高频电子线路调幅接收机电路设计.doc

辽 宁 工 业 大 学 高频电子线路 课程设计（论文）题目：调幅接收机电路设计 院（系）：电子与信息工程学院专业班级： 电子101班 学 号： 100404016 学生姓名： 刘洋 指导教师： 杨恭威 教师职称： 副教授 起止时间： 2013.6.28-2013.7.7 课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院 教研室：通信工程学 号100404016学生姓名刘洋专业班级电子101班课程设计（论 文）题 目调幅接收机电路设计课程设计（论文）任务要求：1设计一个单边带解调电路图。2包括解调，低频放大两部分，其中低频放大倍数10倍。3分析其工作原理4用EWB仿真，能够观察输入输出波形参数：设调制信号频率1000Hz,载波频率100000Hz指导教师评语及成绩平时成绩（20%）： 论文成绩（50%）： 答辩成绩（30%）： 总成绩 ： 指导教师签字： 学生签字： 年 月 日摘 要 调幅接收机的工作原理，是将通过天线接收到的电磁波转变为已调波电流，然后从已调波电流中检出原始信号。最后再用听筒或扬声器将检波取出的音频电流转变为声能，人就能听到发射机发送的语言、音乐等信号。整个电路分为五部分，输入回路、高频小信号放大电路、本地震荡器、检波器和低频放大器。输入回路是选择接收信号的部分,需要调谐于接收机的工作频率;高频小信号放大电路是将输入信号进行放大,同样需要调谐于接收机的工作频率，为了提高接收机的灵敏度;检波器是将已调信号还原成低频信号;本地振荡器则是为检波器提供与输入信号载波同频的信号;最后的低频放大器则是将声音信号放大，通过扬声器或耳机中转变为声音。关键词：检波器；接收天线；本地振荡器；低频放大器目录第1章 总体方案的设计与选择11.1 方案设计11.2 方案选择2第2章 各单元电路设计22.1 输入回路的设计22.2 高频小信号放大电路的设计32.3 检波器电路设计62.4 本地震荡电路设计72.5 低频放大电路的设计8第3章 调幅接收机电路设计103.1 整体电路图及工作原理103.2 整体电路分析仿真11第4章 课程设计总结13参考文献14附录15第1章 总体方案的设计与选择1.1 方案设计方案一： 高频小信号放大器检波器低频放大器扬声器输入回路图1.1方案一整个电路分为四部分，输入回路、高频小信号放大电路、检波器和低频放大器。方案二：高频小信号放大器检波器低频放大器本地振荡器扬声器输入回路图1.2方案二整个电路分为五部分，输入回路、高频小信号放大电路、本地震荡器、检波器和低频放大器。1.2 方案选择本地振荡器则是为检波器提供与输入信号载波同频的信号，因方案一没有本地震荡而达不到设计的要求，所以选择方案二。输入回路是选择接收信号的部分,需要调谐于接收机的工作频率;高频小信号放大电路是将输入信号进行放大,同样需要调谐于接收机的工作频率，为了提高接收机的灵敏度;检波器是将已调信号还原成低频信号;本地振荡器则是为检波器提供与输入信号载波同频的信号;最后的低频放大器则是将声音信号放大，通过扬声器或耳机中转变为声音。第2章 各单元电路设计 2.1 输入回路的设计输入回路应使在天线上感应到的有用信号在接收机输入端呈最大值。设输入回路初级电感为，次级电感，选择和使初级回路和次级回路均调谐于接收机工作频率。在设定回路的LC参数时，应使L值较大。因为Q=L/R（R为回路电阻，由电感绕线电阻和电容引线电阻形成），Q值越大，回路的选择性就越好。但电感值也不能太大，电感值大则电容值就应小，电容值太小则分布电容就会影响回路的稳定性，一般取C>>C。为便于调整，实际电路中电容C 常用固定电容和可变电容并联的形式。在设计输入回路时，还要考虑它与天线之间，以及它与下一级放大电路之间的阻抗匹配。所以，要事先确定天线的等效阻抗，以及放大电路的等效输入阻抗。输入回路可以采用部分接入的方法，改善下一级电路对输入回路选频性能的影响。图2.1输入回路电路2.2 高频小信号放大电路的设计高频小信号放大器的工作稳定性是一项重要的质量指标，单管共发射级放大电路用作高频放大器时，由于晶体管的反向传输导纳yre对放大器的输入导纳Yi作用，会影响放大器的工作不稳定。图2.2高频小信号放大电路当放大器采用图一所示共射共基级联时放大器时，由于共基电路的特点是输入阻抗很低和输出阻抗很高，当它和共射电路连接时相当于放大器的负载导纳很大，此时放大器的输入导纳晶体管内部的反馈影响相应的减弱，甚至可以不考虑内部的反馈的影响在对电路进行定量分析时,可把两个级联晶体管看成一个复合管,这个复合管的导纳参数(y参数)由两个晶体管的电压,电流和导纳参数决定.一般选择用同型号的晶体管作为复合管,那么它们的导纳参数可认为是相同的,只要知道这个复合管的等效导纳参数,就可以把这类放大器看成一般的共射级放大器。 用分别代表复合管的输入导纳 反向传输导纳,正向传输导纳和输出导纳,在一般的工作频率范围内,是晶体管的输入导纳, 晶体管的输出导纳, 晶体管的正向传输导纳, 是放大器的负载导纳,则复合管的等效y参数：由以上几式可知：与单管的情况大体相等,在说明级联放大器的增益计算方法和单管的共射级电路的增益计算方法相同; ,这说明级联放大器工作稳定性大大提高。 电路,防止高频信号电流通过公共电源引起不必要的反馈。变压器的组成单调谐回路,在设置该电路的静态工作点时,应使两管子的集射电压大致相等,这样能够充分发挥两个管子的作用,使放大器达到最佳直流工作状态.设：根据整机增益的分配，高频放大器的电压增益应为1000。其增益为 当耦合系数n=1/2时：式中，是复合管的输出导纳，从式可知，共射-共基复合管的输出导纳为集电极负载导纳， 是下一级放大器的输入导纳，。在的条件下，测得3DG6的y参数为:, 则： 当回路谐振时， ， 式中，是回路空载品质因数，用NXO-100磁环绕制的2.3 检波器电路设计检波即调幅波的解调，从输入的调幅波中还原调制信号。调幅信号常用的解调方法有两种,即包络检波和同步检波的方法，本次课程设计采用同步检波方法。根据课题设计要求，选定模拟乘法器MC1496构成的检波电路。因EWB中没有MC1496乘法器模块，故电路原理图中用Q1Q9及三个500电阻构建MC1496内部电路。Q1、Q2与Q3、Q4组成双差分放大器，Q5、Q6组成的单差分放大器用以激励Q1Q4。Q7、Q8及其偏置电路组成差分放大器Q5、Q6的恒流源。引脚8与10接入输入电压U1，1与4接另一输入电压U2，输出电压从引脚6与12输出。引脚2与3外接电阻RE，对差分放大器Q5、Q6产生串联电流负反馈，以扩展输入电压U2的线性动态范围。引脚14为负电源端（双电源供电时）或接地端（单电源供电时），引脚5外接电阻R5，用来调节偏置电流I5及镜像电流I0的值。图2.3中，A处接本地震荡电路，B处接高频小信号电路输出信号，C处输出检波后信号。图2.3同步检波电路2.4 本地震荡电路设计本机振荡电路的输出是发射机的载波信号源，要求它的振荡频率应十分稳定。一般的LC振荡电路，其日频率稳定度约为，晶体振荡电路的Q值可达数万，其日频率稳定度可达，因此，本机振荡电路采用晶体振荡器。图2.4本地震荡电路如上图所示，左边是是一个改进型电容三点式振荡电路，它由3个电容与晶体管构成。电路中晶体管的静态工作点由3个电阻决定，在设置静态工作点时，应使晶体管工作在放大区，一般晶体管的集电极的ICQ不易过大，因为过大会引起输出波形失真，产生高次谐波，一般可取0.5mA4mA。上图的右边是一个共集电极电路（射极跟随器），它在电路中起到缓冲隔离的作用。其目的是让振荡级与别的电路隔开，从而不影响振荡器的稳定度。2.5 低频放大电路的设计功率放大器的作用是给音响放大器的负载(扬声器)提供一定的输出功率。当负载一定时，希望输出的功率尽可能的大，输出信号的非线性失真尽可能的小，效率尽可能的高，功率放大器的常见电路形式有OTL(Output Transformerless)电路和OCL（Output Capacitorless）电路。有用集成运算放大器和晶体管组成的功率放大器，专用的集成电路功率放大器。本设计采用的是集成电路功率放大器来实现的下面是由五端运放组成的典型功率放大电路:图2.5低频放大器第3章 调幅接收机电路设计3.1 整体电路图及工作原理图3.1整体电路图工作原理：整个电路分为五部分，输入回路、高频小信号放大电路、本地震荡器、检波器和低频放大器。输入回路是选择接收信号的部分,需要调谐于接收机的工作频率;高频小信号放大电路是将输入信号进行放大,同样需要调谐于接收机的工作频率，为了提高接收机的灵敏度;检波器是将已调信号还原成低频信号;本地振荡器则是为检波器提供与输入信号载波同频的信号;最后的低频放大器则是将声音信号放大，通过扬声器或耳机中转变为声音。3.2 整体电路仿真用集成模拟乘法器MC1496构成的同步检波解调部分在软件中的仿真。仿真电路如下图,其中输入的两个信号一个是AM调幅信号,另一个是与载波同频率的本振信号。运行解调电路后的仿真结果如下图，即是解调后的低频波形图3.2 解调部分的仿真波形将解调后低频信号输入由集成运放组成的音频放大器中，由音频放大器起放大作用。放大后的低频信号再驱动扬声器发声。音频放大部分的仿真结果：图3.3 音频放大波形第4章 课程设计总结本次课程设计为调幅接收机。整个电路分为五部分，输入回路、高频小信号放大电路、本地震荡器、检波器和低频放大器。输入回路是选择接收信号的部分,需要调谐于接收机的工作频率;高频小信号放大电路是将输入信号进行放大,同样需要调谐于接收机的工作频率，为了提高接收机的灵敏度;检波器是将已调信号还原成低频信号;本地振荡器则是为检波器提供与输入信号载波同频的信号;最后的低频放大器则是将声音信号放大，通过扬声器或耳机中转变为声音。在设计电路的过程中了解与课程设计有关的电子电路及器件的应用，加深有关高频小信号放大器、本地震荡器、检波器和低频放大器的知识了解，更加的了解调幅接收机的应用。通过不断的实际与改进，使电路不断的完善更加方便简洁，更适宜操作。本课设通过使用EWB软件进行设计绘制电路图及仿真，达到课设要求。参考文献1 沈伟慈 编著 高频电路 西南电子科技大学出版社2000.5 2 张肃文 主编高频电子线路（第五版） 高等教育出版社，2008.9 3 谢嘉奎 电子线路（第四版） 高等教育出版社2000.54 张肃文译 等幅震荡 人民邮电出版社5 王冬霞 主编 基础实验教程 东北大学出版社附录器件清单：名称位号 型号大小单位数量晶体管2N2222A13电阻291K31滑动变阻291K2电容11000uf21单向电容11000uf4晶振HC-49/U1五端放大器Lp3241导线若干电源5V若干