超外差式接收机.ppt

4.1.1 4.1.1 无线信号接收电路的功能无线信号接收电路的功能 接收电路应该具有以下四方面的功能：接收电路应该具有以下四方面的功能：（1 1）选频作用）选频作用（2 2）抑制干扰信号的作用）抑制干扰信号的作用 （3 3）放大作用）放大作用 （4 4）解调作用）解调作用 4.1.2 4.1.2 无线信号接收电路的主要技术指标无线信号接收电路的主要技术指标 接收电路的主要技术性能指标如下接收电路的主要技术性能指标如下:（1 1）信噪比）信噪比 接接收收机机输输出出信信号号中中的的有有用用信信号号功功率率电电平平与与噪噪声声信信号号功功率率电电平平的的比比值值，称称为为接接收收机机信信噪噪比比，用用符符号号SNR(Signal-noise SNR(Signal-noise ratio)ratio)表示，信噪比是衡量接收机输出信号质量的重要指标表示，信噪比是衡量接收机输出信号质量的重要指标用分贝表示用分贝表示（2）接收灵敏度）接收灵敏度 接接收收机机输输出出信信号号信信噪噪比比达达到到一一定定要要求求且且输输出出功功率率不不小小于于音音频频额额定定功功率率的的50%50%的的情情况况下下，输输入入端端所所需需的的最最小小信信号号电电平平称称为接收机的灵敏度。为接收机的灵敏度。请思考：提高增益，能否提高接收灵敏度？请思考：提高增益，能否提高接收灵敏度？（3 3）选择性）选择性 常用的接收电路可分为：常用的接收电路可分为：*直接放大式接收电路直接放大式接收电路*超外差式接收电路超外差式接收电路*二次变频接收电路二次变频接收电路 *放大器顺序混合型接收电路放大器顺序混合型接收电路其中，直接放大式接收电路又可以分为：其中，直接放大式接收电路又可以分为：（1 1）直接检波式接收电路）直接检波式接收电路 （2 2）高放式接收电路）高放式接收电路 （3 3）超再生式接收电路）超再生式接收电路 1 1、直接放大式接收电路、直接放大式接收电路 （1 1）直接检波式接收电路）直接检波式接收电路 输输入入调调谐谐电电路路用用来来选选择择所所要要接接收收的的信信号号，将将调调谐谐回回路路的的谐谐振振频频率率调调整整到到与与待待接接收收的的信信号号频频率率相相等等，则则只只有有该该频频率率的的信信号号才才在在输输入入回回路路中中形形成成较较大大的的电电压压，然然后后进进行行检检波波和和低低放放。其其特特点点是是没没有有高高频频放放大大环环节节，是是一一种种最最简简单单的的无无线线电电接接收收电电路路。这这种种电电路路适适用用于于输输入入信信号号较较强强的的情情况况，例例如如接收本市无线电调幅广播时，就可以采用这种接收方案。接收本市无线电调幅广播时，就可以采用这种接收方案。直接检波式电路由接收天线、输入调谐电路、检波电路和直接检波式电路由接收天线、输入调谐电路、检波电路和低放电路组成，如图所示。低放电路组成，如图所示。1 1、直接放大式接收电路、直接放大式接收电路 （1 1）直接检波式接收电路）直接检波式接收电路-实例实例 元元器器件件型型号号、数数值值如如下下：C C1 1型型号号为为CBM-223PCBM-223P，这这是是一一只只双双联联可可变变电电容容，图图4.24.2仅仅使使用用其其中中的的一一联联，VDVD1 1为为2AP92AP9，C C2 2=100pF=100pF，C C3 3=10F=10F，C C4 4=0.047F=0.047F，C C5 5=10F=10F，C C6 6=100F=100F，C C7 7=0.1F=0.1F，C C8 8=220F=220F，C C9 9=0.1F=0.1F，R R1 1=470k=470k，R R2 2=10=10，RPRP1 1=470k,=470k,喇叭阻抗喇叭阻抗88。集成功率放大电路集成功率放大电路LM386LM386组成调幅广播收音机的实际电路图。组成调幅广播收音机的实际电路图。1 1、直接放大式接收电路、直接放大式接收电路 （2 2）高放式接收电路）高放式接收电路 用用于于近近距距离离无无线线遥遥控控时时，发发射射电电路路离离接接收收电电路路较较近近，来来自自接接收收天天线线的的信信号号经经调调谐谐回回路路选选择择，选选出出特特定定频频率率的的已已调调信信号号，经经高高频频放放大大电电路路放放大大，达达到到检检波波电电路路所所要要求求的的幅幅度度，经经检检波波电路检出基带信号，最后经低频放大后输出。电路检出基带信号，最后经低频放大后输出。高放式接收电路由天线、调谐电路、高频放大电路、检波电高放式接收电路由天线、调谐电路、高频放大电路、检波电路和低频放大电路组成。与直接检波式电路相比，增加了高频路和低频放大电路组成。与直接检波式电路相比，增加了高频放大电路，放大电路，因此适用于输入信号相对较弱的场合。因此适用于输入信号相对较弱的场合。1 1、直接放大式接收电路、直接放大式接收电路 （2 2）高放式接收电路）高放式接收电路-实例实例 电电路路的的特特点点是是低低电电压压、低低功功耗耗，可用电池供电。可用电池供电。电感电感L L1 1为绕制在磁棒为绕制在磁棒B B上的线圈，上的线圈，C C1 1为可变电容，型号为可变电容，型号CBM-CBM-223P223P（使用其中的一联），使用其中的一联），R RL L为耳机，为耳机，A A1 1为收音机集成电路为收音机集成电路MK484MK484。L L1 1和和C C1 1组成频率可组成频率可调的谐振回路，频率调的谐振回路，频率调节范围即为中波广调节范围即为中波广播范围。播范围。接收到的高频已调接收到的高频已调信号输入信号输入MK484MK484，经高经高频放大并检波，从频放大并检波，从3 3脚脚输出的即为音频基带输出的即为音频基带信号，经信号，经VTVT1 1组成的共组成的共射极放大电路放大，射极放大电路放大，驱动耳机发声。驱动耳机发声。4.2 混频器原理及超外差式接收机混频器原理及超外差式接收机 返回传统直接式接收机的缺陷收音机、电视接收机等无线电接收设备（以下简称接收机），需要接收许多电台发送来的高频调制信号，若接收机将接收到的这些信号直接放大还原，将会出现灵灵敏度低、选择性差、接收机结构复杂敏度低、选择性差、接收机结构复杂等问题，其主要原因有以下几个方面。传统直接式接收机的缺陷1、接收机要能接收所有电台，且还原出来的声音、图像质量均好，若接收机把接收到的高频信号直接放大还原，那么，接收机必须由几十套回路组成，这样接收机的体积将呈几倍甚至十几倍的增加，且电路设计制造和调整都困难。传统直接式接收机的缺陷2、高频放大器增益较低，因为频率越高，放大器越不稳定，只有适当降低增益；对不同电台发出的高频信号难以实现多级放大，因为每级放大器都需要调谐，不方便且选择性不高。因此，若接收机采用直接放大高频信号的方式，不可能使接收机灵敏度、选择性做得很好。超外差式接收机发展历程超外差原理最早是由E.H.阿姆斯特朗阿姆斯特朗于1918年提出的。这种方法是为了适应远程通信对高频率、弱信号接收的需要 这种接收方式的性能优于高频（直接）放大式接收，所以至今仍广泛应用于远程信号的接收，并且已推广应用到测量技术等方面。超外差式接收机输入调谐电路混频中频放大电路检波电路前置放大电路低频放大电路本振AGC变频电路优点：优点：（1）对一个固定频率进行放大，容易获得较大且稳定）对一个固定频率进行放大，容易获得较大且稳定的放大倍数，因而能提高接收电路的灵敏度；的放大倍数，因而能提高接收电路的灵敏度；（2）中频的频率是固定的，采用陶瓷滤波器、声表面）中频的频率是固定的，采用陶瓷滤波器、声表面波滤波器等性能优良的器件，能显著提高接收电路的选波滤波器等性能优良的器件，能显著提高接收电路的选择性；择性；（3）增加自动增益控制（）增加自动增益控制（AGC）电路，使电路能用于）电路，使电路能用于接收各种不同强度的信号。接收各种不同强度的信号。缺点：缺点：电路复杂，且存在一种特有的干扰电路复杂，且存在一种特有的干扰镜像干扰，在镜像干扰，在讨论变频原理和电路时，我们将详细介绍什么是镜像干讨论变频原理和电路时，我们将详细介绍什么是镜像干扰。扰。超外差接收的优缺点超外差接收的优缺点4.2.2 4.2.2 外接天线与输入调谐电路的连接外接天线与输入调谐电路的连接 1 1、直接耦合方式直接耦合方式 直直接接将将天天线线连连接接入入输输入入回回路路。由由于于天天线线与与地地之之间间形形成成的的电电容容C C0 0与与LCLC回回路路相相并并联联，使使回回路路Q Q值值下下降降并并导导致致失失谐谐，因因此此在在实实际际接收电路中很少使用。接收电路中很少使用。4.2.2 4.2.2 外接天线与输入调谐电路的连接外接天线与输入调谐电路的连接 2 2、电容耦合方式电容耦合方式 天天线线通通过过耦耦合合电电容容C C1 1与与输输入入回回路路相相连连接接的的方方式式称称为为电电容容耦耦合合方式，如图所示，电容方式，如图所示，电容C C1 1的容量一般取的容量一般取101030P30P。因电容因电容C C1 1的容量取的容量取得小，与天线形成的得小，与天线形成的电容电容C C0 0串联后减弱了串联后减弱了天线对输入回路的影天线对输入回路的影响。响。缺点缺点是是C C1 1的容抗的容抗随频率变化，高频端随频率变化，高频端传输系数大，低频端传输系数大，低频端传输系数下降，影响传输系数下降，影响低频端信号接收，低频端信号接收，4.2.2 4.2.2 外接天线与输入调谐电路的连接外接天线与输入调谐电路的连接 3 3、电感耦合方式电感耦合方式 电电感感耦耦合合利利用用绕绕在在磁磁棒棒上上的的电电感感线线圈圈L L1 1将将无无线线信信号号耦耦合合给给调调谐回路，如图所示。谐回路，如图所示。电电感感耦耦合合也也存存在在传传输输系系数数随随信信号号频频率率变变化化的的问问题题，低低频频信信号号传传输输系系数数较较大大。不不过过电电感感耦耦合合时时传传输输系系数数随随频频率率变变化化比比较较缓缓慢慢，因因此此这这种种耦耦合方式用得比较多。合方式用得比较多。4.2.2 4.2.2 外接天线与输入调谐电路的连接外接天线与输入调谐电路的连接 4 4、电感电感-电容耦合方式电容耦合方式 在在电电感感耦耦合合的的同同时时再再通通过过电电容容C C1 1实实现现无无线线信信号号耦耦合合，所所形形成的耦合方式称为电感成的耦合方式称为电感-电容耦合方式，如图所示。电容耦合方式，如图所示。天天线线与与调调谐谐回回路路之之间间既既有有电电容容耦耦合合，又又有有电电感感耦耦合合，电电感感耦耦合合对对低低频频信信号号传传输输有有利利，电电容容耦耦合合对对高高频频信信号号有有利利，综综合合的的结结果果，可可以以在在整整个个接接收收范范围围内得到比较均匀的传输系数。内得到比较均匀的传输系数。4.2.2 4.2.2 外接天线与输入调谐电路的连接外接天线与输入调谐电路的连接 三种耦合方式传输系数比较三种耦合方式传输系数比较 电容耦合电容耦合高频端传输系数大，低频端传输系数下降；高频端传输系数大，低频端传输系数下降；电电感感耦耦合合低低频频信信号号传传输输系系数数较较大大，不不过过电电感感耦耦合合时时传传输输系系数数随频率变化比较缓慢；随频率变化比较缓慢；电电感感-电电容容耦耦合合时时传传输输系系数数变变化化最最为为平平稳稳，因因此此，在在一一些些高高性能的接收机中都采用这种耦合方式。性能的接收机中都采用这种耦合方式。混频的作用混频的作用为使高频信号经频率变换后所携带的有用信息保持不变，要求电路仅将高频信号的各个频率分量搬移至新的频域，而各分量的频率间隔和相对幅度保持不变，这个过程称为混频。4.5.1 混频器原理混频器原理 1.混频器的变频作用混频器的变频作用 混频器是频谱的线性搬移电路，是一个三端口网络混频器是频谱的线性搬移电路，是一个三端口网络本地振荡信号本地振荡信号 一个中频输出信号：一个中频输出信号：两个输入信号与输出信号之间的关系：两个输入信号与输出信号之间的关系：的的包包络络形形状状相相同同，频频谱谱结结构构相相同同，只只是是填填充充频频谱谱不不同同，即即，其其中中心心频率：频率：其中其中返回休息1休息2uc(fc)uL(fL)uI(fI)混频器混频器tuc(t)tuI(t)tuL(t)有两个输入信号：有两个输入信号：高频调制波高频调制波 fcfc+Ffc+Ffuc的频谱的频谱fcfLfuL的频谱的频谱fIfI+FfI+FfuI的频谱的频谱tuc(t)tuc(t)tuL(t)tuL(t)tuI(t)tuI(t)混混频频器器是是频频谱谱的的线线性性搬搬移移电电路路，完完成成频频谱谱线线性性搬搬移移功功能能的的关关键键是是获获得得两两个个输输入入信信号号的的乘乘积积项项，具具有有这这个个乘乘积积项项，就就可可以以实实现现所所需需的的频谱线性搬移功能。频谱线性搬移功能。2max I I=L L-c c乘法器乘法器 带通滤带通滤 波器波器混频器的一般结构框图混频器的一般结构框图设输入已调波信号：设输入已调波信号：那么两信号的乘积项为：那么两信号的乘积项为：2.混频器的基本工作原理：混频器的基本工作原理：LuLL-cL+cuI 本振信号本振信号:ucc如果带通滤波器的中心频率为如果带通滤波器的中心频率为,带宽带宽 则经带通滤波器的输出为：则经带通滤波器的输出为：仿真uI返回ucuL休息1休息2可见输出中频信号可见输出中频信号 的的包络形状没有变化，只是填充频率包络形状没有变化，只是填充频率由由 变化成变化成 uLuc 非线形非线形 元件元件 带通滤带通滤 波器波器(1)调幅调幅(DSB为例为例)u乘法器带通滤波器uDSBuo2max o（2）检波）检波 uDSB乘法器低通滤波器uou max（3）混频）混频 uDSB=uc乘法器uL带通滤波器uII I=L L-c c L c3.振幅调制、检波与混频器的相互关系振幅调制、检波与混频器的相互关系 I I=L L-C C2 maxmax返回仿真2仿真1仿真3休息1休息2因为因为混频器常作为超外差接收系统的前级，对接收机整机的噪混频器常作为超外差接收系统的前级，对接收机整机的噪声系数影响大。声系数影响大。所以希望混频级的所以希望混频级的 越小越好。越小越好。(1)变频增益：变频增益：变频电压增益变频电压增益:变频功率增益变频功率增益:(2)噪声系数噪声系数:5.5.2 混频器主要性能指标混频器主要性能指标(3)失真与干扰失真与干扰变频器的失真主要有变频器的失真主要有:频率失真频率失真 非线性失真非线性失真(4)选择性选择性 在混频器中，由于各种原因总会混入很多与中频频率接近的干在混频器中，由于各种原因总会混入很多与中频频率接近的干扰信号扰信号,为了抑制不需要的干扰，要求中频输出回路具有良好的选择为了抑制不需要的干扰，要求中频输出回路具有良好的选择性，矩形系数趋近于性，矩形系数趋近于1。4.2.3 4.2.3 变频电路变频电路 2 2、典型变频电路识读典型变频电路识读 （1 1）自激式共射极变频电路）自激式共射极变频电路 L L1 1、C C1a1a、C C2 2组成输入谐振回路，天线与该回路间采用电感组成输入谐振回路，天线与该回路间采用电感耦合方式，调节电容耦合方式，调节电容C C1a1a，可选择中波范围内的各个频率，接可选择中波范围内的各个频率，接收到的已调信号收到的已调信号u uAMAM(t(t)经经L L2 2耦合输入耦合输入VTVT1 1的发射结回路。的发射结回路。本本振振电电压压由由变变频频管管自自身身产产生生的的，称称为为自自激激式式变变频频电路。电路。R R1 1、R R2 2是基极是基极静态偏置电阻，静态偏置电阻，C C3 3为高频信号旁为高频信号旁路电容，路电容，B B1 1为磁为磁棒。棒。（1 1）自激式共射极变频电路）自激式共射极变频电路 本振工作原理本振工作原理 本机振荡电路由本机振荡电路由VTVT1 1、L L4 4、C C5 5、C C1b1b、C C6 6和和L L3 3组成。组成。交流等效电路交流等效电路 L L4 4、C C5 5、C C1b1b、C C6 6组成组成谐振回路，决定本振频谐振回路，决定本振频率，率，L L3 3为反馈线圈，这为反馈线圈，这是一种变压器反馈式振是一种变压器反馈式振荡电路，所形成的本地荡电路，所形成的本地振荡电压振荡电压u u0 0(t)(t)输入输入VTVT1 1发射极与基极之间，与发射极与基极之间，与已调信号已调信号u uAMAM(t(t)相串联。相串联。（2 2）本振由晶体振荡电路产生的变频电路）本振由晶体振荡电路产生的变频电路 与无线广播信号不同，与无线广播信号不同，用于控制的接收电路常常用于控制的接收电路常常只需要接收固定频率的信只需要接收固定频率的信号，这种情况下，变频电号，这种情况下，变频电路的本机振荡可由晶体振路的本机振荡可由晶体振荡电路产生。荡电路产生。本振电路由三极管本振电路由三极管VTVT2 2、晶振晶振BCBC1 1、电容电容C C2 2（容量容量12pF12pF）、）、C C4 4（容量容量30pF30pF）、）、L L4 4等组成，这是典型的电等组成，这是典型的电容三点式振荡电路容三点式振荡电路 图所示的是用于接收图所示的是用于接收28MHz28MHz调幅调幅信号的变频电路，这种变频电路信号的变频电路，这种变频电路的本地振荡由独立的晶体管的本地振荡由独立的晶体管VTVT2 2产产生，因此属它激式变频电路。生，因此属它激式变频电路。4.2.3 4.2.3 变频电路变频电路 3 3、中频的选择中频的选择 但是无线接收（或收发）芯片采用超外差接收方式时，不但是无线接收（或收发）芯片采用超外差接收方式时，不存在选用规范中频放大电路的问题，所使用的中频一般会在存在选用规范中频放大电路的问题，所使用的中频一般会在说明书中标明。一些超外差式收音机集成电路还采用说明书中标明。一些超外差式收音机集成电路还采用75kHz75kHz或更低的频率作为中频。或更低的频率作为中频。由由于于各各种种频频率率的的中中频频放放大大电电路路已已经经规规格格化化并并形形成成产产品品，因因此此设设计计制制造造超超外外差差接接收收电电路路时时，中中频频的的选选择择应应该该尽尽可可能能符符合合规规范范，以以便便选选用用通通用用的的中中频频放放大大电电路路。常常用用的的接接收收各各种种不不同同无线电信号时所使用的中频频率如表所示。无线电信号时所使用的中频频率如表所示。4.2.3 4.2.3 变频电路变频电路 4 4、镜像干扰镜像干扰 镜像干扰与输入回路的选择性有关，选择性好，镜像干扰镜像干扰与输入回路的选择性有关，选择性好，镜像干扰信号在输入回路受到抑制，就难以进入变频电路形成干扰。信号在输入回路受到抑制，就难以进入变频电路形成干扰。但是，假如频率但是，假如频率f fc1c1处正好有另一个电台，其信号也很强，镜处正好有另一个电台，其信号也很强，镜像干扰就很难消除。像干扰就很难消除。本本振振频频率率为为f f0 0时时，如如果果输输入入信信号号频频率率比比本本振振频频率率低低465kHz465kHz，即即f fc c=f=f0 0465kHz465kHz，经经变变频频后后即即可可得得到到频频率率为为465kHz465kHz的的中中频频信信号号输输出出。但但是是要要注注意意，频频率率比比本本振振频频率率高高465kHz465kHz的的信信号号 f fc1c1=f=f0 0+465kHz465kHz进进入入变变频频电电路路后后与与本本振振频频率率f f0 0之之差差也也是是465kHz465kHz，也也能能产产生生465kHz465kHz的的中中频频信信号号输输出出。f f0 0信信号号是是我我们们希希望望接接收收的的，f fc1c1并并不不是是我我们们所所希希望望的的信信号号，后后者者就就成成为为干干扰扰。这这种种干干扰就称为镜像干扰，它是超外差式接收电路特有的干扰。扰就称为镜像干扰，它是超外差式接收电路特有的干扰。提高镜像干扰的方法：提高镜像干扰的方法：1 1、提高天线端滤波器的选择性、提高天线端滤波器的选择性 2 2、采用高中频、采用高中频4.2.4 4.2.4 中频放大电路中频放大电路 1 1、中频放大电路的主要性能指标中频放大电路的主要性能指标 （2 2）选择性）选择性 为提高接收电路的选择性，中放电路也应具有抑制邻频干为提高接收电路的选择性，中放电路也应具有抑制邻频干扰信号的能力，这一能力即为中频放大电路的选择性。中频放扰信号的能力，这一能力即为中频放大电路的选择性。中频放大电路的选择性是接收电路整机选择性的重要组成部分之一，大电路的选择性是接收电路整机选择性的重要组成部分之一，和放大电路增益指标一样，一级中频中频放大电路的选择性常和放大电路增益指标一样，一级中频中频放大电路的选择性常达不到要求，为了获得较好的选择性，也需要采用多级中频放达不到要求，为了获得较好的选择性，也需要采用多级中频放大。大。（1 1）中频放大增益）中频放大增益 检检波波时时，输输入入信信号号应应有有1V1V左左右右的的幅幅度度，因因此此中中频频放放大大电电路路需需要要有有较较高高的的增增益益。用用于于接接收收广广播播信信号号的的收收音音机机，中中放放电电路路增益需要增益需要505060dB60dB；用于遥控的接收机，增益常在用于遥控的接收机，增益常在70dB70dB以上。以上。4.2.4 4.2.4 中频放大电路中频放大电路 1 1、中频放大电路的主要性能指标中频放大电路的主要性能指标 （3 3）通频带）通频带 是是指指中中频频放放大大电电路路能能有有效效放放大大的的信信号号频频率率宽宽度度，是是一一个个反反映映电电路路频频率率特特性性的的重重要要指指标标。为为保保证证接接收收质质量量，中中频频放放大大电电路路的的通通频频带带一一定定要要稍稍宽宽于于已已调调信信号号的的带带宽宽。根根据据第第3 3章章，可可以以列列出出各各种种调调幅幅波波的的频频带带宽宽度度如如表表4.24.2所所示示，由由表表可可知知，不不同同类类型型调调幅幅波波的的带带宽宽各各有有不不同同，因因此此，对对于于不不同同的的调调幅幅波波，中中频通频带的要求也有所不同。频通频带的要求也有所不同。2 2、调谐式中频放大电路、调谐式中频放大电路 常常用用的的中中频频放放大大电电路路有有调调谐谐式式和和集集中中选选频频式式放放大大电电路路两两大大类类，调调谐谐式式中中频频放放大大电电路路又又分分单单调调谐谐和和双双调调谐谐中中频频放放大大电电路路，首先介绍单调谐中频放大电路。首先介绍单调谐中频放大电路。典型的单调谐中频放大电路如图典型的单调谐中频放大电路如图 2 2、调谐式中频放大电路、调谐式中频放大电路 单调谐放大电路的主要特性指标如下：单调谐放大电路的主要特性指标如下：（1 1）增益）增益 单调谐中频放大电路增益为单调谐中频放大电路增益为 式中式中n n1 1、n n2 2为中频变压器初次为中频变压器初次级绕组匝数比，称为接入系数级绕组匝数比，称为接入系数 2 2、调谐式中频放大电路、调谐式中频放大电路 （2 2）通频带）通频带 调谐放大电路通频带定义为电压放大倍数下降到最大值的调谐放大电路通频带定义为电压放大倍数下降到最大值的0.7070.707时所对应的频宽，用符号时所对应的频宽，用符号BWBW0.70.7表示，如图所示。表示，如图所示。这这一一通通频频带带是是按按增增益益下下降降0.7070.707（即即下下降降3dB3dB）来来规规定定的，因此表示为的，因此表示为BWBW0.70.7。单调谐放大电路通频带的单调谐放大电路通频带的公式为公式为 f f0 0为谐振回路的谐振频率，为谐振回路的谐振频率，Q QL L为回路等效品质因数，品质因为回路等效品质因数，品质因数高时幅频曲线尖锐，通频带数高时幅频曲线尖锐，通频带变窄。变窄。2 2、调谐式中频放大电路、调谐式中频放大电路 （3 3）矩形系数）矩形系数 中频放大电路的选择性常用矩形系数来表示。理想的中频放中频放大电路的选择性常用矩形系数来表示。理想的中频放大电路幅频特性应为宽度等于大电路幅频特性应为宽度等于BWBW0.70.7的矩形的矩形,如图中粗实线所示，如图中粗实线所示，但实际上中频放大电路的幅频特性如细实线所示。但实际上中频放大电路的幅频特性如细实线所示。为为描描述述实实际际幅幅频频特特性性与与理理想想幅幅频频特特性性曲曲线线的的差差异异，引引入入矩矩形形系系数数的的概概念念，定定义义中中频频放放大大电电路路的的矩矩形形系系数数K K0.10.1为为电电压压增增益益下下降降到到其其最最大大值值10%10%时时的的频频带带宽宽度度BWBW0.10.1与与增增益益下下降降到到最最大大值值0.7070.707时时的的频频带带宽宽度度BWBW0.70.7的比值，即的比值，即 理想幅频特性曲线的矩形系数理想幅频特性曲线的矩形系数K K0.10.1=1=1，用放大电路增益公式用放大电路增益公式可以求出一级调谐放大电路的矩形系数可以求出一级调谐放大电路的矩形系数K K0.10.1=9.96=9.96。3 3、集中滤波选频式中频放大电路、集中滤波选频式中频放大电路 除除了了选选择择性性较较差差之之外外，调调谐谐式式中中放放电电路路还还存存在在电电路路元元器器件件多多、调调整整麻麻烦烦等等缺缺点点，因因此此不不宜宜集集成成化化。采采用用集集中中放放大大和和滤滤波波的的集集中中滤滤波波选选频频式式中中放放电电路路则则可可克克服服这这些些缺缺点点，能能在在获获得得高高增增益益的的同同时时有有良良好好的的选选择择性性，这这种种电电路路容容易易集集成成化化，因因此此已获得广泛的应用。已获得广泛的应用。起放大作用的放大电路和起滤波选频作用的滤波器是相互分起放大作用的放大电路和起滤波选频作用的滤波器是相互分离的，因此称为集中滤波选频式中频放大电路离的，因此称为集中滤波选频式中频放大电路。由于常用的陶。由于常用的陶瓷滤波器或声表面波滤波器与瓷滤波器或声表面波滤波器与LCLC回路相比具有优良的选频特性，回路相比具有优良的选频特性，因此集中式滤波选频电路在选择性上也就明显地优于谐振式中因此集中式滤波选频电路在选择性上也就明显地优于谐振式中频放大电路。频放大电路。3 3、集中滤波选频式中频放大电路、集中滤波选频式中频放大电路 （1 1）声表面波滤波器）声表面波滤波器-结构与原理结构与原理 声表面波滤波器简称声表面波滤波器简称SAWFSAWF，是英文是英文SufaceSuface Acoustic Wave Acoustic Wave FiltersFilters的缩写。的缩写。原理：交变电信号输入时，输入换能器将其转换为声表面原理：交变电信号输入时，输入换能器将其转换为声表面波，这一声表面波沿压电晶片传播，到达输出端后经输出换波，这一声表面波沿压电晶片传播，到达输出端后经输出换能器重新将声波转换为交变电压输出。由于特殊设计的压电能器重新将声波转换为交变电压输出。由于特殊设计的压电晶片只允许一定频率范围的声表面波通过，于是就只有该频晶片只允许一定频率范围的声表面波通过，于是就只有该频率范围的输入电信号才能在输入端转换为声波，经压电晶体率范围的输入电信号才能在输入端转换为声波，经压电晶体传播并在输出端重新转换为电信号，因此就使这样的器件具传播并在输出端重新转换为电信号，因此就使这样的器件具有滤波特性，即只允许一定频率范围的信号通过。有滤波特性，即只允许一定频率范围的信号通过。3 3、集中滤波选频式中频放大电路、集中滤波选频式中频放大电路 （1 1）声表面波滤波器）声表面波滤波器-特性特性 典型的声表面波滤波器频率特性曲线如图所示，这是一种用典型的声表面波滤波器频率特性曲线如图所示，这是一种用于电视图像信号中频放大的专用滤波器。这一频率特性十分接于电视图像信号中频放大的专用滤波器。这一频率特性十分接近矩形，它允许频率在近矩形，它允许频率在31.5MHz31.5MHz38MHz38MHz范围内的信号顺利通过范围内的信号顺利通过（残留边带调制的电视图像信号正好在这一范围），因此具有（残留边带调制的电视图像信号正好在这一范围），因此具有良好的选频特性。良好的选频特性。3 3、集中滤波选频式中频放大电路、集中滤波选频式中频放大电路 （2 2）陶瓷滤波器）陶瓷滤波器 结构与原理结构与原理 压电陶瓷片两面涂银层形成电极，底面的电极压电陶瓷片两面涂银层形成电极，底面的电极3 3是公共地电是公共地电极，正面的极，正面的1 1为输入极，为输入极，2 2为输出极，信号从为输出极，信号从1 1，3 3极之间输入，极之间输入，2 2，3 3极之间输出。极之间输出。原理：原理：1 1，3 3脚间输入交变信号时，该电压被转换为压电陶瓷脚间输入交变信号时，该电压被转换为压电陶瓷的机械振动并传播至输出端，在输出端，这一机械振动重新转的机械振动并传播至输出端，在输出端，这一机械振动重新转换为交变电压从换为交变电压从2 2，3 3脚之间输出。当输入信号的频率等于压电脚之间输出。当输入信号的频率等于压电陶瓷片的谐振频率时，由输入电压引起的机械振动最强，从输陶瓷片的谐振频率时，由输入电压引起的机械振动最强，从输出端重新转换出来的输出电压也最大。出端重新转换出来的输出电压也最大。3 3、集中滤波选频式中频放大电路、集中滤波选频式中频放大电路 （2 2）陶瓷滤波器）陶瓷滤波器 特性特性 图中所画的是用于调频广播中频放大电路的图中所画的是用于调频广播中频放大电路的10.7MHz10.7MHz陶瓷滤陶瓷滤波器，其波器，其3dB3dB通频带宽度大于通频带宽度大于40kHz40kHz（即输出衰减即输出衰减3dB3dB时的通时的通频带宽度）。频带宽度）。陶瓷滤波器和声表面波滤波器一样都具有体积小、成本低、陶瓷滤波器和声表面波滤波器一样都具有体积小、成本低、品质因数高、滤波特性和选择性好、性能稳定、无需调谐、寿品质因数高、滤波特性和选择性好、性能稳定、无需调谐、寿命长和不受周围电磁场等优点，已得到广泛的应用。命长和不受周围电磁场等优点，已得到广泛的应用。3 3、集中滤波选频式中频放大电路、集中滤波选频式中频放大电路 （3 3）典型集中滤波选频式中放电路）典型集中滤波选频式中放电路 由声表面波滤波器组成的集中滤波选频式中频放大电路如图由声表面波滤波器组成的集中滤波选频式中频放大电路如图所示，图中所示，图中ZFZF1 1为声表面波滤波器，为声表面波滤波器，VTVT1 1组成共射极宽带放大电组成共射极宽带放大电路，来自天线的射频信号与本振信号混频后从基极输入，集电路，来自天线的射频信号与本振信号混频后从基极输入，集电极输出，经电容耦合至声表面波滤波器极输出，经电容耦合至声表面波滤波器ZFZF1 1，选频滤波后输出选频滤波后输出放大了的中频信号。放大了的中频信号。3 3、集中滤波选频式中频放大电路、集中滤波选频式中频放大电路 （3 3）典型集中滤波选频式中放电路）典型集中滤波选频式中放电路 由由陶陶瓷瓷滤滤波波器器组组成成的的中中频频放放大大电电路路如如图图所所示示，VTVT1 1和和VTVT2 2是是两两级级共共射射极极放放大大电电路路。混混频频后后的的信信号号经经电电容容C C3 3耦耦合合从从VTVT1 1基基极极输输入入，经经VTVT1 1放放大大后后从从集集电电极极输输出出至至陶陶瓷瓷滤滤波波器器CFCF1 1的的输输入入端端。经经过过滤滤波波器器CFCF1 1的的滤滤波波选选频频，其其输输出出端端输输出出的的是是中中频频信信号号，这这一一中中频频信信号号输输入入VTVT2 2基基极极作作进进一一步步的的放放大大。图图中中陶陶瓷瓷滤滤波波器器的的型型号号为为3L4653L465，其其频频率率为为465kHz465kHz，3dB3dB带带宽宽4kHz4kHz，用用于于调调幅幅广广播播收收音音机。机。4.2.5 AGC4.2.5 AGC和和AFCAFC电路电路 1 1、AGCAGC电路电路 由由于于不不同同频频率率电电台台的的发发射射功功率率大大小小不不等等、接接收收机机与与与与电电台台之之间间的的距距离离各各不不相相同同等等原原因因，天天线线所所接接收收到到的的信信号号强强弱弱在在很很大大范范围围内内变变化化，为为了了获获得得稳稳定定的的音音量量，需需要要让让中中频频放放大大电电路路的的放放大大倍倍数数随随输输入入信信号号的的强强弱弱而而自自动动变变化化。用用来来实实现现这这一一功功能能的的电电路路即即为为自自动动增增益益控控制制电电路路，简简称称AGCAGC（Automatic Automatic Gain Gain ControlControl）电路。电路。由由于于最最终终的的目目的的是是达达到到音音量量的的稳稳定定输输出出，有有些些生生产产厂厂家家也也将将自自动动增增益益控控制制称称为为自自动动音音量量控控制制，简简称称AVCAVC（Automatic Automatic Volume Volume ControlControl）。）。1 1、AGCAGC电路电路 一种常用的一种常用的AGCAGC电路如图所示。电路如图所示。流过流过R R1 1的电流的电流I IR R等于基极电流等于基极电流I IB B和流过和流过R R4 4、RPRP1 1的电流的电流I IP P之和之和 利用上式可以说明利用上式可以说明AGCAGC的原理。的原理。交流信号输出增加，经二极管交流信号输出增加，经二极管VDVD1 1检波，检波，A A点电压点电压U UA A下降，电下降，电流流I IP P即随之上升。电流即随之上升。电流I IR R是不变，是不变，I IP P的上升必然引起的上升必然引起I IB B下降，下降，于是使于是使VTVT1 1电流放大倍数下降，放大电路增益下降。电流放大倍数下降，放大电路增益下降。2 2、AFCAFC电路电路 超超外外式式接接收收机机收收到到某某个个调调频频台台的的信信号号后后，由由于于本本地地振振荡荡的的频频率率因因温温度度升升高高等等原原因因发发生生了了漂漂移移，本本振振频频率率与与输输入入信信号号频频率率之之差差偏偏离离中中频频，接接收收信信号号质质量量就就会会下下降降，严严重重时时甚甚至至会会丢丢失。失。为为了了解解决决这这个个问问题题，除除了了尽尽可可能能地地保保持持本本地地振振荡荡频频率率稳稳定定之之外外，一一个个行行之之有有效效的的办办法法便便是是引引入入自自动动频频率率控控制制电电路路，简简称称AFC(Automatic AFC(Automatic Frequency Frequency Control)Control)电电路路，通通过过AFCAFC电电路路的的自自动动控控制制作作用用，使使本本地地振振荡荡频频率率始始终终跟跟随随输输入入信信号号频频率率变变化化，能使两者之差始终等于或接近于中频。能使两者之差始终等于或接近于中频。2 2、AFCAFC电路电路 实实现现频频率率自自动动控控制制的的做做法法是是从从鉴鉴频频器器的的输输出出信信号号中中检检出出其其直直流流成成分分，利利用用该该直直流流电电压压调调节节本本地地振振荡荡的的频频率率，其其工工作作原原理如图所示。理如图所示。L L1 1、C C1 1是本地振荡电路的谐振回路，变容二极管是本地振荡电路的谐振回路，变容二极管C Cj j经电容经电容C C2 2耦合与耦合与C C1 1相并联，本地振荡的频率决定于相并联，本地振荡的频率决定于L L1 1及及C C1 1、C Cj j的并联的并联值。调节变容二极管值。调节变容二极管C Cj j的电容量，就可以控制本振频率的变的电容量，就可以控制本振频率的变化。来自鉴频器的信号经电阻化。来自鉴频器的信号经电阻R R2 2和电容和电容C C3 3组成的低通电路滤组成的低通电路滤波后加在变容管波后加在变容管C Cj j两端，这一电压起着调节两端，这一电压起着调节C Cj j容量的作用，容量的作用，因而也就控制了本振频率的变化。因而也就控制了本振频率的