高頻電子線路課程設計調(diào)幅接收機的設計

1、河 南 理 工 大 學高頻電子線路課程設計調(diào)幅接收機的設計院 （系）：計算機科學與技術(shù)學院專業(yè)班級： 通信07-1班學 號： 學生姓名： 指導教師： 目錄摘要3設計目的及要求3調(diào)幅接收機的設計3一、普通直放式接收機3二、超外差式接收機4三、組成電路及工作原理5(一)輸入回路5(二)變頻電路6四、變頻電路的組成與變頻原理6（一） 變頻電路的組成6（二）變頻電路的原理7五、中頻放大電路、檢波和自動控制增益電路8（一）中頻放大電路8（二）檢波和自動控制增益電路10六、低放級與功放級11（一）低放級電路11（二）功率放大電路12七、設計總結(jié)13附錄 一 設計原理圖及元件清單14（一）設計的總原理圖14

2、附錄 二 元件清單及參考文獻14（一）元件清單14（二） 參考文獻15摘要 超外差接收機調(diào)幅接收機 變頻電路 中頻放大電路 檢波電路 低頻放大電路 自動增益控制電路本課程設計是設計一個超外差式調(diào)幅接收機。該超外差式調(diào)幅接收機主要由調(diào)諧回路，變頻回路，中頻放大級，檢波和自動控制增益電路，低頻放大電路和功率放大電路構(gòu)成。設計目的及要求目的：一 學會分析電路、設計電路的方法和步驟二 學習protel繪圖方法和表格的繪制三 進一步掌握所學元件及在此基礎培養(yǎng)自己分析、應用其他元件的能力四 了解調(diào)幅接收機的基本組成與各功能電路的工作原理要求：主要性能指標：工作頻率為8MHz，輸出功率為100mW。接收信號

3、：載頻為8MHz，調(diào)制信號為1kHz的正弦波，調(diào)幅度為50%的AM信號。調(diào)幅接收機的設計一、普通直放式接收機直放式接收機的特點是電路簡單，一般只用14只，晶體管和一些基本元件。易于安裝調(diào)試，成本低，但它的靈敏度低，選擇性不太好。 典型的電路圖如圖一所示： 圖一為了克服直放式接收機的靈敏度低選擇性不好的缺點，我們便引入了“超外差”的設計理念。二、超外差式接收機輸入信號和本機振蕩信號產(chǎn)生一個固定中頻信號的過程。 因為，它是比高頻信號低，比低頻信號又高的超音頻信號，所以這種接收方式叫超外差式。用這種方法設計的接收機的優(yōu)點是：靈敏度高，選擇性好，音質(zhì)好（通頻帶寬），工作穩(wěn)定（不容易自激）。超外差式接收

4、機的缺點便是容易出現(xiàn)鏡像干擾（比接收頻率高兩個中頻的干擾信號）和假響應（變頻電路的非線性）。超外差式是與直放式相對而言的一種接收方式。超外差式收音機能把接收到的頻率不同的電臺信號都變成固定的中頻信號（8MHz),再由放大器對這個固定的中頻信號進行放大。在選擇回路（輸入回路）或高頻放大器與檢波器之間插入一個變頻器及中頻放大器。超外差接收機組成框圖如圖二所示變頻輸入回路中頻放大檢波低頻放大本振AGC圖二從天線感應到的高頻調(diào)幅信號，經(jīng)輸入回路的選擇送入變頻器。本振信號與接收到的高頻調(diào)幅信號在變頻器內(nèi)經(jīng)過混頻作用，得到一個與接收信號調(diào)制規(guī)律相同的固定中頻調(diào)幅信號。該中頻調(diào)幅信號經(jīng)中頻放大后，送入檢波器

5、，把原音頻信號解調(diào)出來，并慮出殘余中頻分量，再由低頻功率放大后推動揚聲器發(fā)出聲音。AGC是自動增益控制電路，自動控制中頻放大器的增益。三、組成電路及工作原理(一)輸入回路輸入回路的作用從天線接受下來的不同頻率的信號中選擇出所要接受的信號，并抑制掉其他不需要的信號及各種干擾和噪聲信號。對輸入回路的要求要具有良好的選擇性；頻率覆蓋要足夠?qū)挘浑妷簜鬏斚禂?shù)要大而且要穩(wěn)定。圖三輸入回路如圖三，由C1、C2和L1組成，外來高頻調(diào)幅信號通過磁性天線送至輸入回路，將所需信號通過L1的次級耦合到變頻器。(二)變頻電路變頻電路的作用與要求變頻電路是超外差式接收機的重要組成部分，它的作用是將輸入調(diào)諧回路選出的信號的

6、載波頻率變?yōu)楣潭ǖ闹蓄l頻率（465KHZ），同時保持中頻信號的包絡與高頻載波信號的包絡完全一致，使傳送的低頻信號不至產(chǎn)生失真。對變頻電路的設計要求1.在變頻過程中，中頻信號的包絡不能有任何失真，即中頻信號的包絡應與輸入的高頻信號的包絡完全一致。2.在整個接收頻段范圍內(nèi)，應始終保持本機振蕩信號頻率比輸入的高頻信號頻率高8MHZ，即有良好的跟蹤特性。3.變頻電路的工作穩(wěn)定性要好，噪聲系數(shù)要小，增益要適當。四、變頻電路的組成與變頻原理（一） 變頻電路的組成 變頻電路的結(jié)構(gòu)框圖及工作波形如圖四所示： 圖四由結(jié)構(gòu)框圖可以看出變頻電路由本機振蕩器、混頻器及中頻選頻回路（濾波器）三部分組成。在變頻中，混頻器

7、的輸入信號由高頻調(diào)幅信號Us與本機振蕩器產(chǎn)生的高頻等幅振蕩信號UL兩部分組成，兩部分信號在混頻器中進行混頻，并送入中頻選頻回路，經(jīng)中頻選頻回路選出465KHZ的中頻信號Ui，再把Ui送入中頻放大電路進行放大。經(jīng)過混頻后Fi為固定的465KHZ。（二）變頻電路的原理變頻電路的設計原理圖如圖五所示： 圖五變頻級變頻級是以晶體管 BG1 為中心，它兼有振蕩、混頻兩種作用。它的主要作用是把輸入的不同 頻率的高頻信號變換成固定的 465kHz 的中頻信號。本振回路由晶體管 BG1 、可變電容 Cb 、振蕩變壓器（簡稱中振或短振) B2 和電容 C3構(gòu)成變壓器反饋式振蕩器。它能產(chǎn)生等幅高頻振蕩信號，振蕩頻

8、率總是比輸入的電臺信號高465KHZ。本振條件：正反饋 (相位條件），幅度(反饋量要足夠大）。混頻電路由調(diào)諧回路和本振電路組成天線所接收信號由L2 耦合到BG1 的基極，本機振蕩信號通過 C3 耦合到 BG1 的發(fā)射極。兩種頻率的信號在 BG1 中混頻，混頻后由集電極輸出各種頻率的信號。其中包含本機振蕩頻率和電臺振蕩頻率的差額等于465KHZ 的中頻信號。選頻電路由B3的初級線圈和諧振電容C 組成并聯(lián)諧振電路，它的諧振頻率在465KHZ，對465KHZ的中頻信號產(chǎn)生最大的電壓，并且通過次極線圈耦合到下一極去。其原理圖如圖六所示。圖六五、中頻放大電路、檢波和自動控制增益電路（一）中頻放大電路中頻

9、放大電路是接收機的重要組成部分，是決定接收機靈敏度及選擇性的關(guān)鍵電路。一 中頻放大電路的作用與要求 中頻放大電路對中頻信號進行選頻和放大，然后將放大了的中頻信號送入檢波器去檢波。中頻放大電路的品質(zhì)直接影響著整機的靈敏度、選擇性和自動增益控制等性能。 對中頻放大電路主要有增益要高、選擇性要好和同頻帶要合適三方面要求。二 中頻放大電路的組成及原理輸入電臺信號與本振信號差出的中頻信號 fI 恒為某一固定值8MHz ，它可以在中頻“通道”中暢通無阻，并被逐級放大，即將這個頻率固定的中頻信號用固定調(diào)諧的中頻放大器進行放大。而不需要的鄰近電臺信號和一些干擾信號與本振信號所產(chǎn)生的差頻不是預定的中頻，便被“拒

10、之門外”，因此，接收機的選擇性也大為提高。其工作原理及設計原理圖如圖七所示：圖七選頻級輸出的中頻信號由VT2的基極輸入并進行放大，中放電路中的負載是中頻變壓器 T4和諧振電容C.它們也是并聯(lián)諧振在中頻465KHZ。 三 中頻放大器的設計計算中頻放大器的設計指標為：中心頻率f0=465KHZ，帶寬為2f0.7=2KHZ。負載ZL為下級一個完全相同的晶體管的輸入阻抗。選用某高頻小功率晶體管，當VCE=6V,IE=2mA時，它的y參數(shù)為Gie=2mS，Cie=12pF；Goe=400uS,Coe=9.5pF | Yfe|=58.3mS,fe=-22°；|yre|=310uS, re=-88

11、.8°設暫不考慮yre的作用，則得輸入導納Yiyie=gie+jCie 輸出導納 YoYoe= Goe+jCoe設選取回路總電容C=200pF,則回路的電感為L=1/o2* C =586H若回路的空載品質(zhì)因數(shù)Qo=100,則回路損耗電導為Gp=1/Qo*o*L =5.84S再由同頻帶為8KHZ，中頻頻率為465KHZ，回路有載品質(zhì)因數(shù)QL=57由此求的并聯(lián)到LC回路上的總損耗電導為Gp=1/QL*o*L=10.2S求得在匹配時的初級抽頭比為p1=N1/N=(Gp/2 go1)=0.113初次級的匝數(shù)比為p2=N2/N=(Gp/2gi2)=0.065根據(jù)L=586H則求得初級線圈的匝數(shù)

12、N=200,則N1=0.113*200=22.6, N2=0.065*200=13本級的增益（Avo）max= yfe/2*( go1* gi2)=42考慮到回路的插入損耗 K1=20lg1/(1-QL/ Qo)=7.33dB，因而凈功率增益為（Apo）max=（Avo）max2-K1=24.67dB。（二）檢波和自動控制增益電路一 檢波電路的作用與要求檢波電路的作用是把從中頻放大電路送來的調(diào)幅信號中解調(diào)出音頻信號，并將解調(diào)出的音頻信號送入音頻放大電路。對檢波電路有效率要高，失真要小，濾波性能良好等要求。二 自動增益電路的作用與要求其作用是根據(jù)接收到的信號的強弱，自動調(diào)節(jié)接收機的高頻增益；這樣

13、即可避免接收弱信號時音量過小（或接收不到），也可避免接收強信號時音量過大（或由于輸入信號過大而使低頻放大電路阻塞失真）。要求有：AGC控制的范圍要大，工作的穩(wěn)定性要高。三 檢波、自動控制增益電路的工作原理中頻放大器的中頻信號經(jīng)中頻變壓器T5二次繞組送入檢波管VT4，利用PN結(jié)點單向?qū)щ娞匦?，把中頻信號變成中頻脈動信號。這個脈動信號中包含直流成份，殘余的中頻信號及音頻包絡三部分。利用C8、C9、R9構(gòu)成型濾波電路（如圖八），濾除殘余的中頻信號，檢波后的音頻信號電壓降落在音量電位器R9上，經(jīng)電容器C10耦合選入低頻放大電路。放大后的中頻信號作為自動增益控制的AGC電壓，被送到受控的第一級中放管VT

14、2的基級。 圖八自動增益控制電路的作用是利用強信號來自動降低中放級的增益（如圖九）。信號越強，反饋回VT2的直流成份越大， VT2的增益越小。這就達到了自動增益控制的目的。自動增益控制電路由AGC電壓濾波電路及AGC受控電路三部分組成 圖九六、低放級與功放級（一）低放級電路一 低放級電路的作用與要求主要任務是把音頻信號進行放大，使功放級得到更大的音頻信號電壓，使收音機有足夠的音量。由于是音頻電壓的放大，所以要求是它的增益設置得較高。二 低放級電路的原理及原理圖低放級電路（如圖十由前置放大管VT5,第二級前置放大管VT6，耦合電容器C10，C13，基級偏置電阻器，輸入變壓器T6組成，音頻電位器R

15、P組成。圖十原理：從音量電位器的滑動端與地之間取出的音頻電壓信號，經(jīng)C10耦合，加在VT5的發(fā)射結(jié)兩端。音頻信號被VT5放大后從集電極輸出，經(jīng)C13耦合送入VT6的基級，不餓VT6放大后從集電極輸出。由于VT6集電極的負載是輸入變壓器T6的一次繞組，是一個電感器件，當音頻信號電流流過時，將在一次繞組兩端產(chǎn)生感生的音頻信號電壓。通過T6一次繞組與二次繞組的電感耦合，即可將音頻信號電壓送入功率放大器。 （二）功率放大電路一 功率放大電路的作用功率放大電路是接收機的最后一級放大電路，它的作用是把低放級送來的音頻信號進行功率放大，以輸出足夠的的功率推動揚聲器發(fā)出聲音。二 功放電路的設計原理圖圖十一七、

16、設計總結(jié) 回顧起此次課程設計，至今我仍感慨很多，從老師那天布置設計任務到最終完成任務，在整整兩個星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，畢竟以前做的很少，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。通過這次課程設計之后，我一定會謹記學好基礎知識，這一點老師在課堂上也不止一次的說到。 最后衷心感謝在學習這門課程和做課程設計過程中曾幫助過我的老師、同學！附錄 一 設計原理圖及元件清單（一）設計的總原理圖如下圖十二所示：圖十二附錄 二 元件清單及參考文獻（一）元件清單名稱型號（規(guī)格）數(shù)量三極管9012（3CX201）2只 3DG201(9018) 2只 3DG201(3DG6)4只二級管2A9,IN4148各1只電容器 0.01F1只 022F8只 14.7F2只 4.710F1只 100F3只電阻器10、15、51、220、470、630、820、3K、15