電子信息工程論文超外差接收機(jī)設(shè)計(jì)論文

1、 超外差接收機(jī)設(shè)計(jì)論文 課題名稱(chēng): 超外差式接收機(jī)的設(shè)計(jì)制作 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)： 電 子 信 息 工 程 小組成員： 指導(dǎo)老師： 長(zhǎng)春工程學(xué)院摘 要超外差式接收機(jī)主要由五部分組成，先通過(guò)預(yù)選部分(包括射頻部分和預(yù)選器)選擇初始信號(hào)，再由混頻器將射頻轉(zhuǎn)換成中頻，提高電路性能，然后經(jīng)過(guò)中頻放大器放大，之后由音頻檢波器將信號(hào)轉(zhuǎn)換為初始的源信息，最后經(jīng)過(guò)音頻功率放大器推動(dòng)揚(yáng)聲器輸出信號(hào)。這五個(gè)部分的組合作用實(shí)現(xiàn)了對(duì)信號(hào)的接收，檢波，放大和輸出的過(guò)程，本論文將通過(guò)介紹分析這五個(gè)部分的電路來(lái)了解超外差式接收機(jī)的工作原理，進(jìn)而為其制作創(chuàng)造條件。關(guān)鍵詞： 預(yù)選電路，混頻器，中頻放大器，檢波，功率放大器abstract

2、specialized superheterodyne receivers type mainly by five parts, first through the primary part (including rf part and the primary) to select the initial signals, again by the mixer will convert rf intermediate frequency, improve the circuit performance, then through intermediate frequency amplifier

3、 amplification, after the audio detectors will signal conversion for initial source information, finally after audio power amplifier drive a speaker output signal. the five part of the combination between realize the signals, detection, amplification and output of the process, this paper will be thr

4、ough the introduction and analysis of the five part of the circuit to understand the work principle of specialized superheterodyne receivers, and then to make the create conditions.keywords：primary circuit, mixers, intermediate frequency amplifier, detection, power amplifier1 超外差式接收機(jī)的結(jié)構(gòu)利用超外差式電路的接收機(jī)叫

5、做超外差式接收機(jī)，它的特點(diǎn)是利用電路將輸入信號(hào)和本機(jī)信號(hào)放到混頻器中得到可放大的中頻信號(hào)，再利用其它的檢波和放大及濾波電路得到質(zhì)量較高的信號(hào)。超外差的實(shí)質(zhì)就是將調(diào)制波不同頻率的載波，變成固定的且頻率較低的中頻載波（簡(jiǎn)稱(chēng)中頻）。在廣播、電視、通訊領(lǐng)域，超外差接收方式被廣泛采用，如圖2.2。通過(guò)變頻，將所要收聽(tīng)的電臺(tái)的高頻信號(hào)變成另外一個(gè)預(yù)先確定好的頻率，然后再進(jìn)行中頻放大和檢波。其原理圖和結(jié)構(gòu)框圖分別如圖1和圖2所示。圖1超外差式接收機(jī)原理圖圖2超外差式接收機(jī)原理框圖2超外差式接收機(jī)的結(jié)構(gòu)部分超外差式接收機(jī)主要由五部分組成，預(yù)選電路，混頻器，中頻放大器，檢波，功率放大器，下面分別對(duì)其工作原理進(jìn)行

6、分析。21 預(yù)選部分預(yù)選部分包括射頻（rf）部分和預(yù)選器，用來(lái)選擇初始信號(hào)，對(duì)其他信號(hào)加以抑制，再將初始信號(hào)送往混頻器進(jìn)行處理。2.1.1射頻部分的作用根據(jù)靈敏度，一個(gè)電路可能沒(méi)有或有多個(gè)rf放大器，其優(yōu)點(diǎn)有：l 能擴(kuò)大增益，提高靈敏度；l 能提高信噪比；l 有助于抑制鏡像頻率；l 提高信號(hào)選擇性2.1.2 預(yù)選器電路在預(yù)選器電路中，其任務(wù)是接收廣播電臺(tái)發(fā)射的無(wú)線電波，并從中選擇出所需電臺(tái)信號(hào)。本電路選擇利用串聯(lián)諧振回路選頻。原理圖如圖3所示。圖中l(wèi)c諧振回路是收音機(jī)輸入回路，改變電容c使諧振回路固有頻率f=與無(wú)線電發(fā)射頻率相同，從而引起電磁共振，諧振回路兩端電壓最大，將該電波接收下來(lái)。其原因

7、是當(dāng)串聯(lián)諧振回路諧振時(shí)，有電壓關(guān)系：電感端電壓u=qe,電容分壓u=qe，圖3諧振回路 所以諧振時(shí)電容與電感兩端分壓比電源電壓大很多倍，即為電壓 22 混頻電路混頻電路是超外差式接收機(jī)的關(guān)鍵部分，此電路的質(zhì)量對(duì)收音機(jī)的靈敏度和信噪比都有很大影響。它將接收的高頻信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹蓄l信號(hào)，然后將其送往中頻放大器。2.2.1 混頻電路的原理圖混頻電路混頻過(guò)程是將頻譜線性搬移的過(guò)程，完成此功能關(guān)鍵是要獲得兩個(gè)信號(hào)的乘積，然后就可以完成所需的線性搬移功能?；祛l電路是超外差式接收機(jī)的關(guān)鍵部分，此電路的質(zhì)量對(duì)收音機(jī)的靈敏度和信噪比都有很大影響。如圖4是變頻電路的原理圖，通過(guò)三極管的非線性產(chǎn)生新的頻率，再通過(guò)低通濾

8、波器將產(chǎn)生的高頻分量 圖4混頻電路的原理圖此電路是二極管平衡式混頻器，具有電路簡(jiǎn)單，組合分量少，輸出頻譜純凈，工作頻帶寬等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)常運(yùn)用于高頻通信系統(tǒng)中。2.2.2 混頻原理完成頻譜線性搬移功能的關(guān)鍵是要獲得兩個(gè)輸入信號(hào)的乘積，能找到這個(gè)乘積項(xiàng)，就可完成所需的頻譜線性搬移功能。設(shè)輸入到混頻器中的輸入已調(diào)波信號(hào)uc和本振電壓uc分別為uc=uccostcosct , ul=ulcoslt這兩個(gè)信號(hào)的乘積為（設(shè)相乘系數(shù)k=1）ui=uculcostcosctcoslt =1/2 uculcostcos(l + c)t + cos(l-c)t如果帶通濾波器的中心頻率取為i =l - c，帶寬為2，那

9、么乘積信號(hào)ui經(jīng)帶通濾波器濾除高頻分量(l + c)項(xiàng)后，可得中頻電壓為 ui =1/2 uculcostcosit=uicostcosit比較uc與ui的表達(dá)式可以看出，兩信號(hào)的包絡(luò)成線性關(guān)系，但載波頻率發(fā)生了變化。頻譜由原來(lái)的c變?yōu)楝F(xiàn)在的，實(shí)現(xiàn)了由高頻到中頻的轉(zhuǎn)換，即為混頻過(guò)程。2.2.3 混頻電路的干擾問(wèn)題在接受機(jī)中，加在混頻器輸入端除有用的輸入信號(hào)外往往還有多個(gè)干擾信號(hào)。常見(jiàn)的干擾有有噪音干擾，副波道干擾，交調(diào)干擾，互調(diào)干擾 ，包絡(luò)失真與阻塞干擾等。這些混頻失真將嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。在通信中通常采用下列措施改善這種問(wèn)題：壓低前級(jí)輸入信號(hào)強(qiáng)度；中頻頻率應(yīng)選擇在頻段外；減少組合頻率分量。23

10、 中頻放大器信號(hào)在經(jīng)過(guò)變頻以后，由原來(lái)的頻率變換成一個(gè)較低的頻率，即中頻，這個(gè)電壓是比較弱的，需要進(jìn)行放大，然后再進(jìn)行檢波。而中頻放大器就承擔(dān)了放大中頻信號(hào)的任務(wù)。2.3.1中頻放大電路的選擇性和通頻帶進(jìn)入中頻放大器的是調(diào)幅信號(hào)，占有一定的頻帶寬度，為了放大后沒(méi)有失真，需要對(duì)中頻信號(hào)有放大作用的同時(shí)對(duì)其他信號(hào)不予放大，這就要求諧振回路具有理想的選頻特性，對(duì)電路的品質(zhì)因數(shù)有一定的要求。2.3.2中頻變壓器的作用（1）選頻作用。中頻變壓器的初級(jí)與電容構(gòu)成并聯(lián)的諧振回路，利用其特點(diǎn)完成選頻作用，當(dāng)中頻信號(hào)經(jīng)過(guò)并聯(lián)的諧振回路時(shí)產(chǎn)生較大的壓降，經(jīng)過(guò)耦合作用到下一級(jí)，從而完成了中頻信號(hào)的放大，同時(shí)抑制了其

11、他干擾信號(hào)。（2）阻抗變換作用。變頻電路與中頻放大器之間是靠中頻變壓器耦合的，利用阻抗變換原理可實(shí)現(xiàn)前后級(jí)之間的阻抗變換，從而使中頻獲得較大的增益。24 檢波電路檢波即為調(diào)幅波的解調(diào)，其過(guò)程也是信號(hào)頻譜搬移的過(guò)程，將高頻載波端的頻譜搬移到低頻段，過(guò)程正好與調(diào)制相反，可分為包絡(luò)檢波和同步檢波兩大類(lèi)。2.4.1二極管大信號(hào)檢波器檢波電路的它的作用是對(duì)中頻載波信號(hào)進(jìn)行檢波，檢波后的殘余中頻及高次諧波再通過(guò)濾波電路濾除干擾信號(hào)，二極管大信號(hào)檢波器簡(jiǎn)單的原理圖如圖5所示，其波形變化如圖6。圖5二極管大信號(hào)檢波原理圖圖6二極管大信號(hào)檢波前后波形25 低頻放大電路2.5.1 低頻小信號(hào)放大電路音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)放

12、大后帶負(fù)載能力還很差，不能直接推動(dòng)揚(yáng)聲器工作，還需進(jìn)行功率放大。其原理圖如圖7。 圖7小信號(hào)放大電路原理圖2.5.2 音頻功率放大器一個(gè)功率放大器通常由輸入級(jí)、中間級(jí)和輸出級(jí)組成。前兩級(jí)為電壓放大電路，通常工作在小信號(hào)狀態(tài)；后一級(jí)為功率輸出級(jí)，通常接成射極輸出器的方式，向負(fù)載提供足夠大的輸出功率，工作在大信號(hào)狀態(tài)。 功率放大電路具有以下特點(diǎn)：具有足夠大的輸出功率。為了得到足夠太的功率輸出，要求功放管的電壓和電流都有足夠大的輸出幅度，因此管子往往在接近極限狀態(tài)下工作。效率要高。由于輸出功率大，因此直流電源消耗的功率也大，這就存在一個(gè)效率問(wèn)題。效率就是負(fù)載得到的有用信號(hào)功率和電源供給的直流功率的比

13、值 ，這個(gè)比值越大，意味著效率越高。非線性失真要小。功率放大電路是在大信號(hào)下工作，所以不可避免地會(huì)產(chǎn)生非線性失真，而且同一功放管輸出功率越大，非線性失真就越嚴(yán)重。3. 論文總結(jié)通過(guò)這次論文，我們了解如何在多個(gè)資料之間建立聯(lián)系，再?gòu)闹泻Y選出有價(jià)值的信息，并且把這些信息和原理電路聯(lián)系在一起。同時(shí)我也深刻地認(rèn)識(shí)到課程設(shè)計(jì)能夠加深對(duì)課本的了解，若沒(méi)有對(duì)課本有一個(gè)較好的理解和貫通，很難得到準(zhǔn)確的結(jié)論，而且在理解上會(huì)有很大的困難。在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我遇到了幾個(gè)自己不能解決的問(wèn)題，通過(guò)同學(xué)的幫助最終把問(wèn)題解決，在此，我才知道自己的電子知識(shí)還是不夠，而且我們所學(xué)的理論知識(shí)是很有用的，沒(méi)有堅(jiān)實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)，是不可能完成設(shè)計(jì)的。只有在不斷地錯(cuò)不斷地改，不斷地交流不斷地