高頻課設(shè)電信1201C組二隊(duì)

1、湖南工程學(xué)院課 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) 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)老師 劉 望 軍 審 批 陳 愛 萍 任務(wù)書下達(dá)日期 2014年06月06日設(shè) 計(jì) 完成日期 2014年06月 日 設(shè)計(jì)內(nèi)容與設(shè)計(jì)要求一設(shè)計(jì)內(nèi)容1、 設(shè)計(jì)一個(gè)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(hào)為1kHz，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，

2、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、給出具體設(shè)計(jì)思路，畫出單元電路；3、單元電路進(jìn)行分析計(jì)算，確定器件參數(shù)；4、（*調(diào)試步驟）編寫設(shè)計(jì)說明書；5、畫出整機(jī)原理圖。 6、由于涉及單元電路多，每個(gè)同學(xué)可以各自重點(diǎn)負(fù)責(zé)其中一個(gè)單元電路，然后合作完成整個(gè)發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)。參考調(diào)幅收音機(jī)原理！主要設(shè)計(jì)條件1、提供函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、示波器；2、提供直流電源一臺(tái)；3、必要的元器件和導(dǎo)線等；4、高頻電路實(shí)驗(yàn)箱。說明書格式1） 課程設(shè)計(jì)封面；2） 設(shè)計(jì)任務(wù)書；3） 說明書目錄；4） 設(shè)計(jì)總體思路，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） 總結(jié)與體會(huì)；8） 附錄

3、；9） 參考文獻(xiàn)；10）整機(jī)原理圖。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，確定總體設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)方案論證； 第48天：硬件電路設(shè)計(jì)，單元電路原理和計(jì)算分析； 第9天：書寫論文，畫整機(jī)原理圖 第10天：整理資料，準(zhǔn)備答辯。（共兩周時(shí)間）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(cè)試，華中理工大學(xué)出版社。 3、謝嘉奎主編，電子線路（非線性部分），高等教育出版社。 4、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。目 錄第1章 設(shè)計(jì)總體思路，基本原理和框圖11.1、設(shè)計(jì)總體思路和基本原理11.

4、2、總體電路設(shè)計(jì)的框圖2第2章 單元電路設(shè)計(jì)分析以及仿真22.1、諧振輸入回路原理分析22.2、高頻小信號(hào)放大電路以及仿真分析32.3、本地振蕩產(chǎn)生電路模塊分析以及仿真分析52.4、混頻電路模塊設(shè)計(jì)72.5、頻放大器(包括AGC電路)的設(shè)計(jì)82.6、檢波電路的設(shè)計(jì)92.7、前置放大電路的設(shè)計(jì)102.8、音頻功率放大電路10第3章 總結(jié)與體會(huì)11附錄13參考文獻(xiàn)14整機(jī)原理圖15第1章 設(shè)計(jì)總體思路，基本原理和框圖1.1、設(shè)計(jì)總體思路和基本原理本設(shè)計(jì)總體有六大功能模塊組成，分別是：高頻小信號(hào)放大電路、本振電路產(chǎn)生模塊、混頻電路模塊、中頻放大電路、檢波電路、音頻放大電路（包括了前置放大和音頻功率放

5、大電路模塊）。1、其中高頻小信號(hào)放大電路模塊將接收到的微弱信號(hào)（載波頻率為fs=535k1605k）經(jīng)過高頻小信號(hào)放大器放大器將有用信號(hào)進(jìn)行放大，并抑制干擾信號(hào)；2、混頻模塊是實(shí)現(xiàn)將放大的信號(hào)和本振電路模塊產(chǎn)生的信號(hào)一起輸入經(jīng)過混頻電路進(jìn)行變頻，并能選出中頻信號(hào)465k的（fi=fo-fs）；3、中頻放大電路時(shí)將465k的調(diào)幅信號(hào)進(jìn)行功率的放大；4、檢波電路即對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，將信號(hào)變成變成低頻音頻調(diào)制信號(hào)；5、最后低頻放大電路進(jìn)行功率放大以實(shí)現(xiàn)對(duì)喇叭的驅(qū)動(dòng)。整體電路的仿真思路：本課程設(shè)計(jì)采用的EWB升級(jí)版軟件Multisim采用535kHz的中心頻率，電壓的幅值為50uV（選取的最小靈敏度值）

6、，即諧振輸入的為535kHz的正弦波，然后此正弦波經(jīng)過高頻小信號(hào)放大，本地振蕩電路產(chǎn)生一個(gè)1MHz的正弦波，再將535kHz和1MHz的正弦波進(jìn)行三極管混頻成為465kHz在的中頻信號(hào)，并有諧振回路對(duì)465kHz的信號(hào)進(jìn)行選擇，再對(duì)465kHz信號(hào)進(jìn)行中頻放大、檢波、濾波、音頻放大后去驅(qū)動(dòng)喇叭。1.2、總體電路設(shè)計(jì)的框圖調(diào)幅接收機(jī)的總體設(shè)計(jì)的框圖如下圖1.1所示。本次課程設(shè)計(jì)是四個(gè)同學(xué)一組共同完成此設(shè)計(jì)，我重點(diǎn)負(fù)責(zé)本振電路模塊的設(shè)計(jì)。圖1.2.1 調(diào)幅接收機(jī)的總體設(shè)計(jì)的框圖第2章 單元電路設(shè)計(jì)分析以及仿真2.1、諧振輸入回路原理分析輸入回路應(yīng)使在天線上感應(yīng)到的有用信號(hào)在接收輸入端呈最大值，設(shè)輸

7、入回路初級(jí)電感為L1，次級(jí)回路電感為L2，選擇C1和C2使初級(jí)回路和次級(jí)回路均調(diào)諧于接收機(jī)的工作頻率。在設(shè)定回路的LC參數(shù)時(shí)，應(yīng)使L 值較大。因?yàn)镼=W0L/R(R為回路電阻，由回路中的電感繞線電阻和電容引線電阻形成)，Q值越大，回路的選擇行就越好，但電感值也不能太大，電感值大則電容值就應(yīng)小，電容值的大小則分布電容就會(huì)影響回路的穩(wěn)定性，一般取C>>Cie（Cie 為高頻放大電路中晶體管的輸入電容）。2.2、高頻小信號(hào)放大電路以及仿真分析電路的選擇分析：高頻小信號(hào)放大器按器件分可分為晶體管放大器，場(chǎng)效應(yīng)管放大器，集成電路放大器 ；按通帶分可分為窄帶放大器，寬帶放大器 ； 若按負(fù)載分可

8、分為諧振放大器，非諧振放大器。因從諧振回路耦合過來的信號(hào)太微弱，所以必須要將其進(jìn)行放大，采用高頻小信號(hào)電路和分析方法。使用共射極放大，這個(gè)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠滿足對(duì)我們想要的535k-1605k進(jìn)行不失真放大。具體電路如圖2.2.1所示。電路的參數(shù)設(shè)計(jì)：直流工作點(diǎn)的計(jì)算， 取IEQ=1mA， VEQ=0.5V, VECQ=4V,則，R5/IEQ=0.5k,R3=VBQ/6IBQ=BBQ*/6ICQ=10k, R2=(VCC-VBQ)/VBQ*R3=27.5 k計(jì)算諧振回路的參數(shù)， 取Q0=1000，則geo=1/ Q0 2f0 L=0.29mS，采用的晶體管3DG100C, =50,查表的，。這

9、里取P1、P2接入系數(shù)均為0.25，負(fù)載電阻R6=1k，gbe=IE/26=0.77mS,gm=IE/26=38mS ，共射晶體管輸入導(dǎo)納由此可得:gie=0.96mS rie=1/gie=1k Cie=1.5mS/w=23pF共射晶體管輸出導(dǎo)納，由此可得：gOe=0.06mS COe=0.5mS/w=7pF 共射晶體管正向傳輸導(dǎo)納由此可得：，取中心的諧振頻率為f0=535kHz，L=10uH,則C=1/(2f0)2 L=8.86nF C= C-P12 COe -P22 Cie8860pF 可以求得單級(jí)并在工作頻率下的放大倍數(shù)：Auo= Vo/Vi =P1P2Yfe / g =P1P2Yfe

10、/ (gp+P12goe+P22gie)=6.53其中P1、P2 為接入系數(shù)， Yfe 是晶體管的反向傳輸導(dǎo)納， Q0是回路的品質(zhì)因數(shù)， W0 是載波頻率，L是回路電感，R4 是射極偏置電阻，C3是工作電容， C2 是耦合電容， C4、 C1是高頻旁路電容。圖2.2.1 高頻小信號(hào)放大仿真電路圖電路的仿真結(jié)果如下圖2.2.2所示：圖2.2.2 高頻小信號(hào)電路仿真結(jié)果2.3、本地振蕩產(chǎn)生電路模塊分析以及仿真分析本地振蕩電路是為解調(diào)器提供與輸入信號(hào)載波同頻率的信號(hào)，根據(jù)要求采用正弦波信號(hào)源代替本地振蕩。我們這里選擇的簡(jiǎn)單的克拉潑振蕩器，如圖2.3.2所示。電路的振蕩頻率可以由下面的計(jì)算公式求得。可

11、以求得所要fo。fo=1/2,這里的C=C4 可見，fo只取決于L和C4的大小，而與C2、C3基本上無關(guān)。于是可以增加C1、C2(不必減小電感L)以減小晶體管電容對(duì)頻率的影響，提高了頻率的穩(wěn)定度。改變C4可以改變振蕩器的頻率而不影響反饋系數(shù)，改變C2、C3可以調(diào)節(jié)反饋系數(shù)而不會(huì)影響振蕩頻率。這里我們?cè)O(shè)計(jì)的是產(chǎn)生一個(gè)1MHz的本振信號(hào)。首先設(shè)計(jì)三極管靜態(tài)工作點(diǎn)，使之工作于線性放大區(qū)，然后是相位平衡條件保證滿足正反饋;起振條件AuFu1和振蕩頻率f012最后是要能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)頻。計(jì)算所得參數(shù)：CC4=3nFf01MHz交流等效電路圖如下圖2.3.1所示：由交流等效圖的電流示意方向可以判斷出由電容C2實(shí)現(xiàn)

12、為正反饋。反饋系數(shù)F=XC1/X其中X為C1和C2的串聯(lián)值。圖2.3.1 本地振蕩交流等效電路圖圖2.3.2 本地振蕩產(chǎn)生電路電路的仿真結(jié)果如下圖2.3.3所示：圖2.3.3 本地振蕩電路仿真結(jié)果2.4、混頻電路模塊設(shè)計(jì)高頻電路中的混頻器利用電路中的非線性，可以對(duì)兩個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行頻率加或減，產(chǎn)生和頻信號(hào)或差頻信號(hào)。本實(shí)驗(yàn)采用晶體三極管作混頻電路,產(chǎn)生混頻信號(hào)，將高頻信號(hào)轉(zhuǎn)化成中頻信號(hào)。這里是將高頻小信號(hào)放大電路模塊產(chǎn)生的535kHz正弦波信號(hào)基極耦合輸入和本地振蕩電路產(chǎn)生的1MHz的正弦波信號(hào)射極耦合輸入，然后通過晶體三極管進(jìn)行混頻并諧振產(chǎn)生465kHz的中頻信號(hào)輸出。仿真的電路圖如下圖2.4

13、.1所示，從圖中我們也可以看出仿真結(jié)果是正確的。仿真電路的仿真結(jié)果波形圖如下圖2.4.2所示。圖2.4.1 晶體三極管混頻仿真電路圖2.5、頻放大器(包括AGC電路)的設(shè)計(jì)中放電路基本工作原理：中頻放大電路由兩極中頻放大器組成，末級(jí)中頻放大器的前面及后面均設(shè)有465kHz的中頻選頻回路，以對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行放大和選頻。第一級(jí)中頻放大器的輸入信號(hào)是來自變頻級(jí)的中頻信號(hào)，第二級(jí)中頻放大器的輸出信號(hào)經(jīng)第三中頻變壓器的耦合送入檢波器進(jìn)行解調(diào)。中頻放大電路的結(jié)構(gòu)如下圖示。下面截取了第一級(jí)中頻放大器（保留了選頻網(wǎng)絡(luò)部分），其中利用兩個(gè)二極管的串聯(lián)來為晶體管提供基極穩(wěn)壓，并利用RP1作為Q1的基極偏置電阻，R5

14、作為Q2的基極偏置電阻，R3則對(duì)二極管起限流保護(hù)作用，作為AGC控制電路的反饋電阻，從音量電位器的上端接出連接到第一級(jí)中頻放大的基極，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制。經(jīng)過計(jì)算確定仿真參數(shù)后，仿真電路電路如下圖2.5.1所示。圖2.5.1 中頻放大電路圖2.6、檢波電路的設(shè)計(jì)檢波的基本工作原理：中頻放大器輸出的中頻信號(hào)經(jīng)中頻變壓器T3二次繞組送入檢波二級(jí)管D3，利用二級(jí)管的單向?qū)щ娞匦?，把中頻信號(hào)的負(fù)半周削去，變成只有正半周的中頻脈動(dòng)信號(hào)。這個(gè)脈動(dòng)信號(hào)中包含有直流成分，殘余的中頻信號(hào)及音頻包絡(luò)三部分。利用C12，R6構(gòu)成低通濾波器，濾除殘余的中頻信號(hào)，C13是隔直電容，濾除直流分量，檢波后的音頻信號(hào)電壓降

15、落在音量電位器RP2上，經(jīng)電容耦合到下一級(jí)低頻放大電路。檢波后得到的直流電壓作為自動(dòng)增益控制的AGC（后面模塊將講到）電壓被送到受控的第一級(jí)中頻放大管的基極。為了避免由于電容放電惰性引起的惰性失真。R,C應(yīng)滿足下列關(guān)系：為了避免由于檢波器的交直流負(fù)載不同而引起的底部切割失真，應(yīng)滿足下列關(guān)系：m為調(diào)幅系數(shù)，為調(diào)制信號(hào)角頻率。記過計(jì)算后檢波電路仿真電路圖如下圖2.6.1所示圖2.6.1 檢波電路仿真圖2.7、前置放大電路的設(shè)計(jì)前置放大電路基本工作原理：從音量電位器的滑動(dòng)端與地之間取出的音頻電壓信號(hào)，經(jīng)C15耦合，加在Q3的發(fā)射結(jié)兩端。由于VT4已經(jīng)設(shè)置在放大狀態(tài)，音頻信號(hào)被Q3放大后從集電極輸出。

16、從集電極輸出的高頻噪聲信號(hào)將被C16旁路。由于Q3集電極的負(fù)載是輸入變壓器T4的一次繞組，它是一個(gè)電感器件，當(dāng)音頻信號(hào)電流流過時(shí)，將在一次繞組兩端產(chǎn)生感生的音頻信號(hào)電壓。通過T4一次繞組與二次繞組的電感耦合，即可將音頻信號(hào)電壓送入功率放大器。其中R7從穩(wěn)壓端接到Q3基極，提供基極偏置電壓。前置放大電路如下圖2.7.1所示。圖2.7.1 前置放大電路仿真圖2.8、音頻功率放大電路功率放大電路基本工作原理：在功率放大電路的輸入端，利用二次繞組具有中心抽頭的輸入變壓器T4，將輸入信號(hào)分為兩個(gè)幅度相等、相位相反的信號(hào)。分別控制兩只功放管，使兩只功放管輪流導(dǎo)通，分別放大輸入信號(hào)的正、負(fù)半周。在功率放大電

17、路的輸出端，利用一次繞組具有中心抽頭的輸出變壓器T5，將兩個(gè)功放管輸出的半周信號(hào)，在二次繞組中合成為一個(gè)完整的信號(hào)波形。其中，利用R21，R20的分壓作為Q5的靜態(tài)偏置電壓，利用R22,R23的分壓作為Q4的靜態(tài)偏置電壓。R21，R22為可調(diào)電阻，可以適當(dāng)調(diào)節(jié)以改變Q4，Q5的靜態(tài)工作點(diǎn)，以保證信號(hào)輸出的準(zhǔn)確性。加上D4，D5主要是為了減小此電路信號(hào)的交越失真。音頻功率放大仿真電路圖如下圖2.8.1所示：圖2.8.1 音頻功率放大電路仿真圖第3章 總結(jié)與體會(huì)經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)，使我更加牢固的掌握了有關(guān)高頻電子線路方面的知識(shí)，在設(shè)計(jì)過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查

18、終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐出真知，通過親自動(dòng)手制作，使我們掌握的知識(shí)不再是紙上談兵。過而能改，善莫大焉。在課程設(shè)計(jì)過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。最終的檢測(cè)調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。在今后社會(huì)的發(fā)展和學(xué)習(xí)實(shí)踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進(jìn)行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠(yuǎn)不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠(yuǎn)不可能得到社會(huì)及他人對(duì)你的認(rèn)可！以及如何提高電路的性能等等，掌握了焊接的方法和

19、技術(shù)，通過查詢資料，也了解了收音機(jī)的構(gòu)造及原理。在設(shè)計(jì)課程中，我學(xué)會(huì)了很多學(xué)習(xí)的方法。而這是日后最實(shí)用的，真的是受益匪淺。要面對(duì)社會(huì)的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，再學(xué)習(xí)、再實(shí)踐。這對(duì)于我們的將來也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。就像中國提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后變的更加成熟，會(huì)面對(duì)需要面對(duì)的事情。 回顧起此課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論是很重要的。在設(shè)計(jì)

20、的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。 實(shí)驗(yàn)過程中，也對(duì)團(tuán)隊(duì)精神的進(jìn)行了考察，讓我們?cè)诤献髌饋砀幽酰诔晒笠黄痼w會(huì)喜悅的心情。果然是團(tuán)結(jié)就是力量，只有互相之間默契融洽的配合才能換來最終完美的結(jié)果。此次設(shè)計(jì)也讓我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及時(shí)請(qǐng)教或上網(wǎng)查詢，只要你認(rèn)真鉆研，認(rèn)真思考，親自實(shí)踐，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)你所面對(duì)的困難并不是那么的難。附錄1、仿真總圖所用的所有元器件清單如下表。QuantityDescriptionRefDes4CAPACITOR, 10uFC15, C14, C11, C101CAPACITOR, 10nFC161RESISTOR

21、, 50kR121RESISTOR, 560kR131RESISTOR, 25.5kR143CAPACITOR, 510pFC17, C18, C211POWER_SOURCES, GROUND05DC_POWER, 4.5 VV4, V1, V3, V2, V51RESISTOR, 56R156CAPACITOR, 1uFC19, C20, C12, C6, C4, C221RESISTOR, 22kRP12RESISTOR, 100R16, R172RESISTOR, 560R18, R262RESISTOR, 10kR19, R32RESISTOR, 220R20, R251RESISTOR, 3kR212POTENTIOMETER, 1kR22, R241RESISTOR, 220kR231POTENTIOMETER, 10kR112INDUCTOR