無線接收機(jī)課程設(shè)計(jì)

目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要 .3\o"CurrentDocument"一、 設(shè)計(jì)目的 .4\o"CurrentDocument"二、 總體設(shè)計(jì)方案 4\o"CurrentDocument"2.1無線發(fā)射機(jī)和接收機(jī)原理框圖 4\o"CurrentDocument"2.2設(shè)計(jì)思路 4\o"CurrentDocument"2.3調(diào)頻接收機(jī)組成及工作原理 ?5\o"CurrentDocument"三、 調(diào)頻接收機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) 5\o"CurrentDocument"3.1工作頻率范圍 -5\o"CurrentDocument"3.2靈敏度 -5\o"CurrentDocument"3.3選擇性 -5\o"CurrentDocument"3.4頻率特性 -5\o"CurrentDocument"3.5輸出功率 -5\o"CurrentDocument"四、各部分設(shè)計(jì)及原理分析 5\o"CurrentDocument"4.1輸入回路 -5\o"CurrentDocument"4.2高頻放大電路 -6\o"CurrentDocument"4.3混頻電路 -7\o"CurrentDocument"4.4本振電路 -7\o"CurrentDocument"4.5中頻放大電路 -8\o"CurrentDocument"4.6鑒頻電路 -9\o"CurrentDocument"4.7低頻功率放大電路 -9\o"CurrentDocument"五、 思考題 10\o"CurrentDocument"六、 小結(jié)與心得體會 10\o"CurrentDocument"七、 參考文獻(xiàn) 10摘要隨著現(xiàn)在社會的快速發(fā)展，電信技術(shù)以一日千里的速度飛速發(fā)展。電信有一部分涉及的是通信技術(shù)，而無線通信在現(xiàn)在的生活中尤為重要，我們常用的手機(jī)，無線電話還有各種電器的遙控器等，大到航天小到小孩玩具都離不開發(fā)射和接收設(shè)備。調(diào)頻與調(diào)幅是目前應(yīng)用最廣的兩種發(fā)送接收方式，隨著社會發(fā)展調(diào)頻方式越來越成為現(xiàn)代設(shè)備的必要工作方式。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)。所謂超外差，是指將所要接收的電臺在調(diào)諧電路里調(diào)好以后，經(jīng)過電路本身的作用，就變成另外一個預(yù)先確定好的頻率，然后再進(jìn)行放大和檢波。這個固定的頻率，是由差頻的作用產(chǎn)生的。在超外差式調(diào)頻接收機(jī)的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)將其分為高頻放大、混頻、本振、中放、鑒頻、低頻放大六個部分。但是在設(shè)計(jì)時必須全面考慮，妥善處理一些相互牽制的矛盾，特別要抓住主要矛盾（穩(wěn)定性、選擇性、失真等），才能使得接收機(jī)有較好的指標(biāo)。超外差式接收機(jī)能夠大大提高接收機(jī)的增益、靈敏度和選擇性。關(guān)鍵詞：超外差，調(diào)頻，本振，混頻一、設(shè)計(jì)目的無線發(fā)射與接收設(shè)備是通信電子線路的綜合應(yīng)用，是現(xiàn)代化通信系統(tǒng)、廣播與電視系統(tǒng)、無線安全防范系統(tǒng)、無線遙控和遙測系統(tǒng)等，必不可少的設(shè)備。本次設(shè)計(jì)達(dá)到以下目的：進(jìn)一步認(rèn)識無線發(fā)射與接收系統(tǒng)（基本工作原理）掌握調(diào)頻無線接收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（單元電路整合，完成整機(jī)電路設(shè)計(jì)）通過本課程設(shè)計(jì)與調(diào)試，提高動手能力，鞏固已學(xué)的理論知識，能建立無線電調(diào)頻接收機(jī)的整機(jī)概念，了解調(diào)頻接收機(jī)整機(jī)各單元電路之間的關(guān)系及相互影響，從而能正確設(shè)計(jì)、計(jì)算調(diào)頻接收機(jī)的單各元電路：輸入回路、高頻放大、混頻、中頻放大、鑒頻及低頻功放級。初步掌握調(diào)頻接收機(jī)的調(diào)整及測試方法并學(xué)會如何將高頻單元電路組合起來實(shí)現(xiàn)滿足工程實(shí)際需要的整機(jī)電路。二、總體設(shè)計(jì)方案2.1無線發(fā)射機(jī)和接收機(jī)原理框圖解調(diào)器中頻

放大騫混頻器，高頻

放大囂輸入回路解調(diào)器中頻

放大騫混頻器，高頻

放大囂輸入回路圖1無線發(fā)射機(jī)和接收機(jī)原理框圖2.2設(shè)計(jì)思路采用方案：通信電子電路在生活中的應(yīng)用十分廣泛，收信設(shè)備也有很廣泛的應(yīng)用。在窄帶調(diào)頻通信設(shè)備中，為了獲得良好的頻道選擇功能，使其具有靈敏度高、工作穩(wěn)定、選擇性好及失真小、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)大都采用混頻超外差接收方案。調(diào)頻接收機(jī)的各單元電路：輸入回路、高頻放大、混頻、中頻放大、鑒頻、及音頻功放級。實(shí)現(xiàn)方法：其接收過程如下：從接收天線收到微弱的高頻信號，經(jīng)輸入回路選頻后，通過高頻放大器放大，送到混頻器與本機(jī)振蕩器所產(chǎn)生的高頻信號進(jìn)行混頻，在其輸出端中頻信號，最后經(jīng)過鑒頻器的鑒頻得到音頻放大信號，然后有音頻功放還原成原來的語音信息。這樣就完成了收信機(jī)系統(tǒng)的工作過程。系統(tǒng)中接收機(jī)單元對調(diào)頻信號進(jìn)行解調(diào)，恢復(fù)出原始的音頻信號。經(jīng)過低頻放大器還原出聲音。2.3調(diào)頻接收機(jī)組成及工作原理圖2調(diào)頻接收機(jī)的組成一般調(diào)頻接收機(jī)的組成框圖如圖2所示。其工作原理是：天線接受到的高頻信號，經(jīng)輸入調(diào)諧回路選頻為f1，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亦進(jìn)入混頻級，則混頻級的輸出為含有f1、f2、（f1+f2）、（f2-f1）等頻率分量的信號?；祛l級的輸出接調(diào)頻回路選出中頻信號（f2-f1），再經(jīng)中頻放大器放大，獲得足夠高增益，然后鑒頻器解調(diào)出低頻調(diào)制信號，由低頻功放級放大，驅(qū)動揚(yáng)聲器。從天線接收到的高頻信號f1，經(jīng)過混頻、濾波成為固定中頻f=f2-f1的接受機(jī)，稱為超外差式接受機(jī)。由于天線接收到的高頻信號經(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。三、 調(diào)頻接收機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)3.1工作頻率范圍接收機(jī)可以接受到的無線電波的頻率范圍稱為接收機(jī)的工作頻率范圍或波段覆蓋。接收機(jī)的工作頻率必須與發(fā)射機(jī)的工作頻率相對應(yīng)。如調(diào)頻廣播收音機(jī)的頻率范圍為88?108MH，是因?yàn)檎{(diào)頻廣播收音機(jī)的工作范圍也為88?108MHz3.2靈敏度接收機(jī)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(diào)頻廣播收音機(jī)的靈敏度一般為5?30uV。3.3選擇性接收機(jī)從各種信號和干擾中選出所需信號（抑制不需要的信號）的能力稱為選擇性。單位用dB（分貝）表示dB數(shù)越高，選擇性越好。調(diào)頻收音機(jī)的中頻干擾應(yīng)大于50dB。3.4頻率特性接收機(jī)的頻率響應(yīng)范圍稱為頻率特性或通頻帶。調(diào)頻機(jī)的通頻帶一般為200KHz。3.5輸出功率接收機(jī)的負(fù)載輸出的最大不失真（或非線性失真系數(shù)為給定值時）功率稱為輸出功率。四、 各部分設(shè)計(jì)及原理分析4.1輸入回路選擇信號第一關(guān)，選取某一載頻，抑制其他頻率。對輸入回路的要求：為了保證信號不產(chǎn)生頻率失真，通頻帶要有適當(dāng)?shù)膶挾?。為了對臨頻帶信號有足夠的衰減，要有一定的選擇性。采用了簡單的單調(diào)諧回路，如圖3所示。圖3輸入回路4.2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(jī)中，高頻放大器放所放大的對象是已調(diào)信號，它除載頻信號外還有邊頻分量）。根據(jù)高放的對象是載頻信號這一情況，一般采用管子做放大器件，而且并聯(lián)諧振回路作為負(fù)載，讓信號諧振在信號載頻（若有邊頻分量，便要設(shè)計(jì)回路的通頻帶能通過邊頻，使已調(diào)信號不失真）。這樣做的好處是：1）回路諧振能抑制干擾；2）并聯(lián)回路諧振時，其阻抗很大，從而可輸出很大的信號。對高放的主要要求是：（1）工作穩(wěn)定：放大器可能會產(chǎn)生正反饋，它影響放大器的穩(wěn)定工作，嚴(yán)重時，會引起振蕩，使放大器變成振蕩器，從而完全破壞了放大器的正常工作。因此，在正常工作中要保證放大器遠(yuǎn)離振蕩狀態(tài)而穩(wěn)定的工作。（2）選擇性好，有一定的通頻帶。（3）失真小，增益高，并且工作頻率變化時增益變動不應(yīng)過大，工作頻率越高，晶體管的放大能力越小，增益越低。增益變化太大時，則靈敏度相差將很懸殊。共射級接法的晶體管高頻小信號放大器。他不僅要放大高頻信號，而且還要有一定的選頻作用，因此晶體管的負(fù)載為LC并聯(lián)諧振回路。在高頻情況下，晶體管本身的極間電容及連接導(dǎo)線的分布參數(shù)等會影響的頻率和相位。晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)由電阻RA2,RA3,RA4及RA6決定，其計(jì)算方法與低頻單管放大器相同。高頻放大電路如圖4所示，從天線ANT1接收到的高頻信號經(jīng)過C1、CC1、L1組成的選頻回路，選取信號為fs=10.7MHZ的有用信號，經(jīng)晶體管Q1進(jìn)行放大，由C3、T1初級組成的調(diào)諧回路，進(jìn)一步濾除無用信號。圖4高頻放大電路4.3混頻電路混頻是將高頻放大信號和本振信號混合，輸出一個中頻信號，在調(diào)頻電路中，本振信號必須是獨(dú)立的，這是與調(diào)幅電路最大的一個區(qū)別?；祛l電路如圖5所示?；祛l電路是一種典型的頻譜搬移電路，可以用相乘器和帶通濾波器來實(shí)現(xiàn)這種搬移?；祛l器是一個變頻電路，一般用相乘器，高頻放大電路和本地振蕩電路的輸出信號加到混頻器的輸入端，得到一個差頻。調(diào)諧回路的輸出，進(jìn)入混頻級的是高頻調(diào)制信號，即載波與其攜帶的調(diào)制信號。經(jīng)過混頻，輸出載波的波形變得很稀疏其頻率降低了，但音頻信號的形狀沒有變。通常將這個過程（混瀕和本振的作用）叫做變頻。混頻電路的原理是：把本機(jī)振蕩產(chǎn)生的高頻等幅振蕩信號f1，與輸入回路選擇出來的廣播電臺的高頻已調(diào)波信號f2同時加到非線性元件的輸入端。利用元件的非線性作用（晶體管的非線性作用）進(jìn)行混頻?；祛l結(jié)果:輸出頻率為f1、f2以及頻率為f1+f2、f1—f2、……高次諧波等多種信號。從頻譜觀點(diǎn)上來看，混頻的作用就是將已調(diào)波的頻譜不失真的從fc的位置上，因此，混頻電路是一種典型的頻譜搬移電路，可用相乘器和帶通濾波器來實(shí)現(xiàn)這種搬移。圖5混頻電路4.4本振電路本振電路用LC諧振回路來產(chǎn)生一個穩(wěn)定的本地振蕩頻率，將這個穩(wěn)定的諧振頻率與高頻放大輸出信號混頻，得到一個中在本次設(shè)計(jì)中，采用改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路。因?yàn)楸菊耠娐返妮敵鲱l率要與高頻放大電路的輸出信號進(jìn)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，所以采用了改進(jìn)型電容三點(diǎn)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(guān)，當(dāng)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。為了穩(wěn)定振幅，可在各波段振蕩器的反饋線圈上并聯(lián)不同的電阻以平滑電抗元件的頻率特性，還可用自動增益控制穩(wěn)定振幅。本次設(shè)計(jì)的電容改進(jìn)型電路圖如圖6所示。

O-liiF-'MClOpFC53600pI<1600pFO-liiF-'MClOpFC53600pI<1600pF圖6本振電路4.5中頻放大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，晶體管晰參數(shù)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(jī)檢波前的總增益主要取決于中放。（2）抑制鄰近干擾。中頻放大電路如圖7所示。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?qū)挼耐l帶。對于高放，因工作頻率％高，通頻帶B—f/Ql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。實(shí)際諧振曲線很難做到理想矩形，為了衡量實(shí)際諧振曲線接近矩形的程度，引入矩形系數(shù)，式中2A/0.70為通頻帶。矩形系數(shù)k：k=:丫.1r2Af0.7070.707圖7中頻放大電路4.6鑒頻電路鑒頻器的任務(wù)是從調(diào)頻信號中檢出調(diào)制信號，它包括變換部分及振幅檢波器部分。普通鑒頻器的線性范圍較寬，調(diào)整較易；但由U==IcJR0LC0S邱(X)可以看到，。=正比于前級集電極電流的基波幅度Icml，鑒頻前若無限幅器，則Icml不為常數(shù)，于是U=將隨Icml即接收信號的大小改變，而不能去掉寄生調(diào)幅的影響。故用普通鑒頻器時，前面必須使用限幅器。但限幅器要求較大的輸入信號，這導(dǎo)致限幅前高頻級數(shù)的增加哦。比例鑒頻器可改正這一缺點(diǎn)，它能同時完成限幅及鑒頻的任務(wù)，其輸入信號不必太大。比例鑒頻器的U=為普通鑒頻器的一半。但因比例鑒頻器有限幅作用，其輸入信號即鑒頻器輸入端初級回路電壓約只有0.1V即可工作。所以在本次設(shè)計(jì)中采用了比例鑒頻器，其單元電路如圖8所示。圖8圖8鑒頻電路4.7低頻功率放大電路一般從鑒頻器輸出的信號都比較小，為了得到我們所需的信號，必須將輸出信號進(jìn)行放大。一般采用三極管放大電路來實(shí)現(xiàn)這一功能，本設(shè)計(jì)是音頻信號，采用的是LM386芯片。低頻功放的單元電路如圖9低頻功放的單元電路如圖9所示。圖9低頻功放電路五、思考題如果進(jìn)行DSB調(diào)幅接收系統(tǒng)