調(diào)幅接收設(shè)計實驗報告

1、蘭州理工大學(xué)課程設(shè)計報告摘要調(diào)幅接收機是一種常用的廣播通信工具,有多種制作形式。例如超外差式調(diào)幅接收機和點頻調(diào)幅接收機。本文主要介紹點頻調(diào)幅接收機的電路設(shè)計與調(diào)試方法.此種調(diào)幅接收機主要有五部分組成,輸入回路,高頻放大,本機振蕩,解調(diào)和音頻放大.輸入回路是選擇接收信號的部分,需要調(diào)諧于接收機的工作頻率;高頻放大是將輸入信號進行放大,同樣需要調(diào)諧于接收機的工作頻率;解調(diào)是將已調(diào)信號還原成低頻信號;本機振蕩則是為解調(diào)器提供與輸入信號載波同頻的信號;最后的音頻功放則是將聲音信號放大。關(guān)鍵字：振蕩 混頻 檢波 諧振 放大1目錄一、前言1二 、設(shè)計指標(biāo)1三、系統(tǒng)總述2四、單元電路的設(shè)計與仿真34.1峰值

2、包絡(luò)檢波34.2高頻諧振放大54.3中頻諧振放大器64.4單差分對構(gòu)成的乘法器混頻電路74.5 低頻功率放大器84.6 電容三點式振蕩8五、 整機電路設(shè)計圖10六 、設(shè)計總結(jié)11七、 參考文獻12 課程設(shè)計報告一、前言信息傳遞是人類社會生活的重要內(nèi)容，沒有通信，人類社會是不可想象的。近年來，電子工業(yè)的發(fā)展非常驚人，當(dāng)然這些進步都成了人類社會不可缺少的東西，1937年莫爾斯發(fā)明的有線電報開創(chuàng)了利用電傳遞信息的新時代。1876年貝爾發(fā)明的電話已成為我們?nèi)粘Ｉ钪型ㄐ诺闹匾ぞ撸?918年，調(diào)幅無線廣播調(diào)幅接收機的問世；1936年，商業(yè)電視廣播開播。伴隨著人類的文明，社會的進步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電信

3、技術(shù)也以一日千里的速度飛速發(fā)展，然而無線通信在現(xiàn)在的生活中更重要，我們常用的手機，無線電話還有各種電器的遙控器等，大到航天小到玩具都離不開發(fā)射和接收設(shè)備。調(diào)幅接收是目前應(yīng)用最廣泛的接收方式之一。本課程設(shè)計是利用Multisim軟件提供一種便捷調(diào)幅接收系統(tǒng)，并鞏固已學(xué)的理論知識，能夠使我們建立整體的無線調(diào)幅接收系統(tǒng)概念，并學(xué)會計算接收機的各個單元電路：高頻放大電路、混頻電路、中頻放大電路、檢波電路、低頻放大電路中元器件的選擇，電路的調(diào)試。初步掌握小型調(diào)幅波接收機的調(diào)整及測試方法。二 、設(shè)計指標(biāo)2.1工作頻率為8MHz；2.2輸出功率為100mv；2.3載頻為10MHz；2.4調(diào)制信號為1kHz的

4、正弦波；2.5調(diào)幅度為50的AM信號。12三、系統(tǒng)總述 超外差式調(diào)幅接收機原理 本設(shè)計采用超外差式調(diào)幅接收機。超外差式調(diào)幅接收機的組成原理框圖如圖2-1所示：高頻放大混頻中頻放大檢波低頻放大本振 圖3-1 超外差式接收系統(tǒng)方框圖圖中，高頻放大器由一級或多級小信號調(diào)諧放大器組成，用來放大電磁波在天線上產(chǎn)生的有用信號，同時，利用放大器的諧振回路抑制其他頻率的干擾信號。由于諧振放大器的中心頻率隨所接收信號的頻率的不同的變化，因此，高頻放大器必須是可調(diào)諧的?；祛l電路起頻率變換作用，它將接收到的各發(fā)射臺的不同載頻的已調(diào)波信號和本地振蕩器的信號共同作用，變換為同一載頻?；祛l器是將已調(diào)信號不失真地變換為中頻

5、已調(diào)信號的變換電路，本機振蕩器產(chǎn)生的高頻震蕩信號的頻率是載波頻率和中頻頻率之和。由于載波頻率是隨接收信號的不同而變化的，所以，本振頻率是跟蹤載波頻率同步變化的，以使的中頻信號是固定值。中頻放大器是用來放大中頻調(diào)幅信號，由于中頻頻率已固定，因此中頻放大器的選擇性和增益可以設(shè)計的很好，并使選擇性放大性等性能得到極大的提高。檢波器濾去高頻分量，得到反應(yīng)信息的調(diào)制信號。最后經(jīng)過功率放大器像揚聲器提供必要的推動功四、單元電路的設(shè)計與仿真4.1峰值包絡(luò)檢波實驗電路圖： 圖4-1 峰值包絡(luò)檢波器原理圖 工作原理 實驗波形如圖： 圖4-2 峰值包絡(luò)檢波波型圖 RC電路有兩個作用：一是作為檢波器的負載

6、；在兩端產(chǎn)生解調(diào)輸出的原調(diào)制信號電壓；二是濾除檢波電流中的高頻分量。為此，RC網(wǎng)絡(luò)必須滿足且。式中，為載波角頻率，為調(diào)制角頻率。1. vs正半周的部分時間(<90o) 二極管導(dǎo)通，對C充電，充=RDC。因為 RD很小，所以充很小，vovs2.vs的其余時間(>90o)  二極管截止，C經(jīng)R放電，放=RC。因為 R 很大，所以放很大，C上電壓下降不多，仍有：vovs1.2過程循環(huán)往復(fù)，C上獲得與包絡(luò)(調(diào)制信號)相一致的電壓波形，有很小的起伏。故稱包絡(luò)檢波。檢波過程實質(zhì)上是信號源通過二級管向負載電容C充電和負載電容C對負載電阻R放電的過

7、程，充電時間常數(shù)為RdC，Rd為二極管正向?qū)娮琛?放電時間常數(shù)為RC，通常R>Rd,因此對C而言充電快、放電慢。經(jīng)過若干個周期后，檢波器的輸出電壓V0在充放電過程中逐步建立起來，該電壓對二極管VD形成一個大的負電壓，從而使二極管在輸入電壓的峰值附近才導(dǎo)通，導(dǎo)通時間很短，電流導(dǎo)通角很小。當(dāng)C的充放電達到動態(tài)平衡后，V0按高頻周期作鋸齒狀波動，其平均值是穩(wěn)定的，且變化規(guī)律與輸入調(diào)幅信號的包絡(luò)變化規(guī)律相同，從而實現(xiàn)了AM信號的解調(diào)。單元電路：圖4-3波峰包絡(luò)檢波器電路 圖4-4 波峰包絡(luò)檢波仿真結(jié)果4.2高頻諧振放大 高頻諧振放大器是放大中心頻率在幾百兆赫茲到幾百千兆赫茲的放大器。它在通信

8、電子系統(tǒng)中有著重要的用途，通常應(yīng)用在廣播、電視、通信、雷達等無線通信的前段接收機中，其對接收機的靈敏度、抗干擾性和選擇性等整機指標(biāo)有關(guān)鍵性影響。高頻諧振放大器主要由衰減網(wǎng)絡(luò)、LC諧振放大、電壓跟隨和電源四大模塊組成。衰減器采用電阻式型網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn);LC諧振放大中選用功耗小的2N2222型三極管進行兩級放大,LC諧振部分為放大器的負載；電壓跟隨采用集成運放OPA355，以實現(xiàn)電路阻抗的良好匹配；為了給放大器工作提供穩(wěn)壓電源，采用LM317穩(wěn)壓芯片設(shè)計了一個電源。經(jīng)測試，放大器低功耗、高增益，具有良好的選擇性。圖4-5 高頻諧振放大器電路圖圖4-6 高頻諧振放大器方針結(jié)果4.3中頻諧振放大器 中頻諧振

9、放大器的主要作用是提高增益和抑制臨近干擾。中頻放大電路是指變頻輸出至檢波之間的電路，其性能直接影響接收機的靈敏度，選擇性和頻率特性等指標(biāo)。一般的接收機都采用兩級中頻放大、三個中頻變壓器和中頻放大電路同時作用時選頻。放大中頻信號和耦合傳送信號對中頻放大電路的要求是：增益大，選擇性好，有一定寬度的中頻帶，放大電路的穩(wěn)定性要好等。圖4-7中頻諧振放大器圖4-8中頻諧振放大器仿真結(jié)果4.4單差分對構(gòu)成的乘法器混頻電路在現(xiàn)代通信和廣播電視接收中，對接收到的信號再解調(diào)前要進行混頻（也稱變頻）處理，將信號的中心頻率及各分量頻譜搬移至新的頻段各分量的頻率間隔和相對幅值保持不變。進行這種頻率變換時，新的頻率等于

10、等于原信號的頻率與某一參數(shù)頻率之和或差，取其和著稱為上混頻，取其差著稱為下混頻。新的中心頻率通常稱為中間頻率，簡稱中頻，參考頻率稱為本機振蕩頻率，簡稱本振。由于混頻是頻譜的線性搬移，原則上講，用于振幅調(diào)制與解調(diào)的電路均可用于混頻，只需要改變輸入回路和輸出濾波器的參數(shù)。乘法器能實現(xiàn)兩個互不相關(guān)的模擬信號間的相乘功能，是一種普遍應(yīng)用的非線性模擬集成電路。在高頻電子線路中，振幅調(diào)制、同步、檢波、混頻、倍頻、鑒頻、鑒相等調(diào)制與解調(diào)的過程，均可視為兩個信號相乘或包含相乘的過程。采用集成模擬乘法器實現(xiàn)上述功能比采用分立器件如二極管和三極管要簡單得多，而且性能優(yōu)越。所以本實驗采用乘法器電路實現(xiàn)混頻。模擬乘法

11、器是實現(xiàn)兩個模擬信號相乘的器件，是一種通用性很強的非線性器件。因可變跨導(dǎo)差分對模擬乘法器具有精度高載漏小，工作頻帶寬等優(yōu)點，因而廣泛用于振幅調(diào)制、解調(diào)和混頻. 圖4-9 單差分對構(gòu)成的乘法器混頻電路 圖4-10混頻電路仿真4.5 低頻功率放大器低頻功率放大器的主要作用是提高增益和抑制臨近干擾。低頻功率放大器放大電路是指變頻輸出至檢波之間的電路，其性能直接影響接收機的靈敏度，選擇性和頻率特性等指標(biāo)。一般的接收機都采用兩級中頻放大、三個中頻變壓器和中頻放大電路同時作用時選頻。放大中頻信號和耦合傳送信號對低頻放大電路的要求是：增益大，選擇性好，有一定寬度的低頻帶，放大電路的穩(wěn)定性要好等。 圖4-11

12、低頻功率放大器 圖4-12低功率放大器波形仿真4.6 電容三點式振蕩 1 振蕩器的概述振蕩器的種類很多，根據(jù)工作原理可分為反饋型振蕩器和負阻型振蕩器，根據(jù)所產(chǎn)生的波形可分為正弦波振蕩器和非正弦波振蕩器；根據(jù)選頻網(wǎng)絡(luò)可分為LC振蕩器晶體振蕩器RC振蕩器等2. 電容反饋三點式振蕩器：圖4-13 電容三點式振蕩器原理圖 圖4-14 電容三點式電路圖 圖4-15 電容三點式波形仿真五、 整機電路設(shè)計圖 圖5-1 整機電路設(shè)計圖 六 、設(shè)計總結(jié)緊張而又繁忙的高頻電子線路課程設(shè)計過去了，通過這周的課程設(shè)計的實習(xí)中，是我受益匪淺。這次實訓(xùn)，使我怔怔地意識到自己對高頻電子線路相關(guān)知識的缺乏以及動手能力的欠缺。

13、沒有實踐，再好的理論也沒有用。設(shè)計電子線路最重要的一個方面就是認真，其次是要有耐心，勇于克服困難，不斷解決問題。要有清晰的思維，能夠理清各個器件之間的關(guān)系，明確各個器件的功能，還要和同學(xué)多交流，多參考書籍。通過這次課程設(shè)計，我了解并發(fā)現(xiàn)了很多設(shè)計電路的方法，而且懂得了如何處理錯誤的方法，擁有足夠的耐心和信心對課程設(shè)計每一步的順利進行極其重要。 高頻的課程設(shè)計結(jié)束了,這一周一直在上網(wǎng)查資料,忙著翻閱參考書。反復(fù)修改自己的課程設(shè)計。感覺收獲很大。這次我在課程設(shè)計中所做的課題是調(diào)幅接收機。一個很典型的高頻電路。同時它也比較全面的運用了高頻課程中所學(xué)到的知識：高頻諧振回路，低頻功率放大器，晶體振蕩器，同步檢波，混頻電路。涉及的知識點相當(dāng)多。 在收獲知識的同時，還收獲了閱歷，收獲了成熟，在此過程中，我們通過查找大量資料，請教老師，以及不懈的努力，不僅培養(yǎng)了獨立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在實驗課上，我們學(xué)會了很多學(xué)習(xí)的方法。而這是日后最實用的，真的是受益匪淺。要面對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實踐，再學(xué)習(xí)、再實踐。許多的問題不是很明白，隨著以后的學(xué)習(xí)，希望能把我的疑惑給消除掉，雖然是個不是很完美的完成這個課程設(shè)計，但是我覺得我付出了，我得到了許多知識，也解決了許多以前的疑問。對我而