頻率的漂移將使中頻改變。振蕩器的振幅與振蕩管的特性以及反饋電路的特性有關(guān)，當(dāng)溫度及其它管子與反饋電路的特性改變時(shí)，振幅也就會改變。本次設(shè)計(jì)的電容改進(jìn)型電路圖如下所示：圖3 電容反饋改進(jìn)振蕩電路圖4 圖3的等效電路圖3是一個電容反饋改進(jìn)振蕩器電路，其交流等效電路電路如圖4所示。圖4中C為23 混頻器混頻器是一個變頻電路，一般用相乘器，高頻放大電路和本地振蕩電路的輸出信號加到混頻器的輸入端，得到一個差頻。調(diào)諧回路的輸出，進(jìn)入混頻級的是高頻調(diào)制信號，即載波與其攜帶的調(diào)制信號。經(jīng)過混頻，輸出載波的波形變得很稀疏其頻率降低了，但音頻信號的形狀沒有變。通常將這個過程 (混瀕和本振的作用 )叫做變頻。從頻譜觀點(diǎn)上來看，混頻的作用就是將已調(diào)波的頻譜不失真的從的位置上，因此，混頻電路是一種典型的頻譜搬移電路，可用相乘器和帶通濾波器來實(shí)現(xiàn)這種搬移。如圖5所示圖5 頻譜電路混頻電路的原理是：把本機(jī)振蕩產(chǎn)生的高頻等幅振蕩信號f1，與輸入回路選擇出來的廣播電臺的高頻已調(diào)波信號f2同時(shí)加到非線性元件的輸入端。利用元件的非線性作用（晶體管的非線性作用）進(jìn)行混頻?；祛l結(jié)果：輸出頻率為f1、f2以及頻率為f1+f2、f1f2、高次諧波等多種信號。 在本電路設(shè)計(jì)中采用二極管環(huán)型混頻器，二極管環(huán)型混頻器的優(yōu)點(diǎn)是工作頻帶寬，可達(dá)到幾千兆赫，噪聲系數(shù)低，混頻失真小，動態(tài)范圍等，但其主要缺點(diǎn)就是沒有混頻增益。由于混頻器處于接收機(jī)的前端，它的噪聲電平高低對整機(jī)有較大的影響，因此要求混頻器的噪聲系數(shù)越小越好。圖6 二極管環(huán)型混頻電路圖6是二極管混頻電路的原理圖，圖中Us、RS1為輸入信號源，UL、RS2為本振信號源，RL為中頻信號的負(fù)載。為了保證二極管工作在開關(guān)狀態(tài)，本振信號UL的功率必須足夠大，而輸入信號US功率必須遠(yuǎn)小于本振功率。實(shí)際二極管環(huán)型混頻器組件各端口都必須接入濾波匹配網(wǎng)絡(luò)，分別實(shí)現(xiàn)混頻器與輸入信號源本振信號源、輸出負(fù)載之間的阻抗匹配。2.4 中頻放大電路超外差接收機(jī)中的中頻放大器是一種頻帶較寬的諧振放大器。中放采用諧振回路作負(fù)載，這是與高放共同之處；但中放的諧振曲線接近理想曲線矩形，這是與高放不同之處。后者對超外差接收機(jī)的中放來說是完全必要的，因中放任務(wù)之一是削弱鄰近干擾，而鄰近干擾頻率離信號很近，變頻之后，離中頻就很近，若中放的諧振曲線不好，便難以削弱。此外，中放還具有工作頻率固定與級數(shù)多兩個特點(diǎn)。中放的作用有兩個主要作用：（1）提高增益，因中頻低于信號頻率，晶體管的y參數(shù)及回路諧振電阻等較大，因此易于獲得較高的增益。差外差接收機(jī)檢波前的總增益主要取決于中放。（2）抑制鄰近干擾。對中放的主要要求是工作穩(wěn)定，失真小，增益高，選擇性好，有足夠?qū)挼耐l帶。對于高放，因工作頻率高，通頻帶寬，故高放回路的Q值越高越好，這時(shí)不必顧慮B太窄的問題；但對于中放，由于工作頻率較低，若回路Q值過高，頻帶可能太窄而不能通過全部信號分量，故希望他在要求的通頻帶條件下選擇性越高越好，也就是要求諧振曲線接近矩形。實(shí)際諧振曲線很難做到理想矩形，為了衡量實(shí)際諧振曲線接近矩形的程度，引入矩形系數(shù)，式中為通頻帶。中頻放大電路如圖所示：圖7 中頻放大電路信號從變頻器輸出，通過變壓器B10加到第一級中放BG4. BG4為雙回路放大器，B11的初級和C38構(gòu)成初級回路。B11的次級和B12的初級構(gòu)成次級回路的電感，而電容是C40。兩者組成電感耦合對稱雙回路。BG4集電極以自耦變壓器方式接到初級回路，BG5的輸入電阻通過變壓器B12變換為大一些的輸入電阻后和B12的初級并聯(lián)。因B11的次級線圈數(shù)N45只有一圈，而可忽略。R22及C34是自動增益控制濾波器。BG4既通過R15加有固定偏壓，有通過R22加有自動增益控制電壓，此外，射極還有偏壓。第二級中放BG4.單回路中放，與檢波器以變壓器B13耦合。其余元件作用和BG4的相同。R16用的較大，使接收小信號的自動增益控制作用啟動的晚一些，以提高小信號的靈敏度。BG5的工作電流較大，約1.6-2mA，以獲得較大的增益和動態(tài)范圍。2.5限幅電路發(fā)射機(jī)發(fā)出的調(diào)頻信號，其幅度應(yīng)該不變，但實(shí)際上存在寄生調(diào)幅，特別是信號在傳輸途中會受到干擾的調(diào)幅；這種不需要的幅度變化可被鑒頻器檢出而干擾有用信號。因此必須在鑒頻之前用限幅器去掉寄生調(diào)幅，使輸出調(diào)頻信號的幅度不變，這樣即可提高干擾性。要完成限幅任務(wù)，必須使用非線性器件，信號通過非線性元件后，必然產(chǎn)生新的頻率。電路圖如下：圖8 限幅電路圖中BG為放大管，LC回路為其負(fù)載，回路上并聯(lián)了兩個限幅二極管，E1=E2為二極管提供反向偏壓。若回路AB兩端的高頻電壓小于E1，則D1及D2均不導(dǎo)電。若高頻電壓大于E1，則正半周時(shí)D2導(dǎo)電，負(fù)半周時(shí)D1導(dǎo)電。當(dāng)D1及D2導(dǎo)電時(shí)，其內(nèi)阻甚小，故D1及D2上的電壓甚?。欢腋糁绷麟娙軨1對高頻的容抗很小，故輸出電壓u0近似等于E1，高頻電壓的最大值被限制在E1電平上。2.6 鑒頻電路鑒頻器的任務(wù)是從調(diào)頻信號中檢出調(diào)制信號，它包括變換部分及振幅檢波器部分。普通鑒頻器的線性范圍較寬，調(diào)整較易；但由可以看到，U=正比于前級集電極電流的基波幅度Icm1，鑒頻前若無限幅器，則Icm1不為常數(shù)，于是U=將隨Icm1即接收信號的大小改變，而不能去掉寄生調(diào)幅的影響。故用普通鑒頻器時(shí)，前面必須使用限幅器。但限幅器要求較大的輸入信號，這導(dǎo)致限幅前高頻級數(shù)的增加哦。比例鑒頻器可改正這一缺點(diǎn)，它能同時(shí)完成限幅及鑒頻的任務(wù)，其輸入信號不必太大。比例鑒頻器的U=為普通鑒頻器的一半。但因比例鑒頻器有限幅作用，其輸入信號即鑒頻器輸入端初級回路電壓約只有0.1V即可工作。所以在本次設(shè)計(jì)中采用了比例鑒頻器，其單元電路圖如下所示：圖9 鑒頻電路圖中C1是高頻濾波電容，R及C是減重網(wǎng)路，它用來提高抗干擾性。其作用原理是：在發(fā)射機(jī)中用加重網(wǎng)絡(luò)加重高音，接收時(shí)用減重網(wǎng)絡(luò)削弱高音，于是不存在高音頻率失真。這樣一來，