高频超外差调幅接收机

吉林建筑大学电气与计算机学院高频电子线路课程设计报告设计题目：超外差式调幅接收机专业班级：学生姓名：信工学号：指导教师：高晓红王超设计时间：2015.12.14－2015.12.25教师评语：成绩评阅教师日期11目录（一）设计题目...........................................................................................................1（二）设计内容、目的及要求...................................................................................12.1课程设计的目的..............................................................................................12.2课程设计内容..................................................................................................12.3课程设计基本要求..........................................................................................1（三）调幅接收机工作原理.......................................................................................2（四）设计方案选择...................................................................................................34.1点频调幅接收机..............................................................................................34.2超外差式调幅接收机......................................................................................34.3最终方案选取..................................................................................................4（五）单元电路设计...................................................................................................55.1高频小信号放大器..........................................................................................55.2混频器..............................................................................................................75.3本机振荡器......................................................................................................85.4中频放大器....................................................................................................105.5检波器............................................................................................................125.6低频放大器....................................................................................................13（六）系统设计与仿真分析.....................................................................................156.1系统工作流程................................................................................................156.2总电路的波形仿真与分析............................................................................15（七）心得体会.........................................................................................................17（八）参考文献.........................................................................................................18附录一.........................................................................................................................19附录二.........................................................................................................................2111（一）设计题目超外差式调幅接收机（二）设计内容、目的及要求2.1课程设计的目的高频电子线路课程设计是继高频电子线路理论学习和实验教学之后又一重要的实践性教学环节，它的任务是在学生掌握和具备高频电子线路理论知识的基础上，使学生熟悉和掌握高频电子线路系统的开发方法和过程，提高分析和解决实际问题的能力，还使学生在组织能力提高、合作精神培养方面得到锻炼，为今后从事电子技术领域的工程设计打好基础。2.2课程设计内容（1）掌握超外差调幅接收机原理；（2）设计接收机的各个单元电路，画出单元电路图；（3）应用EDA软件（multisim软件）对所设计电路进行仿真验证。（4）总电路图技术指标:接收频率范围535～1605KHz，输出功率150mW，灵敏度50μV。2.3课程设计基本要求（1）理论与实践结合能力的训练；（2）动手能力和操作技能的训练；（3）发现问题，分析问题，解决问题能力的训练；（4）综合能力训练，即通过实践环节，培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的科学作风，善于合作的团队精神和现场的组织能力。22（三）调幅接收机工作原理调幅收音机的工作原理为：天线接收到的高频信号通过输入，将所要收听的电台在调谐电路里调好以后，经过电路本身的作用，就变成另外一个预先确定好的频率（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。我们在收音机内制造—个振荡电波(通常称为本机振荡)，使它和外来高频调幅信号同时送到一个晶体管内混合，这种工作叫混频。由于晶体管的非线性作用导致混频的结果就会产生一个新的频率，这就是外差作用。任何电台的频率，由于都变成了中频，放大起来就能得到相同的放大量。调谐回路的输出，进入混频级的是高频调制信号，即载波与其携带的音频信号。混频器输出的携音频包络的中频信号由中频放大电路进行一级、两级甚至三级中频放大，从而使得到达二极管检波器的中频信号振幅足够大。二极管将中频信号振幅的包络检波出来，这个包络就是我们需要的音频信号。音频信号最后交给低放级放大到我们需要的电平强度，然后推动扬声器发出足够的音量。简单来说，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，然后中频信号经过中频放大器进行功率放大，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，最后经过低频放大器进行功率放大以实现对扬声器的驱动。33（四）设计方案选择4.1点频调幅接收机天线接收到的信号传到输入回路，输入回路用来选择接收到的信号，并且输入回路应该调谐于接收机的工作频率。被选择后的信号传到高频放大器部分，经过选频放大，且选频回路同样需要调谐于接收机的工作频率。经过高频放大后的信号传到由模拟乘法器构成的解调回路，将已调信号还原成低频信号。由于乘法模拟器用作检波时必须有一与接收信号同频的本振信号,因此用本本机振荡来提供与输入信号载波同频的信号。经过解调后的低频信号传入音频放大器电路，放大后在传入扬声器，发出声音。点频式接收机主要由输入回路、高频放大、本机振荡、解调和音频放大这五部分组成。它的系统原理框图如图4-1所示：图4-1点频调幅接收机系统框图4.2超外差式调幅接收机从天线收到的微弱高频信号先经过高频小信号放大器放大，然后送至混频器与本地振荡器所产生的等幅震荡电压相混合，所得到的输出电压包络线形状不变，仍与原来的信号波形相似，但载波频率转换为中频。中频电压再经中频放大器放大，送至检波器，得到检波输出电压，最后，再经低频放大器放大，送至扬声器或耳机中转变为声音信号。整个电路的设计必须注意几个方面。选择性好的级，应尽可能靠近前面，因在干扰及信号都不大的地方把干扰抑制下去，效果最好。如干扰及信号很大，则由于晶体管的非线性，将产生严重的组合频率及其他输入回路高频放大解调音频放大输入回路44非线性失真，这时滤除杂波比较困难。为此，在高级接收机中，输入电路常采用复杂的高选择电路。为了使混频和本振分别调到最佳状态，要采用单独的本振。超外差式接收机主要由高频小信号放大、混频、本振、中频放大、检波、低频放大这六部分组成。它的系统原理框图如图4-2所示。图4-2超外差接收机系统框图超外差式接收机能够大大提高接收机的增益、灵敏度和选择性。因为不管电台信号频率如何都变成为中频信号，然后都能进入中频放大级，所以对不同频率电台都能够进行均匀地放大。中放的级数可以根据要求增加或减少，更容易在稳定条件下获得高增益和窄带频响特性。此外，由于中频是恒定的，所以不必每级都加入可变电容器选择电台，避免使用多联同轴可变电容器，而只需在调谐回路和本振回路用一只双连可变电容器就可完成选台。超外差电路的典型应用是超外差接收机，其优点是：容易得到足够大而且比较稳定的放大量；具有较高的选择性和较好的频率特性；容易调整。缺点是电路比较复杂，同时也存在着一些特殊的干扰，如像频干扰、组合频率干扰和中频干扰等。随着集成电路技术的发展，超外差接收机已经可以单片集成。4.3最终方案选取综合比较两种方案可知,虽然点频调幅接收机明显较超外差式调幅接收机简单，应优选点频式调幅接收机。但根据课程学习，应加深对超外差电路的了解和掌握，本次设计选择超外差式调幅接收机的电路设计与调试。超外差式具有灵敏度高、工作稳定、选择性好及失真小等特点。因此，超外差调幅收音机应用更普遍。本文详细介绍了超外差式调幅接收机各个部分的设计过程和在电类软