通信基本电路课程设计-超微差调幅接收机.doc

通信基本电路课程设计超微差调幅接收机学号：姓名：年级.专业：电信-08-3指导老师： 2011年6月9日星期四摘 要本课程设计是设计一个超外差式调幅接收机。该超外差式调幅接收机主要由调谐回路，变频回路，中频放大级，检波和自动控制增益电路，低频放大电路和功率放大电路构成。本文将在第一章给出电路总的设计原理及框架，并对此设计的优缺点进行详细的阐述。电路的各个部分（调谐回路，变频回路，中频放大级，检波和自动控制增益电路，低放级和功率放大电路）具体的结构的作用、原理、原理图、元器件的选择将做出详细的说明。另外，此设计的总原理图及参考文献将在附录中给出。关键字 调幅超外差本振放大器调谐中频 检波电路目录一 设计目的及其要求31.设计目的32 .设计要求3二 设计的选择及优缺点31.普通直放式接收机32. 超外差式接收机3三 单元电路设计31.输入调谐回路32 变频回路33中频放大电路34 检波和自动控制增益电路35低放级电路36 音频功率放大电路3四 部分参数选择与计算3五 心得体会3附录：总原理图及参考文献.3一 设计目的及其要求1.设计目的1）、掌握调幅收音机各功能模块的基本工作原理。2）、掌握调幅接收系统的调试过程及故障排除。3）、培养学生掌握电路设计的基本思想和方法。4）、查阅文献，整理文挡。2 .设计要求主要性能指标电源电压3v频率范围：5351065kHz中频频率：465kHz灵敏度：14dB输出功率：最大不失真功率100mW电源消耗：静态时，12mA，额定时约80Ma二 设计的选择及优缺点为了满足此次课程设计的要求，并较好的完成此次课程设计，经过查阅资料本设计有选择的采用了超外差式接收机的设计方案。因为与普通的直放式接收机相比，优点甚多，更加的实用。1.普通直放式接收机直放式接收机的特点是电路简单，一般只用14只，晶体管和一些基本元件。易于安装调试，成本低，但它的灵敏度低，选择性不太好。 典型的电路图如图1.1所示：为了克服直放式接收机的灵敏度低选择性不好的缺点，我们便引入了“超外差”的设计理念。2. 超外差式接收机输入信号和本机振荡信号产生一个固定中频信号的过程。 因为，它是比高频信号低，比低频信号又高的超音频信号，所以这种接收方式叫超外差式。用这种方法设计的接收机的优点是：灵敏度高，选择性好，音质好（通频带宽），工作稳定（不容易自激）。超外差式接收机的缺点便是容易出现镜像干扰（比接收频率高两个中频的干扰信号）和假响应（变频电路的非线性）。超外差式是与直放式相对而言的一种接收方式。超外差式收音机能把接收到的频率不同的电台信号都变成固定的中频信号（465kHz),再由放大器对这个固定的中频信号进行放大。在选择回路（输入回路）或高频放大器与检波器之间插入一个变频器及中频放大器。三 单元电路设计1.输入调谐回路 1）.对输入调谐回路的要求要具有良好的选择性；频率覆盖要足够宽；电压传输系数要大而且要稳定。 2）.输入调谐回路的组成与工作原理调谐回路是由可变电容 Ca、Cb 和天线线圈 L1 组成。调节可变电容 C 可使 LC 的固有频率等于电台频率，产生谐振，以选择不同频率的电台信号。再由 L2 耦合到下一级变频级。其设计原理图如下2 变频回路 本章主要讲述超外差式接收机的第二部分-变频回路。变频回路是此设计的关键电路之一，它直接影响到接收机的接受效果。变频回路的结构、工作原理比较复杂，又可分为混频、本机振荡、选频三部分。1）.变频电路的作用与要求变频电路的作用变频电路是超外差式接收机的重要组成部分，它的作用是将输入调谐回路选出的信号的载波频率变为固定的中频频率（465KHZ），同时保持中频信号的包络与高频载波信号的包络完全一致，使传送的低频信号不至产生失真.对变频电路的设计要求 在变频过程中，中频信号的包络不能有任何失真，即中频信号的包络应与输入的高频信号的包络完全一致。在整个接收频段范围内，应始终保持本机振荡信号频率比输入的高频信号频率高465KHZ，即有良好的跟踪特性。 变频电路的工作稳定性要好，噪声系数要小，增益要适当。2) 变频原理及其电路原理：在变频中，混频器的输入信号由高频调幅信号Us与本机振荡器产生的高频等幅振荡信号UL两部分组成，两部分信号在混频器中进行混频，并送入中频选频回路，经中频选频回路选出465KHZ的中频信号Ui，再把Ui送入中频放大电路进行放大。经过混频后Fi为固定的465KHZ。电路：.本振电路如图示.中频选频电路如图示.混频电路由调谐回路和本振电路组成天线所接收信号由L4.5耦合到Q1 的基极，本机振荡信号通过 C4耦合到Q1 的发射极。两种频率的信号在 Q1 中混频，混频后由集电极输出各种频率的信号。其中包含本机振荡频率和电台振荡频率的差额等于465kHz 的中频信号。3中频放大电路 中频放大电路是接收机的重要组成部分，是决定接收机灵敏度及选择性的关键电路。1).中频放大电路的作用 中频放大电路对中频信号进行选频和放大，然后将放大了的中频信号送入检波器去检波。中频放大电路的品质直接影响着整机的灵敏度、选择性和自动增益控制等性能。 对中频放大电路主要有增益要高、选择性要好和同频带要合适三方面要求。2).中频放大原理及其电路原理中频放大电路一般是由两级中频放大器组成，每级中频放大器的前面及后面均设有465KHz的中频选频回路，以对中频信号进行放大和选频。第一级中频放大器的输入信号是来自变频级的中频信号，第二级中频放大器的输出信号经第三中频变压器的耦合送入检波器进行调解。电路4 检波和自动控制增益电路1).检波电路.作用：检波电路的作用是把从中频放大电路送来的调幅信号中解调出音频信号，并将解调出的音频信号送入音频放大电路.原理及其电路：中频放大器的中频信号经中频变压器T2二次绕组送入检波管Q4，利用PN结点单向导电特性，把中频信号变成中频脉动信号。这个脉动信号中包含直流成份，残余的中频信号及音频包络三部分。利用C14、C15、R9构成型滤波电路，滤除残余的中频信号，检波后的音频信号电压降落在音量电位器R9上，经电容器C10耦合选入低频放大电路。放大后的中频信号作为自动增益控制的AGC电压，被送到受控的第一级中放管VT2的基级。 2.自动控制增益电路原理及其电路： AGC电压取自检波电路输出的直流电压。AGC电压滤波电路由R10、C8组成，AGC电压送至第二级中放管Q2的基极，去控制第一级中放管Q2的增益。电路见附录总电路图。215低放级电路1).作用主要任务是把音频信号进行放大，使功放级得到更大的音频信号电压，使收音机有足够的音量。由于是音频电压的放大，所以要求是它的增益设置得较高。2).原理及及其电路从音量电位器的滑动端与地之间取出的音频电压信号，经V5放大后从集电极输出，经C13耦合送入V6的基极，经V6放大后从集电极输出。通过B6一次绕组与二次绕组的电感耦合，即可将音频信号电压送入功率放大器。6 音频功率放大电路1）功率放大电路的作用功率放大电路是接收机的最后一级放大电路，它的作用是把低放级送来的音频信号进行功率放大，以输出足够的的功率推动扬声器发出声音。2）功放电路的设计原理图四 部分参数选择与计算中频放大器的设计指标为：中心频率f0=464KHZ，带宽为2f0.7=8KHZ。负载ZL为下级一个完全相同的晶体管的输入阻抗。选用某高频小功率晶体管，当VCE=6V,IE=2mA时，它的y参数为gie=2mS，Cie=12pF；goe=400uS,Coe=9.5pF | yfe|=58.3mS,fe=-22；|yre|=310uS, re=-88.8设暂不考虑yre的作用，则得输入导纳Yiyie=gie+jCie 输出导纳 Yoyoe= goe+jCoe设选取回路总电容C=200pF,则回路的电感为L=1/o2* C =586H若回路的空载品质因数Qo=100,则回路损耗电导为Gp=1/Qo*o*L =5.84S再由同频带为8KHZ，中频频率为465KHZ，回路有载品质因数QL=57由此求的并联到LC回路上的总损耗电导为Gp=1/QL*o*L=10.2S求得在匹配时的初级抽头比为p1=N1/N=(Gp/2 go1)=0.113初次级的匝数比为p2=N2/N=(Gp/2gi2)=0.065根据L=586H则求得初级线圈的匝数N=200,则N1=0.113*200=22.6, N2=0.065*200=13本级的增益（Avo）max= yfe/2*( go1* gi2)=42考虑到回路的插入损耗 K1=20lg1/(1-QL/ Qo)=7.33dB，因而净功率增益为（Apo）max=（Avo）max2-K1=24.67dB。五 心得体会高频电子线路作为我们的主要专业课之一，在这次课程设计后我们发现自己在一点一滴的努力中对高频的兴趣也在逐渐增加。作为一名电信工程专业的大三学生，我们觉得做高频课程设计是十分有意义的，而且是十分必要的。我深刻的感受到理论联系实践的困难和必要。这次设计使我对调幅接收机的工作原理及组成更加的熟悉，彻底的理解了超外差的工作模式、工作原理及其相对普通接收机的优点-灵敏度高，选择性好，音质好（通频带宽），工作稳定（不容易自