高頻課程設計--調頻接收機

1、<p>　　一、設計方案及電路基本原理</p><p><b>　　1.設計目的</b></p><p>　　（1）了解調頻接收機的工作原理及組成。</p><p>　?。?）按照給定的技術指標成對調頻接收機的設計。</p><p>　?。?）掌握調頻接收機的仿真方法。</p><p>

2、　　2.設計思想及工作原理</p><p>　　電路的開始部分是由高頻放大電路和本振信號混頻，輸出一個中頻信號。因為這是超外差調頻接收機，所以混頻電路和調幅接收機有著明顯的不同，在調頻電路中，本振電路是獨立的。在放大電路部分，采用場效應管共源極放大電路。本振電路才用LC振蕩電路，兩個信號分別輸入混頻器，得到一個中頻信號。為了得到高的增益，而整個電路的增益取決于中放，同時也抑制了鄰近干擾。在中頻放大電路的輸出端，接

3、一個限幅器，其目的是如果直接接鑒頻器，很可能得到很多不需要的波形，用濾波器很難濾除，所以在鑒頻器的輸入端加一級限幅器，去除不需要的波，使輸出更為純凈。鑒頻器是將原調制信號解調出來，在本次設計中采用比例鑒頻器。為了能夠得到我們所需要的效果，在電路的最后采用低頻放大電路。調頻接收機的原理框圖如圖1所示。</p><p>　　圖1 調頻接收機原理框圖</p><p><b>　　二、設

4、計方案</b></p><p><b>　　1.單元電路設計</b></p><p>　　(1) 高頻功率放大電路</p><p>　　如圖2所示為共射級接法的晶體管高頻小信號放大器。他不僅要放大高頻信號，而且還要有一定的選頻作用，因此晶體管的負載為并聯諧振回路。在高頻情況下，晶體管本身的極間電容及連接導線的分布參數等會影響的頻率和

5、相位。晶體管的靜態(tài)工作點由電阻,, 及決定，其計算方法與低頻單管放大器相同。</p><p>　　其工作原理為：從天線接收到的高頻信號經過、、組成的選頻回路，選取信號為的有用信號，經晶體管進行放大，由、初級組成的調諧回路，進一步濾除無用信號，將有用信號經變壓器和耦合進入。</p><p>　　圖2 高頻功率放大電路原理圖</p><p>　?。?）混頻器及本機震蕩&

6、lt;/p><p>　　混頻器的作用是將高頻調制信號變換為中頻調制信號，所改變的只是被調信號的載頻，而信號的調制規(guī)律是不能改變的?；祛l器有不同類型，混頻增益約為-10Db~30dB左右。混頻器的輸出應和中放輸入級匹配，混頻電路可以采用如圖3的二極管混頻電路。</p><p>　　對本機振蕩器的要求是：頻率可調，并和輸入回路及高放負載回路同步調整（統(tǒng)調），以滿足選擇電臺信號及混頻器差拍的需要；本

7、振的頻率穩(wěn)定度要高，有時要采用自動頻率調整電路（AFC），如彩色電視接收機；本振輸出的波形要好，諧波成分要少，避免在混頻器中產生較多的組合頻率干擾；本振的工作要穩(wěn)定，電壓和溫度漂移都要求?。涣硗?，還要求本振的輻射小，幅度穩(wěn)定，大小合適。本振與混頻間，一般采用弱耦合方式。</p><p>　　圖3 二極管混頻電路</p><p><b>　?。?）中頻放大電路</b>&

8、lt;/p><p>　　中頻放大電路的任務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起著極其重要的作用。</p><p>　　圖4是LC單調諧中頻放大電路。圖中、為中頻變壓器，它們分別與、組成輸入和輸出選頻網絡，同時還起阻抗變換的作用，因此，中頻變壓器是中放電路的關鍵元件。    中

9、頻變壓器的初級線圈與電容組成LC并聯諧振回路，由于并聯諧振回路對詣振頻率的信號阻抗很大，對非諧振頻率的信號阻抗較小。所以中頻信號在中頻變壓器的初級線圈上產生很大的壓降，并且耦合到下一級放大，對非諧振頻率信號壓降很小，幾乎被短路（通常說它只能通過中頻信號），從而完成選頻作用，提高了接收機的選擇性。      由LC調諧回路特性知，中頻選頻回路的通頻帶，式中QL是回路的有載品質因數。QL值愈高，選擇

10、性愈好，通頻帶愈窄；反之,通頻帶愈寬，選擇性愈差。</p><p><b>　　圖4 中頻放大電路</b></p><p><b>　　(4)鑒頻電路</b></p><p>　　圖5是回路鑒頻器的原理圖。它是由三個調諧回路組成的調頻-調幅調頻變換電路和上下對稱的兩個振幅檢波器組成。初級回路諧振于調頻信號的中心頻率 ,其通

11、帶較寬。次級兩個回路的諧振頻率分別 、并使 、 與成對稱失諧。即。</p><p>　　其工作原理是：天線接收到的高頻信號，經輸入調諧回路選頻為，再經高頻放大器放大，進入混頻器；本機振蕩器輸出的另一高頻信號 亦進入混頻器，則混頻器的輸出為含有、、（+）、（-）等頻率分量的信號?；祛l器的輸出接有選頻回路，選出中頻信號（-），再經中頻放大器放大，獲得足夠高的增益，然后經鑒頻器解調出低頻調制信號，再由低頻功放級放大，

12、驅動揚聲器，從天線接收到的高頻信號經過混頻成為固定的中頻-，故稱為超外差式接收機。這種接收機的靈敏度較高，選擇性較好，性能也比較穩(wěn)定。</p><p>　　圖5 雙失諧回路鑒頻器原理圖</p><p><b>　?。?）低頻放大電路</b></p><p>　　從鑒頻器輸出的信號一般很小，所以在輸出極一般采用低頻功率放大電路，如果是音頻信號，可

13、以外加一個喇叭。單元電路如圖6所示：</p><p>　　圖6 低頻放大電路原理圖</p><p><b>　　2.元件參數</b></p><p>　　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。MC3361是美國MOTOROLA公司生產的單片窄帶調頻接收電路，主要應用

14、于語音通訊的無線接收機。片內包含振蕩電路、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。管腳功能如表1所示。</p><p>　　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(2～9V)，能在2V低電源電壓條件下可靠地工作，耗電電流小(當=3.6V時，靜態(tài)耗電電流典型值為),靈敏度高(在輸入時典型值為－3dB)，音頻輸出電壓幅值大。</p>&

15、lt;p>　　表1 MC3361管腳功能</p><p>　　三、電路調試與仿真分析</p><p><b>　　1.總電路圖</b></p><p>　　總電路圖的設計如圖7所示：</p><p><b>　　圖7 總電路原理圖</b></p><p><b&g

16、t;　　2.仿真結果及分析</b></p><p>　　圖8、圖9、圖10和圖11是各個模塊仿真輸出的波形顯示：</p><p>　　圖8 模擬混頻器仿真輸出</p><p>　　圖9 中頻放大仿真波形</p><p>　　圖10 鑒頻電路仿真波形</p><p>　　圖11 低頻功放仿真波形</p

17、><p>　　經過實驗測試，雖然得到的已調信號有些失真，但調頻接收機實現了解調調頻信號的功能，基本達到了設計要求，即設計指標：工作頻率 ； 輸出功率()；中頻； 靈敏度。</p><p><b>　　四、總結及體會</b></p><p>　　通過這次課程設計，使我對調頻接收機的工作原理有了進一步得理解。也懂得了如何從頭到尾對一個課題進行設計，從工

18、作原理出發(fā)結合給定的技術指標首先畫出整體框圖，然后進行各個模塊的設計包括元件的參數選擇。此次課程設計我利用的是Altium designer軟件進行電路原題圖的繪制，最后進行仿真和調試確保達到技術指標。</p><p>　　在一周的時間里，我獨立的完成了有關資料的查閱、電路圖的繪制、測試仿真和后續(xù)的報告整理。在整個電路的設計過程中，花費時間最多的是各個單元電路的連接及電路的細節(jié)設計上。在設計過程中，我仔細比較分析