高頻-調(diào)頻接收機

1、太原理工大學高頻電子線路課程設計課程名稱： 高頻電子線路 項目名稱： 調(diào)頻接收機 實驗地點： 211多媒體實驗室 學 院： 信息工程學院 專業(yè)班級： 電子信息工程1002 學生名稱： 學 號： 指導教師： 2013年1月8日目 錄一.設計目的.3二.調(diào)頻接收機的主要技術指標.3 1.工作頻率范圍.3 2.靈敏度.4 3.選擇性.4 4.頻率特性.4 5.輸出功率.4三.調(diào)頻接收機的組成.41.調(diào)頻接收機的工作原理.42、接收機頻譜及波形.43本實驗接收機電路圖.5四.單元電路設計及仿真.6 1.輸入回路.6 2.高頻功率放大電路.6 3.混頻器與本機振蕩器 74.中頻放大電路.8 5.鑒頻電路

2、.9 6.MC3361的功能介紹.12五.實驗內(nèi)容及結(jié)果記錄.14六.提供設備及材料.161.設備.162.主要元件.16七.總結(jié).17參考文獻.18調(diào)頻接收機設計一、設計目的：通過本課程設計與調(diào)試，提高動手能力，鞏固已學的理論知識，能建立無線電調(diào)頻接收機的整機概念，了解調(diào)頻接收機整機各單元電路之間的關系及相互影響，從而能正確設計、計算調(diào)頻接收機的單各元電路：輸入回路、高頻放大、混頻、中頻放大、鑒頻及低頻功放級。初步掌握調(diào)頻接收機的調(diào)整及測試方法。二、頻接收機的主要技術指標:1工作頻率范圍：接收機可以接受到的無線電波的頻率范圍稱為接收機的工作頻率范圍或波段覆蓋。接收機的工作頻率必須與發(fā)射機的工

3、作頻率相對應。如調(diào)頻廣播收音機的頻率范圍為88108MH，是因為調(diào)頻廣播收音機的工作范圍也為88108MHz2靈敏度：接收機接收微弱信號的能力稱為靈敏度，通常用輸入信號電壓的大小來表示，接收的輸入信號越小，靈敏度越高。調(diào)頻廣播收音機的靈敏度一般為530uV。3選擇性：接收機從各種信號和干擾中選出所需信號（或衰減不需要的信號）的能力稱為選擇性，單位用dB（分貝）表示dB數(shù)越高，選擇性越好。調(diào)頻收音機的中頻干擾應大于50dB。4頻率特性：接收機的頻率響應范圍稱為頻率特性或通頻帶。調(diào)頻機的通頻帶一般為200KHz。5輸出功率：接收機的負載輸出的最大不失真（或非線性失真系數(shù)為給定值時）功率稱為輸出功率

4、。三、調(diào)頻接收機的組成及工作原理 1、調(diào)頻接收機的組成 2、接收機頻譜及波形： 3本實驗接收機電路圖如下：圖2.整體電路圖其中晶體管QA1及外圍元件組成輸入回路及高放回路，集成IC(MC3361)實現(xiàn)中頻放大、混頻、鑒頻、低頻功放。具體的工作原理如下：（實驗箱上將JA1、JB1連接號，即組成接收電路）從天線ANTA1接收到的高頻信號經(jīng)過CA1、CCA1、LA1組成的選頻回路，選取信號為fs=10.7MHZ的有用信號，經(jīng)晶體管QA1進行放大，由CA3、TA1初級組成的調(diào)諧回路，進一步濾除無用信號，將有用信號經(jīng)變壓器和CB1耦合進入ICB1(MC3361)16腳與本振信號10.245MHz（MC3

5、361的1、2腳外掛10.245MHz晶體及微調(diào)電容與內(nèi)部振蕩單元產(chǎn)生的）進行混頻，產(chǎn)生差頻信號從3腳輸出，經(jīng)455KHz陶瓷濾波器濾波后又從5腳又進入MC3361進行放大，MC3361的8腳外掛鑒頻電路，最終從9腳輸出調(diào)制信號。四、單元電路設計及仿真 1、輸入回路 （1）主要功能：選擇所需電臺的信號，抑制不需要的信號與干擾，特別是要濾除中頻干擾，同時也要求輸入回路的插入損耗小，并使天線阻抗和高放管的輸入阻抗相匹配，并傳輸最大的功率，避免信號來回反射。 2、高頻功率放大電路（1）主要功能：放大高頻信號且起到一定的選頻作用（2）主要指標：增益要高，噪聲要低，選擇性要好，動態(tài)范圍要大，防止輻射的能

6、力要強。 （3）電路圖如下 3、混頻器與本機振蕩器（1）主要功能：實現(xiàn)變頻，將高頻變?yōu)楣潭ǖ闹蓄l，提高接收機靈敏度。（2）本機振蕩器的要求：頻率可調(diào)；頻率穩(wěn)定度要高；輸出的波形要好，諧波成分要少；工作要穩(wěn)定，電壓和溫度漂移都要求??；輻射小，幅度穩(wěn)定，大小合適。（3）本機振蕩起振條件： A0*F>1；平衡條件：A*F=1，A+F =2n（n為正整數(shù)） （4）常見混頻電路：（5）振蕩電路4、中頻放大器 （1）主要功能：把變頻得到的中頻信號加以放大，然后送到檢波器檢波 （2）常見LC單調(diào)諧中頻放大電路如圖：圖中B1、B2為中頻變壓器，它們分別與C1、C2組成輸入和輸出選頻網(wǎng)絡，同時還起阻抗變換

7、的作用，因此，中頻變壓器是中放電路的關鍵元件。5、鑒頻電路 實現(xiàn)調(diào)頻信號解調(diào)的鑒頻電路可分為三類:第一類是調(diào)頻-調(diào)幅調(diào)頻變換型。這種類型是先通過線性網(wǎng)絡把等幅調(diào)頻波變換成振幅與調(diào)頻波瞬時頻率成正比的調(diào)幅調(diào)頻波,然后用振幅檢波器進行振幅檢波。第二類是相移乘法鑒頻型。這種類型是將調(diào)頻波經(jīng)過移相電路變成調(diào)相調(diào)頻波,其相位的變化正好與調(diào)頻波瞬時頻率的變化成線性關系,然后將調(diào)相調(diào)頻波與原調(diào)頻波進行相位比較,通過低通濾波器取出解調(diào)信號。因為相位比較器通常用乘法器組成,所以稱為相移乘法鑒頻。第三類是脈沖均值型。這種類型是把調(diào)頻信號通過過零比較器變換成重復頻率與調(diào)頻信號瞬時頻率相等的單極性等幅脈沖序列,然后通

8、過低通濾波器取出脈沖序列的平均值,這就恢復出與瞬時頻率變化成正比的信號。（2）常見鑒頻電路：第一類(調(diào)頻-調(diào)幅調(diào)頻變換型)調(diào)頻信號解調(diào)的鑒頻電路仿真如圖： 調(diào)頻-調(diào)幅調(diào)頻變換型鑒頻電路仿真結(jié)果如下：1調(diào)頻信號轉(zhuǎn)換成信號調(diào)幅如下：2.調(diào)幅指數(shù)（調(diào)幅度）ma=0.7時的調(diào)幅信號和檢波后的調(diào)制信號：3.調(diào)幅指數(shù)（調(diào)幅度）ma=0.8時的調(diào)幅信號和檢波后的調(diào)制信號：4.調(diào)幅指數(shù)（調(diào)幅度）ma=0.9時的調(diào)幅信號和檢波后的調(diào)制信號(由圖可見檢波出來的信號開始出現(xiàn)負峰切割失真)：5.調(diào)幅指數(shù)（調(diào)幅度）ma=1.3時的調(diào)幅信號和檢波后的調(diào)制信號(調(diào)幅信號出現(xiàn)過調(diào)幅，負峰切割失真更加嚴重)：5.MC3361的

9、功能介紹：在本實驗中采用了MC3361芯片，所以工作原理中的混頻、中頻放大、鑒頻、低頻放大等其他功能電路全部由MC3361實現(xiàn)。 MC3361是美國MOTOROLA公司生產(chǎn)的單片窄帶調(diào)頻接收電路，主要應用于語音通訊的無線接收機。片內(nèi)包含振蕩電路、混頻電路、限幅放大器、積分鑒頻器、濾波器、抑制器、掃描控制器及靜噪開關電路。主要應用在二次變頻的通訊接收設備。其主要特性如下： · 低功耗（在Vcc=4.0V，耗電典型值僅為3.9mA） · 極限靈敏度：2.6uV(-3bB)（典型值） · 少量的外接元件 · 工作電壓：2.08.0V · DIP16和

10、SO-16兩種封裝形式 · 工作頻率：60MHz(max)MC3361結(jié)構(gòu)框圖如圖9所示:MC3361結(jié)構(gòu)框圖MC3361集成電路采用16腳雙列直插式封裝。它具有較寬的電源電壓范圍(29V)，能在2V低電源電壓條件下可靠地工作，耗電電流小(當Vcc=3.6V時，靜態(tài)耗電電流典型值為2.8mA),靈敏度高(在2.0V輸入時典型值為3dB)，音頻輸出電壓幅值大。它的內(nèi)電路結(jié)構(gòu)框圖如圖4-5所示。IC內(nèi)設置有雙平衡雙差分混頻器、電容三點式本機振蕩器、六級差動放大器構(gòu)成的調(diào)頻455kHz寬帶中頻限幅放大器、雙差分正交調(diào)頻鑒頻器、音頻放大器及靜噪控制電路 五、實驗內(nèi)容：(1).按下開關KA1、

11、KB2，調(diào)試好小信號調(diào)諧放大單元電路，調(diào)試好高頻功率放大單元電路。(2).連接好發(fā)射電路和接收電路（連LE2、LE1、LE3、LE4、LE5、LE6、LA1、LB1），同時用實驗箱所配的天線（一端帶夾子的導線）分別將發(fā)射單元的天線ANTE1和本實驗單元天線ANTA1連好.(3).在不加調(diào)制信號的情況下，接通發(fā)射電路和接收電路的電源，調(diào)節(jié)變?nèi)荻O管單元的L84，用示波器探頭測量TTB2，當TTB2處有455 KHz的信號輸出時，說明調(diào)頻單元的工作頻率在10.7MHz附近。此時從處加入1KHz，峰峰值為100mV左右的調(diào)制信號，則從TTB1處用示波器可觀測到輸出的解調(diào)波。(4).當從TTB1處觀察

12、鑒頻輸出信號，此時如果波形失真可以微調(diào)LB1和微調(diào)L84。注意觀察鑒頻信號頻率與調(diào)制信號頻率是否一致，幅度大小與調(diào)制頻偏的關系（調(diào)制頻率可以通過改變調(diào)制信號大小來改變）。如果TTB1處的信號失真，一般要考慮是否調(diào)制信號幅度過大以及變?nèi)荻O管調(diào)頻產(chǎn)生的調(diào)頻信號的中心頻率偏高10.7MHz太遠。六、提供設備及材料：1.設備：示波器一臺、萬用表一塊、低頻信號源、調(diào)頻信號發(fā)射模塊（輸出載波10.7MHz，最大頻偏20KHz的調(diào)頻波）、12V直流電源、5V直流電源。2、集成電路芯片MC3361、晶體管3DG12C、455KHz陶瓷濾波器10.245MHz晶體。七、總結(jié)：“調(diào)頻接收機”這個課題涉及到高頻電

13、子線路課程中大部分知識點，有振蕩電路、高頻放大電路、混頻電路、中頻放大電路、鑒頻及低頻功放級電路等。同時還涉及到MC3361集成電路芯片的使用，本課設不僅涵蓋的知識面廣，還對我形象地、深入地理解高頻電子線路這一門課程起到一定的幫助，激發(fā)了我繼續(xù)深入學習模擬電路的興趣，更重要的是讓我看到了高頻在無線通訊信號傳輸中無可替代的作用。做課設時，我先從書上的內(nèi)容入手，認真復習之前學習的知識，進一步掌握各個單元電路的作用與特點，特別是各種失真問題，為隨后在實驗箱上的調(diào)試做好準備。接著開始在Multisim電路仿真軟件上做仿真，Multisim是一款很好用的電路仿真軟件，操作簡單，元件調(diào)用方便，同時有各種信

14、號發(fā)生器，如調(diào)幅波信號發(fā)生器和調(diào)頻波信號發(fā)生器，而且還能修改各個調(diào)制解調(diào)參數(shù)，為我們節(jié)省了很多搭建電路的時間，方便我們直接看鑒頻或者檢波結(jié)果。經(jīng)過這次課設，我對Multisim軟件的使用已經(jīng)比較熟練，這對我以后的學習或者做其它項目打下了基礎。得到正確仿真結(jié)果后，我們進入實驗室進行電路的調(diào)試?？墒怯捎趯嶒炏潆娐防匣?，加上自己缺乏實際調(diào)試電路的經(jīng)驗，實驗做起來沒有那么順利，電路自激等各種問題相繼出現(xiàn)。不過最后經(jīng)過老師的耐心指導和同學的幫助，我們小組幾個同學做出了準確結(jié)果，雖然解調(diào)出來的波形有一點失真，但是已經(jīng)很不錯了。這次高頻課設與之前的不同點就是一個課題同時涉及到各個不同的單元電路，需要我們將它們很好的連接起來，不斷調(diào)試才能得到準確結(jié)果。這是一個很好的課題，對我們對所學專業(yè)領域的認識起到很大作用，也培養(yǎng)了我們