FM调频带照明收音机设计与实现VIP

柳州铁道职业技术学院毕业设计论文题目 FM 调频带照明收音机的设计与实现 系 别 信息技术学院 专业班级 14 级移动通信技术 15 班 学 号14102015162姓 名 黄媚 莫秀凤 杨美娟 指导教师 杨华勋 2017 年 1 月 6 日FM 调频带照明收音机的设计与实现内容摘要随着科学技术的发展，调频收音机的应用十分广泛，尤其消费类占有相当的市场。从分离元件组成的收音机到由集成电路组成的收音机，调频收音机技术已达到十分成熟的地步。从普通的调幅收音机到高级调频收音机，调频收音机以较高的技术含量和较高的音质得到了广泛的欢迎。本课题主要研究调频收音机的设计过程，各部分电路的组成、作用、性能指标和工作原理。叙述了 FM与 AM 之间的区别，从而得出 FM 相对于 AM 的优势，分析了芯片 CD9088 的特点及其各引脚功能。调频收音机电路是由天线、输入回路、高频放大电路、混频电路、本机振荡电路、中频放大电路、鉴频电路、低频功率放大电路、扬声器组成。其整机具有灵敏度高、工作稳定、选择性好及失真度小等优点。关键词： 混频电路；CD9088；中频放大；鉴频目录第一章 绪论 .1第二章 FM 与 AM 原理及概述 .22.1 AM 的原理 .22.2 FM 的原理 .22.3 FM 与 AM 的区别 .2第三章 收音机的组成与分析 .43.1 CD9088 集成电路的介绍 .43.2 收音机电路组成 .53.3 收音机电路分析 .7第四章 调试与故障排除 .94.1 调试 .94.2 故障排除 .9结束语 .11附录 .12附录 1：芯片资料图 .12附录 2： FM 收音机的材料清单表 .12附录 3 ：整体电路实物图片 .13参考文献 .14致谢词 .151第一章 绪论随着科学技术的不断发展，新颖的调频收音机的不断出现，技术不断的提高，设计出来的收音机外型精致小巧。从分离元件到集成电路，这标志着收音机的内部电路简单。用一个集成块就能完成所有的工作。从早期的调幅收音机到现在的调频收音机，我们可以想象收音机的不断改进和不断创新，使收音机的发展空间越来越大。现在，出现了新一代高科技产品调频收音机，功能强大，性能优良，设计精巧耐用。在这种环境下，收音机更加受到了无线电行业、专业电子技术机构和无线电团体人员的关注。现今的用户对于收音机技术上的要求相对较高，这也促使了收音机的控制方式需要不断改进、音质水品等技术指标也需要不断提高。天线接收到的高频信号通过输入电路与收音机的本机振荡频率（其频率较外来高频信号高一个固定中频，我国中频标准规定为 465KHZ）一起送入变频管内混频，在变频级的负载回路（选频）产生一个新频率即通过差频产生的中频，中频只改变了载波的频率，原来的音频包络线并没有改变，中频信号可以更好地得到放大，中频信号经检波并滤除高频信号。再经低放、功率放大后，推动扬声器发出声音。已调载波（调幅收音机的中频为 465KHz,调频收音信号的中频为10.7MHz）接着通过中放通道的选频网络选出要接收的已调载波，随后进行放大和解调（检波）从已调载波中提取出原电信号。这就完成了无线电信号的接收和解调。然后听过前置放大和功放驱动器驱动扬声器还原成声音（对于收音机）。收音机的接收原理就是把从天线接收到的高频信号经检波（解调）还原成音频信号，送到耳机变成音波。由于广播事业发展，天空中有了很多不同频率的无线电波。如果把这许多电波全都接收下来，音频信号就会象处于闹市之中一样，许多声音混杂在一起，结果什么也听不清了。为了设法选择所需要的节目，在接收天线后，有一个选择性电路，它的作用是把所需的信号（电台）挑选出来 并把不要的信号“滤掉”以免产生干扰。这就是我们收听广播时，所使用的“选台”按钮。2第二章 FM 与 AM 原理及概述2.1 AM 的原理AM 是振幅调制的英文缩写，是指对信号进行幅度调制。一般做法就是先在原信号上叠加一个直流信号以保证信号 f(t)+A0 然后乘上一个高频的余弦信号，即得到 g(t)=f(t)+Acost。在频域上的效果就是将原信号的频谱移动到处，以适合信道传输的最佳频率范围。g(t)的包络线即 f(t)+A,用一个简单的包络检测电路就可以接收并还原信号了。 2.2 FM 的原理FM 是调频调制的英文缩写。音频信号的改变往往是周期性的一个最容易理解音频调制技术的范例是小提琴和揉弦，揉弦通过手指和手腕在琴弦上快速颤动，使琴弦的长度发生快速变化，从而最终影响小提琴声音的柔和度。与 FM 无线电波相同，FM 合成理论同样也有着发音体，载体和调制体三个元素。发音体或称载波体，是实际发出声音的频率振荡器、调制体或称调制器，负责调整变化载波所产生出来的声音。载波频率、调制体频率以及调制数值大小，是影响FM 合成理论的重要因素。我们习惯上用 FM 来指一般的调频广播 76108MHz，在我国为 87.5108MHz、日本(7690MHz）FM 是一种调制方式,即使在短波范围的 2730MHz 之间，做为业余电台、太空、人造卫星通讯应用的波段，也有采用调频 FM 方式的。2.3 FM 与 AM 的区别调频比调幅的抗干扰能力强。外来的各种干扰、工业和天平干扰等，对已调波主要影响表现为产生寄生调幅，形成噪声。调频可以用限幅的方法，消除干扰所引起的寄生调幅。而调幅制中已调幅信号的幅度是变化的，因而不能采用限幅，也就很难消除外来的干扰。另外，信号的信噪比越大，抗干扰能力就越强。而解调后获得信号的信噪比与调制系数有关。调制系数越大，信噪比越大。由于调频系数远大于调幅系数，因此，调频波信噪比高，调频广播中干扰噪声较小。调频制功率的利用率要大于调幅制。发射总功率中，边频功率为传送调制信号的有效功率，而变频功率与调制系数有关，调制系数越大，则边频功率大。3由于调频 MF 大于调幅系数 MA，所以调频制的功率利用率要比调幅制高。本次方案选用的是 FM 调制。理由有以下几点： 1) 在同样的频率、功率等条件下，用调频方式传输信号比调幅方式要远得多。因为调幅方式的载频电平要高出噪声电平三四十分贝才能得到良好的图像指标，而调频方式只要高出噪声电平几分贝即可。 2) 调频比调幅抗干扰能力强：外来的各种干扰、加工业和天电干扰等，对已调波的影响主要表现为产生寄生调幅形成噪声。调频制可以用限幅的方法，消除干扰所引起的寄生调幅。而调幅制中已调幅信号的幅度是变化的，因而不能采用限幅，也就很难消除外来的干扰。3） 另外，信号的信噪比愈大，抗干扰能力就愈强。而解调后获得的信号的信噪比与调制系数有关，调制系数越大，信噪比越大。由于调频系数远大于调幅系数，因此，调频波信噪比高，调频广播中干扰噪声小。 4) 调频波比调幅波的频带宽。频带宽度与调制系数有关，调制系数越大，频带越宽。调频中常取调制系数大于 1，而调幅系数是小于 1 的，所以调频波的频带宽度要比调幅波的频带宽度大的多。AM 通过改变输出信号的幅度，来实现传送信息的目的，即通常说的中波。而 FM 是一种以载波的瞬时频率变化来表示信息的调制方式，即通常说的微波。调幅中波传输，信号质量稳定，靠天馈传输，受天气条件影响较大，抗干扰能力低，而调频微波传输，信号质量高，发射功率小，覆盖范围大，抗干扰能力比调幅抗干扰能力强。通过对比 AM 与 FM 特点,FM 比 AM 具有更多的优越性。4第三章 收音机的组成与分析3.1 CD9088 集成电路的介绍调频收音机具有灵敏度高、选择性好、通频带宽、音质好等特点。采用CD9088 调频专用集成电路来制作电调谐调频收音机，具有电路简单、制作容易、调试方便、性能价格比高、音质好、成本低、体积小等特点。CD9088 是适用于电调谐微小型 FM 收音机的单片集成电路，采用 16 脚双列扁平封装，工作电源电压范围为 1.85V，典型值为 3V。该电路内包含了 FM 收音机从天线接收到鉴频输出音频信号的全部功能。图 3-1CD9088 内部结构框图CD9088 集成电路的主要特点：CD9088 电路设有搜索调谐电路、信号检测电路、静噪电路以及频率锁定环（FLL）电路。CD9088 电路的中频频率为 70kHz，外围电路不用中频变压器，其中频率选择由电路内部 RC 中频滤波器来完成。在调谐方式上，CD9088 即可采用传统的可变电容机械调谐，也可像数字调谐收音机那样采用电调谐方式来搜索电台。在采用电调谐时，只需操作搜索调谐按钮（SCAN），电路便自动地由频率低端向频率高端搜索电台，一旦搜索到电台信5号，调谐自动停止。当调谐到 FM 接收频率最高端时，只需按一下复位按钮(RESET)，本振频率回到最低端，搜索调谐又重新开始。表 3-1 CD9088 集成电路各引脚功能表3.2 收音机电路组成调频就是频率调制，所谓频率调制就是原来等幅恒频的高频信号的频率，随着调制信号、音频信号的幅度变化而变化，调频收音机就是接收这些频率调制的无线电信号，经过解调还原成原信号的电子设备。调频收音机电路一般主要由接收天线、输入回路、高频放大电路、混频电路、本机振荡电路、AGC 自动增益控制、中频放大电路、鉴频电路、功率放大电路、扬声器组成。引脚 符号 功能 引脚 符号 功能1 OUTMUTE 静音输出 9 INIF 限幅中频输入2 OUTAF 音频输出 10 FILLP2 限幅低通滤波3 LOOP 音频滤波 11 INRF 射频输入4 Vcc 电源 12 INRF 射频输入5 OSC 振荡 13 FILLM 限幅器偏置滤波6 IFFB 中频反馈 14 GND 地7 FILLP1 低通滤波 15 FILAP 全通滤波8 OUTIF 中频输出 16 TUNE 电调/AFC 输出6图 3-2 收音机电路组成图天线：接收无线电波发射的信号。输入回路：调频收音机输入回路的作用是从天线接收到的各种高频信号中选择出调频波段的信号,它分为固定调谐式输入回路和可变调谐式输入回路两种电路形式。高频放大电路：高频放大电路的主要作用是对高频调频信号进行放大,以提高调频收音机的接收灵敏度。 高频放大电路一般采用共基放大电路,这是因为共基电路的截止频率高,适用于高频率放大,并且共基电路的输入阻抗低,容易与天线的阻抗相匹配。本机振荡电路：大多是采用共基电路 LC 振荡的方式，从三极管的集电极输出信号，经变压器反馈到发射极，发射极回路是个 LC 谐振回路，具有选频特性，由 LC 谐振回路来控制频率。共基电路的优点是工作比较稳定，适用频率高混频电路：就是将两个不同频率的信号（其中一个成为本机振荡信号，另一个是高频与调波信号）加到非线性器件进行频率变换，然后由选频回路取出中频分量。中频放大电路：（1）调频收音电路中的中频放大器用来放大 10.7MHz 的中频信号，使中频信号达到鉴频器所需要的幅度。（2）调频收音电路的中频信号频率比调幅收音电路的中频信号频率高出许多，单声道和立体声调频收音电路的中频信号都是 10.7MHz。鉴频电路:（1）鉴频器相当于调幅收音电路中的检波电路，将调频的中频信号转换成音频信号或立体声复合信号。收到普通调频广播电台节目时，鉴频器