调频接收机设计.doc

塔里木大学课程论文目录1.前言22.工程概况23.正文23.1接收系统原理框图23.2、高频放大电路33.3、本振电路53.4、混频器53.5、中频放大及鉴频电路63.6、低频放大电路74.体会总结85.致谢9附录1.元件汇总表：101.前言 随着科技日新月异的发展，知识的不断更新，信息传输是人类社会生活不可缺少的一部分。从古代的烽火到近代的旗语，都是人们寻求快速远距离通信的手段。电报、电话的发明，为迅速准确的传递信息提供了新手段，是通信技术的重大突破。但是电报电话都是沿着导线传送信号的。能否不用导线，就在空间中实现信号的传送呢？答案是肯定的，这也就是本次课程设计的要实现的这个目的的一部分。虽说科技淘汰产品很快，我们今天学的知识可能明天就落伍了，但是掌握基础知识会为我们学习新的知识打下坚实的基础。 2.工程概况 本次课程设计，其目的是得到一个简易的超外差调频接收机。所谓超外差，是指将所要接收的电台在调谐电路里调好以后，经过电路本身的作用，就变成另外一个预先确定好的频率，然后再进行放大和检波。这个固定的频率，是由差频的作用产生的。在超外差式调频接收机的设计过程中，应将其分为选频网络、高频放大、变频、中频放大、解调、低放和低频功放七个部分。但是在设计时必须全面考虑，妥善处理一些相互牵制的矛盾，特别要抓住主要矛盾（稳定性、选择性、失真等），才能使得接收机有较好的指标。超外差式接收机能够大大提高接收机的增益、灵敏度和选择性。超外差电路的典型应用是超外差接收机，其优点是：一、容易得到足够大而且比较稳定的放大量。二、具有较高的选择性和较好的频率特性。三、容易调整。缺点是电路比较复杂，同时也存在着一些特殊的干扰，如像频干扰、组合频率干扰和中频干扰等。随着集成电路技术的发展，超外差接收机已经可以单片集成。3.正文3.1接收系统原理框图无线通信(或称无线电通信)的类型很多，可以根据传输方法、 频率范围、 用途等分类。不同的无线通信系统，其设备组成和复杂度虽然有较大差异，但它们的基本组成不变，图2-1是无线通信系统基本组成的方框图。图2-1 无线电通信系统基本组成框图3.2、高频放大电路高频放大器是用来放大高频信号的器件，在接收机中，高频放大器放所放大的对象是已调信号，它除载频信号外还有边频分量。根据高放的对象是载频信号这一情况，一般采用高频功率管做放大器件，而且并联谐振回路作为负载。这样做的好处是：（1）回路谐振能抑制干扰；（2）并联回路谐振时，其阻抗很大，从而可输出很大的信号。如图5.1所示。图 5.1 高频放大电路R6、R7为三极管Q2的偏置电阻，以使其工作在放大区。VCC=20V，V(BR)=VCC,输出功率P0=1/2（I0*R5）2,V0=I0*R5,电容C2起隔直耦合作用，C1起隔直作用，Q1、Q3两三极管构成乙类功率放大器，R2、R4的值都取1.0欧，负载R5为8.2欧，最终由R5输出功率。由仿真结果得，放大器将电压幅值放大20倍。图5.1a 高频放大波形3.3、本振电路在本次设计中，采用改进型电容三点式振荡电路。因为本振电路的输出频率要与高频放大电路的输出信号进行混频，得到一个中频信号。所以要求本振电路的输出频率必须很稳定，所以采用了改进型电容三点式。如果本振电路的输出不稳定，将引起变频器输出信号的大小改变，振荡频率的漂移将使中频改变。振荡器的振幅与振荡管的特性以及反馈电路的特性有关，当温度及其它管子与反馈电路的特性改变时，振幅也就会改变。如图5.2所示。图5.2 本振电路起振条件：A0*F1；平衡条件：A*F=1，A+F =2n（n=0,1,2,3, ）。R1、R3为三极管偏置电阻，C1起隔直作用，R3为负载，其上输出电路产生的振荡波。C3=100pF,C4=200pF，输出振荡波的频率为11MHz。仿真图形如下：图5.2a 本振波形3.4、混频器采用二极管环形混频器，R1、R2的值都为1000欧，V1端输入高频已调信号，V2端输入本振信号，VO输出中频信号。由图可见，当V2在正半周时，加在D1、D4管上电压为正值，D1、D4管导通，而加在D2、D3管上电压为负值，D2、D3管截止。同理，当V2在负半周时，D2、D3管导通，D1、D4管截止。如图5.3所示。图5.3 二极管环形混频电路由图可知示波器1中A、B通道分别显示的高频放大信号和本振信号，示波器2显示的是混频之后的波形。图5.3a 混频之前高频放大以及本地振荡波形经过变频器混频之后输出的波形，如图5.3b所示。图5.3b 混频后波形3.5、中频放大及鉴频电路中放的作用有两个主要作用：（1）提高增益，因中频低于信号频率，晶体管的y参数及回路谐振电阻等较大，因此易于获得较高的增益。差外差接收机检波前的总增益主要取决于中放。（2）抑制邻近干扰。对中放的主要要求是工作稳定，失真小，增益高，选择性好，有足够宽的通频带。对于高放，因工作频率f0高，通频带BW=f0/QL宽，故高放回路的Q值越高越好，这时不必顾虑BW太窄的问题；但对于中放，由于工作频率较低，若回路Q值过高，频带可能太窄而不能通过全部信号分量，故希望他在要求的通频带条件下选择性越高越好，也就是要求谐振曲线接近矩形。鉴频器的任务是从调频信号中检出调制信号，它包括变换部分及振幅检波器部分。如图5.4所示，即为中放和鉴频的电路图。图5.4 中放及鉴频电路图中C1是高频滤波电容，R及C是减重网路，它用来提高抗干扰性。其作用原理是：在发射机中用加重网络加重高音，接收时用减重网络削弱高音，于是不存在高音频率失真。这样一来，减重网路把高音端的干扰削弱了，故接收机的信噪比得以提高；或者说，减重网络压缩了通频带，减小了噪声。图中电容C上的输出电压在高音时因C的电抗减小而下降。图5.4a即为中放前和鉴频后的包络。图5.4a 中放及鉴频波形3.6、低频放大电路从鉴频器输出的信号一般很小，所以在输出极一般采用低频功率放大电路，如果是音频信号，可以外加一个喇叭。低频放大电路如图5.5所示：图5.5 低频放大电路R1=56千欧、R2=15千欧，分别为Q1的偏置电阻，C1、C2起隔直耦合作用，C3为旁路电容，直流电压源为15V,负载R6上输出经低频放大后的原始信号，由模拟波形可看出放大倍数为100倍。如下图所示：图5.5a 低频放大输入输出波形4.体会总结首先在这次课程设计当中我遇到了很多的问题，从电路的设计到参数的确定到最后软件模拟仿真，我感觉我不懂的东西太多了，但我积极上网查阅资料，经过自己多次的实践终于完成了这次课设的任务。我从中更加学会了独立自主解决问题的能力。在这个课程设计当中，我学会了调频接收电路的一些基本内容和基本理论知识，并且学会了Multisim软件的基本应用。我从中懂得了理论与实践的距离，我们一定要理论联系实践在实践中检验理论。经过这次课设，让我更加多的了解到了通信专业的深奥，更加增大了我对通信的求知欲望。5.致谢经过近两个星期的高频电子线路课程设计，我总算全部完成所接受的任务。在这期间我首先感谢我们的代课老师蒋霞，张树艳老师，由于她们在平时课堂上的讲课都或多或少涉及了一些课设知识，所以我们在完成任务时都有把握。最主要的是在这次课设过程中，每次当我们遇到困难，老师都是慢慢的指导我们，给了我们极大的帮助。另外，感谢我们班的同学，在我遇到困难时，他们能耐心的给我讲解。最后，感谢帮助过我的老师和同学。 参考文献1 高频电路原理与分析主编：曾兴雯 刘乃安 陈健 西安电子科技大学出版社2 电子线路设计、实验、测试主编：谢自美 华中理工大学出版社3 通信电子线路主编：刘泉 武汉理工大学