課程設計調頻接收機的設計

1、 課程名稱： 通信電子線路課程設計 .目 錄1 引言22 調頻接收機的主要技術指標23 調頻接收機的基本工作原理34 各部分性能設計34.1 高頻放大電路34.2 本振電路44.3 混頻器54.4 中頻放大器及鑒頻電路64.5 低頻放大電路85 心得體會9參考文獻 9附錄 10調頻接收機的設計1 引言 本次課程設計，其目的是得到一個超外差式的調頻接收機。所謂超外差，是指將所要接收的電臺在調諧電路里調好以后，經過電路本身的作用，就變成另外一個預先確定好的頻率，然后再進行放大和檢波。這個固定的頻率，是由差頻的作用產生的。 在超外差式調頻接收機的設計過程中，應將其分為選頻網絡、高頻放大、變頻、中頻放

2、大、解調、低放和低頻功放七個部分。超外差式接收機能夠大大提高接收機的增益、靈敏度和選擇性。超外差電路的典型應用是超外差接收機，其優(yōu)點是：(1)容易得到足夠大而且比較穩(wěn)定的放大量，(2)具有較高的選擇性和較好的頻率特性，(3)容易調整；缺點是電路比較復雜，同時也存在著一些特殊的干擾，如像頻干擾、組合頻率干擾和中頻干擾等。隨著集成電路技術的發(fā)展，超外差接收機已經可以單片集成。社會發(fā)展到今天，現代化的工具顯得越來越重要。接收機的功能是恢復用于調制發(fā)射機的原始信號。該過程稱作解調，實現這一恢復功能的電路稱作解調器。檢波器這一術語也在使用，有時將單個超外差式接收機的解調器稱為第二檢波器。對于模擬解調器，

3、我們希望能夠使失真和噪聲最小，這樣輸出信號波形就會盡可能地接近原始信號了。2 調頻接收機的主要技術指標（1） 工作頻率范圍：接收機可以接受到的無線電波的頻率范圍稱為接收機的工作頻率范圍或波段覆蓋。接收機的工作頻率必須與發(fā)射機的工作頻率相對應。頻率范圍：5351065khz，中頻頻率：465khz。（2）靈敏度：接收機接收微弱信號的能力稱為靈敏度，通常用輸入信號電壓的大小來表示，接收的輸入信號越小，靈敏度越高。調頻廣播收音機的靈敏度一般為530uv。（3）選擇性：接收機從各種信號和干擾中選出所需信號（或衰減不需要的信號）的能力稱為選擇性，單位用db（分貝）表示db數越高，選擇性越好。調頻收音機的

4、中頻干擾應大于50db。（4）頻率特性：接收機的頻率響應范圍稱為頻率特性或通頻帶。調頻機的通頻帶一般為200khz。（5）輸出功率：接收機的負載輸出的最大不失真（或非線性失真系數為給定值時）功率稱為輸出功率。3 調頻接收機的基本工作原理天線調諧回路f0揚聲器混頻器f2-f1高頻放大f1本地振蕩器f2檢波器中頻放大f3低頻放大器f4圖1 基本框圖一般調頻接收機的組成框圖如圖一所示。其工作原理是：天線接受到的高頻信號，經輸入調諧回路選頻為f0，再經高頻放大級放大為f1進入混頻級。本機振蕩器輸出的另一高頻 f2亦進入混頻級，則混頻級的輸出為f1、f2、（f2+f1）、（f2-f1）的信號。再經中頻放

5、大器放大為f3，獲得足夠高增益，然后鑒頻器解調出低頻調制信號，由低頻功放級放大為f4，驅動揚聲器。 從天線接收到的高頻信號f0，經過混頻成為固定中頻f= f2f1的接受機，稱為超外差式接受機。由于天線接收到的高頻信號經過混頻成為固定的中頻，再加以放大，因此接收機的靈敏度較高，選擇性較好，性能也比較穩(wěn)定。4 各部分性能設計4.1 高頻放大電路 高頻放大器是用來放大高頻信號的器件，在接收機中，高頻放大器放所放大的對象是已調信號，它除載頻信號外還有邊頻分量。根據高放的對象是載頻信號這一情況，一般采用高頻功率管做放大器件，而且并聯諧振回路作為負載。這樣做的好處是：（1）回路諧振能抑制干擾；（2）并聯回

6、路諧振時，其阻抗很大，從而可輸出很大的信號。 圖2 高頻放大電路r6、r7為三極管q2的偏置電阻，以使其工作在放大區(qū)。vcc=20v，v(br)=vcc,輸出功率pl=1/2icm2rl,vcm=icmrl,電容c2起隔直耦合作用，c1起隔直作用，q1、q3兩三極管構成乙類功率放大器，r2、r4的值都取0.4歐，負載r5為8歐，最終由r5輸出功率。由仿真結果得，放大器將電壓幅值放大20倍。 圖3 高頻放大模擬波形4.2 本振電路在本次設計中，采用改進型電容三點式振蕩電路。因為本振電路的輸出頻率要與高頻放大電路的輸出信號進行混頻，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

7、改進型電容三點式。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，當溫度及其它管子與反饋電路的特性改變時，振幅也就會改變。 圖4 本地振蕩電路圖起振條件：，平衡條件：，工程上振蕩角頻率近似為。r1、r3為三極管偏置電阻，c1起隔直作用，r3為負載，其上輸出電路產生的振蕩波。c3=100pf,c4=200pf，輸出振蕩波的頻率為11mhz。仿真圖形如下： 圖5 本地振蕩模擬波形4.3 混頻器 采用二極管環(huán)形混頻器，r1、r2的值都為1000歐，v1端輸入高頻已調信號，v2端輸入本振信號，vo輸出中頻信號。由圖

8、可見，當v2在正半周時，加在d1、d4管上電壓為正值，d1、d4管導通，而加在d2、d3管上電壓為負值，d2、d3管截止。同理，當v2在負半周時，d2、d3管導通，d1、d4管截止。 圖6 二極管環(huán)型混頻電路 設v1=vs，v2=vl，當d2、d3管導通時，消去可得，相應的開關函數為，因而上式可寫成下列一般形式：，因此，通過負載的總電流為，相應的輸出功率為，因而混頻損耗為。圖7 混頻器仿真波形4.4 中頻放大器及鑒頻電路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。差外差接收機檢波前的總增益主要取決于中放。（2）抑制鄰

9、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，有足夠寬的通頻帶。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。 鑒頻器的任務是從調頻信號中檢出調制信號，它包括變換部分及振幅檢波器部分。 圖8 中頻放大以及鑒頻電路圖中c1是高頻濾波電容，r及c是減重網路，它用來提高抗干擾性。其作用原理是：在發(fā)射機中用加重網絡加重高音，接收時用減重網絡削弱高音，于是不存在高音頻率失真。這樣一來，減重網路把高

10、音端的干擾削弱了，故接收機的信噪比得以提高；或者說，減重網絡壓縮了通頻帶，減小了噪聲。圖中電容c上的輸出電壓在高音時因c的電抗減小而下降。 圖9 中頻放大以及鑒頻電路仿真波形 4.5 低頻放大電路從鑒頻器輸出的信號一般很小，所以在輸出極一般采用低頻功率放大電路，如果是音頻信號，可以外加一個喇叭。單元電路如圖所示： 圖10 低頻放大電路 r9=56千歐、r10=15千歐，分別為q1的偏置電阻，c8、c10起隔直耦合作用，c9為旁路電容，直流電壓源為15v,負載r13上輸出經低頻放大后的原始信號，由模擬波形可看出放大倍數為100倍。 圖11 低頻放大仿真波形5 心得體會一周的高頻電路課程設計進行的

11、很快，眨眼就過去了，雖然只有一周的時間但是感覺卻是那么漫長，當我拿到課題時我不知道從何下手，急得我不知如何是好，我想著主要原因是沒學好高頻電子線路著門課。但是我會盡我最大的努力做好。老師講完課題后我就去圖書館去查找資料，圖書館里相關的資料基本都被借的差不多了，我也借了兩本相關的書籍。仔細看了下設計要求我就查找相關的資料，但是動手設計起來，并不是想象中的那樣簡單。我在網上找到相似的內容，這無疑給我提供了很大的幫助。通過本次設計，留給我印象最深的是要設計一個成功的電路，必須要有耐心，要有堅持的毅力。在整個電路的設計過程中，花費時間最多的是各個單元電路的連接及電路的細節(jié)設計上。在設計過程中，我們仔細

12、比較分析其原理以及可行的原因，最后還是在老師的耐心指導下，使整個電路可穩(wěn)定工作。在電路仿真過程中，我深刻的體會到在設計過程中，需要反復實踐，有時花很長時間設計出來的電路還是需要重做，那時心中未免有點灰心，有時還特別想放棄，此時更加需要靜下心，查找原因。從這次課程設計中，我學到了不少的知識，用壓力給了我一個復習的機會,鞏固了基礎知識，初步懂得了把書本和實踐想結合，在以往的學習中，我總感覺對課本知識不理解，不會融會貫通，在這次設計中，我真正把理論與實踐聯系起來，使我所學的高頻電子知識得到了的運用，我覺得我的能力有了更進一步的提高。在這次課程設計過程中，我遇到了幾個自己不能解決的問題，通過老師和同學的幫助最終把問題解決，在此，我才知道自己的電子知識還是不夠，而且我們所學的理論知識是很有用的，沒有堅實的知識基礎，是不可能完成設計的。在此過程中，要感謝老師和同學們的大力支持和幫助。參考文獻1 張肅文,陸兆雄.高頻電子線路m.高等教育出版社,1993.2 趙負圖.無線接收發(fā)射應用集成電路手冊m.化學工業(yè)出版社出版,2004. 3 高吉祥.電子技術基礎實驗與課程設計m.電子工