通信电子电路课程设计.doc

目 录第1章 概述31.1设计目的与要求31.2设计的技术指标3第2章 系统总体方案42.1超外差调幅接收机工作原理42.2系统的方框图4第3章 各模块分析设计与仿真53.1高频小信号功能放大器模块53.1.1高频小信号放大器特点53.1.2高频小信号放大器的主要质量指标53.1.3高频小信号放大器的原理图及仿真63.1.4参数设置及性能指标83.2混频器模块83.2.1混频器功能83.2.2混频器原理图及仿真图83.3本地振荡器模块103.3.1本地振荡器功能103.3.2本地振荡器原理图及仿真103.3.3本地振荡器参数设置及条件103.4中频放大器113.4.1中频放大器的功能113.4.2中频放大器原理图及仿真113.4.3参数设置及电路分析123.4.4包络检波器的功能123.4.5包络检波器原理图及仿真123.4.6参数设置及性能指标133.5低频放大器133.5.1功率放大器概述133.5.2低频放大器原理图及仿真133.5.3参数设置及性能指标14第4章 总电路原理图15第5章 心得体会16参考文献17第1章 概述1.1 设计目的与要求1、培养一定的独立分析问题、解决问题的能力。对设计中遇到的问题能通过独立思考、查阅有关资料，寻找解决问题的途径。 2、熟练掌握Multiuse、MATLAB、System View等软件的仿真3、掌握超外差调幅接收机的工作原理，以及对其电路模块高频小信号放大器、混频器、本地振荡器、中频放大器、检波器、低频放大器等的电路、原理、功能的巩固理解。1.2 设计的技术指标调频接收机的主要技术指标有：1工作频率范围接收机可以接受到的无线电波的频率范围称为接收机的工作频率范围或波段覆盖。接收机的工作频率必须与发射机的工作频率相对应。如调频广播收音机的频率范围为88108MH，是因为调频广播收音机的工作范围也为88108MHz2灵敏度接收机接收微弱信号的能力称为灵敏度，通常用输入信号电压的大小来表示，接收的输入信号越小，灵敏度越高。调频广播收音机的灵敏度一般为530uV。3选择性接收机从各种信号和干扰中选出所需信号（或衰减不需要的信号）的能力称为选择性，单位用dB（分贝）表示dB数越高，选择性越好。调频收音机的中频干扰应大于50dB。4频率特性接收机的频率响应范围称为频率特性或通频带。调频机的通频带一般为200KHz。5输出功率接收机的负载输出的最大不失真（或非线性失真系数为给定值时）功率称为输出功率。第2章 系统总体方案2.1 超外差调幅接收机工作原理从天线收到的微弱高频信号先经过一级或几级的高频小信号放大器放大，然后送至混频器与本地振荡器所产生的等幅振荡电压想混合，所得到的输出电压包络线形状不变，仍与原来的信号波形相似，但载波频率所转换为两个高频频率之差，（或和），这叫做中频。中频电压再经中频放大器放大，送入检波器，得检波输出电压。最后检波输出电压经低频放大器放大，送到扬声器（或耳机）中转变为声音信号。2.2 系统的方框图图 21超外差调幅接收机系统方框图第3章 各模块分析设计与仿真3.1 高频小信号功能放大器模块3.1.1 高频小信号放大器特点高频小信号放大器可放大中心频率为几百千赫兹到几百兆赫兹，频带为几千赫兹到几千兆赫兹，几百毫伏以下的输入信号，它具有选频和放大功能。3.1.2 高频小信号放大器的主要质量指标1. 增益：（放大系数）电压增益： 2. 通频带：放大器的总通频带随着放大级数的增加而变窄，并且通频带越宽，放大器的增益就越小，两者是相矛盾的。3. 选择性选择性是指对通频带之外干扰信号的衰减能力，有两种描述方法：是用矩形系数来说明邻近波道选择性的好坏；二是用抑制比(抗拒比)来说明对带外某一特定干扰频率信号抑制能力的大小。4. 工作稳定性放大电路的工作状态、元件参数等发生可能的变化时，放大器主要性能的稳定程度。不稳定的原因：由于寄生反馈作用的结果。为消除或减少不稳定现象，须找出寄生反馈的途径，力图消除可能产生反馈的因素。3.1.3 高频小信号放大器的原理图及仿真图 3.1.1 高频小信号放大器原理图图 3.1.2 高频小信号放大器仿真图 3.1.3 高频小信号放大器仿真图 3.1.4 高频小信号放大器仿真 3.1.4 参数设置及性能指标输入电压：5mV50mV 输入频率：6MHZ20MHZ电压增益：2到15倍，且随着输入频率增加而减小3.2 混频器模块3.2.1 混频器功能由调谐回路和本振电路组成天线所接收信号由L2 耦合到BG1 的基极，本机振荡信号通过 C3 耦合到 BG1 的发射极。两种频率的信号在 BG1 中混频，混频后由集电极输出各种频率的信号。其中包含本机振荡频率和电台振荡频率的差额等于465kHz 的中频信号。3.2.2 混频器原理图及仿真图图3.2.1 混频器原理图图3.2.2 混频器仿真（载波频率f0=5MHz）图3.2.3 混频器仿真（载波频率f0=13MHz）图3.2.4 混频器仿真（载波频率f0=17MHz）3.3 本地振荡器模块3.3.1 本地振荡器功能本机振荡的作用是本机振荡决定了收音机的波段频率范围。3.3.2 本地振荡器原理图及仿真图3.3.1 本地振荡器原理图图3.3.2 本地振荡器仿真3.3.3 本地振荡器参数设置及条件由晶体管 BG1 、可变电容 Cb 、振荡变压器（简称中振或短振) B2 和电容 C3构成变压器反馈式振荡器。它能产生等幅高频振荡信号，振荡频率总是比输入的电台信号高 465kHz。本振条件：正反馈 (相位条件），幅度(反馈量要足够大）。3.4 中频放大器3.4.1 中频放大器的功能接收机的中频放大器主要是将混频器输出的信号进行大幅度提升,以满足解调电路的需要。接收机的主要增益也来自中频放大器。3.4.2 中频放大器原理图及仿真图3.4.1 中频放大器原理图图3.4.2 中频放大器仿真3.4.3 参数设置及电路分析输入电台信号与本振信号差出的中频信号 fI 恒为某一固定值465kHz ，并被逐级放大，即将这个频率固定的中频信号用固定调谐的中频放大器进行放大。中频放大器的设计指标为：中心频率f0=465KHZ，带宽为2f0.7=8KHZ。3.4.4 包络检波器的功能从已调幅波中恢复调制信息的电路称为解调器或检波器。检波器通常采用二极管检波器。检波级的任务是：把所需要的低频信号从调幅中频信号中取出来。3.4.5 包络检波器原理图及仿真图3.5.1 包络检波器原理图图3.5.2 包络检波器仿真图图3.5.3 包络检波器仿真图3.4.6 参数设置及性能指标电路图是二极管峰包络检波器，其中D1是检波二极管，C1是检波电容，其中检波电容通高频阻低频，而R2是直流负载电阻。电路中调制指数m=0.8 ，输入信号的载波频率是465KHz，幅值是0.2伏，调制信号的频率是60KHz。包络检波器的质量指标：电压传输系数、等效输入电阻，失真（惰性失真、负峰切割失真、非线性失真、频率失真），等都要在电路总仿真中考虑。3.5 低频放大器3.5.1 功率放大器概述1功率放大器的功能将直流功率转化为交流功率，工作在非线性状态，即丙类。2功率放大器的特点1）输入为大信号 2）要求输出功率尽可能大,管子工作在接近极限状态3）效率要高 4）非线性失真要小 5）BJT的散热问题3.5.2 低频放大器原理图及仿真图3.6.1 低频放大器原理图图3.6.2 低频放大器仿真图(调制频率F=20KHz)图3.6.3 低频放大器仿真图(调制频率F=2.5KHz)3.5.3 参数设置及性能指标电路原理图中输入电压是1V，输入频率是2.5KHz，直流电压为12V，其中D1、D2是两个二极管，Q1、Q2是两个互补式三极管以实现功率的放大，进而以推动扬声器的工作。第4章 总电路原理图第5章 心得体会在拿到设计题目后的几天里，在图书馆和网上查阅了大量的调频接收机设计的资料。通过这次的课程设计让我了解了无线电信号的产生、发射和接收过程，尤其是懂得了接收机的完全工作原理。在今后的实践工作中，它将带给我无穷的设计思路和指导。通过这次设计学会，我学会了multisim的安装和使用，也掌握了一些基本的电路设计方法，它让我认识到了自己学习方面的不足，同时也提高了我对高频的兴趣，它不在枯燥，而是一门很有趣也很有用的学科。我以后一定好好学习理论知识，注重理论联系实际，为以后走向社会做准备。同时也感谢老师给我们的指导和讲解。参考文献1 张肃文.高频电子线路高等教育出版社，2005年.2 胡宴如.高频电子线路. 北京: 高等教育出版社, 2007年.3 高吉祥. 高频电子线路. 北京: 电子工业出版社, 2007年.4 于洪珍. 通信电子线路. 北京: 清华大学出版社, 2008年.5 曾兴雯等主编高频电路原理与分析（第三版）西安电子科技大学出版社，2004年