高频电子线路课程设计调频接收机设计与调试要点

1、太原理工大学现代科技学院高频电子线路课程设计设计名称调频接收机设计与调试专业班级 信息13-1学 号 201310000姓 名 00指导教师 孙 颖太原理工大学现代科技学院课程设计任务书专业班级信息13-1学生姓名00课程名称高频电子线路设计名称调频接收机设 计与调试设计周数1.5指导教师孙颖设计 任务 主要 设计 参数设一个调频接收机，主要技术指标要求：1、工作频率范围f0=88mhz108mhz。2、灵敏度530uv。3、选择性：中频干扰比大于 50db。4、频率特性：通频带 2af=200khz5、此外还要适当考虑输出功率、输出波形失真等问题。设计内容设计要求1、每个同学要认真完成调频接

2、收机的理论设计，并认真写 出设计报告。2、完成调频接收机的调试工作、达到技术指标要求。3、调试完成后用示波器观察接收效果主要参考资 料张肃文，高频电子线路，高等教育出版社学生提交归档文件课程设计报告注：1.课程设计完成后，学生提交的归档文件应按照：封面一任务书一说明书一图纸的顺 序进行装订上交（大张图纸不必装订）2.可根据实际内容需要续表，但应保持原格式不变。指导教师签名：日期：太原理工大学现代科技学院课程设计专业班级 信息13-1 学号 2013100000 姓名00 成绩设计名称：调频接收机设计与调试一、设计目的。通过本课题设计与调试，提高学生动手能力，巩固已学的理论知识，能使学生建立无线

3、电调频接收机的整机概念，了解调频接收机整机各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算调频接收机的各个单元电路：输入回路、高频放大、混频、中频放大、鉴频及低频功放级。初步掌握调频接收机的调整及测试方法。二、设计任务与要求。设计一个调频接收机，主要技术指标要求：1、工作频率范围 =88mhz708mhz 。一2晨灵敏度-530uv_2_.3选择性二一电频壬比比太王一50dbo_.一 4频率特一性，一通频带一2_af=200khz 一5当此处还要适当考虑一输出功率输出遗度失真等问题二一 6每个同学要认真完成调频接收机的理论设让并认真写出设计报壹。一一 7、完成调频接收机的调试工.作二达至i

4、!技术指标要求一。8 -、调试完成后用示一波器观察接收效果,三、调频接收机的组成。超外差式调频接收机组成框图二般调频接收机的组成框图如图.所示。.其工作原理是：.天线接受到的高频信号，一经输入调谐回路选频为f1 ,再经高频放大级放大进入混频级。本机振荡器输出的另一高频f2亦进入混频级，则混频级的输出为含有fl、f2、（f1+f2）、（f2-f1 ）等频率分量的信号。混频级的输出接调频回路选出中频信号（f2-f1）,再经中频放大器放大，获得足够高增益，然后鉴频器解调出低频调制信号，由低频功放级放大。由于天线 接收到的高频信号经过混频成为固定的中频，再加以放大，因此接收机的灵敏度较高，选择性较好，

5、性能也比较稳定。接收机由调谐电路、变频器、中频放大器、检波器、音频放大器等部分电路组成。调谐电路是将空中众多的电磁波中选出我们所需要的电台。变频器是将天线接收到的电磁波和本机振荡信号混合后产生一个中频信号，然后送入中频放大器进行放大。鉴频器是将放大后的中频信号将声音信号从电磁波中分离出来，也叫解调，是调制的反过程。音频信号经过音频放大器放大后通过喇叭发出声音。接收机电路的基本内容应该包括：（1）高频小信号放大电路（2）混频电路 （3）晶体振荡器电路 （4）鉴频电路四、设计总体方案。堵酊 ue 111 mhz 1丁1mc3361五、单元电路设计与描述。（1）高频放大电路如下:vcc-12vvcc

6、c3 100nfc410ouf输出r7如图所示为共射级接法的晶体管高频小信号放大器。它不仅要放大高频信号，而且还要有一定的选频作用，因此晶体管的负载为lc并联谐振回路。在高频情况下，晶体管本身的极间电容及连接导线的分布参数等会影响的频率和相位。晶体管的静态工作点由电阻r2,r3,r5,r6决定，其计算方法与低频单管放大器相同。从天线接收到的高频信号经过l1、c1、c2组成的选频回路，选取信号为fs=10.7mhz的有用信号，经晶体管进行放大，由、初级组成的调谐回路，进一步滤除无用信号，将有用信号经变压器和电容c24耦合进入 mc3361。iiieaudio 10c13 iouf1416c14

7、10ufaudio_10_1因为中频比外来信号频率低且固定不变，中频放大器容易获得比较大的增益，从而提高收音机的灵敏度。在较 低而又固定的中频上，还可以用较复杂的回路系统或滤波器进行选频。它们具有接近理想矩形的选择性曲线，因此 有较高的邻道选择性。如果器件仅实现变频，振荡信号由其它器件产生则称之为混频器。在该混频电路中二极管均工作在受参考信号控制的开关状态。该电路较二极管平衡混频器减少了多余的分量，有利于降低噪声，提高信噪比。下图为环形混频器电路图：图中实线箭头表示本振电压在负半周 的电流方向；虚线箭 头表示本振电压在正 半周的电流方向。由 图可见，它相当于两 个平衡混频器的组 食?在本振电压

8、的正半周，在输出变压器 tr2初级产生的电流为:rdrls t vss等效电路图如下：第16页共14页在本振电压负半周的环形混频器如下图:+在本振电压的负半周，输出变压器tr2初级产生的电流为s*(九其中:3/r1 22.cos gf 4cos 3铀1h",2 7t3万则环形混频器的输出电流为:»=-十 / =6(1) - s，«卜= -cos oy -cos 36? + 卜弓+&_ 笈371(3)中频放大盘如e_中频放大电路的任务是把变频得到的中频信号加以放大，然后送到检波器检波。中频放大电路对超外差收音机的灵敏度:选择性和通频带等性能指标起着极其重要的

9、作用? 一.中频变压器的初级线圈与电容组成lc.并.联谐振回路，一.由壬并联谐振回路对诣振频率的信号阻抗很太，.对一韭谐振频率的信号阻抗较小q .所以生频信号在电频变压器的初级线圈上产生很大的压降,一并且耦合到下二级放大一，.一对韭谐振频率信号.压降很小,几乎被短路“通常说它只能通过中频信号).，一.从而完成选频作用，.提高了接收机的选择性。.一vcc0udiojoiq_1中频变压器的另一作用是阻抗变换。因为晶体管共射极电路输入阻抗低，输出阻抗高，所以一般用变压器耦合，使前后级之间实现阻抗匹配。一般收音机采用两级中放，有 3个中频变压器(常称中周)。第一个中频变压器要求有较好的选择性，第二个中

10、频变压器要求有适当的通频带和选择性，第三个中频变压器要求有足够的通频带和电压传输系数，由于各中频变压器的要求不同，匝数比不一样，通常磁帽用不 同颜色标志，以示区别，所以不能互换使用。由lc调谐回路特性知，中频选频回路的通频带bw = f2-f1=w0/ql ,式中ql是回路的有载品质因数。ql值愈高.，一选择性愈好,.通频带愈窄;.反之一.，通频带愈宽，一.选择性愈差q(4)鉴频电路如下：它是由三个调谐回路组成的调频-调幅调频变换电路和上下对称的两个振幅检波器组成。第一类是调频-调幅调频变换型9 一这种类型是先通过线性网络把等幅调频波变换成振幅与调频波瞬时频率成正比的调一幅调频波，然后一用振幅

11、检一波器进行振幅检一波第二类是相移.乘法鉴频型2 -这种娄型是将调一频波经一过移相-电路变成调相调频波，其相位的变化正好与调频波瞬时频率的变化成线性关系，然后将调相调频波与原调频波进行相位比较，通过低通滤波器取出解调信号。因为相位比较器通常用乘法器组成，所以称为相移乘法鉴频。第三类是脉冲均值型。这种类型是把调频信号通过过零比较器变换成重复频率与调频信号瞬时频率相等的单极性 等幅脉冲序列，然后通过低通滤波器取出脉冲序列的平均值，这就恢复出与瞬时频率变化成正比的信号。初级回路谐振于调频信号的中心频率，其通带较宽。次级两个回路的谐振频率分别w01、w02，并使w01、w02 与wc 成对称失谐。即：

12、w 01 - wc = wc - w02。下图左边是双失谐回路鉴频器的幅频特性，其中实线表示第一个回路的幅频特性 ，虚线表示第二个回路的幅频特性，这两个幅频特性对于w c是对称的。当输入调频信号的频率为w c时,两个次级回路输出电压幅 度相等，经检波后输出电压 u0=u01-u02。当输入调频信号的频率由w c向升高的方向偏离时 ，l 2c2回路输出电压大，而l 1c1回路输出电压 小，则经检波后u 01 <u02，则u 0 =u 0-u02 < 0。一当一输入调频一波信号的频率由wc一包隆低左向偏离时一一 1c1一回路输出电压大2c一回路输出电一 压小，经检波后u 01 >

13、u02，则u0 =u 01-u02 > 0 。(5) mc3361 介绍。mc3361 一是美国一 motorola公司生j三的单片窑带调频接收电路一主要应用壬语音通讯的无线接收机。. 片内包含振荡电路、混频电路、限幅放大器、积分鉴频器、滤波器、抑制器、扫描控制器及静噪开关电路。主要应用在二次变频的通讯接收设备。mc3361是低功耗窄带调频空放电路"一内含混频器一振荡器“调频限幅.电频放太器检波器一滤波放. 大器、扫描控制和带延迟的静噪触发及开关回路。方框图如下：方框图振荡器(b(bd)mc336116脚双列直插式封装。它具有较宽的电源电压范围能在2v低电源电压条件下可靠 地工

14、作，耗电电流小 （当vcc=3.6v 时，静态耗电电流典型值为2.8ma）,灵敏度高（在2.0uv输入时典型值为-3db）,直频输出电压幅值太° 一它的内一拉咯结构框图如图、j0 一内设置有双平衡双差一分混频器、电容三点式本机振荡器、六级 差动放大器构成的调频 4551khz宽带中频限幅放大器、双 差分 六、电路设计与仿真。正交调频鉴频器、音频放大器及静噪控制电路。其内部电路图为:(1)高频小信号放大电路。高频小信号谐振放大电路主要由晶体管、 负载、输入信 号和直流馈电等部分电路组成。 如图所示电路, 晶体管基极为正偏，工作在甲类，负载为lc并联谐振回路，调谐在输入信号的频率上。 该

15、放大电路能够对 输入的高频小信号进行反相放大。仿真电路如下图：vccmultisim 一史仿真波.形图如上:,4暹齿呆谡器-kstlc1i*33pfj.10uf "key=a4通道于波集(2)二极管环形混频器:环形电路不仅可以用于混频，还可以用于振幅调制和振幅检波。双平衡电路信号输入端口，、本振输入端口、和中频输出端口，各端口的匹配阻抗都是50欧姆，当本振输入功率为5mw (相当于加在50电阻上的本振电压有效值为0.5v)时，输入信号功率小于本振功率1/10以下时，二极管工作于受本振电压控制的开关状态，混频损耗约为4db。multisim中仿真波形图如下:(3)中频放大器:卜图为中频

16、放大器第一个图是lc单调谐中频放大电路， 第二个图为它的交流等效电路。图中h1、tr2为中频变压器，它们分别与c1、c2组成输入和输出选频网络，同时还起阻抗变换的作用，因此，中频变压器是中放电路的关键元件。vcg- 12v vcc等效电路图为:t , 1 22, c16 10uf0时间 通道_日- 石广5.115 mw t6l535ey, 展何o.oncis 5.115 mv -4e 1.535 mv 0.000 30.000 v 0.000 v. 一存c1&1n4936* 10ufc20±1oufc19z=10uf-106 u "26g21 iztouf1n4&a

17、mp;36465khz。由于并联谐振回中频变压器的初级线圈与电容组成lc并联谐振回路，它谐振于中频路对诣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（通常说它只能通过中频信号），从而完成选频作用，提高了收音机的选择性。一 multisim中仿真波形一图如下:一（放太前后对比）j示底翳-x5c2vcc时其悬道用fiiee触发标度：505吧.到层：sfliiwm 刻扇 ivmtv边沿： =.【丫打|添加i珈3 ；交流| 口 t百篇1¥轴位移品加工，ittmjl lusill

18、 0 1 0水平： ov询:n"i（4）鉴频电路。25multisim中仿真波形图如下:(5) mc3361功能总结。mc3361的内部振荡虫路与一一 1一脚和一 2脚一的处接元件组成第二本振,一第二中频后输i曼10.7mhz一丛mc3361一的一一 16一脚输入在内部第二混频级进彳工混频. 5 频为；二o.7-10.245=o.455mhz即455khz 一为第二中频信号。第二中频信号由3脚输出，由455khz陶瓷滤波器选频，再经 5脚送入mc3361的限幅放大器进行高增益放大，限幅放大级是整个电路的主要增益级，8脚的外接元件组成 455khz鉴频谐振回路，经放大后的第二中频信号在内部进行鉴频解调，并经过一级音频电压放大后由9脚输出音频信号。芯片中6脚和7脚为第二中放级的退耦电容。mc3361也没有用到的是一一1215 一脚一是载频检测和电壬开关电路，一通过处接少量的元件即可构成载频一.本金测电路，用于调频接收机的静噪控制。mc3361内部还置有一级滤波信号放大级，加上少量的外接元件可组成有源选频电路，为载频检