課程設計超外差式接收機

1、 第1章 設計內容與要求1.1 設計題目超外差調幅接收機設計1.2 設計目的與要求1.聯(lián)系課堂所學知識，增強查閱、收集、整理、吸收消化資料的能力，為畢業(yè)設計做準備。 2.培養(yǎng)一定的獨立分析問題、解決問題的能力。對設計中遇到的問題能通過獨立思考、查閱有關資料，尋找解決問題的途徑。 3.熟練掌握Multisim、EDA等軟件的仿真。4.掌握超外差調幅接收機的工作原理，以及對其電路模塊高頻小信號放大器、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設計技術指標接收頻率范圍5351605KHz，輸出功率150mW，靈敏度50V。第2章 系統(tǒng)總體設計方案2.1超

2、外差調幅接收機工作原理 本設計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經(jīng)過高頻小信號放大器放大器將有用信號進行放大，并抑制干擾信號，然后信號經(jīng)過變頻器進行變頻，其中變頻器是由混頻器與本地振蕩器組成，將高頻信號變成中頻信號f=465kHz，然后中頻信號經(jīng)過中頻放大器進行功率的放大，然后再經(jīng)過檢波器進行檢波，即對信號進行解調，將信號變成變成低頻調制信號，最后進過低頻放大器進行功率放大以實現(xiàn)對揚聲器的驅動！2.2系統(tǒng)的方框圖 （如下圖所示） 第3章 各單元電路設計與仿真3.1 高頻小信號放大器電路3.1.1 高頻小信號放大器功能高頻小信號放大器主要用于放大高頻小信號，實現(xiàn)對微弱的高頻信

3、號進行不失真放大，從信號所含頻譜來看，輸入信號頻譜與放大后輸出信號頻譜是相同的。其中心頻率在幾百kHz到幾百MHz，頻譜寬度在幾kHz到幾十MHz的范圍內。3.1.2高頻小信號放大器的主要質量指標 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的總和（有用的和有害的）中選出有用信號，抑制干擾信號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，放大器的主要特

4、性的穩(wěn)定。3.1.3高頻小信號放大器的原理圖及仿真（如圖3-1,3-2所示） 3-1 高頻小信號放大器原理圖 3-2 高頻小信號放大器仿真圖3.2混頻器電路3.2.1混頻器功能對信號進行調制、擴頻、解擴等處理工作是在低頻段下進行的，然后再將處理好的信號上變頻到高頻段發(fā)射出去，并且將接收到的射頻信號下變頻到低頻段再做各種信號處理工作?？傊?，混頻器就是起到一個頻譜搬移的作用：將兩種頻率的信號混頻，混頻后由集電極輸出各種頻率的信號。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“本機振

5、蕩器”。一般應用于混頻器中。在混頻器中，為了與接收信號在混頻元件中產(chǎn)生差拍輸出信號，需要混頻器內部產(chǎn)生一個等幅振蕩信號，產(chǎn)生該信號的振蕩器就稱為本地振蕩器。對本地振蕩器的要求是：振蕩頻率穩(wěn)定且可進行電調、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就是把變頻得到的中頻信號加以放大，然后送到檢波器檢波。中頻放大電路對超外差收音機的靈敏度、選擇性和通頻帶等性能指標

6、起著極其重要的作用。簡潔來說有兩點： 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，因而可以為下一級提供足夠大的輸入。 2.提高選擇性：接收機的臨近頻率選擇性一般由中頻放大器的通頻帶寬度決定。不論接收機采用一次或二次變頻技術，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)設置輸入電臺信號與本振信號差出的中頻信號恒為某一固定值，它可以在中頻“通道”中暢通無阻，并被逐級放大，即將這個頻率固定的中頻信號用固定調諧的中頻放大器進行放大

7、。而不需要的鄰近電臺信號和一些干擾信號與本振信號所產(chǎn)生的差頻不是預定的中頻，便被“拒之門外”，因此，接收機的選擇性也大為提高。3.5 包絡檢波器電路3.5.1 包絡檢波器功能包絡檢波的定義是從調幅波包絡中提取調制信號的過程：先對調幅波進行整流，得到波包絡變化的脈動電流，再以低通濾波器濾除去高頻分量，便得到調制信號。3.5.2 包絡檢波器原理圖及仿真圖（如圖3-9,3-10所示） 3-9 包絡檢波器原理圖 3-10 包絡檢波器仿真圖3.5.3 參數(shù)設置及性能指標電路圖是二極管峰包絡檢波器，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是直流負載電阻。包絡檢波器的質量指標：

8、電壓傳輸系數(shù)、等效輸入電阻，失真（惰性失真、負峰切割失真、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放大低頻信號，并使它們以飽和、截止的方法形成方波，輸出一個矩形連續(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)設計4.1 系統(tǒng)總體工作過程簡介 它將所要收聽的電臺在調諧電路里調好以后，經(jīng)過電路本身的作用，就變成另外一個預先確定好的頻率，然后再進行放大和檢波。這個固定的頻率，是由差頻的作用產(chǎn)生的。如果我們在收音機內制造個振

9、蕩電波(通常稱為本機振蕩)，使它和外來高頻調幅信號同時送到一個晶體管內混合，這種工作叫混頻。由于晶體管的非線性作用導致混頻的結果就會產(chǎn)生一個新的頻率，這就是外差作用。采用了這種電路的收音機叫外差式收音機，混頻和振蕩的工作，合稱變頻。外差作用產(chǎn)生出來的差頻，習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，簡稱中頻。任何電臺的頻率，由于都變成了中頻，放大起來就能得到相同的放大量。 超外差式收音機能夠大大提高收音機的增益、靈敏度和選擇性。因為不管電臺信號頻率如何都變成為中頻信號，然后都能進入中頻放大級，所以對不同頻率電臺都能夠進行均勻地放大。中放的級數(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，所以不必每級都加入可變電容器選擇電臺，避免使用多聯(lián)同軸可變電容器，而只需在調諧回路和本振回路用一只雙連可變電容器就可完成選臺。4.2 系統(tǒng)電路原理圖（見附錄2） 第5章 心得體會緊張而又繁忙的高頻電子線路課程設計馬上就要過去了，通過這近兩周的課程設計的實踐,使我感覺受益匪淺。這次的課程設計，令我真正的意識到自己對高頻電子線路相關知識的缺乏以及動手能力的欠缺。果然是沒有實踐，再好的理論也沒有用。設計電路過程中最重要的一個要求就是要認真；其次是要有耐心，勇于克服困難，不斷解決問題，面對困難要不可以退縮，必要迎難而上；再次

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

12、的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計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的幫助下順利完成了這次任務。感謝老師為我們進行耐心的講解，通過本次為期半個月的課程設計，我們已經(jīng)能夠掌握高頻電子線路制作的基本知識?？傊?，這次的設計將為我今后的學習與工作打下了堅實的基礎。 第6章 參考文獻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,通信電子電路實驗指導.清華大學出版社，2006年12月.7 楊翠娥,高頻實驗與課程設計M.哈爾濱工程大學出版社，2005年1月.附錄1 元器件清單型號 編號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