内蒙古工业大学高频电子线路课程设计报告上课讲义.doc

Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。内蒙古工业大学高频电子线路课程设计报告-学校代码：10128学号：201120203050课程设计报告（题目：晶体管超外差收音机学生姓名：张光荣学院：信息工程学院系别：电子系班级：电子111班指导教师：韩建峰沈玉红二一四年一月目录第一部分调幅收音机原理及电路实现一、调幅收音机原理二、器件的识别及测量三、调幅收音机单元电路指标计算、焊接及功能测试第二部分调幅收音机单元电路仿真分析一、低频电压放大及功率放大电路二、中频放大及检波电路三高频信号的接收及变频电路第三部分产品验收一、收音机效果验收二、课程设计体会及建议第一部分调幅收音机原理及电路实现一、调幅收音机原理收音机电路原理图调幅信号接收的实现过程要求：阐述调幅收音机的工作过程，画出各个阶段信号的波形及频谱图。（高频、中频、低频）收音机工作过程：信号接收混频中放检波低放工作原理：天线收到电磁波信号，经过调谐器选频后，选出要接收的电台信号。前端的双联电容，一端接收信号，另一端变频，通过本机振荡器产生的高频等幅信号（比外来信号频率高一个固定中频）。而半导体三极管的发射结（发射极和基极之间的P-N结）是个非线性元件（端电压和电流具有非正比关系的元件叫非线性元件），所以，当外来信号和本机振荡信号加在发肘极一基极回路时发生混频，产生了我们需要的差频(465kHz)。我们再通过接在集电极回路中的T2振荡线圈，将被放大了的中频信号选取出来，由电感线圈输出送至中频放大器。变频级送来的中频信号经过第一中频变压器T3耦合到第一中放管VT2的基极，经放大后由第二中频变压器T4耦合到第二中放管VT3的基极，再作一次中频放大，然后经过第三中频变压器耦合到检波器。中频变压器实际是带通滤波器.在超外差收音机中,接收的高频信号都变成465KHz的中频信号,中频变压器就是用做让465KHz信号通过而对其他信号阻抗很大.在收音机中起滤波和偶合的作用.。检波器由中频输入回路、非线性元件、负载三部分组成，主要作用是从调幅中频信号中解调出原来的音频信号。检波的实质是应用非线性器件进行频率变换的过程，检波后将产生要的直流分量、音频信号（低频分量）、脉动中频信号等。要得到自动增益控制，必须使检波后的直流分量的极性与受控中频放大管固定偏压的极性相反。音频放大器，它包括音频电压放大电路和功率放大电路，音频电压放大器是一级普通的共发射极放大电路，功率放大器采用的是无输出变压器的推挽功率放大电路，以上就是收音机的基本工作原理。高频部份波形：中放部份波形：低放部份波形：二、器件的识别及测量要求：识别、测量电路中的所有器件，标出器件实际参数。电阻R1R2R3R4R5R6R7R8规格（）120k2k15030k56k1000100k51实测（）119.3k1.98k14929.6k55.2k99799.8k51电阻R9R10R11R12R13R14R15R16规格（）680100k220120100120100510实测（）68599.8k21712096.412096.4507三极管V1V2V3V4V5V6V7规格9018901890189018901490139013实测值106108116138240254330第二部分调幅收音机的仿真与分析一、仿真注意事项调幅收音机的仿真与分析是高频电子线路课程设计的重要组成环节。设计要求应用multisim仿真软件对实际电路进行仿真、分析与验证，使学生加深对实际电路的理解。仿真时要注意以下事项：（1）仿真电路要最大程度的模拟实际电路；（2）仿真参数的设置一定要与实际电路相吻合；（3）仿真分析要给出分析条件以及具体结论；（4）仿真时要求调制信号是限带信号（至少是3个频率以上的合成信号）。二、单元电路的仿真与分析（一）低频电压放大及功率放大电路的仿真与分析1、仿真电路2、静态参数仿真低频电路部分的静态参数仿真（BG5，BG6，BG7的基极和集电极电压）。BG5基极电压BG5集电极电压BG6基极电压BG6集电极电压BG7基极电压BG7集电极电压3、仿真波形图与仿真分析（1）低频电压放大电路的输入与输出波形对比图分析：通道A输入，通道B输出，电压放大概100倍低频功率放大电路的输入与输出波形对比图（2）仿真分析实际电路参数仿真分析结果V5的电流放大倍数240228V6的电流放大倍数254236V7的电流放大倍数330312V5的电压比及其性质（降压或升压）25：12（降压）25:11(降压)V6的电压比及其性质（降压或升压）50：23（降压）50：26（降压）BG6和BG7构成功放电路的功率放大倍数10080（二）中频放大及检波电路的仿真与分析1、仿真电路2、中频电路部分的静态参数仿真（BG2，BG3的基极和集电极电压）。BG2基极电压BG2集电极电压BG3基极电压BG3集电极电压3、仿真波形图与仿真分析（1）中频放大及检波电路的时域波形图（BG2基极、BG3发射极、C7的输出电压波形）BG2基极电压输出波形BG3发射极输出波形C7输出电压波形（2）中频放大及检波电路的频谱图（BG2基极、BG3发射极、C7的频谱图）BG2基极频谱图BG3发射极频谱图C7频谱图（3）仿真分析实际电路参数仿真分析结果BG2的电流放大倍数103110BG3的电流放大倍数105109BG2电压放大倍数127130BG3电压放大倍数1.411.5（三）高频信号的接收及变频电路的仿真与分析1、仿真电路2、高频电路部分的静态参数仿真（BG1的基极和集电极电压）。BG1基极电压BG1集电极电压3、仿真波形图与仿真分析（1）接收及变频电路的时域波形图（BG1基极、BG1发射极、BG1集电极、B3输入电压的波形）整体电路输入输出波形（橘黄色输入，红色输出）BG1基极波形BG1发射极波形BG1集电极波形B3输入电压波形（2）接收及变频电路的频谱图（BG1基极、BG1发射极、BG1集电极、B3输入电压的频谱图）BG1基极频谱图BG1发射极频谱图BG1集电极频谱图B3输入电压频谱图三、调幅收音机系统电路的级联仿真1、系统仿真电路2、仿真波形图与仿真分析（1）系统电路的输入输出波形图（2）系统电路的输入输出频谱图输入频谱图输出频谱图（3）级联效果与失真情况分析<1>级联效果与失真情况分析分步骤完成后，每一部分都达到了预期效果，但是当将三部分极联后就产生了延迟。我认为分步能完成预想的工作，而极联后却不能原因就在于极联后原有的原器件之间不再匹配，因而产生了延迟。但是我后来在输入端多加了一些信号，并且改变了一些变压器，输出波形得到了与调幅波相对应的调制信号。三、调幅收音机单元电路指标计算、焊接及功能测试（一）低频电压放大及功率放大电路1.低频功率放大电路（BG5，BG6，BG7，及输入变压器B5，输出变压器B6组成）要求：（1）画出直流等效电路，计算静态工作点。IBQ6=0.029mA;ICQ6=4.299mA;VCEQ6=1.525VIBQ7=9.269mA;ICQ7=-1.389mA;VCEQ7=1.998V（2）画出交流等效电路，估算功率增益范围。IO=14.989mA;VO=131,895mV;PO=1.79W;PV=135.798*106W功率增益：AP=13.28*103（3）完成电路焊接，对计算的交流、直流参数通过实际电路测量进行验证和对比。通过对焊接完的电路的测量和分析，实测电路参数和我们计算的交直流参数变化的比例大体一致。但是，由于实际电路的元件与仿真所用元件参数不可能完全一致，仪表的不精确以及焊接过程和仿真过程中操作有误差，都可能使得实测数据与仿真数据之间存在差异。尽管情况不是很理想，但最终我们还是完成了实际电路要求的基本功能。2.低频电压放大电路（BG4及外围电路）要求：（1）画出直流等效电路，计算静态工作点。IBQ5=0.033mA;ICQ5=4.38mA;VCEQ5=1.53V（2）画出交流等效电路，估算电压放大倍数范围。电压放大倍数AU=60（3）完成电路焊接，对计算的交流、直流参数通过实际电路测量进行验证和对比。完成电路焊接，对计算的交流、直流参数通过实际电路测量与仿真电路参数对比，可知存在一定的误差，可能是由于我们操作的环境相对情况下不是很理想，加之仿真情况下各元器件的各参数不是理想匹配，也可能是实际测量过程中我们操作有误，或是仪表使用的时间过长导致灵敏度不够精确等等，但最终的测量结果还是在一定误差范围内满足要求的。（二）中频放大及检波电路1.检波及AGC控制电路（BG3及外围电路构成）要求：（1）画出直流等效电路，计算静态工作点。IBQ3=1.42UA;ICQ3=0.09mA;VCEQ3=1.32V（2）画出交流等效电路，分析检波失真情况。分析检波失真情况：可能是三极管的参数设置的不合理，或是与电路的其他元器件不匹配，导致输出的检波失真。（3）完成电路焊接，对计算的交流、直流参数通过实际电路测量进行验证和对比。通过对焊接完的电路的测量和分析，实测电路参数和我们计算的交直流参数变化的比例大体一致。但是，由于实际电路的元件与仿真所用元件参数又不可能完全一致，或是由于仪表的不精确，或是焊接过程和仿真过程中操作有误差，都可能使得实测数据与仿真数据之间存在差异。尽管情况不是很理想，但最终我们还是完成了实际电路要求的基本功能。2.中频放大电路（BG2及外围电路构成）要求：（1）画出直流等效电路，计算静态工作点。ICQ2=0.054mA;IBQ2=0.026mA;VCEQ2=1.74V;（2）画出交流等效电路，估算电压放大倍数及通频带范围。电压放大倍数PU=100;通频带BW=465KHZ（3）完成电路焊接，对计算的交流、直流参数通过实际电路测量进行验证和对比。完成电路焊接，对计算的交流、直流参数通过实际电路测量与仿真电路参数对比，可知存在一定的误差，可能是由于我们操作的环境相对情况下不是很理想，加之仿真情况下各元器件的各参数不是理想匹配，也可能是实际测量过程中我们操作有误，或是仪表使用的时间过长导致灵敏度不够精确等等，但最终的测量结果还是在一定误差范围内满足要求的。（三）高频信号的接收及变频电路1.变频器电路（BG1及外围电路构成）（将本振信号独立考虑）IBQ1=0.071mA;ICQ1=0.78mA;VEQ1=1.15V要求：（1）画出直流等效电路，计算静态工作点。2.本振电路要求：（1）画出直流等效电路，计算静态工作点。（2）画出交流等效电路，判断是否满足相位平衡条件。满足平衡条件（3）完成接收及变频电路的焊接，对计算的交流、直流参数通过实际电路测量进行验证和对比。通过对焊接完的电路的测量和分析，实测电路参数和我们计算的交直流参数变化的比例大体一致。但是，由于实际电路的元件与仿真所用元件参数又不可能完全一致，或是由于仪表的不精确，或是焊接过程和仿真过程中操作有误差，都可能使得实测数据与仿真数据之间存在差异。尽管情况不是很理想，但最终我们还是完成了实际电路要求的基本功能。第三部分产品验收一、收音机效果验收要求：（1）接收电台来源及频率。l 700KHZl 800KHZl 1000KHZl 1400KHZl 1600KHZ（2）各个接收电台的实际效果。实际效果我们组只收到了四个台，有一个台信号不好，能收到低段频率信号，高段频率信号收到以后信号不好，杂音很重。（3）焊接、测量、调试过程中出现的问题及解决办法（包括没有解决的问题）。开始焊接时是对于元器件的不熟悉，会比较生疏，所以每次测好数据之后我都认真的记好数据，因为之前有过焊接的训练，有上过电子电工实习，所以这个感觉得心应手的，不是很生疏。在焊接好后。我们焊接好低频部分，测了相关静态工作点以及输入输出波形等，保证准确后，再进行后面的中频和高频部分，我觉得中频部分的工程比较庞大一点，中间有3个中周，我们要反复调试才能在后面检出1kHz的正弦波，同时这个调好以后，在后面调试时可以简单一点。在检查了电路板是否有虚焊的地方。然后开始调试，在调试过程中，一开始接上电池，就有了声音，我确定了我们的电路板没有问题，然后就一步一步的调，首先调中频，T3,T4,T5三个中周，反复调，使信号最强，主要调节声音，电位器电压以及波形。然后调频率范围，在低端525khz时调T2，在高端1600khz时调CB，使信号最强。最后统调，在低端调T1，在高端调CA使他们信号最强，要反复调，因为我们在把低端调好以后高端又不正常了，所以要调到一个最近状态。在调试过程中，因为我们的电源线总是断开了，导致有时自己判断错误，不过最近还是焊好了，我觉得这个细心真的很重要。二、课程设计体会及建议课程设计是我们学习高频这门课程，以及以前一些课程的一个实践机会。虽然之前在实习中焊过收音机，但是不知道原理，这次我们是做工程师，不是直接做工人。这一次我通过课设，有了更加深的理解。我觉得把我们在高频中学到的理论知识，如检波，中频放大等等都用到了。虽然课程设计有点累但是，当我一看着自己的设计成果，漫漫回味这9天的心路历程，感觉很值得虽然这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟的许多，通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致。课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱。短短9天的课程设计，使我发现了自己所掌握的知识还是有一点的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力还是不足的，几年来的学习了那么多的课程，如今才知道自己并没有学以致用。最后，我要感谢韩建峰老师以及沈玉红老师，你们都很耐心，我觉得自己虽然说学的不多，但是至少学到了东西，从实验课，我知道了各种仪器要怎样测量，要测量哪些部分，而上机课，我更加熟悉了Multisim仿真软件的用法以及分析参数等等，总之收获挺多的。对于课设的建议是，我认为我们应该开设一些类似multisim软件这样的课程，这样我们可以更加熟悉，当然自学也是很重要的。同时时间和上机相结合，我觉得这个可以针对我们所测的与理论比较，非常的好。我觉得这次课设真的很有意义。在实践中合作也是很重要的。我觉得不管怎么样，每个人都有优点，我们要善于学习别人的长处。只有合作好，才可以把东西做到最好，总之我们这个收音机我觉得挺成功的，我希望以后能有更多的机会。-