高频电子线路调频接收机课程设计

河北科技师范学院课程设计手册课程名称：高频电子电路设计主题：调频接收机姓氏：系：机电工程学院专业课：电子信息0701讲师：日期：2009-11.3012.5调频接收机设计报告设计师：讲师：一、调频接收机的主要技术指标调频接收机的主要技术指标是：1.工作频率范围接收机可以接收的无线电波的频率范围称为接收机的工作频率范围或频带覆盖范围。接收器的工作频率必须与发射器的工作频率一致。例如，调频收音机的频率范围是88 108兆赫，因为调频收音机的工作范围是88 108兆赫。2.敏感在标准调制条件下(如调制频率f=千赫，频率偏移FM=千赫或25千赫，50千赫，75千赫)，接收机输出为具有额定音频功率和规定信噪比的输入信号电平，称为灵敏度。接收的输入信号电平越低，灵敏度越高。调频收音机的灵敏度是50V。3.中频选择性接收机的6dB带宽和带外抑制能力称为中到额外选择性，这是普通调频收音机的中频。6dB带宽为100千赫，200千赫带宽抑制能力应大于40dB，手机中频6dB带宽为5千赫，10k赫带外抑制能力应大于40dB。4.中频抑制比接收器抑制本地IF信号fI的输入信号的能力称为IF抑制(IFR )IFR=20(VIF/VS)，其中VS是输入灵敏度水平，VIF是使输出功率成为额定值的输入IF信号水平。以分贝表示的分贝数越高，中频抑制能力越强。5.镜像相位抑制比接收器将输入信号抑制为镜像频率信号的能力称为镜像IRR=20(Vj /VS)，其中VS是输入灵敏度水平，Vj是将输出功率设置为额定值的输入镜像信号水平。以分贝表示的分贝数越高，镜像相位抑制能力越强。图像频率fj是比本地振荡频率高一个中频fI，并且图像频率fj和本地振荡频率fo之间的差仍然等于中频fI，fj=fo fI=fS 2fI，fS和fS是接收机工作频率。6.声音应答标准调制(如调制频率f=1khz，频率偏移fm=5kHz或25kHz，50千赫，75千赫)和标准输入信号电平(如灵敏度或双灵敏度)下，音频输出电平和接收机调制频率之间的输出关系称为音频响应。7.额定输出功率接收器负载上获得的指定(由接收器指数指定)无失真(当非线性系统为给定值时)功率称为额定输出功率。二。调频接收机的组成调频接收机的原理图1组成框图通用调频接收机的框图如图1所示。其工作原理是将天线接收的高频信号输入调谐回路，选择频率fS，进入混频器。从第一本地振荡器输出的高频信号f1也进入第一混频器，混频级的输出是包含频率分量如fS、f1、(fS f1)、(fSF1)等的信号。混频器的输出连接到滤波器电路以选择第一中频信号f3=f1-fs，F3，并且由第二本地振荡器输出的高频信号f2进入第二混频器，第二混频器的输出信号的频率分量是F3，f2，f2 f3，f2-f3，滤波器选择第二中频信号，并且第二中频信号被中频放大器放大以获得足够高的增益， 然后鉴频器解调低频调制信号f，低频调制信号f被低频功率放大器级放大以驱动扬声器。从天线接收的高频信号fS被混合并滤波到具有固定中频fI=f1- fS的接收器中，这被称为超外差接收器。该接收机灵敏度高，可比性好，性能稳定。三。单元电路设计1.频率选择谐振电路选频谐振电路采用电容谐振电路，谐振频率f=13.3兆赫，如果回路电感l的标称值为4.7H，则C=30pF，即C=C5C6/(C6 C5)，如果C5=50pF，则C6=75pF，C6还可以并联一个525pF的可变电容和一个62pF的电容，以便调试。混频器的输入采用差分通道，引脚22和引脚21是差分通道的两个输入端，采用单端输入。因此，1000pF的耦合电容被连接以输入来自引脚22的接收信号，引脚21通过0.01F的耦合电容接地。2.本地振荡电路选择第一个本振频率为24兆赫，用应时晶体振荡器作为等效电感元件接入电路，与C1和C2连接形成皮尔斯振荡器电路，取反馈系数F=C1/C2，C1=50pF，C2=150pF。由于应时晶体振荡器的Q值和频率稳定性极高，环路电容C1和C2对振荡频率的影响很小，振荡频率和频率稳定性取决于应时晶体振荡器。选择第二个本地振荡器频率10.245兆赫，并使用晶体振荡器。连接方法与第一个本地振荡器相同，取C3=50pF，C4=150pF。3.中频滤波器10.7MHz陶瓷滤波器的标准输出阻抗为330，无法获得最佳滤波效果。滤波器应与330负载电阻匹配。由于第二混频器的输入阻抗为4k，因此R1=360的455KHz陶瓷滤波器的负载电阻由器件内部提供。引脚19处的0.1F电容既是电源滤波电容，又是滤波交流接地旁路电容。4.鉴频谐振电路MC13135鉴相器使用乘积鉴相器。相位网络由片内电容和引脚13外部电阻R3和455千赫谐振电路组成。为了实现线性频率和相位转换，要求相移曲线在=0时相移为90，实际相移约为85。当=0时，谐振电路的阻抗相对较高，相移由片内电容C和外部R3组成的相移电路完成，并选择满足它的参数。arctan(XC/R3)=arctan(1/0 R3C)85如果MC13135的片内电容C约为C5pF，则R3=39k。5.低通滤波器引脚17外部连接到一个RC低通滤波器。根据指标要求，f h 3.3khz和RC低通滤波器的频率响应特性，f h=1/2r2 C7，R2=1k，C7=0.047F6.低通滤波器参数当接收信号为20V时，MC13135的解调输出U约为25mV。根据该指数，音频输出功率为0.1W，即10负载上的电压Vo=1V，这要求LM386功率放大器的电压增益AV=Vo/V=1000/25=40。LM386放大器的增益av=2r 6/(r4r 5rp1)R6、R5和R4为LM386的内阻，其中R6=15，R5=1.35k，R4=150，RP1为引脚1和引脚8的外反馈电阻，调整RP1可以调整LM386的电压放大系数，取RP1=4.7k。引脚7旁路电容和输入/输出耦合电容为10F。为了有效抑制高频信号的输出，输出引脚5连接到一个高频光纤通道，电容为0.047F，电阻为10。图2 lm 386功率放大器电路图7.集成接收芯片MC13135它包括两个振荡器、两个低噪声混频器、压控变容二极管调谐二极管、高性能限幅放大器、鉴频器和运算放大器。其外部元件主要是液晶选频回路、第一本地振荡回路、第二本地振荡回路、第一和第二中频滤波器以及鉴频谐振回路。图3 MC13135集成电路芯片四.组件列表调频接收机组件列表：晶体振荡器24.0兆赫10.245兆赫陶瓷过滤器10.7兆赫455千赫点火器燃料跳闸10.7兆赫455千赫晶体管3DG100集成接收芯片MC13135抵抗1k2k10k100k电容0.01F0.1F10F50FV.总电路图调频接收机实验电路图六、经验在得到设计主题后的几天里，我查阅了图书馆、书店和互联网，查阅了大量调频收音机设计资料，并整理出来。通过本课程设计，我了解了无线电信号的产生、传输和接收，尤其是接收器的完整工作原理。在未来的实践中，它将带给我无尽的设计思路和指导。无线电信号的接收过程与传输过程正好相反。在接收处，接收天线用于将接收到的电磁波转换成调制波电流，然后从调制波电流中检测原始信号。最后，接收器或扬声器用于将检测到的音频电流转换成声能，人们可以听到发射器发出的语言、音乐等信号。然而，接收天线接收的电磁波非常弱。为了提高接收器的灵敏度，可以在检测器之前添加一到几级高频小信号放大器，然后进行检测。在检测之后，它以合适的低频被放大，最后被发送到扬声器或耳机以转换成声音。这种接收器被称为直接放大接收器。其缺点是对于不同的频率，接收器的灵敏度和选择性变化很大，并且由于高放大不稳定性的影响，灵敏度不能太高。因此，目前的接收机几乎都是超外差接收机，包括以上两个实验。超外差接收机的基本原理是，从天线接收的微弱高频信号被一级或几级高频小信号放大器放大，然后送到混频器，与本机振荡器产生的等幅振荡电压混频。所获得的输出电压包络在形状上没有变化，并且仍然类似于原始信号波形，但是载波频率被转换成两个高频频率(或和)之间的差，这被称为中频。中频电压由中频放大器放大并发送到检测器，以获得检测的输出电压。最后，检测到的输出电压被低频放大器放大，并发送到扬声器(或耳机)以转换成声音信号。作为一名电子专业的大学生，他在未来的工作中不可避免地需要很强的实践技能，所以这门课程的设计实践对我来说是一个值得珍惜的好机会。虽然这个课程设计很短，但它给了我一个独立设计电路的机会。在设计过程中，前几本书的内容第一次在实践中完全实现，遇到了书中没有学到的情况。通过这个设计，给我印象最深的是，要设计一个成功的电路，必须有耐心和毅力。在整个电路设计过程中，最耗时的是各个单元电路的连接和电路的详细设计。在设计过程中，我们仔细比较和分析了其原理和可行性原因。最后，在老师耐心的指导下，整个电路能够稳定的工作。在实习期间，我深深体会到在设计过程中，需要反复练习，而且这个过程很可能相当复杂。有时，经过长时间设计的电路