高頻電子線路課程設計--調頻接收機設計報告

1、<p>　　高頻電子線路課程設計</p><p><b>　　——調頻接收機</b></p><p>　　班級：電子信息0603</p><p><b>　　姓名： </b></p><p><b>　　學號： </b></p><p>　　課

2、程設計目的、要求：</p><p>　　通過本課題設計與調試，提高學生動手能力，鞏固已學的理論知識。使學生建立無線電調頻接收機的整機概念，了解調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、計算調頻接收機的各個單元電路；輸入回路、高頻放大、混頻、中頻放大、鑒頻及低頻功放級。初步掌握調頻接收機的調整及測試方法。</p><p><b>　　主要技術指標</b&g

3、t;</p><p>　　1．工作頻率范圍=88～108MHz</p><p>　　2．靈敏度：5～30uV。</p><p>　　3．選擇性：中頻干擾比大于50dB。</p><p>　　4．頻率特性：通頻帶2△f=200KHz。</p><p>　　此外，還要適當考慮輸出功率，輸入波形失真等問題。</p>

4、;<p><b>　　調頻接收機組成</b></p><p>　　調頻接收機的工作原理</p><p>　　圖一 調頻接收機組成框圖</p><p>　　一般調頻接收機的組成框圖如圖一所示。其工作原理是：天線接受到的高頻信號，經輸入調諧回路選頻為f1，再經高頻放大級放大進入混頻級。本機振蕩器輸出的另一高頻 f2亦進入混頻級，則混頻

5、級的輸出為含有f1、f2、（f1+f2）、（f2-f1）等頻率分量的信號?；祛l級的輸出接調頻回路選出中頻信號（f2-f1），再經中頻放大器放大，獲得足夠高增益，然后鑒頻器解調出低頻調制信號，經過解調器解調后，再由低頻功放級放大。由于天線接收到的高頻信號經過混頻成為固定的中頻，再加以放大，因此接收機的靈敏度較高，選擇性較好，性能也比較穩(wěn)定。</p><p><b>　　四.單元電路設計</b>

6、</p><p><b>　　高頻功率放大電路</b></p><p>　　如下圖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LC并聯(lián)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(shù)等會影響的頻率和相位。晶體管的靜態(tài)工作點由電阻RA2,RA3,RA4及RA6決定，其計算方法與低頻單管放大器

7、相同。</p><p>　　從天線ANTA1接收到的高頻信號經過CA1、CCA1、LA1組成的選頻回路，選取信號為fs=10.7MHZ的有用信號，經晶體管QA1進行放大，由CA3、TA1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CB1耦合進入MC3361。</p><p><b>　　2.混頻電路</b></p><p>　　

8、因為中頻比外來信號頻率低且固定不變，中頻放大器容易獲得比較大的增益，從而提高收音機的靈敏度。在較低而又固定的中頻上，還可以用較復雜的回路系統(tǒng)或濾波器進行選頻。它們具有接近理想矩形的選擇性曲線，因此有較高的鄰道選擇性。如果器件僅實現(xiàn)變頻，振蕩信號由其它器件產生則稱之為混頻器。</p><p><b>　　二極管環(huán)形混頻器</b></p><p>　　四個二極管組成平衡電

9、路如下圖所示。構成的二極管環(huán)形混頻電路中，各二極管均工作在受參考信號控制的開關的狀態(tài)，它是另一類開關工作的乘法器。</p><p>　　作混頻器時，vS=Vsmcosct為輸入，R口， vL=VLmcosLt為本振，L口，為負載電阻，取出中頻信號，I口。Tr1、Tr2為有中心抽頭的寬頻帶變壓器，初、次級匝數(shù)比為1：1?！珵樗闹欢O管。足夠大，遠大于，則各二極管均工作在受控制的開關狀態(tài)。</p>&l

10、t;p>　　正半周，、導通，、截止。</p><p>　　負半周，、截止，、導通。</p><p><b>　　具有如下特點：</b></p><p>　　1 結構上四個二極管接成環(huán)形。作為混頻時，環(huán)形的兩個對角端AB和CD通過變壓器接入本振信號VL和有用信號VS.</p><p>　　2 如果電路平衡,則各端口是

11、相互隔離的,即L端口的本振信號不會通到R端,R端口的有用信號不會竄入L端,有用信號和本振信號均不會通到I端.</p><p>　　3 有增益,存在損耗.作為混頻器時,混頻損耗的理論值為4dB</p><p>　　4 為調幅器時,考慮到高頻變壓器的低頻頻率特性差的缺點,調制信號改從端口輸入,載波信號從端口輸入,,從端輸出振幅調制信號.</p><p><b>

12、;　　3.中頻放大電路</b></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。   下圖（a）是LC單調諧中頻放大電路，圖（b）為它的交流等效電路。圖中R1、R2為中頻變壓器，它們分別與C1、C2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

13、變壓器是中放電路的關鍵元件。    中頻變壓器的初級線圈與電容組成LC并聯(lián)諧振回路，由于并聯(lián)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

14、回路特性知，中頻選頻回路的通頻帶B＝f2- f1＝fd/QL，式中QL是回路的有載品質因數(shù)。QL值愈高，選擇性愈好，通頻帶愈窄；反之,通頻帶愈寬，選擇性愈差。</p><p><b>　　4.鑒頻電路</b></p><p>　　從調頻波中"檢出"原來調制信號的過程稱為調頻波的解調，又叫鑒頻。實現(xiàn)鑒頻的電路稱為鑒頻器，也叫頻率檢波器。常用的鑒頻電路

15、有比例鑒頻電路和相位鑒頻電路，它們的工作原理相同，都是先把等幅的調頻波變換成幅度按調制信號規(guī)律變化的調頻調幅波，然后，用振幅檢波器把幅度的變化檢出來，得到原來的調制信號，這一過程如圖Z0919所示。實際電路中應用較多的是比例鑒頻電路，比例鑒頻電路有對稱式和不對稱式兩種。</p><p>　　對稱式比例鑒頻電路如下圖（a）所示，它由兩部分組成。第一部分由電感線圈L11、L2、L12、L3及電容C1、C2組成，它把調

16、頻信號的頻率變化轉換成兩個電壓之間的相位差的變化；第二部分由D1、C3、R3和D2、C4、R4組成平衡式振幅檢波電路，它把兩個電壓之間的相位差的變化變換為幅度的變化，并從中檢出原來的調制信號。</p><p>　　電路中，C1、L11、L12和L2，C2組成雙調諧回路，均諧振于載波頻率f0（fC），D1、D2為檢波二極管，R3、C3和R4、C4是它們的負載。要求電路對稱即D1，D2的特性相同，R3＝R4，C3 =

17、 C4。兩只二極管順向相接，與R3、R4和L2形成直流通路。CW容量較大（＞10μF），有穩(wěn)幅作用。</p><p>　　5.MC3361的功能介紹：</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(xiàn)</p><p>　　MC3361是美國MOTOROLA公司生產的單片窄帶調頻接

18、收電路，主要應用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。主要應用在二次變頻的通訊接收設備。其主要特性如下：a 低功耗（在Vcc=4.0V，耗電典型值僅為3.9mA）b 極限靈敏度：2.6uV(-3bB)（典型值）c 少量的外接元件d 工作電壓：2.0—8.0Ve DIP16和SO-16兩種封裝形式f 工作頻率

19、：60MHz(max)</p><p>　　MC3361內部電路如下 :</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Vcc=3.6V時，靜態(tài)耗電電流典型值為2.8mA),靈敏度高(在2.0μV輸入時典型值為－3dB)，音頻輸出電壓幅值大。它的內電路結構框圖如圖1所示。IC內設置有

20、雙平衡雙差分混頻器、電容三點式本機振蕩器、六級差動放大器構成的調頻455kHz寬帶中頻限幅放大器、雙差分正交調頻鑒頻器、音頻放大器及靜噪控制電路。</p><p>　　MC3361的內部振蕩電路與Pin1和Pin2的外接元件組成第二本振級，第一中頻IF輸入信號10.7MHz從MC3361的Pin16輸入，在內部第二混頻級進行混頻，其差頻為：10.700-10.245=0.455MHz，也即455kHz第二中頻信號

21、。    第二中頻信號由Pin3輸出，由455kHz陶瓷濾波器選頻，再經Pin5送入MC3361的限幅放大器進行高增益放大，限幅放大級是整個電路的主要增益級。Pin8的外接元件組成455kHz鑒頻諧振回路，經放大后的第二中頻信號在內部進行鑒頻解調，并經一級音頻電壓放大后由Pin9輸出音頻信號。    Pin12——Pin15為載頻檢測和電子開關電路，通過

22、外接少量的元件即可構成載頻檢測電路，用于調頻接收機的靜噪控制。MC3361內部還置有一級濾波信號放大級，加上少量的外接元件可組成有源選頻電路，為載頻檢測電路提供信號，該濾波器Pin10為輸入端，Pin11為輸出端。Pin6和Pin7為第二中放級的退耦電容。</p><p><b>　　６.畫出完整的電路</b></p><p><b>　　五.實驗內容<

23、;/b></p><p>　　(1).按下開關KA1、KA2，調試好小信號放大單元電路，調試好高頻功率放大單元電路。</p><p>　　(2).連接好發(fā)射電路和接收電路（連J82、JE1、JE3、JE4、JE5、JE6、JA1、JB1），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.</p><p>

24、　　(3).在不加調制信號的情況下，接通發(fā)射電路和接收電路的電源，調節(jié)變容二極管單元的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左右的調制信號，則從TTB1處用示波器可觀測到輸出的解調波。</p><p>　　(4).當從TTB1處觀察鑒頻輸出信號，此時如果波形失真可以微調LB1和微調L84。注意

25、觀察鑒頻信號頻率與調制信號頻率是否一致，幅度大小與調制頻偏的關系（調制頻率可以通過改變調制信號大小來改變）。如果TTB1處的信號失真，一般要考慮是否調制信號幅度過大以及變容二極管調頻產生的調頻信號的中心頻率偏高10.7MHz太遠。</p><p><b>　　六、信號波形圖</b></p><p><b>　　七、心得體會</b></p&g

26、t;<p>　　通過這次課程設計我們更好地鞏固和加深對調頻接收機工作原理的進一步理解。學會基本的實驗技能，提高運用理論知識解決實際問題的能力。在實驗過程中，通過選取元件、確定電路，綜合布線等提高了我們的動手能力，同時通過調試來發(fā)現(xiàn)自己的錯誤并分析及排除這些故障，使我們對調頻接收機的知識得到了加深！ </p><p>　　在本次設計中，使我印象最深的是要設計一個成功的電路，必須要有耐心，要有堅持的毅力

27、。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，我們仔細比較分析其原理以及可行的原因，最后還是在老師的耐心指導下，使整個電路可穩(wěn)定工作。</p><p>　　通過本次設計，使我們了解了無線調頻發(fā)射機的基本工作原理，設計流程，進一步掌握了焊接工藝這一塊。開拓了思路，鍛煉了實踐動手能力，提高了分工協(xié)作能力和分析問題,解決問題的能力,達到了本次設計的目的.</p>