課程設(shè)計(jì)---調(diào)頻接收機(jī)的設(shè)計(jì)

1、<p>　　課程名稱： 通信電子線路課程設(shè)計(jì) </p><p><b>　　.目 錄</b></p><p>　　1 引言………………………………………………………………………………2</p><p>　　2 調(diào)頻接收機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)……………………………………………………2</p><p>　　

2、3 調(diào)頻接收機(jī)的基本工作原理……………………………………………………3</p><p>　　4 各部分性能設(shè)計(jì)…………………………………………………………………3</p><p>　　4.1 高頻放大電路…………………………………………………………………3</p><p>　　4.2 本振電路………………………………………………………………………4</

3、p><p>　　4.3 混頻器…………………………………………………………………………5</p><p>　　4.4 中頻放大器及鑒頻電路………………………………………………………6</p><p>　　4.5 低頻放大電路…………………………………………………………………8</p><p>　　5 心得體會(huì)………………………………………

4、…………………………………9</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………… 9</p><p>　　附錄………………………………………………………………………………… 10</p><p><b>　　調(diào)頻接收機(jī)的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1 引言<

5、;/b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)，其目的是得到一個(gè)超外差式的調(diào)頻接收機(jī)。所謂超外差，是指將所要接收的電臺(tái)在調(diào)諧電路里調(diào)好以后，經(jīng)過(guò)電路本身的作用，就變成另外一個(gè)預(yù)先確定好的頻率，然后再進(jìn)行放大和檢波。這個(gè)固定的頻率，是由差頻的作用產(chǎn)生的。</p><p>　　在超外差式調(diào)頻接收機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)將其分為選頻網(wǎng)絡(luò)、高頻放大、變頻、中頻放大、解調(diào)、低放和低頻功放七個(gè)部分。超外差

6、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。超外差電路的典型應(yīng)用是超外差接收機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)是：(1)容易得到足夠大而且比較穩(wěn)定的放大量，(2)具有較高的選擇性和較好的頻率特性，(3)容易調(diào)整；缺點(diǎn)是電路比較復(fù)雜，同時(shí)也存在著一些特殊的干擾，如像頻干擾、組合頻率干擾和中頻干擾等。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，超外差接收機(jī)已經(jīng)可以單片集成。</p><p>　　社會(huì)發(fā)展到今天，現(xiàn)代化的工具顯得越來(lái)越重要。接收機(jī)的功能是恢

7、復(fù)用于調(diào)制發(fā)射機(jī)的原始信號(hào)。該過(guò)程稱作解調(diào)，實(shí)現(xiàn)這一恢復(fù)功能的電路稱作解調(diào)器。檢波器這一術(shù)語(yǔ)也在使用，有時(shí)將單個(gè)超外差式接收機(jī)的解調(diào)器稱為第二檢波器。對(duì)于模擬解調(diào)器，我們希望能夠使失真和噪聲最小，這樣輸出信號(hào)波形就會(huì)盡可能地接近原始信號(hào)了。</p><p>　　2 調(diào)頻接收機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　工作頻率范圍：接收機(jī)可以接受到的無(wú)線電波的頻率范圍稱為接收機(jī)的工作頻率范圍或波段

8、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(duì)應(yīng)。頻率范圍：535～1065kHz，中頻頻率：465kHz。</p><p>　?。?）靈敏度：接收機(jī)接收微弱信號(hào)的能力稱為靈敏度，通常用輸入信號(hào)電壓的大小來(lái)表示，接收的輸入信號(hào)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。</p><p>　　（3）選擇性：接收機(jī)從各種信號(hào)和干擾中選出所需信號(hào)（或衰減不需要的信號(hào)）的能力稱為

9、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。</p><p>　?。?）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。</p><p>　　（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(shí)）功率稱為輸出功率。</p><p>　　3 調(diào)頻接收機(jī)的基本工作原理

10、</p><p><b>　　圖1 基本框圖</b></p><p>　　一般調(diào)頻接收機(jī)的組成框圖如圖一所示。其工作原理是：天線接受到的高頻信號(hào)，經(jīng)輸入調(diào)諧回路選頻為f0，再經(jīng)高頻放大級(jí)放大為f1進(jìn)入混頻級(jí)。本機(jī)振蕩器輸出的另一高頻 f2亦進(jìn)入混頻級(jí)，則混頻級(jí)的輸出為f1、f2、（f2+f1）、（f2-f1）的信號(hào)。再經(jīng)中頻放大器放大為f3，獲得足夠高增益，然后鑒頻器

11、解調(diào)出低頻調(diào)制信號(hào)，由低頻功放級(jí)放大為f4，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。 從天線接收到的高頻信號(hào)f0，經(jīng)過(guò)混頻成為固定中頻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(hào)經(jīng)過(guò)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。</p><p><b>　　4 各部分性能設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 高頻放大電路<

12、;/p><p>　　高頻放大器是用來(lái)放大高頻信號(hào)的器件，在接收機(jī)中，高頻放大器放所放大的對(duì)象是已調(diào)信號(hào)，它除載頻信號(hào)外還有邊頻分量。根據(jù)高放的對(duì)象是載頻信號(hào)這一情況，一般采用高頻功率管做放大器件，而且并聯(lián)諧振回路作為負(fù)載。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(shí)，其阻抗很大，從而可輸出很大的信號(hào)。</p><p><b>　　圖2 高頻放大電路</b>

13、;</p><p>　　R6、R7為三極管Q2的偏置電阻，以使其工作在放大區(qū)。VCC=20V，V(BR)>=VCC,輸出功率PL=1/2Icm2RL,Vcm=IcmRL,電容C2起隔直耦合作用，C1起隔直作用，Q1、Q3兩三極管構(gòu)成乙類(lèi)功率放大器，R2、R4的值都取0.4歐，負(fù)載R5為8歐，最終由R5輸出功率。由仿真結(jié)果得，放大器將電壓幅值放大20倍。</p><p>　　圖3 高頻

14、放大模擬波形</p><p><b>　　4.2 本振電路</b></p><p>　　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(hào)進(jìn)行混頻，得到一個(gè)中頻信號(hào)。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(hào)的大小改變，振蕩頻率的漂移將使中頻改變。振蕩器的振

15、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(shí)，振幅也就會(huì)改變。</p><p>　　圖4 本地振蕩電路圖</p><p>　　起振條件：，，平衡條件：，工程上振蕩角頻率近似為。R1、R3為三極管偏置電阻，C1起隔直作用，R3為負(fù)載，其上輸出電路產(chǎn)生的振蕩波。C3=100pF,C4=200pF，輸出振蕩波的頻率為11MHz。仿真圖形如下：</p>

16、<p>　　圖5 本地振蕩模擬波形</p><p><b>　　4.3 混頻器</b></p><p>　　采用二極管環(huán)形混頻器，R1、R2的值都為1000歐，V1端輸入高頻已調(diào)信號(hào)，V2端輸入本振信號(hào)，VO輸出中頻信號(hào)。由圖可見(jiàn)，當(dāng)V2在正半周時(shí)，加在D1、D4管上電壓為正值，D1、D4管導(dǎo)通，而加在D2、D3管上電壓為負(fù)值，D2、D3管截止。同理，當(dāng)

17、V2在負(fù)半周時(shí)，D2、D3管導(dǎo)通，D1、D4管截止。</p><p>　　圖6 二極管環(huán)型混頻電路</p><p>　　設(shè)V1=vs，V2=vl，當(dāng)D2、D3管導(dǎo)通時(shí)，，，消去可得，，相應(yīng)的開(kāi)關(guān)函數(shù)為，因而上式可寫(xiě)成下列一般形式：，，因此，通過(guò)負(fù)載的總電流為，相應(yīng)的輸出功率為，因而混頻損耗為。</p><p>　　圖7 混頻器仿真波形</p><

18、;p>　　4.4 中頻放大器及鑒頻電路</p><p>　　中放的作用有兩個(gè)主要作用：（1）提高增益，因中頻低于信號(hào)頻率，晶體管的y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。</p><p>　　對(duì)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(duì)于高放，因工作頻率高，通頻帶寬，故高放回路的Q

19、值越高越好，這時(shí)不必顧慮B太窄的問(wèn)題；但對(duì)于中放，由于工作頻率較低，若回路Q值過(guò)高，頻帶可能太窄而不能通過(guò)全部信號(hào)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。 </p><p>　　鑒頻器的任務(wù)是從調(diào)頻信號(hào)中檢出調(diào)制信號(hào)，它包括變換部分及振幅檢波器部分。</p><p>　　圖8 中頻放大以及鑒頻電路</p><p

20、>　　圖中C1是高頻濾波電容，R及C是減重網(wǎng)路，它用來(lái)提高抗干擾性。其作用原理是：在發(fā)射機(jī)中用加重網(wǎng)絡(luò)加重高音，接收時(shí)用減重網(wǎng)絡(luò)削弱高音，于是不存在高音頻率失真。這樣一來(lái)，減重網(wǎng)路把高音端的干擾削弱了，故接收機(jī)的信噪比得以提高；或者說(shuō)，減重網(wǎng)絡(luò)壓縮了通頻帶，減小了噪聲。圖中電容C上的輸出電壓在高音時(shí)因C的電抗減小而下降。</p><p>　　圖9 中頻放大以及鑒頻電路仿真波形</p><

21、p>　　4.5 低頻放大電路</p><p>　　從鑒頻器輸出的信號(hào)一般很小，所以在輸出極一般采用低頻功率放大電路，如果是音頻信號(hào)，可以外加一個(gè)喇叭。單元電路如圖所示：</p><p>　　圖10 低頻放大電路</p><p>　　R9=56千歐、R10=15千歐，分別為Q1的偏置電阻，C8、C10起隔直耦合作用，C9為旁路電容，直流電壓源為15V,負(fù)載R13

22、上輸出經(jīng)低頻放大后的原始信號(hào)，由模擬波形可看出放大倍數(shù)為100倍。</p><p>　　圖11 低頻放大仿真波形</p><p><b>　　5 心得體會(huì)</b></p><p>　　一周的高頻電路課程設(shè)計(jì)進(jìn)行的很快，眨眼就過(guò)去了，雖然只有一周的時(shí)間但是感覺(jué)卻是那么漫長(zhǎng)，當(dāng)我拿到課題時(shí)我不知道從何下手，急得我不知如何是好，我想著主要原因是沒(méi)學(xué)好

23、高頻電子線路著門(mén)課。但是我會(huì)盡我最大的努力做好。老師講完課題后我就去圖書(shū)館去查找資料，圖書(shū)館里相關(guān)的資料基本都被借的差不多了，我也借了兩本相關(guān)的書(shū)籍。</p><p>　　仔細(xì)看了下設(shè)計(jì)要求我就查找相關(guān)的資料，但是動(dòng)手設(shè)計(jì)起來(lái)，并不是想象中的那樣簡(jiǎn)單。我在網(wǎng)上找到相似的內(nèi)容，這無(wú)疑給我提供了很大的幫助。</p><p>　　通過(guò)本次設(shè)計(jì)，留給我印象最深的是要設(shè)計(jì)一個(gè)成功的電路，必須要有耐心

24、，要有堅(jiān)持的毅力。在整個(gè)電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中，花費(fèi)時(shí)間最多的是各個(gè)單元電路的連接及電路的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)上。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們仔細(xì)比較分析其原理以及可行的原因，最后還是在老師的耐心指導(dǎo)下，使整個(gè)電路可穩(wěn)定工作。在電路仿真過(guò)程中，我深刻的體會(huì)到在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要反復(fù)實(shí)踐，有時(shí)花很長(zhǎng)時(shí)間設(shè)計(jì)出來(lái)的電路還是需要重做，那時(shí)心中未免有點(diǎn)灰心，有時(shí)還特別想放棄，此時(shí)更加需要靜下心，查找原因。</p><p>　　從這次課程設(shè)計(jì)中，我學(xué)到

25、了不少的知識(shí)，用壓力給了我一個(gè)復(fù)習(xí)的機(jī)會(huì),鞏固了基礎(chǔ)知識(shí)，初步懂得了把書(shū)本和實(shí)踐想結(jié)合，在以往的學(xué)習(xí)中，我總感覺(jué)對(duì)課本知識(shí)不理解，不會(huì)融會(huì)貫通，在這次設(shè)計(jì)中，我真正把理論與實(shí)踐聯(lián)系起來(lái)，使我所學(xué)的高頻電子知識(shí)得到了的運(yùn)用，我覺(jué)得我的能力有了更進(jìn)一步的提高。在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我遇到了幾個(gè)自己不能解決的問(wèn)題，通過(guò)老師和同學(xué)的幫助最終把問(wèn)題解決，在此，我才知道自己的電子知識(shí)還是不夠，而且我們所學(xué)的理論知識(shí)是很有用的，沒(méi)有堅(jiān)實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)，是

26、不可能完成設(shè)計(jì)的。在此過(guò)程中，要感謝老師和同學(xué)們的大力支持和幫助。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張肅文,陸兆雄.高頻電子線路[M].高等教育出版社,1993.</p><p>　　[2] 趙負(fù)圖.無(wú)線接收發(fā)射應(yīng)用集成電路手冊(cè)[M].化學(xué)工業(yè)出版社出版,2004. </p><p

27、>　　[3] 高吉祥.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)[M].電子工業(yè)出版社,2002. </p><p>　　[4] 謝自美.電子線路設(shè)計(jì)[M].華中科技大學(xué)出版社,2000. </p><p>　　[5] 戴峻浩.高頻電子線路學(xué)習(xí)指導(dǎo)[M].國(guó)防工業(yè)出版社,1993.</p><p>　　[6] 曾興雯,陳健.高頻電子線路輔導(dǎo)[M].西安電子科技大學(xué)出版社,20

28、00.[7] 胡燁,姚鵬冀,江思敏.Protel99SE電路設(shè)計(jì)與仿真教程[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2010.</p><p>　　[8] 王冠華,電路設(shè)計(jì)及應(yīng)用[M].國(guó)防工業(yè)出版社,2008.</p><p><b>　　附錄：總電路圖</b></p><p><b>　　圖12 總電路圖</b></p>