毕业设计（论文）-可调频的无线通信接收机(收音机).doc

毕 业 设 计 题目题目: :可调频的无线通信接收机可调频的无线通信接收机( (收音机收音机) ) 学 院： 信息与电子工程学院 信息与电子工程学院 专 业： 应用电子技术 应用电子技术 届 别： 12 12 届届 学 号： 姓 名： 指导教师： 填写日期： 20142014 年年 1111 月月 2929 日日 信息与电子工程学院毕业设计文档 摘摘 要要 本设计以无线通信作为入口，介绍了目前流行的采用超外差式作为本设计接收 机的体系结构。并通过了很好的选择元器件，设计了一款无线调频接收机的电路。 通过本设计深入了解无线通信的系统组成，无线接收机作为用户终端。对产品的实 用等功能有系统的理解，从而对无线通信系统（特别是用户接收终端）的设计、开 发、生产和调试的技巧、方法都有很大的认识。 本设计着重分析了无线调频接收机的电路原理，并运用集成电路 CD9088 和 CD2822，以及一些少量元件，使得电路的设计变得简单。主要的设计思路是：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。其接收频段范围是：88MHz108MHz。且接收 性能良好、电路整洁、操作简单方便、实用。 本课题的设计成果，基本满足以上要求，性能指标符合。缺点是只具备接收功 能而不具备发射功能，电路存在失真。 关键词：无线通信；超外差式；调频；接收机； 目目 录录 1 1绪绪 论论.1 1.1 课题背景.1 1.2 课题概述.1 1.3 系统方案论证.1 2.2.无线调频接收机（收音机）设计无线调频接收机（收音机）设计. 2 2.1 调频波的特点.2 2.1.1 调频波的形成.2 2.1.3 调频广播的优点.2 2.1.4 单声道调频接收机（收音机）基本组成及信号流程.2 3.3.集成芯片介绍集成芯片介绍.3 3.1 CD9088 集成芯片.3 3.1.1 功能框图.3 3.1.2 引脚说明.3 3.1.3 电特性（极限参数）.4 3.2 CD2822 集成芯片.4 3.2.1 功能框图.4 3.2.2 引脚说明.5 3.2.3 电特性（极限参数）.5 3.3 电路原理图.5 3.4 电路工作原理分析.6 4.PBCPBC 电路板设计电路板设计.6 4.1 元器件封装库的制作.6 4.2 元器件的布局.6 5 5. .结束语结束语.7 信息与电子工程学院毕业设计文档 6.6.参考文献参考文献.8 7.7.致致 谢谢.9 8.8.附附 录录.10 8.1 电子元器件外观图.10 8.2 电路原理图.11 8.3 元器件清单.11 信息与电子工程学院毕业设计文档 1 可调频的无线通信接收机可调频的无线通信接收机 1 1绪绪 论论 1.1 课题背景 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和小巧。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 机的不断的改进和不断创新，使收音机的发展空 间愈来愈大。现在， 出现了新一代高科技产品数字调频收音机，功能强大， 性能优良， 设计精巧耐用。 1.2 课题概述 调频收音机电路设计，主要采用两块集成块，这两块集成块分别是 IC1 CD9088 和 IC2 CD2822。IC1 集成块具有混频、滤波、中放和检波、电子调谐、本振、静音 等功能；IC2 功放电路由内部结构相使负载（耳机，喇叭）接近纯电阻状态，来保 护负载和功放的功能。两块集成块和一些分离元件组成了调频收音机。该电路即可 以实现调幅也可以实现调频，具有两项功能。可以说这是高科技的产物 1.3 系统方案论证 方案一：本方案使用集成芯片 CD9088 和 CD2822。CD9088 芯片其内部包含本地 振荡器、混频器、中频放大器、音频功率放大器、鉴频器等。从天线接收到的信息 经过高频放大电路放大。然后送入 CD9088 中的混频器，使得该信号与本振信号混 频，得到中频信号。接着将中频信号放大，限幅后，在通过鉴频器的作用调解出音 频信号，送入 CD2822 进行音频功率放大，以推动扬声器的正常工作。该设计与自 动搜索电台调频接收机而言属于普通调频收接收机。需要外加天线，还需要通过手 动调节可变电容来实现调频。 方案二：本方案使用 TDA7088 集成芯片，电路中包含了收音机中天线接收、振 荡器、混频器、AFC 电路、中频放大器、中频限幅器、中频滤波器、鉴频器、低频 静噪电路、音频输出等全部功能。还专门设有搜索调谐电路、信号检测电路及频率 锁定环路。 取代可变电容器的是可变二极管，它是一种特殊的二极管。它的 PN 结电容随着 PN 结上的偏压变化而改变。偏压增大，PN 结变厚，PN 结电容变小；偏压降低，PN 结变薄，则 PN 结电容增大。因此改变 PN 结上的偏压，就可以改变 PN 结的电容。 电路中可变二极管接在本机振荡电路上，可以改变振荡频率。 信息与电子工程学院毕业设计文档 2 相比于两种方案，经过我们小组成员和老师的讨论，一致决定选择方案一的研 究方案。 2.2.无线调频接收机（收音机）设计无线调频接收机（收音机）设计 2.1 调频波的特点： 2.1.1 调频波的形成： 调制是通过用待传送的音频信号（即调制信号）去控制高频载波的振幅、频率 或相位来实现。 2.1.2 调频广播的优点： 1.抗干扰能力强，噪声低。 2.频带宽，音质好。 3.解决电台拥挤，频率不够分配的问题。 2.1.4 单声道调频接收机（收音机）基本组成及信号流程： （一）基本组成： 如下图所示为单声道可调频的无线接收机（收音机）的基本组成方框图，它 由输入回路、高频放大、混频、本振、中放、限幅、鉴频、音频放大等电路组成。 （1）调频收音机，通常设有高频放大电路，它由输入回路、高频放大、混频 与本振电路组成。 （2）调频收音机变频后的中频频率为 70KHz,与调幅收音机组成的电路形式基 本相同。 （3）调频收音机接收的是调频波，想要从中解调出音频信号，就要用到鉴频 电路。 单声道调频收音机电路方框图 （二）信号流程： 信息与电子工程学院毕业设计文档 3 如上图所示，天线接收到信号，经过输入回路的选频，将选出的等幅调频波 先送入高频放大电路进行放大，以增加输入信号的幅度，然后通过混频作用，变换 成 70KHz 固定的调频波。这里的中频调频信号，保持了原有的频率偏移特性，知识 降低了其频率。限幅电路的作用就是把不用的信号剔除掉，防止干扰。然后把信号 送至鉴频器。通过解调作用，把调频波中的频率变换转成信号幅度变化，得到相对 应的音频信号。然后音频信号在经过低放，音频功率放大，来推动扬声器放出声音 来。 3.3.集成芯片介绍集成芯片介绍 3.1 CD9088 集成芯片 3.1.1 功能框图 集成芯片 CD9088 内集成有本地振荡器、混频器、中频放大器、音频功率放大器、 鉴频器等。该电路的推荐电源电压为 5V，CD9088 采用 16 脚双列扁平封装，管脚排 列及内部功能结构如下图所示： 3.1.2 引脚说明 引脚符号功能引脚符号功能 1OUTMUTE静音输出9INIF限幅中频输入 2OUTAF音频输出10FILLP2限幅低通滤波 3LOOP音频滤波11INRF射频输入 4VCC电源12INRF射频输入 信息与电子工程学院毕业设计文档 4 5OSC振荡13FILLIM限幅器偏置滤波 6IFFB中频反馈14GND地 7FILLPI低通滤波15FILAP全通滤波 8OUTIF中频输出16TUNE电调/AFC 输出 3.1.3 电特性（极限参数） 除非另有规定，Tamb=25 摄氏度 参数名称符号额定值单位 电源电压Vcc5V 工作环境温度Tamb-1070 贮存温度Tstg-55150 3.2 CD2822 集成芯片 3.2.1 功能框图 信息与电子工程学院毕业设计文档 5 3.2.2 引脚说明 引出端序号符号功能引出端序号符号功能 1OUT（1）1 通道输出2VCC电源 3OUT(2)2 通道输出4GND地 5IN-(2)2 通道反向输 入 6IN+(2)2 通道同向输 入 7IN+(1)1 通道同向输 入 8IN-(1)1 通道反向输 入 3.2.3 电参数（极限参数） 绝对最大额定值，若无特别规定，以下参数均在 TA=25下测定： 数值符号参数 最小值最大值 单位 VCC电源电压-15V IO输出电流-1A TA=50-1WPD功耗 T case=50-1.4W TA工作环境温度-2070 T stg贮存温度-40150 T j结温-40150 3.4 电路原理图 信息与电子工程学院毕业设计文档 6 3.4 电路工作原理分析 CD9088 是一块专用单片机调频收音机芯片，其外围电路简单，电路内置中频 频率为 70KHz 的锁相环系统，选择性由有源 RC 滤波器实现，静音电路可抑制非中 频信号和太弱的中频信号。其特点如下：内含单声道收音机从射频输入到音频输出 的所有功能电路，静音电路，内含自动频率控制系统可用于机械调节，电源极性保 护，工作电源电压可低至 1.8V。 调频信号由拉杆天线经 C1、C5 和 L2 的输入电路进入 IC1 的 11、12 脚混频电 路，本振电路采用的是可变电容器 C23、L1 等元器件，可实现手动调台。2 种信号 在 IC1 内混频后产生 70KHz 的中频信号，经内部中频放大，中频限幅器，送到鉴频 器检出音频信号，经内部环路滤波后由 2 脚输出音频信号。电路中的 C18 为静噪电 路，3 脚接的 C17 为音频环路滤波电容，6 脚和 8 脚之间接的 C15 为中频反馈电容， 7 脚接的 C16 为低通电容器，8 脚和 9 脚之间接的 C10 是中频耦合电容，10 脚接的 C7 是限幅放大器的低通电容。 2 脚输出的音频信号经过 R4、RV、C13 耦合到功率放大集成电路 TDA2822 的输 入端 7 脚，经过 IC2（TDA2822）内部功率放大后由 1、3 脚输出经过放大后的音频 信号以推动扬声器工作，电路中带开关的电位器 RV 是用来控制电源的开和关，以 及控制音量的大小。 4.PCB 电路板设 4.1 元器件封装库的制作 在找元器件封装的时候，有些器件的封装可能不存在，或则不适用，这就需要 我门亲自动手绘制一个所需要的封装。在制作过程中，除了要准确画出焊点之间的 距离外，还需要明确的表示出器件的外形大小。以免在安装的时候出现问题（如： 装不上、器件拥挤等），所以要用特殊仪器准确的量出元器件的外形及管脚之间的 距离。 4.2 元器件的布局 元器件布局的好坏不仅对成果的美观有一定影响。还对成品的质量具有决定性 作用。第一，由于我们制作的调频接收机（收音机）需要人为进行对其进行操作， 所以在考虑布局的时候，我们考虑到这点，便将与外界操作有直接联系的元件布置 在电路板边缘附近。在我们制作的电路板与外界有直接联系的有：天线的接入点、 电源的接入端、音频输出接口以及调谐用的可变电容器。第二，由于无线通信接收 机是接收无线信号，布局的不合理性将产生很大的干扰能力。为了减少元器件之间 信息与电子工程学院毕业设计文档 7 的干扰。我们将有直接联系的电容、电感尽量的布置在了一起。 5.5.结束语结束语 本设计的可调频的无线通信接收机，采用了 CD9088 和 CD2822 集成芯片，制 作了一款外围原件较少的接收机,其具有功率小、耗电量小，成本低、组装容易，灵 敏度高，音质清晰等优点。它具有一般收音机所具有的的功能，既能在固定频率下，接收到对 方所发出的声音，也能接收到固定的广播信号。 本设计存在许多不足的地方，最明显的是：一，不能手动控制频率，以达到我们想要就 能调到所要的频率。二，只具有接收功能，而不具备发送的功能。在之后的工作中，翻阅更多 更深度具有研究意义的书籍。查找更多有相关的书籍，以便于改进目前所研究中存在的这二大 不足。完成更好的作品。 信息与电子工程学院毕业设计文档 8 6.6.参考文献参考文献 1王卫东.高频电子电路M.北京:电子工业出版社,2009.03 2周雪.模拟电子技术（修订版）M.西安：西安电子科技大学出版社，2004. 3高鹏，安涛，寇怀成.Protel 99 SE 入门与提高.北京：人民邮电出版社，2000 4王军伟.收音机原理与故障分析.北京：高等教育出版社，2000 信息与电子工程学院毕业设计文档 9 7.7.致致 谢谢 在论文结束之际，我要感谢那些在我学习过程中给予我大量帮助的老师，同学 门。 首先，我要感谢教育和培养我的所有老师，从他们身上，我不仅学习到了大量 的宝贵知识，更学到了做人原则。 其次，我要感谢吴老师。本论文是在吴老师的指导下完成的，从论文的选题到 论文的写作无不凝结的吴老师的心血。在我们设计的过程中，不断给与我们解释， 分析，启发，引导等帮助。让我们补充了理论的知识和实践上的经验。在他的身上， 我看到了严谨的态度和务实的精神。再次感谢吴老师严谨的工作作风和专业的学术 知识，帮我克服了许多技术和理论上的困难。 同时，我还要感谢所有教过我的老师以及我所结识的朋友门。，他们在我大学 期间给予了我很多关心与照顾，正因为他们支持我才能够顺利地完成学业。 信息与电子工程学院毕业设计文档 10 8.8.附附 录录 8.1 电子元器件外观图： CD9088 内部方框图 CD2822 内部方框图 附图 1 各元器件外观图 信息与电子工程学院毕业设计文档 11 8.2 电路原理图： 附图 2 原理图 8.3 元器件清单： 序序 号号 名称名称型号型号位号位号数数 量量 序序 号号 名称名称型号型号位号位号数数 量量 1电阻电阻510R2 R6223电解电容电解电容1000uFC31