2022年高频电子线路课程设计调频接收机设计分析方案 .pdf

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1、1 / 15 高频电子线路课程设计调频接收机班级：电子信息0603 姓名：学号： 06100592精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 15 页2 / 15 一、 课程设计目的、要求：通过本课题设计与调试，提高学生动手能力，巩固已学的理论知识。使学生建立无线电调频接收机的整机概念，了解调频接收机整机各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算调频接收机的各个单元电路；输入回路、高频放大、混频、中频放大、鉴频及低频功放级。初步掌握调频接收机的调整及测试方法。二、 主要技术指标1工作频率范围=88108MHz 2灵敏度：

2、530uV。3选择性：中频干扰比大于50dB。4频率特性：通频带 2f=200KHz。此外，还要适当考虑输出功率，输入波形失真等问题。三、 调频接收机组成调频接收机的工作原理图一 调频接收机组成框图一般调频接收机的组成框图如图一所示。其工作原理是：天线接受到的高频信号，经输入调谐回路选频为f1，再经高频放大级放大进入混频级。本机振荡器输出的另一高频精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 15 页3 / 15 f2亦进入混频级，则混频级的输出为含有f1、f2、f1+f2）、f2-f1）等频率分量的信号。混频级的输出接调频回路选出中

3、频信号f2-f1），再经中频放大器放大，获得足够高增益，然后鉴频器解调出低频调制信号，经过解调器解调后，再由低频功放级放大。由于天线接收到的高频信号经过混频成为固定的中频，再加以放大，因此接收机的灵敏度较高，选择性较好，性能也比较稳定。四. 单元电路设计1. 高频功率放大电路如下图所示为共射级接法的晶体管高频小信号放大器。他不仅要放大高频信号，而且还要有一定的选频作用，因此晶体管的负载为LC并联谐振回路。在高频情况下，晶体管本身的极间电容及连接导线的分布参数等会影响的频率和相位。晶体管的静态工作点由电阻RA2,RA3,RA4及RA6决定，其计算方法与低频单管放大器相同。从天线 ANTA1 接收

4、到的高频信号经过 CA1、CCA1、LA1组成的选频回路，选取信号为 fs=10.7MHZ的有用信号，经晶体管 QA1进行放大，由 CA3、TA1初级组成的调谐回路，进一步滤除无用信号，将有用信号经变压器和 CB1耦合进入 MC3361。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 15 页4 / 15 2. 混频电路因为中频比外来信号频率低且固定不变，中频放大器容易获得比较大的增益，从而提高收音机的灵敏度。在较低而又固定的中频上，还可以用较复杂的回路系统或滤波器进行选频。它们具有接近理想矩形的选择性曲线，因此有较高的邻道选择性。如果

5、器件仅实现变频，振荡信号由其它器件产生则称之为混频器。二极管环形混频器四个二极管组成平衡电路如下图所示。构成的二极管环形混频电路中，各二极管均工作在受参考信号控制的开关的状态，它是另一类开关工作的乘法器。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 15 页5 / 15 作混频器时， vS=Vsmcos ct为输入， R口，vL=VLmcosLt为本振， L口，为负载电阻，取出中频信号，I口。Tr1、Tr2为有中心抽头的宽频带变压器，初、次级匝数比为1：1。为四只二极管。足够大，远大于，则各二极管均工作在受控制的开关状态。正半周，、导

6、通，、截止。负半周，、截止，、导通。具有如下特点：1结构上四个二极管接成环形。作为混频时，环形的两个对角端AB和CD通过变压器接入本振信号VL 和有用信号 VS. 2如果电路平衡,则各端口是相互隔离的 , 即L端口的本振信号不会通到R端,R端口的有用信号不会窜入L端,有用信号和本振信号均不会通到I端. 3 有增益 ,存在损耗 .作为混频器时 ,混频损耗的理论值为 4dB 4精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 15 页6 / 15 为调幅器时 ,考虑到高频变压器的低频频率特性差的缺点,调制信号改从端口输入 ,载波信号从端口输入

7、 ,从端输出振幅调制信号 . 3. 中频放大电路中频放大电路的任务是把变频得到的中频信号加以放大，然后送到检波器检波。中频放大电路对超外差收音机的灵敏度、选择性和 通 频 带 等 性 能 指 标 起 着 极 其 重 要 的 作 用 。下图a）是 LC 单调谐中频放大电路，图b）为它的交流等效电路。图中 R1、R2 为中频变压器，它们分别与C1、C2 组成输入和输出选频网络，同时还起阻抗变换的作用，因此，中频变压器是中放电路的关键元件。中频变压器的初级线圈与电容组成LC 并联谐振回路，由于并联谐振回路对诣振频率的信号阻抗很大，对非谐振频率的信号阻抗较小。所以中频信号在中频变压器的初级线圈上产生很

8、大的压降，并且耦合到下一级放大，对非谐振频率信号压降很小，几乎被短路通常说它只能通过中频信号），从而完成选频作用，提高了接收机的选择性。由 LC 调谐回路特性知，中频选频回路的通频带Bf2- f1fd/QL ，式中QL 是回路的有载品质因数。QL 值愈高，选择性愈好，通频带愈窄；反之 ,通频带愈宽，选择性愈差。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 15 页7 / 15 4. 鉴频电路从调频波中 检出原来调制信号的过程称为调频波的解调，又叫鉴频。实现鉴频的电路称为鉴频器，也叫频率检波器。常用的鉴频电路有比例鉴频电路和相位鉴频电路

9、，它们的工作原理相同，都是先把等幅的调频波变换成幅度按调制信号规律变化的调频调幅波，然后，用振幅检波器把幅度的变化检出来，得到原来的调制信号，这一过程如图 Z0919所示。实际电路中应用较多的是比例鉴频电路，比例鉴频电路有对称式和不对称式两种。对称式比例鉴频电路如下图a）所示，它由两部分组成。第一部分由电感线圈 L11、L2、L12、L3及电容C1、C2组成，它把调频信号的频率变化转换成两个电压之间的相位差的变化；第二部分由D1、C3、R3和D2、C4、R4组成平衡式振幅检波电路，它把两个电压之间的相位差的变化变换为幅度的变化，并从中检出原来的调制信号。精选学习资料 - - - - - - -

10、 - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 15 页8 / 15 电路中， C1、L11、L12和L2，C2组成双调谐回路，均谐振于载波频率f0fC），D1、D2为检波二极管， R3、C3和R4、C4是它们的负载。要求电路对称即 D1，D2的特性相同， R3R4，C3 = C4。两只二极管顺向相接，与R3、R4和L2形成直流通路。 CW容量较大10F ），有稳幅作用。5.MC3361的功能介绍：在本实验中采用了MC3361 芯片，所以工作原理中的混频、中频放大、鉴频、低频放大等其他功能电路全部由MC3361 实现MC3361是美国 MOTOROLA公司生产的单片窄带调频接

11、收电路，主要应用于语音通讯的无线接收机。片内包含振荡电路、混频电路、限幅放大器、积分鉴频器、滤波器、抑制器、扫描控制器及静噪开关电路。主要应用在二次变频的通讯接收设备。其主要特性如下：a低 功 耗 MC3361 内部电路如下 : 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 15 页10 / 15 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 15 页11 / 15 MC3361集成电路采用16 脚双列直插式封装。它具有较宽的电源电压范围 (2 9V，能在2V 低电源电压条

12、件下可靠地工作，耗电电流小 ( 当 Vcc=3.6V 时，静态耗电电流典型值为2.8mA,灵敏度高(在 2.0 V 输入时典型值为 3dB ，音频输出电压幅值大。它的内电路结构框图如图1 所示。IC 内设置有双平衡双差分混频器、电容三点式本机振荡器、六级差动放大器构成的调频455kHz宽带中频限幅放大器、双差分正交调频鉴频器、音频放大器及静噪控制电路。MC3361的内部振荡电路与Pin1 和 Pin2 的外接元件组成第二本振级，第一中频IF 输入信号 10.7MHz从 MC3361 的 Pin16 输入，在内部第二混频级进行混频，其差频为：10.700-10.245=0.455MHz ，也即4

13、55kHz第二中频信号。第二中频信号由Pin3 输出，由 455kHz 陶瓷滤波器选频，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 15 页12 / 15 再经 Pin5 送入 MC3361的限幅放大器进行高增益放大，限幅放大级是整个电路的主要增益级。Pin8 的外接元件组成455kHz 鉴频谐振回路，经放大后的第二中频信号在内部进行鉴频解调，并经一级音频电压放大后由Pin9输出音频信号。Pin12Pin15 为载频检测和电子开关电路，通过外接少量的元件即可构成载频检测电路，用于调频接收机的静噪控制。MC3361内部还置有一级滤波

14、信号放大级，加上少量的外接元件可组成有源选频电路，为载频检测电路提供信号，该滤波器Pin10 为输入端， Pin11 为输出端。 Pin6 和 Pin7 为第二中放级的退耦电容。. 画出完整的电路1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeA4Date:4-Jan-2005 Sheet of File:调 频 接 接收 机1.SCHDrawn By:TA1CA133pCA50.1UFCA40.01ufCRB110.245MLEDA1QA13DG12CKA1+12U?RES2ANTA12.2uhLA1CA2103CCA1RA318K5.1KRA2U?POT2RA

15、410KRA61.5KCA3120pCB60.1UF0.1UF0.01ufCB120pfCB70.1UFCB90.1UFRA51KLB120KRB11KLEDB1KB1+51618215637459ICMC3361220pfCB4455KHZFLB13.3KRES2CB8104CB5CB2680uhRB2五. 实验内容(1.按下开关 KA1 、KA2 ，调试好小信号放大单元电路，调试好高频功率放大单元电路。(2.连接好发射电路和接收电路连J82、JE1、JE3、JE4、JE5、JE6精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 15

16、 页13 / 15 、JA1、JB1），同时用实验箱所配的天线.在不加调制信号的情况下，接通发射电路和接收电路的电源，调节变容二极管单元的 L84，用示波器探头测量 TTB2，当TTB2处有455 KHz的信号输出时，说明调频单元的工作频率在10.7MHz附近。此时从处加入 1KHz，峰峰值为 100mV左右的调制信号，则从 TTB1处用示波器可观测到输出的解调波。(4. 当从 TTB1 处观察鉴频输出信号，此时如果波形失真可以微调LB1和微调 L84。注意观察鉴频信号频率与调制信号频率是否一致，幅度大小与调制频偏的关系调制频率可以通过改变调制信号大小来改变）。如果TTB1处的信号失真，一般要

17、考虑是否调制信号幅度过大以及变容二极管调频产生的调频信号的中心频率偏高10.7MHz 太远。六、信号波形图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 15 页14 / 15 七、心得体会通过这次课程设计我们更好地巩固和加深对调频接收机工作原理的进一步理解。学会基本的实验技能，提高运用理论知识解决实际问题的能力。在实验过程中，通过选取元件、确定电路，综合布线等提高了我们的动手能力，同时通过调试来发现自己的错误并分析及排除这些故障，使我们对调频接收机的知识得到了加深！在本次设计中，使我印象最深的是要设计一个成功的电路，必须要有耐心，要

18、有坚持的毅力。在整个电路的设计过程中，花费时间最多的是各个单元电路的连接及电路的细节设计上。在设计过程中，我们仔细比较分析其原理以及可行的原因，最后还是在老师的耐心指导下，使整个电路可稳定工作。通过本次设计，使我们了解了无线调频发射机的基本工作原理，设计流程，进一步掌握了焊接工艺这一块。开拓了思路，锻炼了实践动手能力，提高了分工协作能力和分析问题, 解决问题的能力 ,达到了本次设计的目的 . 八、 参考书目张肃文 陆兆熊高频电子线路 第三版）高等教育出版社曾兴雯 陈健高频电子线路辅导西安电子科技大学出版社戴峻浩高频电子线路指导国防工业出版社精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 15 页15 / 15 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 15 页