超外差調(diào)幅接收機

/河南理工大學高頻電子線路課程設計報告超外差調(diào)幅接收機姓名:趙俊頂學號:3１07０８０3012９專業(yè)班級:電子信息工程0７—１班指導老師:李輝所在學院：電氣工程與自動化學院2010年6月4日摘要隨著廣播技術(shù)的發(fā)展,無論是發(fā)射機還是接收機都在不斷更新?lián)Q代。尤其以接收機的發(fā)展更為明顯，目前的無線電接收機不單能收音,且還有可以接收影像的電視機、數(shù)字信息的電報機等。其中,超外差調(diào)幅接收機由天線回路、高頻小信號放大電路,變頻電路、中頻放大電路、檢波器、低頻放大電路等六部分組成,經(jīng)過電路本身的作用，就變成另外一個預先確定好的頻率（在我國為4６５KHz），然后再進行放大和檢波.這個固定的頻率，是由差頻的作用產(chǎn)生的。一般都采用超外差式，它具有靈敏度高、工作穩(wěn)定、選擇性好及失真度小等優(yōu)點.因此,超外差調(diào)幅接收機的應用更加普遍。關(guān)鍵詞：變頻,檢波,功放。目錄TOＣ\ｏ＂1－3”\ｈ\z\uＨYPＥRLIＮK＼l"_Toｃ２６379916９”摘要?PＡGEREＦ＿Ｔｏc２６3799１69\h２HYPERLINＫ\l"＿Tｏｃ26379917０”1 概述?PAGEREF_Tｏc2６379９170＼h4HＹPＥRLINＫ1.２ 設計目的與要求?ＰAGＥREF＿Toc263799１72\h4HＹＰERLIＮK＼l＂_Ｔoc2６379917３＂1.3 設計的技術(shù)指標?PAＧEREF_Ｔｏc26３7９9173\h4ＨYPＥRLINK\ｌ＂_Tｏc263799１74＂２?系統(tǒng)總體方案 ＰAＧEREF＿Tｏc２6379917４\h5HYPERＬINK3．2。２?通頻帶： PAＧＥRＥF_Tｏc263799１８1\h６HYPEＲLIＮK\l＂_Toc２63７9９1８２＂3.2.３ 選擇性 PAGＥRＥF_Ｔoc2637991８2\ｈ6ＨYPＥRＬＩNK3．3?高頻小信號放大器的原理圖及仿真?PAGERＥF_Toｃ26379918４\h6HYPEＲLINK＼l”_Toｃ263７9918５”3.4 高頻放大器功能 PAGEREF_Ｔoc2637９9１８5\h8HYPERLINK\l”_Toc26379９1８６"3。５ 參數(shù)設置及性能指標 ＰAGEREF_Toc26379９1８6\ｈ8HYPERLINK\l”_Ｔoｃ263799187”４ 混頻器模塊 ＰAＧＥREF_Tｏc2637９9１8７\h8HYPERLＩＮK\l”＿Toc2637９９188"4.1?混頻器功能?PAGEREＦ_Toc26３79９18８＼h8HYPERLＩNＫ＼l”＿Toc２６37991８9"4．２ 混頻器原理圖及仿真圖 PAＧEREF_Toc263799１8９\ｈ9ＨYPERLINK\l＂_Toｃ２６37９9１90"5?本地振蕩器模塊 PAGＥRＥF＿Ｔoc２6379919０\h11HYPERＬINK\ｌ＂_Toｃ26379９１91"５.1?本地振蕩器功能 PAGERＥF＿Toc263799191\h１1HYPERLIＮK\l”＿Ｔoc26３７991９２＂5.2?本地振蕩器原理圖及仿真?ＰAGEREＦ_Tｏc2６3799１92\h11HＹPERLＩＮＫ５.３ 本地振蕩器參數(shù)設置及條件 ＰAGEREF_Toc2６379９1９３＼h12ＨYＰERLＩＮＫ\l”_Toｃ263799194"6?中頻放大器 PAＧＥRＥF_Toｃ２６37９9194\h12HＹPERＬIＮＫ\l”＿Toc263７99１95"6.１ 中頻放大器的功能?ＰAGEREＦ_Ｔｏｃ２63799195\ｈ12HＹPEＲLINK\ｌ”＿Toc２６3799１9６”6.2?中頻放大器原理圖及仿真 ＰＡGEREF_Toc26379９1９6\h12ＨYＰERLIＮＫ6.3?參數(shù)設置及電路分析 PAＧEＲEＦ_Toc26379９197\h13HＹPERLINＫ＼ｌ＂_Toc２63７99198"7?包絡檢波器 PAＧEＲEF_Ｔoc26379９１９8\h13HYPERLINＫ\l”_Toc263７9919９＂７．１?包絡檢波器的功能 PAGEREＦ_Toc2６３７9919９＼ｈ1３ＨＹPEＲLINK\l”_Toc２637992０0"７.2?包絡檢波器原理圖及仿真?PAGＥREF_Tｏc２63７９9200＼h14HＹＰERLINK\ｌ"_Tｏc263799201"7。3 參數(shù)設置及性能指標 PAGEＲＥＦ_Toc26３79920１\ｈ1５HYPEＲLIＮＫ8.1。２ 功率放大器的特點 PAGＥＲＥF_Tｏｃ26３7992０５＼h１５HYPERＬＩNK＼ｌ”＿Toc26３799206＂８。2?低頻放大器原理圖及仿真 PAGＥRＥF_Tｏc263799206＼h16HYPERLINＫ＼l＂_Toc26３799207"8。3 參數(shù)設置及性能指標 PAGＥREF＿Toc２63７99207\h17HYPEＲLINＫ\l＂_Toc263799２０8”9 總圖仿真及分析?PＡＧＥREF_Toc263799208\h17HYPERLINＫ＼l”_Tｏｃ２637992０9”９。１?經(jīng)過高頻放大器的信號?PＡＧEREＦ＿Tｏc26３７９9209\h１7ＨYPERＬIＮＫ\ｌ”_Toｃ26379９２10”9.2 進過變頻器后的信號(高頻變中頻4６5KHｚ） PＡGEREF_Toc2637９9210\h1８HＹPERLＩＮK\l＂_Ｔoｃ2６379９２11”９.3 經(jīng)過中頻放大后?PAGＥREF_Ｔoc2637９９２11\h19HYPＥRＬIＮＫ\ｌ"＿Tｏc2637９９212"9。4?經(jīng)過檢波后 PAGEREF_Ｔoc2637992１２＼h1９HYＰEＲＬINＫ＼ｌ"_Ｔoc2637９92１3”９。5 經(jīng)過低頻功率放大器后?ＰAGＥREＦ_Toc26379９2１3\h２0HＹＰERＬINK\ｌ＂_Ｔｏc２6379921４"９。6?總圖簡單分析 PＡGEＲＥF＿Tｏc2６3799214\ｈ21HYPEＲLＩNK＼ｌ＂_Toc263７9９２15＂1０ 心得體會 PAＧEＲEＦ_Tｏc263799215＼h21HYＰERLIＮＫ\ｌ”＿Ｔoc263７９92１6"11 參考文獻?PAGＥREF_Tｏc263799216\h2２HＹPERLＩＮK＼ｌ”＿Toc26379９21７”1２ 元器件清單 ＰＡGEREF＿Toc2６３79９2１7\h23HYPERＬＩNK＼ｌ”_Tｏｃ26３799218＂13 總電路原理圖?PＡGEREF_Ｔoｃ2６37９9２18\h２5概述設計題目超外差調(diào)幅接收機設計目的與要求1、聯(lián)系課堂所學知識,增強查閱、收集、整理、吸收消化資料的能力，為畢業(yè)設計做準備。2、培養(yǎng)一定的獨立分析問題、解決問題的能力.對設計中遇到的問題能通過獨立思考、查閱有關(guān)資料，尋找解決問題的途徑。3、熟練掌握Mulｔiｓim、MAＴLAＢ、ＳｙｓtemVｉeｗ等軟件的仿真4、掌握超外差調(diào)幅接收機的工作原理，以及對其電路模塊高頻小信號放大器、混頻器、本地振蕩器、中頻放大器、檢波器、低頻放大器等的電路、原理、功能的鞏固理解。設計的技術(shù)指標１、載波頻率ｆ0＝100MHZ，載波頻率穩(wěn)定度不低于10-3。2、調(diào)制頻率F=２0Hz～８０kHz.。３、輸出負載RL=5０Ω，總的輸出功率ＰA=200ｍW，調(diào)幅系數(shù)平均值ma=3０％。系統(tǒng)總體方案超外差調(diào)幅接收機工作原理本設計總體有五大功能模塊組成,其中接收天線將接收到的微弱信號經(jīng)過高頻小信號放大器放大器將有用信號進行放大,并抑制干擾信號，然后信號經(jīng)過變頻器進行變頻，其中變頻器是由混頻器與本地振蕩器組成，將高頻信號變成中頻信號f=4６5ｋHz,然后中頻信號經(jīng)過中頻放大器進行功率的放大,然后再經(jīng)過檢波器進行檢波,即對信號進行解調(diào),將信號變成變成低頻調(diào)制信號，最后進過低頻放大器進行功率放大以實現(xiàn)對揚聲器的驅(qū)動！系統(tǒng)的方框圖圖ＳTYLEREF1＼ｓ2?ＳEＱ圖表\*ARABIC\s１1超外差調(diào)幅接收機系統(tǒng)方框圖高頻小信號功能放大器模塊高頻小信號放大器特點放大高頻小信號(中心頻率在幾百kHz到幾百MＨz，頻譜寬度在幾kHz到幾十MＨz的范圍內(nèi))的放大器。高頻小信號放大器的主要質(zhì)量指標增益：（放大系數(shù)）電壓增益:功率增益：通頻帶:放大器的總通頻帶隨著放大級數(shù)的增加而變窄,并且通頻帶越寬，放大器的增益就越小，兩者是相矛盾的！選擇性從各種不同頻率信號的總和（有用的和有害的)中選出有用信號，抑制干擾信號的能力稱為放大器的選擇性.選擇性常采用矩形系數(shù)和抑制比來表示。工作穩(wěn)定性指放大器的工作狀態(tài)（直流偏置)、晶體管參數(shù)、電路元件參數(shù)等發(fā)生可能的變化時，放大器的主要特性的穩(wěn)定.高頻小信號放大器的原理圖及仿真圖表SＴYLERＥＦ１\s3?SEQ圖表\＊ARABIC\s11高頻小信號放大器仿真圖STYLEREＦ1＼s3ＳＥQ圖表\*AＲABIＣ\s１２高頻小信號放大器仿真圖SＴＹLEＲＥF1＼s3ＳEQ圖表\＊ＡＲABIC\s13高頻小信號放大器仿真圖ＳTYLEREＦ１＼s３.SEＱ圖表\＊ARABIC＼s14高頻小信號放大器原理圖高頻放大器功能由小信號諧振放大器組成，放大有用信號；并抑制干擾信號。是可調(diào)諧的.參數(shù)設置及性能指標輸入電壓:０.5V—2V輸入頻率:3MＨZ—15MＨZ輸出電壓:1V—5V輸出頻率：3ＭＨZ—1５MHZ混頻器模塊混頻器功能兩個輸入信號.fc：高頻已調(diào)信號，fL:本振信號.將fｃ不失真的變換為fＩfI=｜fc—fＬ|，我國中頻fI=４6５KHＺ.將高頻轉(zhuǎn)變成中頻。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.混頻器原理圖及仿真圖圖表ＳTYLERＥＦ１\ｓ４SＥQ圖表＼*ARＡBIC\s11混頻器仿真圖表ＳＴＹLERＥF１＼s４。SEQ圖表\＊AＲABIC\s１２混頻器仿真圖表STYLEREF1\s4?SEQ圖表\*ＡＲＡＢIC\s1３混頻器原理圖本地振蕩器模塊本地振蕩器功能為混頻器產(chǎn)生fＬ，是可調(diào)的，并能跟蹤fc，以實現(xiàn)變頻功能！本地振蕩器原理圖及仿真圖表STYLERＥＦ1\s5SEQ圖表\＊ＡＲAＢＩC\s11本地振蕩器原理圖圖表ＳＴYLEREF１\s５ＳEQ圖表\＊AＲABIC\ｓ12本地振蕩器仿真本地振蕩器參數(shù)設置及條件由晶體管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）。中頻放大器中頻放大器的功能中頻放大器的功能是將混頻器輸出信號進行電壓放大以滿足鑒頻器輸入幅度的要求。中頻放大器原理圖及仿真圖表STYLEREＦ1＼s6?SEQ圖表\＊ARABＩC\s11中頻放大器原理圖圖表ＳTYLＥREF1＼s6?SEQ圖表\*AＲAＢIC\ｓ12中頻放大器仿真參數(shù)設置及電路分析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46５kＨz，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“拒之門外”，因此,接收機的選擇性也大為提高。中頻放大器的設計指標為：中心頻率f0=４64KHＺ，帶寬為２Δｆ0．７=８KHＺ.負載ZL為下級一個完全相同的晶體管的輸入阻抗。包絡檢波器包絡檢波器的功能大信號的檢波過程主要是利用二極管的單向?qū)щ娞匦院蜋z波負載RC的充放電過程。包絡檢波的將高頻變成低頻，即實現(xiàn)了解調(diào)，從而從已調(diào)波中獲得信息，并將信號送給低頻放大器.包絡檢波器原理圖及仿真圖表ＳＴYLEREF1\s７.SEQ圖表\*ARABＩC\s11包絡檢波器仿真圖圖表STYLEREF1＼s7SEQ圖表\*ARＡＢIC＼s12包絡檢波器仿真圖圖表ＳTYLEＲEF1＼s7?ＳEQ圖表\*ＡRAＢIＣ\ｓ1３包絡檢波器原理圖參數(shù)設置及性能指標電路圖是二極管峰包絡檢波器，其中D1是檢波二極管，C１是檢波電容，其中檢波電容通高頻阻低頻，而R2是直流負載電阻.電路中調(diào)制指數(shù)ｍ=0.8，輸入信號的載波頻率是465KHｚ,幅值是0.2伏,調(diào)制信號的頻率是60KHz.包絡檢波器的質(zhì)量指標：電壓傳輸系數(shù)、等效輸入電阻，失真（惰性失真、負峰切割失真、非線性失真、頻率失真），等都要在電路總仿真中考慮.低頻放大器功率放大器概述功率放大器的功能將直流功率轉(zhuǎn)化為交流功率,工作在非線性狀態(tài)，即丙類。功率放大器的特點1)輸入為大信號2）要求輸出功率盡可能大,管子工作在接近極限狀態(tài)3）效率要高4)非線性失真要小5)BJT的散熱問題低頻放大器原理圖及仿真圖表STYLＥREF１\s8.ＳEQ圖表\＊ARABIＣ\s１1低頻放大器仿真圖圖表STYLＥREF１\ｓ8。SEＱ圖表\*ＡRAＢIC\s12低頻放大器仿真圖圖表SＴＹLEREF1＼s8SEQ圖表＼＊ＡRABIC＼ｓ１３低頻放大器原理圖參數(shù)設置及性能指標電路原理圖中輸入電壓是1Ｖ，輸入頻率是2。５ＫＨz，直流電壓為1２V，其中D1、D2是兩個二極管，Q1、Q2是兩個互補式三極管以實現(xiàn)功率的放大，進而以推動揚聲器的工作.總圖仿真及分析經(jīng)過高頻放大器的信號輸入一個電壓為1V頻率為3００ＭHz的正弦波信號給高頻小信號放大器,經(jīng)過高頻發(fā)放大：圖表STYＬEREF1＼s9。ＳEQ圖表＼＊ARAＢIC＼s11函數(shù)發(fā)生器輸出信號圖表STＹＬＥREＦ１\ｓ9SEＱ圖表\＊ＡRＡＢIC\ｓ12高頻小信號放大器輸出信號進過變頻器后的信號（高頻變中頻４65ＫＨz）圖表STYLEREＦ1\s９SEQ圖表\*ARＡBIC\ｓ１３變頻器輸出信號經(jīng)過中頻放大后圖表SＴＹLERＥF1\s9.SＥQ圖表\*ARABIＣ\s1４中頻放大信號經(jīng)過檢波后圖表SＴＹLEＲＥＦ1\s9ＳEQ圖表\＊AＲABIC＼s15鑒頻器輸出信號經(jīng)過低頻功率放大器后圖表STYLEREF1＼ｓ9。SEQ圖表\＊ＡRAＢIC\s16低頻放大器輸出信號總圖簡單分析由于輸入的是正弦信號，經(jīng)過超外差是調(diào)幅接收機后變?yōu)閮蓷l直線。相當于對調(diào)制信號直接檢波。理論分析是正確的！心得體會緊張而又繁忙的高頻電子線路課程設計過去了，通過這周的課程設計的實習中,使我受益匪淺。這次實訓，使我真正的意識到自己對高頻電子線路相關(guān)知識的缺乏以及動手能力的欠缺。沒有實踐,再好的理論也沒有用。設計電子線路最重要的一個方面就是要認真；其次是要有耐心,勇于克服困難,不斷解決問題,面對困難要永不退縮，迎難而上;再次是要有清晰的思維，能夠理清各個器件之間的關(guān)系,明確各個器件的功能;最后還要和同學多交流合作,多參考書籍。通過這次高頻電子線路課程設計，我了解并發(fā)現(xiàn)了很多設計電路的方法,而且懂得了如何處理錯誤的方法。擁有足夠的耐力和信心,對課程設計每一步的順利進行極其重要.至今我仍感慨頗多，的確，從選題到設計完成,從理論到實踐，在整整一個星期的日子里,可以說是苦多于甜，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.在設計的過程中遇到問題,可以說是困難重重,難免會遇到各種各樣的問題,最后在老師和同學的幫助下順利完成了這次任務。雖然這次實訓只有一周，但我卻過得相當充實。通過實訓，讓我清楚地認識到了自己這方面知識的缺乏,更加激起我在今后的學習中去不斷地了解去學習高頻電子線路設計知識.因為自己學的是通信專業(yè)，所以高頻知識顯得尤為重要。學好高頻知識，對自己以后的工作及生活也是非常必要的。在這次的實訓中，也不免遇到了一些搞不懂的地方,這樣的事情同樣鍛煉了自己的耐心以及遇到困難想辦法解決的能力。感謝老師為我們進行耐心的講解，通過本次為期一周的實訓，我們已經(jīng)能夠掌握高頻電子線路制作的基本知識?？傊?這次的實訓將為我今后的學習與工作打下了堅實的基礎(chǔ)。參考文獻[１］胡宴如．高頻電子線路．北京:高等教育出版社，20０７年．［2］于洪珍．通信電子線路.北京：清華大學出版社，2008年。［３]高吉祥。高頻電子線路.北京:電子工業(yè)出版社，2０07年。[4]曾興雯等主編．高頻電路原理與分析(第三版）．西安電子科技大學出版社，2004年.［5］張肅文.高頻電子線路。高等教育出版社，2005年.元器件清單數(shù)量名稱型號編號1電源8VV3１電容8uＦC121電容12uFC１32電阻750ＯhmR１２，R13２電阻51OhmR14,R211電阻５0ＯｈｍＲ1５1電阻7kOｈmＲ1６1電阻１kOｈｍR１73電阻500OhｍR18，R１9,R20５電阻1kOhmR22，R23，Ｒ28,R31,R335電容100nFC14，C22，C1，C９C111接地電源0２電源12VV４,Ｖ52電容１uＦC1５，C22電阻10kOｈmR２6,Ｒ38１電容1０pFＣ16１電阻１0０kＯｈｍR275電感1uHＬ８，L1２，L2,Ｌ４,Ｌ７1電阻12kＯhｍR2９1電阻3ｋOhmR３0１電感30mHL１01電容200nFC１71電容５pＦＣ181電容60pＦC191電容８0pFC2０1電容２0nFＣ2１3電容1０nＦC2３，C24,C２６1電容１２ｎFC252電感330uＨL11,L61電感9.1uHL１3１電阻６．2kOｈmＲ３21電阻１５kOhmR341電阻２00OhmR3５1電阻402kOhmR３６１電源VＣＣVＣC1電阻150ＯhmＲ371電容８５0pFC272電阻2ｋOhm1％Ｒ39，R401電阻２00Ohｍ1％R４１1電源ＶDＤＶDD２電阻6。8kＯhmR3,R８1電阻1０ｋOｈmR4