高頻電子線路課程設(shè)計(jì)---調(diào)幅接收機(jī)的設(shè)計(jì)

1、<p>　　高頻電子線路課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　調(diào)幅接收機(jī)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　院 （系）：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院</p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 通信07-1班</p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　學(xué)生姓名： <

2、;/p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要3</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)目的及要求3</b></p><p>　　調(diào)幅接收機(jī)的設(shè)計(jì)3</p>&

3、lt;p>　　一、普通直放式接收機(jī)3</p><p>　　二、超外差式接收機(jī)4</p><p>　　三、組成電路及工作原理5</p><p><b>　　(一)輸入回路5</b></p><p><b>　　(二)變頻電路6</b></p><p>　　四、變

4、頻電路的組成與變頻原理6</p><p>　?。ㄒ唬?變頻電路的組成6</p><p>　?。ǘ┳冾l電路的原理7</p><p>　　五、中頻放大電路、檢波和自動(dòng)控制增益電路8</p><p>　?。ㄒ唬┲蓄l放大電路8</p><p>　?。ǘz波和自動(dòng)控制增益電路10</p><p

5、>　　六、低放級(jí)與功放級(jí)11</p><p>　?。ㄒ唬┑头偶?jí)電路11</p><p>　?。ǘ┕β史糯箅娐?2</p><p><b>　　七、設(shè)計(jì)總結(jié)13</b></p><p>　　附錄 一 設(shè)計(jì)原理圖及元件清單14</p><p>　　（一）設(shè)計(jì)的總原理圖14</

6、p><p>　　附錄 二 元件清單及參考文獻(xiàn)14</p><p>　　（一）元件清單14</p><p>　?。ǘ?參考文獻(xiàn)15</p><p><b>　　摘要 </b></p><p>　　超外差接收機(jī)調(diào)幅接收機(jī) 變頻電路 中頻放大電路 檢波電路 低頻放大電路 自動(dòng)增益控制電路<

7、/p><p>　　本課程設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一個(gè)超外差式調(diào)幅接收機(jī)。該超外差式調(diào)幅接收機(jī)主要由調(diào)諧回路，變頻回路，中頻放大級(jí)，檢波和自動(dòng)控制增益電路，低頻放大電路和功率放大電路構(gòu)成。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)目的及要求</b></p><p><b>　　目的：</b></p><p>　　一 學(xué)會(huì)分析

8、電路、設(shè)計(jì)電路的方法和步驟</p><p>　　二 學(xué)習(xí)protel繪圖方法和表格的繪制</p><p>　　三 進(jìn)一步掌握所學(xué)元件及在此基礎(chǔ)培養(yǎng)自己分析、應(yīng)用其他元件的能力</p><p>　　四 了解調(diào)幅接收機(jī)的基本組成與各功能電路的工作原理</p><p><b>　　要求：</b></p>&

9、lt;p>　　主要性能指標(biāo)：工作頻率為8MHz，輸出功率為100mW。</p><p>　　接收信號(hào)：載頻為8MHz，調(diào)制信號(hào)為1kHz的正弦波，調(diào)幅度為50%的AM信號(hào)。</p><p><b>　　調(diào)幅接收機(jī)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　一、普通直放式接收機(jī)</p><p>　　直放式接收機(jī)的特點(diǎn)是電路簡(jiǎn)

10、單，一般只用1——4只，晶體管和一些基本元件。易于安裝調(diào)試，成本低，但它的靈敏度低，選擇性不太好。 </p><p>　　典型的電路圖如圖一所示：</p><p><b>　　圖一</b></p><p>　　為了克服直放式接收機(jī)的靈敏度低選擇性不好的缺點(diǎn)，我們便引入了“超外差”的設(shè)計(jì)理念。</p><p><b

11、>　　二、超外差式接收機(jī)</b></p><p>　　輸入信號(hào)和本機(jī)振蕩信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)固定中頻信號(hào)的過(guò)程。 因?yàn)?，它是比高頻信號(hào)低，比低頻信號(hào)又高的超音頻信號(hào)，所以這種接收方式叫超外差式。用這種方法設(shè)計(jì)的接收機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：靈敏度高，選擇性好，音質(zhì)好（通頻帶寬），工作穩(wěn)定（不容易自激）。</p><p>　　超外差式接收機(jī)的缺點(diǎn)便是容易出現(xiàn)鏡像干擾（比接收頻率高兩個(gè)中頻的干擾信

12、號(hào)）和假響應(yīng)（變頻電路的非線性）。</p><p>　　超外差式是與直放式相對(duì)而言的一種接收方式。超外差式收音機(jī)能把接收到的頻率不同的電臺(tái)信號(hào)都變成固定的中頻信號(hào)（8MHz),再由放大器對(duì)這個(gè)固定的中頻信號(hào)進(jìn)行放大。在選擇回路（輸入回路）或高頻放大器與檢波器之間插入一個(gè)變頻器及中頻放大器。</p><p>　　超外差接收機(jī)組成框圖如圖二所示</p><p><

13、b>　　圖二</b></p><p>　　從天線感應(yīng)到的高頻調(diào)幅信號(hào)，經(jīng)輸入回路的選擇送入變頻器。本振信號(hào)與接收到的高頻調(diào)幅信號(hào)在變頻器內(nèi)經(jīng)過(guò)混頻作用，得到一個(gè)與接收信號(hào)調(diào)制規(guī)律相同的固定中頻調(diào)幅信號(hào)。該中頻調(diào)幅信號(hào)經(jīng)中頻放大后，送入檢波器，把原音頻信號(hào)解調(diào)出來(lái)，并慮出殘余中頻分量，再由低頻功率放大后推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。AGC是自動(dòng)增益控制電路，自動(dòng)控制中頻放大器的增益。</p>

14、<p>　　三、組成電路及工作原理</p><p><b>　　(一)輸入回路</b></p><p><b>　　輸入回路的作用</b></p><p>　　從天線接受下來(lái)的不同頻率的信號(hào)中選擇出所要接受的信號(hào)，并抑制掉其他不需要的信號(hào)及各種干擾和噪聲信號(hào)。</p><p><b&

15、gt;　　對(duì)輸入回路的要求</b></p><p>　　要具有良好的選擇性；頻率覆蓋要足夠?qū)?；電壓傳輸系?shù)要大而且要穩(wěn)定。</p><p><b>　　圖三</b></p><p>　　輸入回路如圖三，由C1、C2和L1組成，外來(lái)高頻調(diào)幅信號(hào)通過(guò)磁性天線送至輸入回路，將所需信號(hào)通過(guò)L1的次級(jí)耦合到變頻器。</p>&l

16、t;p><b>　　(二)變頻電路</b></p><p>　　變頻電路的作用與要求</p><p>　　變頻電路是超外差式接收機(jī)的重要組成部分，它的作用是將輸入調(diào)諧回路選出的信號(hào)的載波頻率變?yōu)楣潭ǖ闹蓄l頻率（465KHZ），同時(shí)保持中頻信號(hào)的包絡(luò)與高頻載波信號(hào)的包絡(luò)完全一致，使傳送的低頻信號(hào)不至產(chǎn)生失真。</p><p>　　對(duì)變頻電路

17、的設(shè)計(jì)要求</p><p>　　1.在變頻過(guò)程中，中頻信號(hào)的包絡(luò)不能有任何失真，即中頻信號(hào)的包絡(luò)應(yīng)與輸入的高頻信號(hào)的包絡(luò)完全一致。</p><p>　　2.在整個(gè)接收頻段范圍內(nèi)，應(yīng)始終保持本機(jī)振蕩信號(hào)頻率比輸入的高頻信號(hào)頻率高8MHZ，即有良好的跟蹤特性。</p><p>　　3.變頻電路的工作穩(wěn)定性要好，噪聲系數(shù)要小，增益要適當(dāng)。</p><p

18、>　　四、變頻電路的組成與變頻原理</p><p>　?。ㄒ唬?變頻電路的組成</p><p>　　變頻電路的結(jié)構(gòu)框圖及工作波形如圖四所示：</p><p><b>　　圖四</b></p><p>　　由結(jié)構(gòu)框圖可以看出變頻電路由本機(jī)振蕩器、混頻器及中頻選頻回路（濾波器）三部分組成。在變頻中，混頻器的輸入信號(hào)由高

19、頻調(diào)幅信號(hào)Us與本機(jī)振蕩器產(chǎn)生的高頻等幅振蕩信號(hào)UL兩部分組成，兩部分信號(hào)在混頻器中進(jìn)行混頻，并送入中頻選頻回路，經(jīng)中頻選頻回路選出465KHZ的中頻信號(hào)Ui，再把Ui送入中頻放大電路進(jìn)行放大。</p><p>　　經(jīng)過(guò)混頻后Fi為固定的465KHZ。</p><p>　?。ǘ┳冾l電路的原理</p><p>　　變頻電路的設(shè)計(jì)原理圖如圖五所示：</p>

20、<p><b>　　圖五</b></p><p><b>　　變頻級(jí)</b></p><p>　　變頻級(jí)是以晶體管 BG1 為中心，它兼有振蕩、混頻兩種作用。它的主要作用是把輸入的不同 頻率的高頻信號(hào)變換成固定的 465kHz 的中頻信號(hào)。</p><p><b>　　本振回路</b>

21、</p><p>　　由晶體管 BG1 、可變電容 Cb 、振蕩變壓器（簡(jiǎn)稱中振或短振) B2 和電容 C3構(gòu)成變壓器反饋式振蕩器。它能產(chǎn)生等幅高頻振蕩信號(hào)，振蕩頻率總是比輸入的電臺(tái)信號(hào)高465KHZ。</p><p>　　本振條件：正反饋 (相位條件），幅度(反饋量要足夠大）。</p><p><b>　　混頻電路</b></p>

22、;<p>　　由調(diào)諧回路和本振電路組成天線所接收信號(hào)由L2 耦合到BG1 的基極，本機(jī)振蕩信號(hào)通過(guò) C3 耦合到 BG1 的發(fā)射極。兩種頻率的信號(hào)在 BG1 中混頻，混頻后由集電極輸出各種頻率的信號(hào)。其中包含本機(jī)振蕩頻率和電臺(tái)振蕩頻率的差額等于465KHZ 的中頻信號(hào)。</p><p><b>　　選頻電路</b></p><p>　　由B3的初級(jí)線圈和

23、諧振電容C 組成并聯(lián)諧振電路，它的諧振頻率在465KHZ，對(duì)465KHZ的中頻信號(hào)產(chǎn)生最大的電壓，并且通過(guò)</p><p>　　次極線圈耦合到下一極去。其原理圖如圖六所示。</p><p><b>　　圖六</b></p><p>　　五、中頻放大電路、檢波和自動(dòng)控制增益電路</p><p><b>　?。ㄒ唬?/p>

24、中頻放大電路</b></p><p>　　中頻放大電路是接收機(jī)的重要組成部分，是決定接收機(jī)靈敏度及選擇性的關(guān)鍵電路。</p><p>　　一 中頻放大電路的作用與要求</p><p>　　中頻放大電路對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行選頻和放大，然后將放大了的中頻信號(hào)送入檢波器去檢波。中頻放大電路的品質(zhì)直接影響著整機(jī)的靈敏度、選擇性和自動(dòng)增益控制等性能。</p>

25、<p>　　對(duì)中頻放大電路主要有增益要高、選擇性要好和同頻帶要合適三方面要求。</p><p>　　二 中頻放大電路的組成及原理</p><p>　　輸入電臺(tái)信號(hào)與本振信號(hào)差出的中頻信號(hào) fI 恒為某一固定值8MHz ，它可以在中頻“通道”中暢通無(wú)阻，并被逐級(jí)放大，即將這個(gè)頻率固定的中頻信號(hào)用固定調(diào)諧的中頻放大器進(jìn)行放大。而不需要的鄰近電臺(tái)信號(hào)和一些干擾信號(hào)與本振信號(hào)所產(chǎn)生的

26、差頻不是預(yù)定的中頻，便被“拒之門(mén)外”，因此，接收機(jī)的選擇性也大為提高。</p><p>　　其工作原理及設(shè)計(jì)原理圖如圖七所示：</p><p><b>　　圖七</b></p><p>　　選頻級(jí)輸出的中頻信號(hào)由VT2的基極輸入并進(jìn)行放大，中放電路中的負(fù)載是中頻變壓器 T4和諧振電容C.它們也是并聯(lián)諧振在中頻465KHZ。</p>

27、<p>　　三 中頻放大器的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　中頻放大器的設(shè)計(jì)指標(biāo)為：中心頻率f0=465KHZ，帶寬為2Δf0.7=2KHZ。負(fù)載ZL為下級(jí)一個(gè)完全相同的晶體管的輸入阻抗。</p><p>　　選用某高頻小功率晶體管，當(dāng)VCE=6V,IE=2mA時(shí)，它的y參數(shù)為Gie=2mS，Cie=12pF；Goe=400uS,Coe=9.5pF | Yfe|=58.3mS,ψ

28、fe=-22°；|yre|=310uS, ψre=-88.8°設(shè)暫不考慮yre的作用，則得輸入導(dǎo)納Yi≈yie=gie+jωCie 輸出導(dǎo)納 Yo≈Yoe= Goe+jωCoe</p><p>　　設(shè)選取回路總電容C∑=200pF,</p><p>　　則回路的電感為L(zhǎng)=1/ωo2* C∑ =586μH</p><p>　　若回路的空載品質(zhì)因

29、數(shù)Qo=100,</p><p>　　則回路損耗電導(dǎo)為Gp=1/Qo*ωo*L =5.84μS</p><p>　　再由同頻帶為8KHZ，中頻頻率為465KHZ，回路有載品質(zhì)因數(shù)QL=57</p><p>　　由此求的并聯(lián)到LC回路上的總損耗電導(dǎo)為Gp`=1/QL*ωo*L</p><p><b>　　=10.2μS</b&g

30、t;</p><p>　　求得在匹配時(shí)的初級(jí)抽頭比為p1=N1/N=√(Gp`/2 go1)=0.113</p><p>　　初次級(jí)的匝數(shù)比為p2=N2/N=√(Gp`/2gi2)=0.065</p><p>　　根據(jù)L=586μH則求得初級(jí)線圈的匝數(shù)N=200,則N1=0.113*200=22.6, N2=0.065*200=13</p><p

31、>　　本級(jí)的增益（Avo）max= yfe/2*√[( go1* gi2)]=42</p><p>　　考慮到回路的插入損耗 K1=20lg[1/(1-QL/ Qo)]=7.33dB，因而凈功率增益為（Apo`）max=（Avo）max2-K1=24.67dB。</p><p>　?。ǘz波和自動(dòng)控制增益電路</p><p>　　一 檢波電路的作用與要求&l

32、t;/p><p>　　檢波電路的作用是把從中頻放大電路送來(lái)的調(diào)幅信號(hào)中解調(diào)出音頻信號(hào)，并將解調(diào)出的音頻信號(hào)送入音頻放大電路。</p><p>　　對(duì)檢波電路有效率要高，失真要小，濾波性能良好等要求。</p><p>　　二 自動(dòng)增益電路的作用與要求</p><p>　　其作用是根據(jù)接收到的信號(hào)的強(qiáng)弱，自動(dòng)調(diào)節(jié)接收機(jī)的高頻增益；這樣即可避免接收弱信

33、號(hào)時(shí)音量過(guò)?。ɑ蚪邮詹坏剑?，也可避免接收強(qiáng)信號(hào)時(shí)音量過(guò)大（或由于輸入信號(hào)過(guò)大而使低頻放大電路阻塞失真）。</p><p>　　要求有：AGC控制的范圍要大，工作的穩(wěn)定性要高。</p><p>　　三 檢波、自動(dòng)控制增益電路的工作原理</p><p>　　中頻放大器的中頻信號(hào)經(jīng)中頻變壓器T5二次繞組送入檢波管VT4，利用PN結(jié)點(diǎn)單向?qū)щ娞匦?，把中頻信號(hào)變成中頻脈動(dòng)信號(hào)

34、。這個(gè)脈動(dòng)信號(hào)中包含直流成份，殘余的中頻信號(hào)及音頻包絡(luò)三部分。利用C8、C9、R9構(gòu)成π型濾波電路（如圖八），濾除殘余的中頻信號(hào)，檢波后的音頻信號(hào)電壓降落在音量電位器R9上，經(jīng)電容器C10耦合選入低頻放大電路。放大后的中頻信號(hào)作為自動(dòng)增益控制的AGC電壓，被送到受控的第一級(jí)中放管VT2的基級(jí)。 </p><p><b>　　圖八</b></p><p>　　自動(dòng)增益控

35、制電路的作用是利用強(qiáng)信號(hào)來(lái)自動(dòng)降低中放級(jí)的增益（如圖九）。信號(hào)越強(qiáng)，反饋回VT2的直流成份越大， VT2的增益越小。這就達(dá)到了自動(dòng)增益控制的目的。</p><p>　　自動(dòng)增益控制電路由AGC電壓濾波電路及AGC受控電路三部分組成 </p><p><b>　　圖九</b></p><p><b>　　六、低放級(jí)與功放級(jí)</b&

36、gt;</p><p><b>　?。ㄒ唬┑头偶?jí)電路</b></p><p>　　一 低放級(jí)電路的作用與要求</p><p>　　主要任務(wù)是把音頻信號(hào)進(jìn)行放大，使功放級(jí)得到更大的音頻信號(hào)電壓，使收音機(jī)有足夠的音量。由于是音頻電壓的放大，所以要求是它的增益設(shè)置得較高。</p><p>　　二 低放級(jí)電路的原理及原理圖<

37、;/p><p>　　低放級(jí)電路（如圖十由前置放大管VT5,第二級(jí)前置放大管VT6，耦合電容器C10，C13，基級(jí)偏置電阻器，輸入變壓器T6組成，音頻電位器RP組成。</p><p><b>　　圖十</b></p><p>　　原理：從音量電位器的滑動(dòng)端與地之間取出的音頻電壓信號(hào)，經(jīng)C10耦合，加在VT5的發(fā)射結(jié)兩端。音頻信號(hào)被VT5放大后從集電極

38、輸出，經(jīng)C13耦合送入VT6的基級(jí)，不餓VT6放大后從集電極輸出。由于VT6集電極的負(fù)載是輸入變壓器T6的一次繞組，是一個(gè)電感器件，當(dāng)音頻信號(hào)電流流過(guò)時(shí)，將在一次繞組兩端產(chǎn)生感生的音頻信號(hào)電壓。通過(guò)T6一次繞組與二次繞組的電感耦合，即可將音頻信號(hào)電壓送入功率放大器。</p><p><b>　　（二）功率放大電路</b></p><p>　　一 功率放大電路的作用&l

39、t;/p><p>　　功率放大電路是接收機(jī)的最后一級(jí)放大電路，它的作用是把低放級(jí)送來(lái)的音頻信號(hào)進(jìn)行功率放大，以輸出足夠的的功率推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。</p><p>　　二 功放電路的設(shè)計(jì)原理圖</p><p><b>　　圖十一</b></p><p><b>　　七、設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p>

40、;<p>　　回顧起此次課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨很多，從老師那天布置設(shè)計(jì)任務(wù)到最終完成任務(wù)，在整整兩個(gè)星期的日子里，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和

41、獨(dú)立思考的能力。</p><p>　　計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，畢竟以前做的很少，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)之后，我一定會(huì)謹(jǐn)記學(xué)好基礎(chǔ)知識(shí)，這一點(diǎn)老師在課堂上也不止一次的說(shuō)到。</p><p>　　最后衷心感謝在學(xué)習(xí)這門(mén)課程和做課程設(shè)計(jì)過(guò)程中曾幫助過(guò)我的老師、同學(xué)！&l

42、t;/p><p>　　附錄 一 設(shè)計(jì)原理圖及元件清單</p><p>　?。ㄒ唬┰O(shè)計(jì)的總原理圖</p><p><b>　　如下圖十二所示：</b></p><p><b>　　圖十二</b></p><p>　　附錄 二 元件清單及參考文獻(xiàn)</p><p&g

43、t;<b>　?。ㄒ唬┰鍐?lt;/b></p><p>　　名稱型號(hào)（規(guī)格）數(shù)量</p><p>　　三極管9012（3CX201）2只</p><p>　　3DG201(9018) 2只</p><p>　　3DG201(3DG6)4只</p><p>　　二級(jí)管2A9,IN4

44、148各1只</p><p>　　電容器 0.01μF1只</p><p><b>　　022μF8只</b></p><p>　　1~4.7μF2只</p><p>　　4.7~10μF1只</p><p><b>　　100μF3只</b></p>

45、<p>　　電阻器10Ω、15Ω、51Ω、220Ω、470Ω、630Ω、820Ω、3KΩ、15KΩ各1只</p><p>　　電阻器150Ω、1KΩ、</p><p>　　20KΩ、62KΩ各2只</p><p><b>　?。ǘ?參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　:李銀華 電子線路設(shè)計(jì)指導(dǎo)

46、 北京航天航空大學(xué)出版社2005.6</p><p>　　謝自美 電子線路設(shè)計(jì)?實(shí)驗(yàn)?測(cè)試 華中科技大學(xué)出版社2003.10</p><p>　　張肅文 高頻電子線路 高等教育出版社2004.11</p><p>　　楊緒東 實(shí)用電子電路精選 化學(xué)工業(yè)出版社 2004.03</p><p>　　郭維芹. 模擬電子線路實(shí)驗(yàn). 同濟(jì)大

47、學(xué)出版社，1985 </p><p>　　陸宗逸. 非線性電子線路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū). 北京理工大學(xué)出版社，1989 </p><p>　　周曉寧. 音頻功率放大電路. 中國(guó)科技論文在線(http://www.shanghai.edu.cn), 2005-08 </p><p>　　黃智偉，基于射頻收發(fā)芯片NRF403的無(wú)線接口電路設(shè)計(jì)[J]，電子技術(shù)，2002.4.59-