高频电子线路课程设计报告-调幅收音机.doc

学校代码： 10128学 号： 课程设计报告（ 题 目：调幅收音机 学生姓名： 学 院：信息工程学院系 别：电子信息工程系班 级：电子11-1指导教师：沈玉红 韩建峰二 一 四 年 一月目 录第一部分 调幅收音机原理及电路实现3一、调幅收音机原理3二、器件的识别及测量9第二部分 调幅收音机的仿真与分析10一、仿真注意事项10二、单元电路的仿真与分析11三、调幅收音机系统电路的级联仿真18四、 调幅收音机单元电路指标计算、焊接及功能测试20第三部分 产品验收27第一部分 调幅收音机原理及电路实现一、调幅收音机原理收音机电路原理图1、调幅收音机的工作过程：天线接收到的高频信号通过输入，将所要收听的电台在调谐电路里调好以后，经过电路本身的作用变为465KHz，然后再进行中频放大和检波。这个固定的频率，是由差频的作用产生的。再由本地振荡信号和外来高频调幅信号同时送到一个晶体管内混合，这种工作叫混频。由于晶体管的非线性作用导致混频的结果就会产生一个新的频率，也就是固定中频信号。调谐回路的输出，进入混频级的是高频调制信号，即载波与其携带的音频信号。混频器输出的携音频包络的中频信号由中频放大电路进行中频放大，从而使得到达二极管检波器的中频信号振幅足够大。二极管将中频信号振幅的包络检波出来，把原音频信号解调出来，并虑出残余中频分量，这个包络就是我们需要的音频信号。再由低频功率放大后推动扬声器发出声音。超外差式收音机主要由输入电路、混频电路、中放电路、检波电路、前置低频放大器、功率放大电路和喇叭或耳机组成。下图为超外差式调幅收音机的原理框图：输入回路混频中频放大检波器低频电压放大低频功率放大本振 2、画出各阶段信号的波形及频谱图混频电路是超外差式接收机的重要组成部分，其作用是将天线上感生的输入高频信号变换为频率固定的中频信号。混频电路靠近接收天线，它的性能直接影响接收机动态范围等性能。混频电路中有两个输入信号，载波频率为fc的高频信号和频率为fl的本振信号，作用是将fc高频已调信号不失真的变化为载波频率为fi的中频已调信号。其中fi为接收机的中间频率，fi=fl-fc。在我国调幅广播接收机的中频为465KHZ。高频阶段信号的波形图（下面是输入的高频信号，上面是混频后输出波形，输出信号的周期为输入信号周期的2倍左右，即输入信号频率时输出信号频率的2倍）高频阶段输入信号的频谱图高频阶段输出信号的频谱图中频放大器是由多级固定调谐的小信号放大器组成，用来放大中频调幅信号。调幅波进入放大器的基极来放大中频信号，再通过变压器输出所需要的放大后的信号。变压器和电容组成输入和输出选频网络，同时还起阻抗变换作用，所以中频变压器是中放电路的关键元件。中频变压器的初级线圈与电容组成LC并联谐振回路，谐振于中频465KHZ。由于并联谐振回路对谐振频率的信号阻抗很大，对非谐振频率的信号阻抗较小，所以中频信号在中频变压器的初级线圈上产生很大的压降，并且耦合到下一级放大，对非谐振频率信号压降很小，几乎被短路，从而完成选频作用，提高了接收机的选择性。中频放大的波形检波的波形中频阶段信号的频谱图输入信号中频放大部分检波部分低频放大电路由小信号放大器组成，作用是将检波后的信号的电压进行放大。电源给三极管的基极和集电极加上偏置电压，通过集电极经过电容输出放大后的电压。低频功率放大器与其他放大器一样，都是在输入信号作用下，将直流电源的直流功率转换为输出信号功率。低频功率放大电路是由功率放大器组成，用来放大出较大的电压和电流，向扬声器提供所需的推动功率，能安全，高效率，不失真地输出所需信号功率（小到零点几瓦，大到几十千瓦）。低频阶段信号的波形图上面是输入的低频信号，上面是功率放大后输出波形低频阶段信号的频谱图二、器件的识别及测量三极管V6、V7属于中功率三极管， V1、V2、V3、V4、V5属于高频小功率三极管，相互之间不要混淆。三极管的型号规格在元件表面已经标明，组装前需辨认清楚。用万用表测出放大倍数以及b、c、e三极的位置电阻用色环法识别电阻，每一种颜色都有对应的数值。前两个色环表示数字，第三个色环表示“0”的个数，最后的色环表示误差%。色环对应数值如下表： 棕红橙黄绿蓝紫灰白黑金银12345678905%10%也可用万用表直接测量电容电解电容有极性，瓷片电容没有极性。判断电解电容的极性时，可根据引脚的长短来判断，一般长的一端为正（+），短的一端为负（-），电容器的外皮上也有明显的“-”极标志。而瓷片电容则标记三位数。第一、二位数字代表电容值，第三位数字代表“0”的个数，单位为PF。如：223表示22000PF=0.022F。组装收音机的元件清单表及其测试代号与名称规格实测数量电阻R85150.51R1310099.71R15100100.11R31501501 R112202181 R165105091 R96806601 R61K999.71 R22K2.11R430K30K1R556K551R7100K101K1R10100K101K1R8120K122K1 电容CA双联电容1C1瓷介223（0.022）22nF1C2瓷介103（0.01）10nF1C4瓷介223（0.022）22nF1C5瓷介223（0.022）22nF1C6瓷介223（0.022）22nF1C7瓷介223（0.022）22nF1C10瓷介223（0.022）22nF1C3电解电容4.7uf4.7uf1C8电解电容4.7uf4.7uf1C12电解电容100uF100uF1C13电解电容100uF100uF1C9电解电容100uF100uF1三极管V19018=811V29018=831V39018=881V49018=921V59014=2101V69013=1711V79013=1771二极管LED红色1磁棒和线圈T14*8*80mm1震荡线圈T2TF10中周（红）1中频变压器T3TF10中周（黄）1中频变压器T4TF10中周（白）1中频变压器T5TF10中周（绿）1输入变压器T6蓝色1电位器RP10K1耳机插座CK3.5mm1扬声器BL0.5W 81双联电容CACBW-223PF1刻度面板1调谐拨盘1磁棒架1电位器拨盘1电池极片1套前壳1后壳1印刷电路板1螺丝5导线红、黑、黄4第二部分 调幅收音机的仿真与分析一、仿真注意事项 调幅收音机的仿真与分析是高频电子线路课程设计的重要组成环节。设计要求应用multisim仿真软件对实际电路进行仿真、分析与验证，使学生加深对实际电路的理解。仿真时要注意以下事项：（1）仿真电路要最大程度的模拟实际电路； （2）仿真参数的设置一定要与实际电路相吻合；（3）仿真分析要给出分析条件以及具体结论；（4）仿真时要求调制信号是限带信号（至少是3个频率以上的合成信号）。二、单元电路的仿真与分析（一）低频电压放大及功率放大电路的仿真与分析1、仿真电路2、静态参数仿真低频电路部分的静态参数仿真低频放大部分三极管: V5、 Ube=0.66v Uce=0.81v Ub=0.66v Ue=0.81v功率放大部分三极管: V6、 Ube=0.93v Uce=0.113v Ub=2.8v Ue=3.0v V7、 Ube=0.93v Uce=2.1v Ub=0.9v Ue=1.84v3、仿真波形图与仿真分析（1）低频电压放大及功率放大电路的输入与输出波形对比图（2）仿真分析实际电路参数仿真分析结果V5的电流放大倍数2190V6的电流放大倍数1710V7的电流放大倍数1730V5的电压比及其性质（降压或升压）峰峰值664mV正弦交流低频信号（升压）峰峰值531mV正弦交流低频信号（升压）V6的电压比及其性质（降压或升压）峰峰值5.22V正弦交流低频信号（升压）峰峰值1.31V正弦交流低频信号（升压）V4的电压放大倍数3326.5V6和V7构成功放电路的功率放大倍数26060（二）中频放大及检波电路的仿真与分析1、仿真电路2、中频电路部分的静态参数仿真。中频放大部分三极管: V2、 Ube=0.71v Uce=1.75v Ub=0.71v Ue=1.75v V3、 Ube=0.66v Uce=2.1v Ub=0.71v Ue=2.1v检波部分三极管: V4、 Ube=0.43v Uce=0.43v Ub=0.69v Ue=0.70v3、仿真波形图与仿真分析（1）中频放大及检波电路的时域波形图输入：通道A（峰峰值5mV）中频部分：通道B(177mV)检波部分（2）中频放大及检波电路的频谱图输入中频部分检波部分（3）仿真分析实际电路参数仿真分析结果V2/3电流放大倍数88/920V4的电流放大倍数840V2/3电压放大倍数26/3311/17V4电压放大倍数3317（三）高频信号的接收及变频电路的仿真与分析1、仿真电路2、高频电路部分的静态参数仿真高频放大部分：V1、Ube=0.675v Uce=1.898v Ub=0.860v Ue=2.75v3、仿真波形图与仿真分析高频阶段信号的波形图高频阶段输入信号的频谱图高频阶段输出信号的频谱图三、调幅收音机系统电路的级联仿真1、系统仿真电路2、仿真波形图与仿真分析（1）系统电路的输入输出波形图（2）系统电路的输入输出频谱图（3）级联效果与失真情况分析级联后的效果总体可以，输入开始时有严重的失真，随着时间的推移，波形逐渐与包络相吻合，失真的原因主要是三极管型号，线圈的型号有相当大的关系，和电阻和电容的参数也有一定的关系四、 调幅收音机单元电路指标计算、焊接及功能测试（一）低频电压放大及功率放大电路 1.低频功率放大电路（BG4，BG6，BG7，及输入变压器B5，输出变压器B6组成）要求：（1）画出直流等效电路，计算静态工作点。（2）画出交流等效电路，估算功率增益范围。功率增益：（3）完成电路焊接，对计算的交流、直流参数通过实际电路测量进行验证和对比。 经过焊接完实际电路的测量和上面理论计算得到的参数结果基本一致，基本上实现了低频功率放大的要求。2.低频电压放大电路（BG4及外围电路）要求：（1）画出直流等效电路，计算静态工作点。（2）画出交流等效电路，估算电压放大倍数范围。通过计算得到电压放大倍数（3）完成电路焊接，对计算的交流、直流参数通过实际电路测量进行验证和对比。经过焊接完实际电路的测量和上面理论计算得到的参数结果基本一致，基本上实现了低频电压放大的要求。（二）中频放大及检波电路 1.检波及AGC控制电路（BG3及外围电路构成）要求：（1）画出直流等效电路，计算静态工作点。（2）画出交流等效电路，分析检波失真情况。当选择的三极管放大倍数过于大时，导致输出波形出现失真，检波二极管的作用是利用单向导电性将中频信号中的低频信号取出来，其工作频率较高，处理信号幅度较弱。为了不产生惰性失真，充要条件为；为了不产生底部切割失真，充要条件为（3）完成电路焊接，对计算的交流、直流参数通过实际电路测量进行验证和对比。经过焊接完实际电路的测量和上面理论计算得到的参数结果基本一致，基本上实现了检波及AGC控制的要求。2. 中频放大电路（BG2及外围电路构成）要求：（1）画出直流等效电路，计算静态工作点。（2）画出交流等效电路，估算电压放大倍数及通频带范围。电压放大倍数,通频带BW=465KHz（3）完成电路焊接，对计算的交流、直流参数通过实际电路测量进行验证和对比。经过焊接完实际电路的测量和上面理论计算得到的参数结果基本一致，基本上实现了中频放大作用。（三）高频信号的接收及变频电路 1.变频器电路（BG1及外围电路构成）（将本振信号独立考虑）要求：（1）画出直流等效电路，计算静态工作点。（2）画出交流等效电路及电路的输入、输出频谱图。 输入频谱图输出频谱图2.本振电路要求：（1）画出直流等效电路，计算静态工作点。（2）画出交流等效电路，判断是否满足相位平衡条件。通过瞬时极性法判断出，该交流等效电路满足相位平衡条件。（3）完成接收及变频电路的焊接，对计算的交流、直流参数通过实际电路测量进行验证和对比。通过对焊接完的电路测量和分析可知，实际电路参数和上面理论计算得到的参数结果基本一致，由于实际元器件并不是理想元件，故存在这一些差异，但是基本上实现了接收及变频作用。第三部分 产品验收一、收音机效果验收（1）接收电台来源及频率。AM1456KHzAM1245KHzAM1065KHzAM886KHzAM673KHz（2）各个接收电台的实际效果。AM1456KHz、1245KHz、M886KHz、M673KHz这四个台实际效果都跟好，声音都很清晰，基本没有杂音干扰，M1065KHz这个