超外差式调幅发射与接收机电路设计

1、淮 海 工 学 院课程设计报告书 题 目： 超外差式调幅发射与接收机 电路设计 学 院： 电子工程学院 专 业： 通信工程 班 级： 通信091 姓 名： 蒋瑛洁 学 号： 2012年 1 月 5 日超外差式调幅发射与接收机电路设计1 引言随着科学技术的不断发展，我们的生活越来越科技化。正是这些科学技术的进步，才使得我们的生活发生了翻天覆地的变化。这学期，我们学习了高频电子线路这门课，让我对无线电通信方面的知识有了一定的认识与了解。通过这次的课程设计，可以来检验和考察自己理论知识的掌握情况，同时，将理论变成实践，更是能使自己加深对理论知识的理解，提高自己的设计能力。1.1 发射机原理概述及框图

2、发射机的主要任务是完成有用的低频信号对高频载波的调制,将其变为在某一中心频率上具有一定带宽、适合通过天线发射的电磁波。通常，发射机包括三个部分：高频部分，低频部分，和电源部分。高频部分一般包括主振荡器、缓冲放大、倍频器、中间放大、功放推动级与末级功放。主振器的作用是产生频率稳定的载波。为了提高频率稳定性，主振级往往采用石英晶体振荡器，并在它后面加上缓冲级，以削弱后级对主振器的影响。低频部分包括话筒、低频电压放大级、低频功率放大级与末级低频功率放大级。低频信号通过逐渐放大，在末级功放处获得所需的功率电平，以便对高频末级功率放大器进行调制。因此，末级低频功率放大级也叫调制器。超外差式调幅发射机系统

3、原理框图如图1所示。主振器缓冲高频放大振幅调制高频功率放大低频信号图1.1 超外差式调幅发射机系统原理框图1.2 接收机原理概述及框图接收机的主要任务是从已调制AM波中解调出原始有用信号，主要由输入电路、混频电路、中放电路、检波电路、低频放大器、低频功率放大电路和喇叭或耳机组成。原理框图如图2所示。混频中频放大检波器低频电压放大低频功率放大本机振荡图1.2 超外差式调幅接收机系统原理框图输入电路把空中许多无线电广播电台发出的信号选择其中一个，送给混频电路。混频将输入信号的频率变为中频，但其幅值变化规律不改变。不管输入的高频信号的频率如何，混频后的频率是固定的，我国规定为465KHZ。中频放大器

4、将中频调幅信号放大到检波器所要求的大小。由检波器将中频调幅信号所携带的音频信号取下来，送给低频放大器。低频放大器将检波出来的音频信号进行电压放大。再由功率放大器将音频信号放大，放大到其功率能够推动扬声器或耳机的水平。由扬声器或耳机将音频电信号转变为声音。2 调幅发射机电路设计与工作原理2.1 主振荡器的设计及仿真此次设计，主振荡器采用经典的三点式晶体振荡器，要求产生一个15MHz的正弦波。晶体的稳定性较好，所以，晶体振荡器的频率也相对稳定。图2.1.1 皮尔斯晶体振荡电路图2.1.1为并联型晶体振荡器，其中晶体是作为Q值的电感使用，因此用晶体构成的选网络应该是LC谐振回路，该电路又称为皮尔斯晶

5、体振荡电路。L1为高频扼流圈，为集电极提供直流偏置；C4为旁路电容，保证晶体管的基极交流接地，直接接入LC回路，减小损耗；Cc为耦合电容，利用极高的Qq和极小的Cq便可以获得喝高的频稳定度。C1,C2是晶体负载电容。仿真如图2.1.2所示。图2.1.2 并联晶体振荡器仿真图2.2 缓冲放大器的设计晶体振荡器产生的信号相对较弱，再加上传播过程中各种原因导致的衰减，必须要进行放大后才能做载波，同时也必须减弱前后电路的相互影响，所以产生振荡电路后必须使用缓冲放大器进行控制。图2.2.1 缓冲放大电路这是采用分压式偏置电路，静态电压时通过电阻R1、R2的分压提供的。R4旁边的加一个旁路电容C3可以避免

6、电阻R4对电路的影响。输入信号由C1耦合到三极管的基极，输出信号由电容C2耦合输出。为了更好的对高频信号放大，采用型号为MPQ2222的三极管，要改变放大倍数只要调整电阻就可以了。仿真如图2.2.2所示。图2.2.2 缓冲放大电路仿真2.3 振幅调制电路的设计振幅调制电路采用基极振幅调制电路，基极调制是三极管本身具有的调制特性。如图2.3所示，载波变压器耦合L2、C1构成的L型网络加到晶体管基极上，调制信号通过变压器Tr和扼流圈L3加到基极上，C2为高频滤波电容。图2.3 基极振幅调制电路2.4 高频功率放大器的设计及仿真由调制器产生的高频已调制信号的功率很小，所以必须对已调信号进行功率放大，

7、才能进行远距离高质量的传输，功率放大电路有很多，如图2.4.1所示，采用的是乙类推挽功率放大器，功率放大后的已调波信号通过天线以电磁波的形式发射出去了。图2.4.1 乙类推挽功率放大电路经AM调制后的信号通过C1进入基极，基极偏执电压必须设置在功率管的截止区内。仿真如图2.4.2所示。图2.4.2 高频功率放大电路仿真图2.5 低频信号的设计音频信号是一个低频信号，音频放大器被用作一个普通的低频放大器，放大到调制信号需要的幅值上。图2.5是音频放大电路，产生一个3kHz的音频信号，如图是一个两级低频放大电路，三极管Q1为射级跟随器，主要起隔离级的作用；三极管Q2采用的是高频定性的分压式偏置电路

8、。电容C1、C2为隔直流耦合电容，C1讲音频信号耦合到放大电路中，C3讲信号耦合出来，从而避免直流电源和交流信号相互影响。由上可看出放大电路采用的是直接耦合的方式，前后放大电路的静态工作点互不影响，原始音频信号在这样的电路下被放大成我们需要的信号。图2.5 音频放大电路仿真如图2.5.2所示。图2.5.2 音频放大电路仿真图2.6 发射机的整体电路及PCB版图2.6.1 发射机整体电路图2.6.2 发射机电路制成的PCB版3 调幅发射机电路设计与工作原理3.1 本机震荡电路的设计及仿真电容三点式振荡电路。图中RB1，RB2和RE是偏执电阻C1和CE为旁路电容，Cc为隔直流电容，CE和RE组成负反馈电路，L和C1,C2构成并联谐振回路，三极发射机通过CE交流接地，所以C2上反馈到发射结的电压必须加到三极管的基极上。根据反馈振荡器的起振条件：振幅起振条件或和相位起振条件可得电容三点式振荡器的震荡角频率