调幅收音机设计与制作课设报告——内蒙古工业大学

1 二二 一一 三三 年年 一一 月月 课程设计报告课程设计报告 学校代码 学校代码 1012810128 学学 号 号 200810204029200810204029 题题 目目 高高频频电电子子线线路路 学学生生姓姓名名 学学 院院 信信息息工工程程学学院院 系系 别别 电电子子系系 班班 级级 通通信信10 1 班班 指指导导教教师师 2 目目 录录 第一部分 调幅收音机原理及电路实现 一 调幅收音机原理 二 器件的识别及测量 三 调幅收音机单元电路指标计算 焊接及功能测试 第二部分 调幅收音机单元电路仿真分析 一 低频电压放大及功率放大电路 二 中频放大及检波电路 三 高频信号的接收及变频电路 第三部分 产品验收 一 收音机效果验收 二 课程设计体会及建议 3 第一部分第一部分 调幅收音机原理及电路实现调幅收音机原理及电路实现 一 调幅收音机原理一 调幅收音机原理 A A A u 0 1 u b K 7 0 0 7 8 0 m u u u 收音机电路原理图 调幅信号接收的实现过程 要求 阐述调幅收音机的工作过程 画出各阶段信号的波形及频谱图 高频 中频 低频 图为调幅超外差收音机的工作原理方框图 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 一起送入变频管内混合 变频 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 图中 B 处 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 图中 D 处 再经低放 功率放大后 推动扬声器 发出声音 空间中的无线电波 其中包括 收音机信号 电视信号 手机信号 其它设备干扰波等 4 富含了成百上千种信号 传道了收音机的天线上 杂乱信号通过天线输送到收音机内 首 先经内部的高频选频放大电路放大某一频带位置的信号 收音机进行选频放大 选频后的 信号在经中频放大电路 把这一段频带的信号再次放大 后变为465KHz 的中频信号 在 经过二极管检波电路 把中频信号滤出掉 最后就剩下10KHZ 以下的低频信号了 在经低 频放大电路放大音频信号 放大后的信号经电位器调节信号强度 从而实现调节音量的目 的 最后的信号 经音频功率放大器 把信号放大到有一定的推动能力的正弦电流 通过 扬声器发出声音 二 器件的识别及测量二 器件的识别及测量 要求 识别 测量电路中的所有器件 标出器件实际参数 序号代号与名称规格实测序号代号与名称规格 1R191K91 37K27B1天线线圈 2R22 7K2 704K28B2中周 黑 3R3150K153 76K29B3中周 白 4R430K30 51K30B4中周 绿 5R591K90 4K31B5 绿 输入变压器 6R61009932B6 黄 输出变压器 7R762062333带开关电位器4 7K 8 电 阻 R8510529 434耳机插座2 5mm 9C1双联电容35磁棒55 13 5 10C2瓷介 22336磁棒架 11C3涤纶 10337频率盘 12C4电解 10u38透镜 13C5瓷介 10339电位器盘 14C6瓷介 33340正 负极 15C7电解 100u41正负极片 16C8电解 10u42 固定电位器盘 17C9瓷介 22343 固定双联 18C10瓷介 22344 固定频率盘 19 电 容 C11瓷介 10345 螺 钉 固定线路板 20BG13DG20147 646印刷线路板 21BD23DG20171 3747金属网罩 22BG33DG20171 3748前壳 23BD43DG201136 149后盖 24BG69013216 750扬声器8 25 三 极 管 BG79013216 751说明书 26二极管BG5IN4148 3 调幅收音机单元电路指标计算 焊接及功能测试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 一 低频电压放大及功率放大电路 5 1 低频功率放大电路 要求 1 画出直流等效电路 计算静态工作点 IBQ4 0 033mA ICQ4 4 38mA VCEQ4 1 53V IBQ5 9 275mA ICQ5 1 485mA VCEQ5 2 1V 2 画出交流等效电路 计算功率增益 IO 15 04mA VO 133 35mV PO 1 86W PV 137 89 106W 功率增益 AP 13 45 103 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 通过对焊接完的电路的测量和分析 实测电路参数和上述交直流参数变化的比例大体一 致 但是 由于实际电路的元件与仿真所用元件参数存在很大差异 所以 实测数据与 仿真数据差异很大 但是完成了实际电路要求的基本功能 6 2 低频电压放大电路 要求 1 画出直流等效电路 计算静态工作点 IBQ4 0 033mA ICQ4 4 38mA VCEQ4 1 53V IBQ5 9 275mA ICQ5 1 485mA VCEQ5 2 1V 2 画出交流等效电路 计算电压放大倍数 电压放大倍数 AU 50 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 通过对焊接完的电路的测量和分析 实测电路参数和上述交直流参数变化的比例大 体一致 但是 由于实际电路的元件与仿真所用元件参数存在很大差异 所以 实测数 据与仿真数据差异很大 但是完成了实际电路要求的基本功能 二 二 中频放大及检波电路中频放大及检波电路 7 1 检波及 AGC 控制电路 要求 1 画出直流等效电路 计算静态工作点 IBQ3 1 42UA IBQ2 0 026mA ICQ3 0 09mA ICQ2 0 054mA VCEQ3 1 32V VCEQ2 1 74V 2 画出交流等效电路 分析检波失真情况 失真原因可能是三极管放大倍数过大 导致输出波形的顶部和底部发生截止失真 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 通过对焊接完的电路的测量和分析 实测电路参数和上述交直流参数变化的比例大 体一致 但是 由于实际电路的元件与仿真所用元件参数存在很大差异 所以 实测数 据与仿真数据差异很大 但是完成了实际电路要求的基本功能 2 中频放大电路 要求 1 画出直流等效电路 计算静态工作点 8 ICQ2 0 054mA IBQ2 0 026mA VCEQ2 1 74V IBQ3 1 42UA ICQ3 0 09mA VCEQ3 1 32V 2 画出交流等效电路 计算电压放大倍数及通频带 电压放大倍数 PU 205 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 通过对焊接完的电路的测量和分析 实测电路参数和上述交直流参数变化的比例大 体一致 但是 由于实际电路的元件与仿真所用元件参数存在很大差异 所以 实测数 据与仿真数据差异很大 但是完成了实际电路要求的基本功能 三 高频信号的接收及变频电路 三 高频信号的接收及变频电路 1 变频器电路 将本振信号独立考虑 变频器电路 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 9 IBQ1 0 071mA ICQ1 0 78mA VEQ1 1 15V 2 画出交流等效电路及电路的输入 输出频谱图 BG1 基极输入频谱图 BG1 发射极输入频谱图 BG1 集电极输出频谱图 10 2 本振电路本振电路 要求 1 画出直流等效电路 计算静态工作点 IBQ1 0 071mA ICQ1 0 78mA VEQ1 1 15V 2 画出交流等效电路 判断是否满足相位平衡条件 根据分析判断 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的测量和分析 实测电路参数和上述交直流参数变化的比例大体 一致 但是 由于实际电路的元件与仿真所用元件参数存在很大差异 所以 实测数据与 仿真数据差异很大 但是完成了实际电路要求的基本功能 11 第二部分第二部分 调幅收音机的仿真与分析调幅收音机的仿真与分析 一 仿真注意事项一 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 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 仿真参数设置 实际电路参数 振幅 波形 仿真电路参数 振幅 波形 BG4 基极电压0 66v766 499mv BG4 集电极电压 B5 输入 电压 1 03v1 701v B5 输出电压 不与0 58v625 807mv 12 BG6 BG7 基极连接的点 BG6 基极电压0 60v617 857mv BG7 基极电压0 63v6222 821mv BG6 集电极电压2 64v2 914v BG7 集电极电压2 60v2 967v BG6 BG7 发射极电压0 00v0 000v B6 输入电压 不与 BG6 BG7 集电极连接的点 2 62v3 000v B6 输出电压 扬声器的 0 00v0 000v 3 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 BG4 的电流放大倍数207207 BG6 的电流放大倍数227227 BG7 的电流放大倍数244244 B5 的电压比及其性质 降压 或升压 25 11 降压 B6 的电压比及其性质 降压 或升压 电压放大倍数270 功率放大倍数 13 二 二 中频放大及检波电路的仿真与分析中频放大及检波电路的仿真与分析 1 仿真电路 2 仿真参数设置 实际电路参数 振幅 波形 频率 仿真电路参数 振幅 波形 频率 BG2 基极电压0 695720 118mv BG2 集电极电压 B4 输入电压 2 23v2 936v B4 输出电压 不与 BG3 基极连接的点 0 690v2 943mv BG3 基极电压0 690v719 664mv BG3 集电极电压1 650v2 140mv BG3 发射极电压0v0 00v C11 的输出电压7 8v105 222mv C8 的输出电压0 685v 3 仿真波形图与仿真分析 14 1 中频放大及检波电路的时域波形图 BG2 基极 BG3 发射极 C11 的输出电压波形 2 中频放大及检波电路的频谱图 BG2 基极 BG3 发射极 C11 的频谱图 15 3 仿真分析 实际电路参数仿真分析结果 BG2 的电流放大倍数5798 BG3 的电流放大倍数8185 电压放大倍数125140 功率放大倍数 三 三 高频信号的接收及变频电路的仿真与分析高频信号的接收及变频电路的仿真与分析 1 仿真电路 2 仿真参数设置 实际电路参数 振幅 波形 频率 仿真电路参数 振幅 波形 频率 BG1 基极电压1 65v2 06 BG1 发射极电压1 13v1 346v BG1 集电极电压 B2 输入电压 2 40v2 949v B2 输出电压2 36v0v B3 输入电压2 37v2 950v 3 仿真波形图与仿真分析 16 1 接收及变频电路的时域波形图 BG1 基极 BG1 发射极 BG1 集电极 B3 输入电压 的波形 BG1 基极 BG1 集电极 17 BG1 基极 B3 输入电压波形 2 接收及变频电路的频谱图 BG1 基极 BG1 发射极 BG1 集电极 B3 输入电压的频 18 谱图 三 调幅收音机系统电路的级联仿真三 调幅收音机系统电路的级联仿真 1 系统仿真电路 19 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 仿真分析 级联效果与失真情况分析 首次级联后输出波形失真很严重 经过反复修改三极管和变压器的参数后达到了实际 电路所需的波形 因为级联以后 前一部分微小的失真对后面的电路都会产生很大的影响 前一级的输出是后一级电路的输入 虽然前一级的电路完成了实际电路的功能 可能前一 级输出的信号的幅值 相位并不符合后一级所需信号的要求 这样逐级累计就到成最终的 输出波形的严重的失真 所以在级联以后的逐步调试过程中 我们协调各部分电路减小各 部分电路之间产生的不良影响达到最后输出几乎不失真的效果 系统噪声分析 由于实验室的电源和周围环境中都存在各种频率的杂波 或多或少都存在与收音机接 收频率相同的波 并且这些波无法避免 但是这些波毕竟还是少的 所以 收音机存在系 统噪声 20 第三部分第三部分 产品验收产品验收 一 一 收音机效果验收收音机效果验收 要求 1 接收电台来源及频率 882Kz 未知电台 981KHz 中国之声 1040KHz 未知电台 1601KHz 蒙语电台 2 各个接收电台的实际效果 大部分电台接收效果良好 音量可以达到很大 中国之声电台收听效果最为清晰 在收音机的最大频率范围 1600KHz 左右可以收听到蒙语频道 3 焊接 测量 调试过程中出现的问题及解决办法 包括没有解决的问题 1 焊接过程中要注意焊料的给进要适量 2 与焊点接触的地方不容易焊接 要特别的注意 3 焊接过程中要注意 测量点的选取 因为电路板电路与实际电路有很大的不同 4 调试过程中要耐心 细致 严格遵守逐级检测的原则 从功放 电压放大 中频检波 混频等各个级逐级检测 是哪一级的问题就仔细检查这一级的实际电路 二 课程二 课程设计体会及建议设计体会及建议 通过这次的高频电子线路课程设计的学习 我掌握了很多电路仿真软件的知识 熟 悉了对电路仿真软件的使用 老师在课程设计过程中对高频 中频 低频信号的讲解使 我对信号的导通与截止有了更加深刻的理解 更加熟悉了电路中各个元件所起的作用 在课设的仿真过程中 我遇到了很多的问题 诸如元件的寻找 元件接入电路的方 向等问题 但是经过将近两周的学习 这些问题基本就解决了 仿真的学习使我的对电 路的分析能力 观察能力和排错能力都有了很大的提高 巩固了我的基础理论知识和软 件知识 在课设的焊接环节中 首先 我提高了自己的焊接技术 熟练的掌握了焊接的 基本知识 其次 使我了解了收音机的基本生产流程 收音机的工作原理和信号的接收 及工作原理 经过了这两周的学习 我基本掌握了各种频率的信号的工作原理和实际应用过 21 程 希望在以后的学习中能更加深刻的理解和掌握高频电路的实践和应用 第一部分第一部分 调幅收音机原理及电路实现调幅收音机原理及电路实现 一 调幅收音机原理一 调幅收音机原理 A A A u 0 1 u b K 7 0 0 7 8 0 m u u u 收音机电路原理图 调幅信号接收的实现过程 要求 阐述调幅收音机的工作过程 画出各阶段信号的波形及频谱图 高频 中频 低频 22 图为调幅超外差收音机的工作原理方框图 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 一起送入变频管内混合 变频 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 图中 B 处 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 图中 D 处 再经低放 功率放大后 推动扬声器 发出声音 空间中的无线电波 其中包括 收音机信号 电视信号 手机信号 其它设备干扰波等 富含了成百上千种信号 传道了收音机的天线上 杂乱信号通过天线输送到收音机内 首 先经内部的高频选频放大电路放大某一频带位置的信号 收音机进行选频放大 选频后的 信号在经中频放大电路 把这一段频带的信号再次放大 后变为465KHz 的中频信号 在 经过二极管检波电路 把中频信号滤出掉 最后就剩下10KHZ 以下的低频信号了 在经低 频放大电路放大音频信号 放大后的信号经电位器调节信号强度 从而实现调节音量的目 的 最后的信号 经音频功率放大器 把信号放大到有一定的推动能力的正弦电流 通过 扬声器发出声音 二 器件的识别及测量二 器件的识别及测量 要求 识别 测量电路中的所有器件 标出器件实际参数 序号代号与名称规格实测序号代号与名称规格 1R191K91 37K27B1天线线圈 2R22 7K2 704K28B2中周 黑 3R3150K153 76K29B3中周 白 4R430K30 51K30B4中周 绿 5R591K90 4K31B5 绿 输入变压器 6R61009932B6 黄 输出变压器 7R762062333带开关电位器4 7K 8 电 阻 R8510529 434耳机插座2 5mm 9C1双联电容35磁棒55 13 5 10C2瓷介 22336磁棒架 11C3涤纶 10337频率盘 12C4电解 10u38透镜 13C5瓷介 10339电位器盘 14C6瓷介 33340正 负极 15C7电解 100u41正负极片 16C8电解 10u42 固定电位器盘 17C9瓷介 22343 固定双联 18C10瓷介 22344 固定频率盘 19 电 容 C11瓷介 10345 螺 钉 固定线路板 20BG13DG20147 646印刷线路板 21BD23DG20171 3747金属网罩 22三BG33DG20171 3748前壳 23 23BD43DG201136 149后盖 24BG69013216 750扬声器8 25 极 管 BG79013216 751说明书 26二极管BG5IN4148 3 调幅收音机单元电路指标计算 焊接及功能测试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 一 低频电压放大及功率放大电路 1 低频功率放大电路 要求 1 画出直流等效电路 计算静态工作点 IBQ4 0 033mA ICQ4 4 38mA VCEQ4 1 53V IBQ5 9 275mA ICQ5 1 485mA VCEQ5 2 1V 2 画出交流等效电路 计算功率增益 24 IO 15 04mA VO 133 35mV PO 1 86W PV 137 89 106W 功率增益 AP 13 45 103 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 通过对焊接完的电路的测量和分析 实测电路参数和上述交直流参数变化的比例大体一 致 但是 由于实际电路的元件与仿真所用元件参数存在很大差异 所以 实测数据与 仿真数据差异很大 但是完成了实际电路要求的基本功能 2 低频电压放大电路 要求 1 画出直流等效电路 计算静态工作点 IBQ4 0 033mA ICQ4 4 38mA VCEQ4 1 53V IBQ5 9 275mA ICQ5 1 485mA VCEQ5 2 1V 2 画出交流等效电路 计算电压放大倍数 电压放大倍数 AU 50 25 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 通过对焊接完的电路的测量和分析 实测电路参数和上述交直流参数变化的比例大 体一致 但是 由于实际电路的元件与仿真所用元件参数存在很大差异 所以 实测数 据与仿真数据差异很大 但是完成了实际电路要求的基本功能 二 二 中频放大及检波电路中频放大及检波电路 1 检波及 AGC 控制电路 要求 1 画出直流等效电路 计算静态工作点 IBQ3 1 42UA IBQ2 0 026mA ICQ3 0 09mA ICQ2 0 054mA VCEQ3 1 32V VCEQ2 1 74V 2 画出交流等效电路 分析检波失真情况 失真原因可能是三极管放大倍数过大 导致输出波形的顶部和底部发生截止失真 3 完成电路焊接 对