高頻電子線路課程設計--調接收機設計

1、<p>　　課 程 設 計 任 務 書</p><p>　　題目 調幅接收機的設計 </p><p>　　主要內容、基本要求、主要參考資料等：</p><p><b>　　主要內容</b></p><p><b>　　設計一臺調幅接收機

2、</b></p><p><b>　　二．基本要求</b></p><p>　　1：電源電壓3v 頻率范圍 535-1605KHZ 中頻頻率 FI=465KHZ</p><p>　　畫出調幅接收機組成框圖，方案的確定（電路選型），中頻放大器設計計算。</p><p>　　2：完成課程設計說明書，說明書應含

3、有課程設計任務書，設計原理說明，設計原理圖，要求字跡工整，敘述清楚，圖紙齊備。</p><p>　　3：設計時間為一周。</p><p><b>　　三．主要參考資料</b></p><p>　　1:李銀華 電子線路設計指導 北京航天航空大學出版社2005.6</p><p>　　2:謝自美 電子線路設計·

4、;實驗·測試 華中科技大學出版社2003.10</p><p>　　3:張肅文 高頻電子線路 高等教育出版社2004.11</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要………..................................................................

5、..............................3</p><p>　　第一章 概述…………………………………………….………………4</p><p>　　第一節(jié) 設計的選擇及優(yōu)缺點……………………………………….4</p><p>　　第二章 調諧回路……………………………...………………………....6</p><p>　　

6、第一節(jié) 輸入調諧回路的作用與要求……………………………...6</p><p>　　第二節(jié) 輸入調諧回路的組成與工作原理.......................................6</p><p>　　第三章 變頻回路……………………………………………………….7</p><p>　　第一節(jié) 變頻電路的作用與要求………………….…………………7&

7、lt;/p><p>　　第二節(jié) 變頻電路的組成與變頻原理.................................................8</p><p>　　第四章 中頻放大電路、檢波和自動增益控制電路...................................................................………………………….11</p&

8、gt;<p>　　第一節(jié) 中頻放大電路……………………………………………11</p><p>　　第二節(jié) 檢波和自動控制增益電路………………………………13</p><p>　　第五章 低放級與功放級……………………...………….....................15</p><p>　　第一節(jié) 低放級電路………………………...…………………

9、….15</p><p>　　第二節(jié) 功率放大電路……………………………………............17</p><p>　　第六章 設計總結……………………………..………………………..18</p><p>　　附錄 A 設計原理圖.......................................18</p><p>　　

10、附錄B 元件清單及參考文獻…….…………………………………..19</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本課程設計是設計一個超外差式調幅接收機。該超外差式調幅接收機主要由調諧回路，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成。</p><p>　　本文將在第一章給出電路總的設計原理及

11、框架，并對此設計的優(yōu)缺點進行詳細的闡述。電路的各個部分（調諧回路，變頻回路，中頻放大級，檢波和自動控制增益電路，低放級和功率放大電路）具體的結構的作用、原理、原理圖、元器件的選擇將分別在第二、三、四、五章中做出詳細的說明。設計總結將在第五章中給出。</p><p>　　另外，此設計的總原理圖及參考文獻將在附錄中給出。</p><p><b>　　第一章 概 述</b>

12、</p><p>　　第一節(jié) 設計的選擇及優(yōu)缺點</p><p>　　為了滿足此次課程設計的要求，并較好的完成此次課程設計，經過查閱資料本設計有選擇的采用了超外差式接收機的設計方案。因為與普通的直放式接收機相比，優(yōu)點甚多，更加的實用。</p><p>　　一 普通直放式接收機</p><p>　　直放式接收機的特點是電路簡單，一般只用1——4

13、只，晶體管和一些基本元件。易于安裝調試，成本低，但它的靈敏度低，選擇性不太好。 </p><p>　　典型的電路圖如圖1.1所示：</p><p><b>　　圖1.1</b></p><p>　　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。</p><p><b>　　

14、二 超外差式接收機</b></p><p>　　輸入信號和本機振蕩信號產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，音質好（通頻帶寬），工作穩(wěn)定（不容易自激）。</p><p>　　其設計的整體框圖如圖1.2所示：</p><p><

15、b>　　圖1.2</b></p><p>　　超外差式接收機的缺點便是容易出現鏡像干擾（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）。</p><p>　　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（465kHz),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

16、波器之間插入一個變頻器及中頻放大器。</p><p><b>　　調諧回路</b></p><p>　　本章主要講的是超外差式接收機的第一部分---調諧回路。</p><p>　　第一節(jié) 輸入調諧回路的作用與要求</p><p>　　一 輸入調諧回路的作用</p><p>　　從天線接受下來的不同

17、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。</p><p>　　二 對輸入調諧回路的要求</p><p>　　要具有良好的選擇性；頻率覆蓋要足夠寬；電壓傳輸系數要大而且要穩(wěn)定。</p><p>　　第二節(jié) 輸入調諧回路的組成與工作原理</p><p>　　調諧回路是由可變電容 Ca、Cb 和天線線

18、圈 L1 組成。調節(jié)可變電容 C 可使 LC 的固有頻率等于電臺頻率，產生諧振，以選擇不同頻率的電臺信號。再由 L2 耦合到下一級變頻級。</p><p>　　其設計原理圖如圖2.1所示：</p><p><b>　　圖2.1</b></p><p><b>　　第三章 變頻回路</b></p><

19、;p>　　本章主要講述超外差式接收機的第二部分---變頻回路。變頻回路是此設計的關鍵電路之一，它直接影響到接收機的接受效果。變頻回路的結構、工作原理比較復雜，又可分為混頻、本機振蕩、選頻三部分。</p><p>　　第一節(jié) 變頻電路的作用與要求</p><p><b>　　一 變頻電路的作用</b></p><p>　　變頻電路是超外差式

20、接收機的重要組成部分，它的作用是將輸入調諧回路選出的信號的載波頻率變?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生失真</p><p><b>　　。</b></p><p>　　二 對變頻電路的設計要求</p><p>　?。ㄒ唬┰谧冾l過程中，中頻信號的包絡不能有任何失真，即中頻

21、信號的包絡應與輸入的高頻信號的包絡完全一致。</p><p>　?。ǘ┰谡麄€接收頻段范圍內，應始終保持本機振蕩信號頻率比輸入的高頻信號頻率高465KHZ，即有良好的跟蹤特性。</p><p>　?。ㄈ┳冾l電路的工作穩(wěn)定性要好，噪聲系數要小，增益要適當。</p><p>　　第二節(jié) 變頻電路的組成與變頻原理</p><p><b>

22、;　　一 變頻電路的組成</b></p><p>　　變頻電路的結構框圖及工作波形如圖3.1所示：</p><p><b>　　圖3.1</b></p><p>　　由結構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，混頻器的輸入信號由高頻調幅信號Us與本機振蕩器產生的高頻等幅振蕩信號UL兩部

23、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。</p><p>　　經過混頻后Fi為固定的465KHZ。</p><p><b>　　二 變頻電路的原理</b></p><p>　　變頻電路的設計原理圖如圖3.2所示：</p><p&

24、gt;<b>　　圖3.2</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┳冾l級</b></p><p>　　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。</p><p><b>　　（二）本振回路</b>

25、</p><p>　　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構成變壓器反饋式振蕩器。它能產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。</p><p>　　本振條件：正反饋 (相位條件），幅度(反饋量要足夠大）。</p><p><b>　?。ㄈ┗祛l電路</b></

26、p><p>　　由調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。</p><p><b>　?。ㄋ模┻x頻電路</b></p><p>　　由B

27、3的初級線圈和諧振電容C 組成并聯諧振電路，它的諧振頻率在465kHz，對 465kHz的中頻信號產生最大的電壓，并且通過</p><p>　　次極線圈耦合到下一極去。其原理圖如圖3.3所示。</p><p><b>　　圖3.3</b></p><p>　　第四章 中頻放大電路、檢波和自動控制增益電路</p><p>

28、<b>　　中頻放大電路</b></p><p>　　中頻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鍵電路。</p><p>　　一 中頻放大電路的作用與要求</p><p>　　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直接影響著整機的靈敏度、選擇性和自動增益控制等性能

29、。</p><p>　　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。</p><p>　　二 中頻放大電路的組成及原理</p><p>　　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

30、干擾信號與本振信號所產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。</p><p>　　其工作原理及設計原理圖如圖4.1所示：</p><p>　　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.它們也是并聯諧振在中頻465kHz。</p><p><b>　　圖4.1<

31、/b></p><p>　　三 中頻放大器的設計計算</p><p>　　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。</p><p>　　選用某高頻小功率晶體管，當VCE=6V,IE=2mA時，它的y參數為gie=2mS，Cie=12pF；goe=400uS,Coe=9.5p

32、F | yfe|=58.3mS,ψfe=-22°；|yre|=310uS, ψre=-88.8°設暫不考慮yre的作用，則得輸入導納Yi≈yie=gie+jωCie 輸出導納 Yo≈yoe= goe+jωCoe</p><p>　　設選取回路總電容C∑=200pF,</p><p>　　則回路的電感為L=1/ωo2* C∑ =586μH</p><

33、;p>　　若回路的空載品質因數Qo=100,</p><p>　　則回路損耗電導為Gp=1/Qo*ωo*L =5.84μS</p><p>　　再由同頻帶為8KHZ，中頻頻率為465KHZ，回路有載品質因數QL=57</p><p>　　由此求的并聯到LC回路上的總損耗電導為Gp`=1/QL*ωo*L</p><p><b>

34、　　=10.2μS</b></p><p>　　求得在匹配時的初級抽頭比為p1=N1/N=√(Gp`/2 go1)=0.113</p><p>　　初次級的匝數比為p2=N2/N=√(Gp`/2gi2)=0.065</p><p>　　根據L=586μH則求得初級線圈的匝數N=200,則N1=0.113*200=22.6, N2=0.065*200=13

35、</p><p>　　本級的增益（Avo）max= yfe/2*√[( go1* gi2)]=42</p><p>　　考慮到回路的插入損耗 K1=20lg[1/(1-QL/ Qo)]=7.33dB，因而凈功率增益為（Apo`）max=（Avo）max2-K1=24.67dB。</p><p>　　檢波和自動控制增益電路</p><p>　　

36、一 檢波電路的作用與要求</p><p>　　檢波電路的作用是把從中頻放大電路送來的調幅信號中解調出音頻信號，并將解調出的音頻信號送入音頻放大電路。</p><p>　　對檢波電路有效率要高，失真要小，濾波性能良好等要求。</p><p>　　二 自動增益電路的作用與要求</p><p>　　其作用是根據接收到的信號的強弱，自動調節(jié)接收機的高

37、頻增益；這樣即可避免接收弱信號時音量過?。ɑ蚪邮詹坏剑部杀苊饨邮諒娦盘枙r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）。</p><p>　　要求有：AGC控制的范圍要大，工作的穩(wěn)定性要高。</p><p>　　三 檢波、自動控制增益電路的工作原理</p><p>　　中頻放大器的中頻信號經中頻變壓器T5二次繞組送入檢波管VT4，利用PN結點單向導電特性

38、，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構成π型濾波電路（如圖4.2），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VT2的基級。</p><p><b>　　圖4.2</b></p>

39、<p>　　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4.3）。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。</p><p>　　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</p><p><b>　　圖4.3</b></p><p>　　第五章 低

40、放級與功放級</p><p><b>　　第一節(jié) 低放級電路</b></p><p>　　一 低放級電路的作用與要求</p><p>　　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。</p><p>　　二 低放級電路的原理及原理

41、圖</p><p>　　低放級電路（如圖5.1）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RP組成。</p><p>　　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C10耦合，加在VT5的發(fā)射結兩端。音頻信號被VT5放大后從集電極輸出，經C13耦合送入VT6的基級，不餓VT6放大后從集電極輸出。由于VT

42、6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。</p><p><b>　　圖5.1</b></p><p><b>　　功率放大電路</b></p><p>　　一 功率放大電

43、路的作用</p><p>　　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。</p><p>　　二 功放電路的設計原理圖</p><p><b>　　圖5.2</b></p><p><b>　　第六章 設計總結</b>

44、</p><p>　　此次課程設計，結合著前段時間的電子技能實訓中的對超外差式接收機的手工焊接，理論聯系實際，使我對調幅接收機的工作原理及組成更加的熟悉，徹底的理解了超外差的工作模式、工作原理及其相對普通接收機的優(yōu)點---靈敏度高，選擇性好，音質好（通頻帶寬），工作穩(wěn)定（不容易自激）。同時我也對通信電子電路的設計產生了更大的興趣。</p><p>　　附錄 A 設計原理圖及元件清單<

45、/p><p>　　設計的總原理圖如下圖7.1所示：</p><p><b>　　圖7.1</b></p><p>　　附錄 B 元件清單及參考文獻</p><p><b>　　一 元件清單</b></p><p><b>　　二 參考文獻</b></p