调幅接收机课程设计.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除调幅接收机1课程设计的目（1）掌握调幅接收机各级电路的工作原理（2）掌握调幅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）熟悉掌握所学知识2.设计方案论证2.1 multisim软件简介Multisim是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics简称IIT公司)推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路行为进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。2.2 调幅接收机的工作原理调幅接收机由接收天线、输入回路、变频器、中频放大器、检波器、自动增益控制电路、低频电压放大器、低频功率放大器和扬声器等组成，调幅接收机组成框图如图1所示图1 调幅接收机组成框图具体工作过程：接收天线感应到的高频调幅信号经输入回路送到高频放大器，输出回路接收机工作频率范围内的信号，高频放大电路将输入信号放大后混频电路。本振信号是频率可变的信号源，外差式接收机的本振信号的频率fo与接收信号的频率fs之和为固定中频fi,内差式接收机本振信号频率fo与接收信号的频率fs之差为固定中频fi。本振输出也送至混频电路，混频输出为含有fs,fo,fs+fo,fs-fo频率成分的信号，中频放大器放大频率为中频fi的信号，中频放大器输出送至解调电路。解调电路输出低频信号，低频功放电路将解调后的低频信号进行功率放大。推动扬声器工作或推动控制器工作。自动增益控制电路AGCI、AGCII产生控制信号控制高频放大级及中频放大级的增益。2.3 单元电路设计（1）输入回路输入回路应使在天线上感应到的有用信号在接收机输入端呈现最大值。设输入回路初级电感为L1，次级回路电感为L2，选择C1和C2使初级回路和次级回路均调谐于接收机工作频率。在设定回路的LC参数时，应使L值较大。(2)自动增益电路图2 自增益AGC电路自动增益控制电路的作用是：当接收信号较弱时，自动地将收音机的增益提高，使音量加大；当接收信号较弱时，又自动地将增益降低，使音量减小。这样，靠自动控制增益的方法，就能够在一定程度上弥补由于接收信号强弱不同所造成的音量差别。（3）高频小信号放大电路图3 放大器高频等效电路晶体管的4个y参数，及分别为输入导纳 输出导纳 正向传输导纳 反向传输导纳 式中，晶体管的跨导，与发射极电流的关系为 发射结电导，与晶体管的电流放大系数及IE有关， 由图2得出：并联谐振回路的总电导的表达式为 式中，G为LC回路本身的损耗电导。谐振时L和C的并联回路呈纯阻，其阻值等于1/G。高频放大电路将输入信号放大后混频电路。图4 混频器仿真图5本地振荡器仿真（4）解调电路设载波信号的表达式为，调制信号的表达 为，则调幅信号的表达式为 式中,调幅系数，；载波信号；上边带信号；下边带信号 图6 调制电路图图7 已挑波信号波形仿真（5）正弦振荡器其中的RC振荡电路是由电阻与电容所形成的调谐电路，因此，无法产生高谐波，不适合高频振荡电路。高频振荡电路一般使用LC振荡电路，也即固态振荡电路。设计振荡电路时，必须注意：频率稳定度 振荡电路特性的良否，是由频率稳定度决定的，此为振荡器的重要特性。关于频率的变动可以用以下数值表示之。 经过时间的变动 电源ON后，随着时间的经过，所产生的频率变动。特别是，在热机(warm-up)时的变动最大。 输出位准的稳定度： 相对于时间，温度，电源电压的输出位准稳定度。 振荡波形失真 ： 此为正弦波输出的失真率表示。如果为纯粹的正弦波时，失真率成为零，在高频率振荡电路中，除了上述特性以外，尚要考虑到在设计时的频率可变范围以及振荡频率范围。 频率温度系数： 相对于温度变化时的频率变动，用ppm/表示，电源电压变化时的频率变动，用%/V表示。（6）音频功率放大电路音频功率放大器实际上就是对音频信号进行放大，使其功率增加，然后输出。前置放大主要完成对小信号的放大，使用一个同向放大电路对输入的音频小信号的电压进行放大，得到后一级所需要的输入。后一级主要对音频进行功率放大，使其能够驱动电阻而得到需要的音频。设计时首先根据技术指标要求，对整机电路做出适当安排，确定各级的增益分配，然后对各级电路进行具体的设计。要求输出功率大，因此电源消耗的功率也大，就存在效益指标的问题。由于功率放大器工作于大信号，使晶体管工作于非线性区，因此非线性失真、晶体管功耗、散热、直流电源功率的转换效率等都是功放中的特殊问题。图8 高频放大器设计流程图P=6W，输出电压U=6V，要使输入为10mV的信号放大到输出的6V，所需的总放大倍数为600。音频功率放大器各级增益的分配，前级电路电压放大倍数为600；音频功放的电压没有放大。音频功放的电流放大倍数为800。图9 音频功率图10功率放大仿真图11 鉴频器输出信号图12 低频放大器输出信号由于输入的是正弦信号，经过调幅接收机后变为两条直线，相当于对调制信号直接检波，理论上是正确的。（7）总电路图图13 调幅接收机总电路图原理图分析：该调幅收音机由低频振荡、中频放大电路、检波电路、音频放大电路、自动增益电路组成。经过放大后的信号进入后面的检波电路，由检波器滤出音频信号。虑出的音频信号再进入音频放大器，经放大后的信号具有足够的音频功率后进入扬声器电路。2.4元件参数计算由于调幅发射机实现调制简便，调制所占的频带窄，并且与之对应的调幅接收设备简单，所以调幅发射机广泛地应用于广播发射，调幅发射机的主要指标有： 工作频率范围：调幅一般适用于中波、短波广播通信，其工作频率范围为535kHz1605kHz。 发射功率PAV：发射功率一般指发射机输送到天线上的功率。由麦克斯韦电磁波理论可知，只有当天线的长度与发射电磁波的波长相比拟时，天线才能有效地将已调波发射出去。波长与频率之间的关系为： 载波频率：f0=10.7MHz 输出功率：POmax025W 检波效率：d805 包络失真系数：1 负载电阻：RL=8 频率稳定度：5104灵敏度：接收机接收微弱信号的能力称为灵敏度，通常用输入信号电压的大小来表示，接收的输入信号越小，灵敏度越高。调幅接收机的灵敏度一般为50uV。输出功率：接收机的负载输出的最大不失真（或非线性失真系数为给定值时）功率称为输出功率2.5元器件清单：序号名称型号1小功率三极管9011G（2只）9018H（1只）9014B（1只）9012G（1只）8050C（2只）2二极管2AP9(向3.5*100 )1N4148(正向)2CB1C(三极管的一个结)3电阻RTX-0.125W4电容器电解电容（5只）1（1只）4.7（2只）10（1只）220（1只）圆片电容器（5只）0.022（4只）2200（1只）涤纶电容器Cell（1只）0.015223P 双联6中周中振（红色1只）中周（绿色一只）中周（黑色一只）7电位器 WH15-K2-8变压器 输入变压器（1只）输出变压器（1只）9磁棒B5*13*5510磁棒线圈11外磁扬声器YD0.25-551- 12导线 13调谐旋钮 14电位器旋钮1只表1 元件列表3 心得体会设计电子线路最重要的一个方面就是要认真；其次是要有耐心，勇于克服困难，不断解决问题，面对困难要永不退缩，迎难而上；再次是要有清晰的思维，能够理清各个器件之间的关系，明确各个器件的功能；最后还要和同学多交流合作，多参考书籍。通过这次高频电子线路课程设计，我了解并发现了很多设计电路的方法，而且懂得了如何处理错误的方法。拥有足够的耐力和信心，对课程设计每一步的顺利进行极其重要。在收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟，在此过程中，我们通过查找大量资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在实验课上，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。许多的问题不是很明白，随着以后的学习，希望能把我的疑惑给消除掉，虽然是个不是很完美的完成这个课程设计，但是我觉得我付出了，我得到了许多知识，也解决了许多以前的疑问。对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次实习必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！4 参考文献1张肃文. 高频电子线路M. 北京：高等教育出版社,2008.82童诗白,华成英.模拟电子技术基础 M.北京：高等教育出版社.2008.53博战捷,童辉.AM信号到DSB信号的连续过渡与同步检波J. 吉林:大学学报2010.24牢五一,牢佳.模拟电子电路分析、设计与仿真M. 北