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1、 個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用 目錄 中文摘要 第一章 概述 第二章調(diào)頻接收機(jī)原理介紹 2.1 接收系統(tǒng)原理框圖 2.2 高頻小信號(hào)放大原理 2.3 混頻原理 2.4 晶體振蕩器原理 2.5 鑒頻原理 第三章設(shè)計(jì)要求 3.1 目的及意義 3.2主要技術(shù)指標(biāo)和要求 3.3 內(nèi)容和要求 第四章開發(fā)平臺(tái)簡介 第五章詳細(xì)設(shè)計(jì)及仿真 5.1 高頻小信號(hào)放大器電路設(shè)計(jì)及仿真 5.2混頻電路 5.3 晶體振蕩電路 5.4鑒頻電路 5.5單片窄帶調(diào)頻接收電路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 總結(jié) 參考文獻(xiàn) 附錄 MC3361介紹 個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用 中文摘要 無線電信號(hào)是用天線將接收到的電磁波轉(zhuǎn)變?yōu)橐颜{(diào)波電流，然后從已調(diào)

2、波電流中檢出原始的信號(hào)。隨著現(xiàn)在社會(huì)的快速發(fā)展，人們都電子產(chǎn)品的要求越來越高，因而電子產(chǎn)品無論從制作上還是從銷售上都要求很高。要制作一個(gè)應(yīng)用性比較好的電子產(chǎn)品就離不開高頻電路，大到超級計(jì)算機(jī)、小到袖珍計(jì)算器，很多電子設(shè)備都有高頻電路。高頻電路大部分應(yīng)用于通信領(lǐng)域，信號(hào)的發(fā)射、傳輸、接收都離不開高頻電路。通信技術(shù)在我們的生活中廣泛應(yīng)用，而我所學(xué)的是電子信息工程，有一部分涉及的是通信技術(shù)，所以對于這次設(shè)計(jì)，我選擇了超外差式調(diào)頻接收機(jī)。在以前應(yīng)用最廣泛的是調(diào)頻接收機(jī)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了超外差式調(diào)頻接收機(jī)。現(xiàn)在接收機(jī)幾乎全是超外差接收機(jī)。 關(guān)鍵字：高頻放大 混頻 鑒頻 調(diào)頻 第一章 概述 本次

3、課程設(shè)計(jì)，其目的就是得到一個(gè)超外差式的調(diào)頻接收機(jī)。所謂超外差，是指將所要接收的電臺(tái)在調(diào)諧電路里調(diào)好以后，經(jīng)過電路本身的作用，就變成另外一個(gè)預(yù)先確定好的頻率，然后在進(jìn)行放大和鑒頻。這個(gè)固定的頻率，是由差頻的作用產(chǎn)生的。超外差接收機(jī)的設(shè)計(jì)，將其分為輸入回路、高頻放大、混頻、中頻放大、鑒頻及低頻放大等六部分。其優(yōu)點(diǎn)是大大提高接收機(jī)的增益、靈敏度和選擇性。 第二章調(diào)頻接收機(jī)原理介紹 接收系統(tǒng)原理框圖2.1 個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用 一般調(diào)頻接收機(jī)的工作原理是：天線接受到的高頻信號(hào)，經(jīng)輸入調(diào)諧回路選頻為亦進(jìn)入混，再經(jīng)高頻放大級放大進(jìn)入混頻級。本機(jī)振蕩器輸出的另一高頻f2 f1）等頻率分量的信號(hào)。f2-

4、f1）、f1+f2頻級，則混頻級的輸出為含有f1、f2、），再經(jīng)中頻放大器放大，獲得足f2-f1混頻級的輸出接調(diào)頻回路選出中頻信號(hào)夠高增益，然后鑒頻器解調(diào)出低頻調(diào)制信號(hào)，經(jīng)過解調(diào)器解調(diào)后，再由低頻功放級放大。由于天線接收到的高頻信號(hào)經(jīng)過混頻成為固定的中頻，再加以放大，因此接收機(jī)的靈敏度較高，選擇性較好，性能也比較穩(wěn)定。接收機(jī)由調(diào)諧電路、變頻器、中頻放大器、檢波器、音頻放大器等部分電路組成。調(diào)諧電路是將空中眾多的電磁波中選出我們所需要的電臺(tái)。 變頻器是將天線接收到的電磁波和本機(jī)振蕩信號(hào)混合后產(chǎn)生一個(gè)中頻信號(hào)，然后送入中頻放大器進(jìn)行放大。鑒頻器是將放大后的中頻信號(hào)將聲音信號(hào)從電磁波中分離出來，也叫

5、解調(diào)，是調(diào)制的反過程。音頻信號(hào)經(jīng)過音頻放大器放大后通過喇叭發(fā)出聲音。 由上可以看出接收機(jī)電路的基本內(nèi)容應(yīng)該包括： ）高頻小信號(hào)放大電路1 2）混頻電路 ）晶體振蕩器電路3 4）鑒頻電路 高頻小信號(hào)放大原理2.2高頻放大器與低頻放大器的主要區(qū)別是二者的工作頻率范圍和所需通過的頻帶寬度都有所不同，所以采用的負(fù)載也不相同。諧振放大器就是采用諧振回路作 個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用 為負(fù)載的放大器。根據(jù)諧振回路的特性，諧振放大器對于靠近諧振頻率的信號(hào)有較大的增益。對于遠(yuǎn)離諧振頻率的信號(hào)，增益迅速下降。對于高頻小信號(hào)放大器來說，由于信號(hào)小，可以認(rèn)為它工作在晶體管的線性范圍內(nèi)。它的主要質(zhì)量指標(biāo)有增益、通頻帶

6、、選擇性。 2.3混頻原理 混頻就是把高頻信號(hào)經(jīng)過頻率變換，變?yōu)橐粋€(gè)固定的頻率。有兩中混頻器。 1）晶體管混頻器。它的優(yōu)點(diǎn)是變頻增益高，但它的動(dòng)態(tài)范圍校，組合干擾頻率嚴(yán)重，噪聲較大，存在本地振蕩輻射。 公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。為適應(yīng)不同的應(yīng)用場合，Multisim推出了許多版本，用戶可以根據(jù)自己的需要加以選擇。 軟件以圖形界面為主，采用菜單、工具欄和熱鍵相結(jié)合的方式，具有一般應(yīng)用軟件的界面風(fēng)格，用戶可以根據(jù)自己的習(xí)慣和熟悉程度自如使Windows 個(gè)人資料

7、整理 僅限學(xué)習(xí)使用 用。 由于此軟件采用交互式的界面，比較直觀，操作方便，具有豐富的元器件庫和品種繁多的虛擬儀器，以及強(qiáng)大的分析功能等特點(diǎn)，因而的得到了廣泛的應(yīng)用。 啟動(dòng)Multisim11.0后，將出現(xiàn)如圖所示的界面。 界面由多個(gè)區(qū)域構(gòu)成：菜單欄，各種工具欄，電路輸入窗口，狀態(tài)條，列表框等。通過對各部分的操作可以實(shí)現(xiàn)電路圖的輸入、編輯，并根據(jù)需要對電路進(jìn)行相應(yīng)的觀測和分析。用戶可以通過菜單或工具欄改變主窗口的視圖內(nèi)容。 中對電路進(jìn)行仿真的過程主要分兩步：第一步，構(gòu)建電路Multisim11.0在原理圖第二步，進(jìn)行分析仿真。 第五章詳細(xì)設(shè)計(jì)及仿真 5.1 高頻小信號(hào)放大器電路設(shè)計(jì)及仿真 個(gè)人資

8、料整理 僅限學(xué)習(xí)使用 高頻小信號(hào)電路原理圖 如圖所示為共射級接法的晶體管高頻小信號(hào)放大器。它不僅要放大高頻信并聯(lián)諧振回路。在高LC號(hào)，而且還要有一定的選頻作用，因此晶體管的負(fù)載為頻情況下，晶體管本身的極間電容及連接導(dǎo)線的分布參數(shù)等會(huì)影響的頻率和相決定，其計(jì)算方法與低頻RA6RA2,RA3,RA4及位。晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)由電阻組成、LA1接收到的高頻信號(hào)經(jīng)過CA1、CCA1單管放大器相同。從天線ANTA1進(jìn)行放大，QA1的選頻回路，選取信號(hào)為fs=10.7MHZ的有用信號(hào)，經(jīng)晶體管初級組成的調(diào)諧回路，進(jìn)一步濾除無用信號(hào)，將有用信號(hào)經(jīng)變壓、TA1CA3由其功能見附錄）。MC3361VCC IEQ=

9、(UBQ-UBEQ/Re=ICQ UCEQ=Vcc-ICQ(Rc+Re IBQ=ICQ/ 取晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)為：IEQ=1.5mA，UEQ=3V，UCEQ=9V 則RE=UEQ/IE=1.5K，RA6=1.5k 取流過RA3的電流基極電流的7倍，則有：RA3=UBQ/7IBQ=17.6K， 取18K，則RA2+WA1=(12-3.7/3.7*18=40K 取RA2=5.1K，WA1選用50K的可調(diào)電阻以調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn) 計(jì)算諧振回路參數(shù)： 其中 gbe=IEmA/26S=1.15mS Gm=IEmA/26S=58mS Yie= (gbe+jwcbe/1+rbe(gbe+jwcbe =1.373

10、*10-3S+j2.88*10-3S 則有 gie=1.373ms，rie=1/gie=728，Cie=2.88mS/w=22.5pF Yoe=(jwcbbcbcgm/1+rbb(gbe+jwcbe+jwcbe=0.216mS+j1.37mS goe=0.216mS，coe=1.37mS/w=10.2pF 計(jì)算回路總電容C： C=1/(2f02L =1/(2*3.14*10.7*1062*1.8*10-6 =123pF C=C-p12Coe-p22Cie =120-0.432*22.5-10.2 =119pF 120pF ，取標(biāo)稱值 CA3=119pF 則有 個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用 確定耦

11、合電容及高頻濾波電容： 高頻電路中的耦合電容及濾波電容一般選取體積較小的瓷片電容，現(xiàn)取耦合電容CA2=0.001uF，旁路電容CA4=0.1uF,濾波電容CA5=0.1uF 電壓增益： AV0=-u0/ui =-p1p2yfe/g =-p1p2yfe/p12goe+p22gie+G =(N2=-N1dB 通頻帶：BW=2f0.7=f0/QL 放大器的選擇性：Kr0.1=B0.1/B0.7 個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用 高頻小信號(hào)放大器仿真圖 窗口中，從示波器上觀察到輸入與輸出波形Multisim在 個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用 混頻電路5.2 因?yàn)橹蓄l比外來信號(hào)頻率低且固定不變，中頻放大器容易獲得

12、比較大的增益，從而提高收音機(jī)的靈敏度。在較低而又固定的中頻上，還可以用較復(fù)雜的回路系統(tǒng)或?yàn)V波器進(jìn) 行選頻。它們具有接近理想矩形的選擇性曲線，因此有較高的鄰道選擇性。如果器件僅實(shí)現(xiàn)變頻，振蕩信號(hào)由其它器件產(chǎn)生則稱之為混頻器。 混頻電路原理圖 四個(gè)二極管組成平衡電路如圖所示。構(gòu)成的二極管環(huán)形混頻電路中，各二極管均工作在受參考信號(hào)控制的開關(guān)的狀態(tài)，它是另一類開關(guān)工作的乘法器。這樣 個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用 的結(jié)果導(dǎo)致當(dāng)V正半周期s(t為1，當(dāng)V的負(fù)半周期s(t為-1。V正半周期是，000DD導(dǎo)通，DD截止。V負(fù)半周期時(shí)，DD導(dǎo)通，DD截止，成為一個(gè)與V012O134324正半周期輸出極性反向的平衡

13、混頻器。 與二極管平衡混頻器相比，減少了一些不必要的諧波分量，有利于降低噪聲，提高信噪比。 5.3 晶體振蕩電路 本設(shè)計(jì)中采用的是并聯(lián)諧振晶體振蕩，其電路如下圖： 為回路的C2C1振蕩管的基極對高頻接地，晶體接在集電極與基極之間，、很小，因此晶體振蕩回路與Cm另外兩個(gè)電抗原件。晶體工作于感性狀態(tài)。由于振蕩管之間的耦合非常弱，從而使頻率穩(wěn)定性大為提高。 5.4 鑒頻電路 調(diào)幅調(diào)頻變換型。-第一類是調(diào)頻實(shí)現(xiàn)調(diào)頻信號(hào)解調(diào)的鑒頻電路可分為三類,這種類型是先通過線性網(wǎng)絡(luò)把等幅調(diào)頻波變換成振幅與調(diào)頻波瞬時(shí)頻率成正比然后用振幅檢波器進(jìn)行振幅檢波。第二類是相移乘法鑒頻型。這的調(diào)幅調(diào)頻波,其相位的變化正好與調(diào)頻

14、波瞬種類型是將調(diào)頻波經(jīng)過移相電路變成調(diào)相調(diào)頻波,通過低通,然后將調(diào)相調(diào)頻波與原調(diào)頻波進(jìn)行相位比較,時(shí)頻率的變化成線性關(guān)系 個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用 濾波器取出解調(diào)信號(hào)。因?yàn)橄辔槐容^器通常用乘法器組成,所以稱為相移乘法鑒頻。第三類是脈沖均值型。這種類型是把調(diào)頻信號(hào)通過過零比較器變換成重復(fù)頻率與調(diào)頻信號(hào)瞬時(shí)頻率相等的單極性等幅脈沖序列,然后通過低通濾波器取出脈沖序列的平均值,這就恢復(fù)出與瞬時(shí)頻率變化成正比的信號(hào)。 下圖是雙失諧回路鑒頻器的原理圖。它是由三個(gè)調(diào)諧回路組成的調(diào)頻-調(diào)幅調(diào)頻變換電路和上下對稱的兩個(gè)振幅檢波器組成。初級回路諧振于調(diào)頻信號(hào)的中心頻率 ,其通帶較寬。次級兩個(gè)回路的諧振頻率分別

15、01、02 ,并使01、02與c成對稱失諧。即: 01 - c = c - 02 雙失諧回路鑒頻器原理圖 下面是雙失諧回路鑒頻器的幅頻特性，其中實(shí)線表示第一個(gè)回路的幅頻是對稱的。當(dāng)輸c,這兩個(gè)幅頻特性對于特性,虛線表示第二個(gè)回路的幅頻特性經(jīng)檢波后輸出電時(shí)，兩個(gè)次級回路輸出電壓幅度相等,入調(diào)頻信號(hào)的頻率為c向升高的方向偏離時(shí)，。當(dāng)輸入調(diào)頻信號(hào)的頻率由c- 020 壓為：= 01 0 = ，則02 ,而L1C1回路輸出電壓小則經(jīng)檢波后01 ,L2C2回路輸出電壓大回路向降低方向偏離時(shí)，L1C1 02 01 = 則02 經(jīng)檢波后回路輸出電壓小輸出電壓大，L2C2,01 ,0 - 。0 個(gè)人資料整理

16、僅限學(xué)習(xí)使用 總鑒頻特 性圖 單片窄帶調(diào)頻接收電路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證5.5 1 電路設(shè)計(jì) 2314在本設(shè)計(jì)采用了MC3361芯片，所以工作原理中的混頻、中頻放大、鑒頻、低頻放大等其他功能電路全部由MC3361實(shí)現(xiàn) DD CB6CB7CB9KB1CB2CB5+50.1UF0.1UF0.1UF0.1UF20pf+12LB1KA12BRB1680uhR1K5.1K0.01ufTA1U?RA2CA50.1UFRES2ANTA1K0CA3CB12LEDB1120pU?POT22.2uhLEDA1LA1647861QA1CC3DG12CCA2RA4IC10310KMC3361RA318KRA5CA1CCA11

17、K33pRA651.5K123519CA40.01uf3.3KRES2455KHZBBCRB1FLB110.245MCB8CB4104220pf MC3361的內(nèi)部振蕩電路與Pin1和Pin2的外接元件組成第二本振級，第一中頻IF輸入信號(hào)10.7MHz從MC3361的Pin16輸入，在內(nèi)部第二混頻級進(jìn)行混TitleAA第二中頻信號(hào)。455kHz，也即頻，其差頻為：10.700-10.245=0.455MHzvisionSizeNumberRe A4et of 4-Jan-2005 Date:She接收機(jī)調(diào)頻接wn By:File:1E:1.SCHDra4321 個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用 第二

18、中頻信號(hào)由Pin3輸出，由455kHz陶瓷濾波器選頻，再經(jīng)Pin5送入MC3361的限幅放大器進(jìn)行高增益放大，限幅放大級是整個(gè)電路的主要增益級。Pin8的外接元件組成455kHz鑒頻諧振回路，經(jīng)放大后的第二中頻信號(hào)在內(nèi)部進(jìn)行鑒頻解調(diào)，并經(jīng)一級音頻電壓放大后由Pin9輸出音頻信號(hào)。 Pin12Pin15為載頻檢測和電子開關(guān)電路，通過外接少量的元件即可構(gòu)成載頻檢測電路，用于調(diào)頻接收機(jī)的靜噪控制。MC3361內(nèi)部還置有一級濾波信號(hào)放大級，加上少量的外接元件可組成有源選頻電路，為載頻檢測電路提供信號(hào)，該濾波器Pin10為輸入端，Pin11為輸出端。Pin6和Pin7為第二中放級的退耦電容。 2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)

19、證 (1按下開關(guān)KA1、KA2，調(diào)試好小信號(hào)放大單元電路，調(diào)試好高頻功率放大單元電路。 (2.連接好發(fā)射電路和接收電路連J82、JE1、JE3、JE4、JE5、JE6、JA1、JB1），同時(shí)用實(shí)驗(yàn)箱所配的天線在不加調(diào)制信號(hào)的情況下，接通發(fā)射電路和接收電路的電源，調(diào)節(jié)變?nèi)荻O管單元的L84，用示波器探頭測量TTB2，當(dāng)TTB2處有455 KHz的信號(hào)輸出時(shí)，說明調(diào)頻單元的工作頻率在10.7MHz附近。此時(shí)從處加入1KHz，峰峰值為100mV左右的調(diào)制信號(hào)，則從TTB1處用示波器可觀測到輸出的解調(diào)波。 (4當(dāng)從TTB1處觀察鑒頻輸出信號(hào)，此時(shí)如果波形失真可以微調(diào)LB1和微調(diào)L84。注意觀察鑒頻信號(hào)

20、頻率與調(diào)制信號(hào)頻率是否一致，幅度大小與調(diào)制頻偏的關(guān)系調(diào)制頻率可以通過改變調(diào)制信號(hào)大小來改變）。如果TTB1處的信號(hào)失真，一般要考慮是否調(diào)制信號(hào)幅度過大以及變?nèi)荻O管調(diào)頻產(chǎn)生的調(diào)頻信號(hào)的中心頻率偏高10.7MHz太遠(yuǎn)。 結(jié)果分析3 個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用 10.7MHZ的信號(hào)與解調(diào)信號(hào)上圖分別為 處用示波TTB11KHz,在本實(shí)驗(yàn)中，輸入的調(diào)制信號(hào)為峰峰值為100mV，但是從，但幅度有些失真，而且有毛刺。1KHz器可觀測到輸出的解調(diào)波頻率上基本是可能有以下幾點(diǎn)原因： 1.由于時(shí)間久了，電路箱本生存在問題。實(shí)驗(yàn)前各個(gè)單元電路沒有調(diào)準(zhǔn)好，設(shè)置的靜態(tài)工作點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)所要求有所偏2.差，還有實(shí)驗(yàn)箱上面有的需要調(diào)的地方?jīng)]法調(diào)，誤差比較大。 總結(jié)留給我印象最深的就是要設(shè)計(jì)一個(gè)成功的電路，必須通過這次高頻的課程設(shè)計(jì),要有耐心，要有堅(jiān)強(qiáng)的毅力。在設(shè)計(jì)過程中，我們要仔