課程設(shè)計(jì).超外差式接收機(jī)

1、 第1章 設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求1.1 設(shè)計(jì)題目超外差調(diào)幅接收機(jī)設(shè)計(jì)1.2 設(shè)計(jì)目的與要求1.聯(lián)系課堂所學(xué)知識(shí)，增強(qiáng)查閱、收集、整理、吸收消化資料的能力，為畢業(yè)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。 2.培養(yǎng)一定的獨(dú)立分析問題、解決問題的能力。對(duì)設(shè)計(jì)中遇到的問題能通過獨(dú)立思考、查閱有關(guān)資料，尋找解決問題的途徑。 3.熟練掌握Multisim、EDA等軟件的仿真。4.掌握超外差調(diào)幅接收機(jī)的工作原理，以及對(duì)其電路模塊高頻小信號(hào)放大器、混頻器、本地振蕩器、中頻放大器、檢波器、低頻放大器等的電路、原理、功能的鞏固理解。1.3設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)接收頻率范圍5351605KHz，輸出功率150mW，靈敏度50V。第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案2.1超

2、外差調(diào)幅接收機(jī)工作原理 本設(shè)計(jì)總體有五大功能模塊組成，其中接收天線將接收到的微弱信號(hào)經(jīng)過高頻小信號(hào)放大器放大器將有用信號(hào)進(jìn)行放大，并抑制干擾信號(hào)，然后信號(hào)經(jīng)過變頻器進(jìn)行變頻，其中變頻器是由混頻器與本地振蕩器組成，將高頻信號(hào)變成中頻信號(hào)f=465kHz，然后中頻信號(hào)經(jīng)過中頻放大器進(jìn)行功率的放大，然后再經(jīng)過檢波器進(jìn)行檢波，即對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，將信號(hào)變成變成低頻調(diào)制信號(hào)，最后進(jìn)過低頻放大器進(jìn)行功率放大以實(shí)現(xiàn)對(duì)揚(yáng)聲器的驅(qū)動(dòng)！2.2系統(tǒng)的方框圖 （如下圖所示） 第3章 各單元電路設(shè)計(jì)與仿真3.1 高頻小信號(hào)放大器電路3.1.1 高頻小信號(hào)放大器功能高頻小信號(hào)放大器主要用于放大高頻小信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱的高頻信

3、號(hào)進(jìn)行不失真放大，從信號(hào)所含頻譜來(lái)看，輸入信號(hào)頻譜與放大后輸出信號(hào)頻譜是相同的。其中心頻率在幾百kHz到幾百M(fèi)Hz，頻譜寬度在幾kHz到幾十MHz的范圍內(nèi)。3.1.2高頻小信號(hào)放大器的主要質(zhì)量指標(biāo) 1. 增益：（放大系數(shù)） 電壓增益： 功率增益： 2.通頻帶：放大器的總通頻帶隨著放大級(jí)數(shù)的增加而變窄，并且通頻帶越寬，放大器的增益就越小，兩者是相矛盾的！3.選擇性從各種不同頻率信號(hào)的總和（有用的和有害的）中選出有用信號(hào)，抑制干擾信號(hào)的能力稱為放大器的選擇性。選擇性常采用矩形系數(shù)和抑制比來(lái)表示。4.工作穩(wěn)定性指放大器的工作狀態(tài)(直流偏置)、晶體管參數(shù)、電路元件參數(shù)等發(fā)生可能的變化時(shí)，放大器的主要特

4、性的穩(wěn)定。3.1.3高頻小信號(hào)放大器的原理圖及仿真（如圖3-1,3-2所示） 3-1 高頻小信號(hào)放大器原理圖 3-2 高頻小信號(hào)放大器仿真圖3.2混頻器電路3.2.1混頻器功能對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制、擴(kuò)頻、解擴(kuò)等處理工作是在低頻段下進(jìn)行的，然后再將處理好的信號(hào)上變頻到高頻段發(fā)射出去，并且將接收到的射頻信號(hào)下變頻到低頻段再做各種信號(hào)處理工作?？傊祛l器就是起到一個(gè)頻譜搬移的作用：將兩種頻率的信號(hào)混頻，混頻后由集電極輸出各種頻率的信號(hào)。3.2.2混頻器原理圖及仿真圖（如圖3-3,3-4所示）3-3 混頻器原理圖 3-4 混頻器仿真圖3.3 本地振蕩器電路3.3.1 本地振蕩器功能本地振蕩器，又稱“本機(jī)振

5、蕩器”。一般應(yīng)用于混頻器中。在混頻器中，為了與接收信號(hào)在混頻元件中產(chǎn)生差拍輸出信號(hào)，需要混頻器內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)等幅振蕩信號(hào)，產(chǎn)生該信號(hào)的振蕩器就稱為本地振蕩器。對(duì)本地振蕩器的要求是：振蕩頻率穩(wěn)定且可進(jìn)行電調(diào)、噪聲小。3.3.2 本地振蕩器電路圖及仿真圖（如圖3-5,3-6所示） 3-5 本地振蕩器電路原理圖 3-6 本地振蕩器電路仿真圖3.3.3 本地振蕩器本振條件本振條件：正反饋 (相位條件），幅度(反饋量要足夠大）。3.4中頻放大器電路3.4.1 中頻放大器功能 中頻放大電路的任務(wù)就是把變頻得到的中頻信號(hào)加以放大，然后送到檢波器檢波。中頻放大電路對(duì)超外差收音機(jī)的靈敏度、選擇性和通頻帶等性能指標(biāo)

6、起著極其重要的作用。簡(jiǎn)潔來(lái)說有兩點(diǎn)： 1.獲取高增益：與射頻放大部分相比，由于中頻頻率固定，并且頻率較低，可以很容易的得到較高的增益，因而可以為下一級(jí)提供足夠大的輸入。 2.提高選擇性：接收機(jī)的臨近頻率選擇性一般由中頻放大器的通頻帶寬度決定。不論接收機(jī)采用一次或二次變頻技術(shù)，中頻放大器總是位居下變頻之后。3.4.2 中頻放大器電路原理圖及仿真圖 （如圖3-7,3-8所示） 3-7 中頻放大器原理圖 3-8 中頻放大器仿真圖3.4.3 參數(shù)設(shè)置輸入電臺(tái)信號(hào)與本振信號(hào)差出的中頻信號(hào)恒為某一固定值，它可以在中頻“通道”中暢通無(wú)阻，并被逐級(jí)放大，即將這個(gè)頻率固定的中頻信號(hào)用固定調(diào)諧的中頻放大器進(jìn)行放大

7、。而不需要的鄰近電臺(tái)信號(hào)和一些干擾信號(hào)與本振信號(hào)所產(chǎn)生的差頻不是預(yù)定的中頻，便被“拒之門外”，因此，接收機(jī)的選擇性也大為提高。3.5 包絡(luò)檢波器電路3.5.1 包絡(luò)檢波器功能包絡(luò)檢波的定義是從調(diào)幅波包絡(luò)中提取調(diào)制信號(hào)的過程：先對(duì)調(diào)幅波進(jìn)行整流，得到波包絡(luò)變化的脈動(dòng)電流，再以低通濾波器濾除去高頻分量，便得到調(diào)制信號(hào)。3.5.2 包絡(luò)檢波器原理圖及仿真圖（如圖3-9,3-10所示） 3-9 包絡(luò)檢波器原理圖 3-10 包絡(luò)檢波器仿真圖3.5.3 參數(shù)設(shè)置及性能指標(biāo)電路圖是二極管峰包絡(luò)檢波器，其中D1是檢波二極管，C1是檢波電容，其中檢波電容通高頻阻低頻，而R2是直流負(fù)載電阻。包絡(luò)檢波器的質(zhì)量指標(biāo)：

8、電壓傳輸系數(shù)、等效輸入電阻，失真（惰性失真、負(fù)峰切割失真、非線性失真、頻率失真），等都要在電路總仿真中考慮。3.6 低頻放大器電路3.6.1 低頻放大器功能放大器主要功能是用來(lái)放大低頻信號(hào)，并使它們以飽和、截止的方法形成方波，輸出一個(gè)矩形連續(xù)脈沖波。3.6.2 低頻放大器原理圖及仿真圖 （如圖3-11,3-12所示） 3-11 低頻放大器原理圖 3-12 低頻放大器仿真圖 第4章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)總體工作過程簡(jiǎn)介 它將所要收聽的電臺(tái)在調(diào)諧電路里調(diào)好以后，經(jīng)過電路本身的作用，就變成另外一個(gè)預(yù)先確定好的頻率，然后再進(jìn)行放大和檢波。這個(gè)固定的頻率，是由差頻的作用產(chǎn)生的。如果我們?cè)谑找魴C(jī)內(nèi)制造個(gè)振

9、蕩電波(通常稱為本機(jī)振蕩)，使它和外來(lái)高頻調(diào)幅信號(hào)同時(shí)送到一個(gè)晶體管內(nèi)混合，這種工作叫混頻。由于晶體管的非線性作用導(dǎo)致混頻的結(jié)果就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的頻率，這就是外差作用。采用了這種電路的收音機(jī)叫外差式收音機(jī)，混頻和振蕩的工作，合稱變頻。外差作用產(chǎn)生出來(lái)的差頻，習(xí)慣上我們采用易于控制的一種頻率，它比高頻較低，但比音頻高，這就是常說的中間頻率，簡(jiǎn)稱中頻。任何電臺(tái)的頻率，由于都變成了中頻，放大起來(lái)就能得到相同的放大量。 超外差式收音機(jī)能夠大大提高收音機(jī)的增益、靈敏度和選擇性。因?yàn)椴还茈娕_(tái)信號(hào)頻率如何都變成為中頻信號(hào)，然后都能進(jìn)入中頻放大級(jí)，所以對(duì)不同頻率電臺(tái)都能夠進(jìn)行均勻地放大。中放的級(jí)數(shù)可以根據(jù)要求增

10、加或減少，更容易在穩(wěn)定條件下獲得高增益和窄帶頻響特性。此外，由于中頻是恒定的，所以不必每級(jí)都加入可變電容器選擇電臺(tái)，避免使用多聯(lián)同軸可變電容器，而只需在調(diào)諧回路和本振回路用一只雙連可變電容器就可完成選臺(tái)。4.2 系統(tǒng)電路原理圖（見附錄2） 第5章 心得體會(huì)緊張而又繁忙的高頻電子線路課程設(shè)計(jì)馬上就要過去了，通過這近兩周的課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐,使我感覺受益匪淺。這次的課程設(shè)計(jì)，令我真正的意識(shí)到自己對(duì)高頻電子線路相關(guān)知識(shí)的缺乏以及動(dòng)手能力的欠缺。果然是沒有實(shí)踐，再好的理論也沒有用。設(shè)計(jì)電路過程中最重要的一個(gè)要求就是要認(rèn)真；其次是要有耐心，勇于克服困難，不斷解決問題，面對(duì)困難要不可以退縮，必要迎難而上；再次

11、是要有清晰的思維，能夠理清各個(gè)器件之間的關(guān)系，明確各個(gè)器件的功能；最后還要和同學(xué)多交流合作，多參考書籍。通過這次高頻電子線路課程設(shè)計(jì)，我了解并發(fā)現(xiàn)了很多設(shè)計(jì)電路的方法，而且懂得了如何處理錯(cuò)誤的方法。擁有足夠的耐力和信心，對(duì)課程設(shè)計(jì)每一步的順利進(jìn)行極其重要?？梢哉f，從分析題目到設(shè)計(jì)完成，從理論到實(shí)踐，在整整近半個(gè)月的日子里，可以說是苦多于甜。但是我真的學(xué)到很多東西，期間不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，同時(shí)也學(xué)到了很多在書本上所沒有的知識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合的重要性，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從實(shí)踐中得出結(jié)論，才能真正得到知識(shí)，從而提高我們

12、的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到不少問題，通過一番努力思考，最后在兩位老師和同學(xué)的幫助下順利完成了這次任務(wù)。感謝老師為我們進(jìn)行耐心的講解，通過本次為期半個(gè)月的課程設(shè)計(jì)，我們已經(jīng)能夠掌握高頻電子線路制作的基本知識(shí)。總之，這次的設(shè)計(jì)將為我今后的學(xué)習(xí)與工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 第6章 參考文獻(xiàn)1 胡宴如,高頻電子線路.北京: 高等教育出版社,2007年.2 于洪珍,通信電子線路.北京: 清華大學(xué)出版社,2008年.3 高吉祥,高頻電子線路.北京: 電子工業(yè)出版社,2007年.4 曾興雯等主編,高頻電路原理與分析（第三版）西安電子科技大學(xué)出版社,2004年5 張肅文,高頻電子線路高等教

13、育出版社，2005年. 6 王艷芬,馮偉,劉洪彥,通信電子電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo).清華大學(xué)出版社，2006年12月.7 楊翠娥,高頻實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)M.哈爾濱工程大學(xué)出版社，2005年1月.附錄1 元器件清單型號(hào) 編號(hào)1 電源 8 V V3 1 電容 8uF C12 1 電容 12uF C13 2 電阻 750Ohm R12,R13 2 電阻 51Ohm R14,R21 1 電阻 50Ohm R15 1 電阻 7kOhm R16 1 電阻 1kOhm R17 3 電阻 500Ohm R18,R19,R20 5 電阻 1kOhm R22,R23,R28,R31,R33 5 電容 100nF C14,C22,

14、C1,C9，C11 1 接地電源 0 2 電源 12 V V4,V5 2 電容 1uF C15,C2 2 電阻 10kOhm R26,R38 1 電容 10pF C16 1 電阻 100kOhm R27 5 電感 1uH L8,L12,L2,L4,L7 1 電阻 12kOhm R29 1 電阻 3kOhm R30 1 電感 30mH L10 1 電容 200nF C17 1 電容 5pF C18 1 電容 60pF C19 1 電容 80pF C20 1 電容 20nF C21 3 電容 10nF C23,C24，C26 1 電容 12nF C25 2 電感 330uH L11,L6 1 電感 9.1uH L13 1 電阻 6.2kOhm R32 1 電阻 15kOhm R34 1 電阻 200Ohm R35 1 電阻 402kOhm R36 1 電源 VCC VCC 1 電阻 150Ohm R37 1 電容 850pF C27 2 電阻 2kOhm