超外差调幅接条收机2.doc

超外差调幅接收机设计通信基本电路课程设计超外差调幅接收机 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 时 间： 摘要随着广播技术的发展，无论是发射机还是接收机都在不断更新换代。尤其以接收机的发展更为明显，目前的无线电接收机不单能收音，且还有可以接收影像的电视机、数字信息的电报机等。其中，超外差调幅接收机由天线回路、高频小信号放大电路，变频电路、中频放大电路、检波器、低频放大电路等六部分组成，经过电路本身的作用，就变成另外一个预先确定好的频率（在我国为465KHz），然后再进行放大和检波。这个固定的频率，是由差频的作用产生的。一般都采用超外差式，它具有灵敏度高、工作稳定、选择性好及失真度小等优点。因此，超外差调幅接收机的应用更加普遍。关键词：变频，检波，功放。目 录摘要11概述31.1设计题目31.2设计目的与要求31.3设计的技术指标32系统总体方案32.1超外差调幅接收机工作原理32.2系统的方框图43高频小信号功能放大器模块43.1高频小信号放大器特点43.2高频小信号放大器的主要质量指标43.2.1增益：（放大系数）53.2.2通频带：53.2.3选择性53.2.4工作稳定性53.3高频小信号放大器的原理图及仿真53.4高频放大器功能73.5参数设置及性能指标74混频器模块74.1混频器功能74.2混频器原理图及仿真图85本地振荡器模块95.1本地振荡器功能95.2本地振荡器原理图及仿真95.3本地振荡器参数设置及条件106中频放大器116.1中频放大器的功能116.2中频放大器原理图及仿真116.3参数设置及电路分析117包络检波器127.1包络检波器的功能127.2包络检波器原理图及仿真127.3参数设置及性能指标138低频放大器148.1功率放大器概述148.1.1功率放大器的功能148.1.2功率放大器的特点148.2低频放大器原理图及仿真148.3参数设置及性能指标159总电路原理图1610心得体会17第1章 概述§1.1 设计目的与要求1、联系课堂所学知识，增强查阅、收集、整理、吸收消化资料的能力，为毕业设计做准备。 2、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。 3、熟练掌握Multiuse、MATLAB、System View等软件的仿真4、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1、载波频率f0 =10MHZ，载波频率稳定度不低于10-3。2、调制频率F=20Hz80kHz.。 3、输出负载RL=50，总的输出功率PA=200mW，调幅系数平均值ma=30%。第2章 系统总体方案§2.1 超外差调幅接收机工作原理本设计总体有五大功能模块组成，其中接收天线将接收到的微弱信号经过高频小信号放大器放大器将有用信号进行放大，并抑制干扰信号，然后信号经过变频器进行变频，其中变频器是由混频器与本地振荡器组成，将高频信号变成中频信号f=465kHz，然后中频信号经过中频放大器进行功率的放大，然后再经过检波器进行检波，即对信号进行解调，将信号变成变成低频调制信号，最后进过低频放大器进行功率放大以实现对扬声器的驱动！§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放大高频小信号(中心频率在几百kHz到几百MHz，频谱宽度在几kHz到几十MHz的范围内)的放大器。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. 选择性从各种不同频率信号的总和（有用的和有害的）中选出有用信号，抑制干扰信号的能力称为放大器的选择性。选择性常采用矩形系数和抑制比来表示。4. 工作稳定性指放大器的工作状态(直流偏置)、晶体管参数、电路元件参数等发生可能的变化时，放大器的主要特性的稳定。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 高频放大器功能由小信号谐振放大器组成，放大有用信号；并抑制干扰信号。是可调谐的。 3.1.5 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 混频器功能两个输入信号。fc：高频已调信号，fL：本振信号。将fc不失真的变换为fIfI=| fc- fL|，我国中频fI=465KHZ。将高频转变成中频。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 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 本地振荡器功能为混频器产生fL，是可调的，并能跟踪fc，以实现变频功能！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 中频放大器的功能中频放大器的功能是将混频器输出信号进行电压放大以满足鉴频器输入幅度的要求。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 ，它可以在中频“通道”中畅通无阻，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。而不需要的邻近电台信号和一些干扰信号与本振信号所产生的差频不是预定的中频，便被“拒之门外”，因此，接收机的选择性也大为提高。中频放大器的设计指标为：中心频率f0=465KHZ，带宽为2f0.7=8KHZ。负载ZL为下级一个完全相同的晶体管的输入阻抗。§3.5 包络检波器3.5.1 包络检波器的功能大信号的检波过程主要是利用二极管的单向导电特性和检波负载RC的充放电过程。包络检波的将高频变成低频，即实现了解调，从而从已调波中获得信息，并将信号送给低频放大器。3.5.2 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3.5.3 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。§3.6 低频放大器3.6.1 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3.6.2 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)3.6.3 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 心得体会紧张而又繁忙的高频电子线路课程设计过去了，虽然这次实训只有一周，但我却过得相当充实。从软件的安装，到自己动手画图，到最后的方真，对参数的修改以及结果的分析，每一步都花费了大量心血。由于没有电脑，这是我第一次学会自己装multisim，没让别人帮忙，虽费了一番周则，但最后终于完成了，内心很有成就感，虽然条件很不便利，但最后还是完成了设计，很自豪。电路不是自己完全设计的，参考了一些资料，下载了一些电路，对其进行分析，根据自己设计的指标修改一些参数，一及在仿真过程中的反复修改，最后终于完成。例如在做高频小信号发生器时，结果出现截止失真，我就又回顾以前的知识，知道是由于静态工作点设置出了问题，就改了偏执置电阻，又减小点信号幅度，最后终于把问题解决了。 做高频设计是一个很细心的活，一不小心就容易在画图时将参数弄错，回头检查时也很费时间，所以要有耐心，并且认真。同时还要有扎实的理论基础，否则连电路都看不懂，更别提设计了。由于平时理论学的不太好，所以做起来感觉很力不从心，不过还是要感谢这次设计，让我对以前不懂的地方又从新学习了一遍，而理论联系实际的效果，比单纯的看书更有效果，也更能激发学习的兴趣，困难是阻力，同时也是动力，在终于做出结果时，内心的喜悦是无法比拟的。 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 胡宴如.高频电子线路. 北京: 高等教育出版社, 2007年.2 于洪珍. 通信电子线路. 北京: 清华大学出版社, 2008年.3 高吉祥. 高频电子线路. 北京: 电子工业出版社, 2007年.4 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5 张肃文.高频电子线路高等教育出版社，2005年.