點(diǎn)頻接收機(jī)設(shè)計(jì)

1、 高頻電子線路課程設(shè)計(jì)課題名稱 高頻電子線路課程設(shè)計(jì) 專業(yè)班級 姓 名 front 學(xué) 號 2014 指導(dǎo)教師 僅供參考 2016年 6 月 2 日 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 課程名稱 高頻電子線路 題 目 調(diào)幅接收機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 學(xué)號 指導(dǎo)老師 課題審批 下達(dá)日期 2016年6月2日 一設(shè)計(jì)內(nèi)容1、 設(shè)計(jì)一個點(diǎn)頻調(diào)幅接收機(jī)。 2、 已知條件：電源±12V，主要器件有MC1496、集成音頻功放（如LA4102）、晶體管，8/0.25W揚(yáng)聲器等。 3、主要技術(shù)指標(biāo)要求：工作頻率范圍535 kHz1605kHz，中頻465 kHz，調(diào)制信號為1kHz，輸出功率P0=100mW，靈敏度5

2、0V。 4、晶體管、集成音頻功放等器件可自由選擇，或根據(jù)實(shí)驗(yàn)箱器件來選用。二設(shè)計(jì)要求1、設(shè)計(jì)思路清晰，畫出整體設(shè)計(jì)框圖；2、具體設(shè)計(jì)單元電路；分析計(jì)算，確定器件參數(shù)；3、（*調(diào)試步驟）編寫設(shè)計(jì)說明書；4、畫出整機(jī)原理圖、PCB圖。5、由于單元電路多，每個人可以各自負(fù)責(zé)其中一個模塊，合作完成整個調(diào)幅接收機(jī)設(shè)計(jì)。 三、主要設(shè)計(jì)條件 高頻實(shí)驗(yàn)室提供相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K、信號發(fā)生器、示波器等四、進(jìn)度安排第1天：下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書，介紹課題內(nèi)容與要求； 第2、3天：查找資料，確定系統(tǒng)組成，論證設(shè)計(jì)方案； 第48天：電路原理設(shè)計(jì)，單元電路計(jì)算分析； 第9天：書寫設(shè)計(jì)說明，畫整機(jī)原理圖 第10天：整理資料，答辯。（共兩

3、周）五、參考文獻(xiàn)1、高吉祥主編，高頻電子線路，（第2版），高等教育出版社。 2、謝自美主編，電子線路設(shè)計(jì).實(shí)驗(yàn).測試，華中理工大學(xué)出版社。 3、彭介華主編，電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)，高等教育出版社。六、說明書基本格式1）課程設(shè)計(jì)封面； 2）設(shè)計(jì)任務(wù)書； 3）目錄；4）設(shè)計(jì)思路，基本原理和框圖； 5）單元電路設(shè)計(jì)分析；6）實(shí)驗(yàn)調(diào)試； 7）設(shè)計(jì)總結(jié)； 8）附錄；9）參考文獻(xiàn)； 10）電路原理圖； 11）評分表目 錄第1章 設(shè)計(jì)思路，基本原理和框圖1第2章 單元電路設(shè)計(jì)分析5第3章 實(shí)驗(yàn)調(diào)試12第4章 設(shè)計(jì)總結(jié)13第5章 參考文獻(xiàn)13第6章 電路原理圖14第7章 評分表15設(shè)計(jì)內(nèi)容與設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)內(nèi)容：1

4、、 設(shè)計(jì)一個點(diǎn)頻調(diào)幅接收機(jī)。 2、 已知條件：電源±12V，主要器件有MC1496、集成音頻功放 （如LA4102）、晶體管、4MHz晶振，8/0.25W揚(yáng)聲器。   3、主要技術(shù)指標(biāo)要求：工作頻率8MHz，輸出功率P0=100mW，靈敏度50V。 4、晶體管、集成音頻功放等器件可自由選擇，或根據(jù)實(shí)驗(yàn)箱器件來選用。設(shè)計(jì)要求：1、設(shè)計(jì)思路清晰，畫出整體設(shè)計(jì)框圖；2、具體設(shè)計(jì)單元電路；分析計(jì)算，確定器件參數(shù)；3、（*調(diào)試步驟）編寫設(shè)計(jì)說明書；4、畫出整機(jī)原理圖。5、由于單元電路多，每個人可以各自負(fù)責(zé)其中一個模塊，合作完

5、成整個調(diào)幅接收機(jī)設(shè)計(jì)。 主 要 設(shè) 計(jì) 條 件 1、提供函數(shù)信號發(fā)生器、示波器； 2、提供直流電源一臺； 3、必要的元器件和導(dǎo)線等； 4、高頻實(shí)驗(yàn)室提供相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K；說 明 書 格 式1） 課程設(shè)計(jì)封面； 2） 設(shè)計(jì)任務(wù)書； 3） 目錄；4） 設(shè)計(jì)思路，基本原理和框圖； 5） 單元電路設(shè)計(jì)分析；6） 實(shí)驗(yàn)調(diào)試； 7） 設(shè)計(jì)總結(jié)； 8） 附錄；9） 參考文獻(xiàn)； 10） 電路原理圖； 11） 評分表 進(jìn) 度 安 排第1天：下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書，介紹課題內(nèi)容與要求； 第2、3天：查找資料，確定系統(tǒng)組成，論證設(shè)計(jì)方案； 第48天：電路原理設(shè)計(jì)，單元電路計(jì)算分析； 第9天：書寫設(shè)

6、計(jì)說明，畫整機(jī)原理圖 第10天：整理資料，答辯。（共兩周）一調(diào)幅接收機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) 工作頻率范圍   調(diào)幅接收機(jī)的工作頻率是與調(diào)幅發(fā)射機(jī)的工作頻率相對應(yīng)的。由于調(diào)幅制一般使用于廣播通信，調(diào)幅發(fā)射機(jī)的工作頻率范圍是300KHZ30MHZ，所以調(diào)幅接收機(jī)的工作頻率范圍也是在300KHZ30MHZ。 靈敏度 接收機(jī)輸出端在滿足額定的輸出功率，并滿足一定輸出信躁比時，接收機(jī)輸入端所需的最小信號電壓稱為接收的靈敏度。調(diào)幅接收機(jī)的靈敏度一般為550 u V。選擇性接收機(jī)從作用在接收天線上的許多不同頻率的信號中選擇有用信號，同時抵制鄰近

7、頻率信號的干擾能力稱為選擇性。通常以接收機(jī)接收信號的3dB帶寬和接收機(jī)對鄰近頻率的衰減能力來表示。通常要求3dB帶寬不小于69kHz，40dB帶寬不大于2030kHz。中頻抑制比接收機(jī)抑制中頻干擾的能力稱為中頻抵制比。通常以輸入信號頻率為本機(jī)中頻時的靈敏度Sif與接收靈敏度S之比表示中頻抵制比，一般以dB為單位。dB數(shù)越大，說明抗中頻干擾能力越強(qiáng)。中頻抵制比=20log（Sif/S）dB。中頻抵制比一般應(yīng)大于60dB。自動增益控制能力接收機(jī)利用接收信號中的載波控制其增益以保證輸出信號電平恒定的能力稱為自動增益控制能力。測量時，通常使接收機(jī)輸入信號從某規(guī)定值開始逐步增加，直至接收機(jī)輸出變化到某規(guī)

8、定數(shù)值，此時輸入信號電平所增加的dB數(shù)即為接收機(jī)的自動增益控制能力。輸出功率接收機(jī)在輸出負(fù)載上的最大不失真功率稱為輸出功率。二調(diào)幅接收機(jī)的工作原理天線接收到的高頻信號經(jīng)輸入回路送至高頻放大器，輸出回路選擇接收機(jī)工作頻率范圍內(nèi)的信號，高頻放大電路將輸入的信號放大后送至混頻電路。本振信號是頻率可變的信號源，外差式接收機(jī)本振信號的頻率fo與接收信號的頻率fs之和為固定中頻fi，內(nèi)差式接收機(jī)本振信號頻率fo與接收信號的頻率fs之差稱為固定中頻fi。本振輸出也送至混頻電路，混頻輸出為含有fs，fo，fs+fo，fs-fo頻率成分的信號。中頻放大器放大頻率為中頻fi的信號，中頻放大器輸出送至解調(diào)電路。解調(diào)

9、器輸出低頻信號，低頻功放電路將解調(diào)后的低頻信號進(jìn)行功率放大，推動揚(yáng)聲器工作或推動控制器工作。自動增益控制電路AGCI,AGCII,產(chǎn)生控制信號，控制高頻放大級及中頻放大級的增益。根據(jù)調(diào)幅接收機(jī)的工作原理和課題要求，給定的解調(diào)器件為模擬乘法器，模擬乘法器用作檢波時必須有一與接收信號同頻的本振信號。因此，擬定點(diǎn)頻調(diào)幅接收機(jī)的框圖如圖所示輸入回路 選擇接收信號，應(yīng)將輸入的回路調(diào)諧于接收機(jī)的工作頻率； 高頻放大 將輸入信號進(jìn)行選頻放大，其選頻回路應(yīng)調(diào)諧于接收機(jī)工作頻率； 解調(diào) 將已調(diào)信號還原成低頻信號； 本機(jī)振蕩 為解調(diào)器提供與輸入信號載波同頻的信號；3 單元電路設(shè)計(jì)1)

10、輸入回路 輸入回路應(yīng)使在天線上感應(yīng)到的有用信號在接收機(jī)輸入端呈現(xiàn)最大值。設(shè)輸入回路初級電感為L1，次級回路電感為L2，選擇C1和C2使初級回路和次級回路均調(diào)諧于接收機(jī)工作頻率。在設(shè)定回路的LC參數(shù)時，應(yīng)使L值較大。因?yàn)?Q值越大，回路的選擇性就越好。但電感值也不能太大，電感值大則電容值應(yīng)該就小，電容值太小則分布電容就會影響回路的穩(wěn)定性，一般取。2） 高頻放大電路 小信號放大器的工作穩(wěn)定性是一項(xiàng)重要的質(zhì)量指標(biāo)。單管共發(fā)射級放大電路用作高頻放大器時，由于晶體管反向傳輸導(dǎo)納對放大器輸入導(dǎo)納的作用會引起放大器工作不穩(wěn)定。 當(dāng)放大器采用如圖所示共射共基級聯(lián)放大器時，由于共基電路的特點(diǎn)是輸入阻抗

11、很低和輸出阻抗很高，當(dāng)它和公射電路連接時相當(dāng)于放大器的負(fù)載導(dǎo)納很大，此時放大器的輸入導(dǎo)納晶體管內(nèi)部的反饋影響相應(yīng)地減弱，甚至可以不考慮內(nèi)部反饋的影響。 在圖中，為和的偏置電阻，,為去耦電路，防止高頻信號電流通過公共電源引起不必要的反饋。變壓器和電容組成單調(diào)諧回路。在設(shè)置該電路的靜態(tài)工作點(diǎn)時，應(yīng)使兩個管子的集射電壓大致相等，這樣能充分發(fā)揮兩個管子的作用，使放大器達(dá)到最佳直流工作狀態(tài)。 設(shè)=1mA，=1V，=1則=-=11V 設(shè),則 取=22，=20,則=24,=68。3）本機(jī)振蕩電路本機(jī)振蕩電路的輸出是發(fā)射機(jī)的載波信號源，要求它的振蕩頻率應(yīng)十分穩(wěn)定。一般的LC振蕩電路，其日頻率穩(wěn)定度約為 ，晶體

12、振蕩器的值可達(dá)數(shù)萬其日頻率穩(wěn)定度可達(dá) 。因此，本機(jī)振蕩電路采用晶體振蕩器。電容三點(diǎn)式易起振，調(diào)節(jié)頻率基本不影響反饋系數(shù)，但是由于采用電感反饋，輸出波形差，諧波成份多，故本機(jī)振蕩電路采用改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器（克拉潑(Clapp)電路），特點(diǎn)是在電容三點(diǎn)式振蕩器電路的基礎(chǔ)上，用一電容 與原電路中的電感L相串，功用主要是以增加回路總電容和減小管子與回路間的耦合來提高振蕩回路的標(biāo)準(zhǔn)性，使振蕩頻率的穩(wěn)定度得以提高，電路如下圖所示。晶振，與構(gòu)成改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路，振蕩頻率由晶體的等效電容和等效電感決定。電路中的靜態(tài)工作點(diǎn)由、決定。設(shè)晶體管的集電極電流，一般取0.5mA4mA,太大會引起輸出波形失真

13、，產(chǎn)生高次諧波，設(shè)晶體管=60,=2mA. 令,則因?yàn)樘髸?dǎo)致反饋衰損，取=100，所以=3。 令串串+ 4） 緩沖隔離電路 將振蕩級與解調(diào)級隔離，以減小解調(diào)級對振蕩的影響，為減小級間相互影響，通常在中間插入緩沖隔離級。緩沖隔離級常采用射級跟隨器電路。如下圖所示，調(diào)節(jié)射級電阻RE2,可以改變射極跟隨器輸入阻抗。如果忽略晶體管基級體電阻的影響，則射極輸出器的輸入電阻 輸出電阻 式中，很小，所以可將射極輸出器的輸出電路等效為一個恒壓源。電壓放大倍數(shù) 一般情況下，。所以圖中所示設(shè)計(jì)輸出器就有輸出阻抗高，輸出阻抗低，電壓放大倍數(shù)近似等于1的特點(diǎn)。晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)位于交流負(fù)載線的中點(diǎn)，一般取=,

14、取=6V,=3.6mA,則 取電阻，電位器。為了增強(qiáng)電路穩(wěn)定工作點(diǎn)的效果，同時兼顧其他指標(biāo)，這就要求偏置電阻應(yīng)滿足,式中。 5）同步檢波 振幅調(diào)制信號的解調(diào)過程稱為檢波。 常用方法有包絡(luò)檢波和同步檢波兩種。有載波振幅調(diào)制信號的包絡(luò)直接反映了調(diào)制信號的變化規(guī)律，可以用二極管包絡(luò)檢波的方法進(jìn)行解調(diào)。而抑制載波的雙邊帶或單邊帶振幅調(diào)制信號的包絡(luò)不能直接反映調(diào)制信號的變化規(guī)律，無法用包絡(luò)檢波進(jìn)行解調(diào)，所以采用同步檢波方法。如果輸人信號為有載波振幅調(diào)制信號，同步信號為載波信號，利用乘法器的相乘原理，同樣也能實(shí)現(xiàn)解調(diào)。設(shè)=,=,則輸出電壓 （條件：< 26mA,為大信號）式中，第一項(xiàng)為直流

15、分量；第二項(xiàng)是所需要的低頻調(diào)制信號分量；后面三項(xiàng)為高頻分量，利用隔直電容及濾波器可濾掉直流分量及高頻分量， 從而實(shí)現(xiàn)了有載波振幅調(diào)制信號的解調(diào)。 MC1496模擬乘法器構(gòu)成的同步檢波解調(diào)器電路如圖所示6） 音頻功率放大電路 音頻功率放大器是音響系統(tǒng)中不可缺少的重要部分，其主要任務(wù)是將音頻信號放大到足以推動外接負(fù)載，如揚(yáng)聲器、音響等。功率放大器的主要要求是獲得不失真或較小失真的輸出功率，討論的主要指標(biāo)是輸出功率、電源提供的功率。由于要求輸出功率大，因此電源消耗的功率也大，就存在效益指標(biāo)的問題。由于功率放大器工作于大信號，使晶體管工作于非線性區(qū)，因此非線性失真、晶體管功耗、散熱、直流電源功率的轉(zhuǎn)換

16、效率等都是功放中的特殊問題。4 電路安裝與調(diào)試1高頻小信號安裝與調(diào)試 1、預(yù)調(diào)工作： 對照實(shí)驗(yàn)箱中接收模塊的高頻小信號調(diào)諧放大器部分，正確連接電路電源線，+12V孔接主實(shí)驗(yàn)板上的+12V，5V孔接5V，GND孔接GND（從主板中的電源部分用連接線接入），接上電源通電。 （1）連接跳線JA1; （2）按下開關(guān)K401，K1向右撥 (若正確連接了,板上的電源指示燈LEDA1將會亮) ； （3）調(diào)節(jié)電位器WA1 使三極管QA1的極管QA1的靜態(tài)工作點(diǎn)； 2、接輸入信號： 從測試孔INA1腳輸入頻率10

17、.7MHz載波,的高頻小信號，信號從高頻信號源部分引入（參考高頻信號源使用），信號源的幅度可以通過調(diào)節(jié)W401來調(diào)節(jié)。 3、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 調(diào)可調(diào)電容CCA2及中周TA1，使輸出波形最大且不失真，此時CA3和TA1的初級諧振在10.7Mhz，用示波器觀測，輸出信號(TTA2處)的峰峰值應(yīng)不小于輸入信號的7倍。2整機(jī)聯(lián)調(diào)時常見故障分析 高頻電路由于受分布參數(shù)的影響及各種耦合與干擾的影響，使得電路的穩(wěn)定性比起低頻電路來要差些，同時L、C元件本身在環(huán)境溫度發(fā)生變化時存在值的漂移，所以在LC調(diào)頻時，電路本身的穩(wěn)定性不好。另外，由于后級功放的輸出信號較強(qiáng)，信號經(jīng)公共地線，電源線

18、或連接導(dǎo)線耦合至主振級，從而改變了振蕩回路的參數(shù)或主振級的工作狀態(tài)。這樣在各單元電路調(diào)整好后，還要仔細(xì)進(jìn)行整機(jī)連調(diào)。5 設(shè)計(jì)總結(jié) 通過高頻課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)，使我加強(qiáng)了對高頻電子技術(shù)電路的理解，學(xué)會查尋資料方案比較，以及設(shè)計(jì)計(jì)算等環(huán)節(jié)。進(jìn)一步提高分析解決實(shí)際問題的能力，給我創(chuàng)造了一個動腦動手獨(dú)立開展電路實(shí)驗(yàn)的機(jī)會，鍛煉分析解決高頻電子電路問題的實(shí)際本領(lǐng)，真正實(shí)現(xiàn)由課本知識向?qū)嶋H能力的轉(zhuǎn)化；通過典型電路的設(shè)計(jì)與制作，加深了對基本原理的了解，增強(qiáng)我的實(shí)踐能力。 參 考 文 獻(xiàn) 1、高吉祥主編，高頻電子線路，（第3版），高等教育出版社。     2、謝自美主編，電子線路設(shè)計(jì).實(shí)驗(yàn).測試，華中理工大學(xué)出版社。    3、張嘯文主編，高頻電子線路，高等教育出版社。     4、鈴木憲次主編，高頻電路設(shè)計(jì)，科學(xué)出版社。 5、鈴木憲次主編，