课程设计.超外差式接收机

1第1章设计内容与要求1.1设计题目超外差调幅接收机设计1.2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Multisim、EDA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。1.3设计技术指标接收频率范围535～1605KHz，输出功率150mW，灵敏度50μV。2第2章系统总体设计方案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（如下图所示）3第3章各单元电路设计与仿真3.1高频小信号放大器电路3.1.1高频小信号放大器功能高频小信号放大器主要用于放大高频小信号，实现对微弱的高频信号进行不失真放大，从信号所含频谱来看，输入信号频谱与放大后输出信号频谱是相同的。其中心频率在几百kHz到几百MHz，频谱宽度在几kHz到几十MHz的范围内。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：功率增益：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（如图3-1,3-2所示）3-1高频小信号放大器原理图ioVVAvioPPAp43-2高频小信号放大器仿真图3.2混频器电路3.2.1混频器功能对信号进行调制、扩频、解扩等处理工作是在低频段下进行的，然后再将处理好的信号上变频到高频段发射出去，并且将接收到的射频信号下变频到低频段再做各种信号处理工作。总之，混频器就是起到一个频谱搬移的作用：将两种频率的信号混频，混频后由集电极输出各种频率的信号。3.2.2混频器原理图及仿真图（如图3-3,3-4所示）3-3混频器原理图53-4混频器仿真图3.3本地振荡器电路3.3.1本地振荡器功能本地振荡器，又称“本机振荡器”。一般应用于混频器中。在混频器中，为了与接收信号在混频元件中产生差拍输出信号，需要混频器内部产生一个等幅振荡信号，产生该信号的振荡器就称为本地振荡器。对本地振荡器的要求是：振荡频率稳定且可进行电调、噪声小。3.3.2本地振荡器电路图及仿真图（如图3-5,3-6所示）3-5本地振荡器电路原理图63-6本地振荡器电路仿真图3.3.3本地振荡器本振条件本振条件：正反馈(相位条件），幅度(反馈量要足够大）。3.4中频放大器电路3.4.1中频放大器功能中频放大电路的任务就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。简洁来说有两点：1.获取高增益：与射频放大部分相比，由于中频频率固定，并且频率较低，可以很容易的得到较高的增益，因而可以为下一级提供足够大的输入。2.提高选择性：接收机的临近频率选择性一般由中频放大器的通频带宽度决定。不论接收机采用一次或二次变频技术，中频放大器总是位居下变频之后。3.4.2中频放大器电路原理图及仿真图（如图3-7,3-8所示）73-7中频放大器原理图3-8中频放大器仿真图3.4.3参数设置输入电台信号与本振信号差出的中频信号恒为某一固定值，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。83.5包络检波器电路3.5.1包络检波器功能包络检波的定义是从调幅波包络中提取调制信号的过程：先对调幅波进行整流，得到波包络变化的脉动电流，再以低通滤波器滤除去高频分量，便得到调制信号。3.5.2包络检波器原理图及仿真图（如图3-9,3-10所示）3-9包络检波器原理图3-10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9中检波电容通高频阻低频，而R2是直流负载电阻。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低频放大器电路3.6.1低频放大器功能放大器主要功能是用来放大低频信号，并使它们以饱和、截止的方法形成方波，输出一个矩形连续脉冲波。3.6.2低频放大器原理图及仿真图（如图3-11,3-12所示）3-11低频放大器原理图3-12低频放大器仿真图10第4章系统设计4.1系统总体工作过程简介它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，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。如果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。采用了这种电路的收音机叫外差式收音机，混频和振荡的工作，合称变频。外差作用产生出来的差频，习惯上我们采用易于控制的一种频率，它比高频较低，但比音频高，这就是常说的中间频率，简称中频。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。超外差式收音机能够大大提高收音机的增益、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。4.2系统电路原理图（见附录2）11第5章心得体会紧张而又繁忙的高频电子线路课程设计马上就要过去了，通过这近两周的课程设计的实践,使我感觉受益匪浅。这次的课程设计，令我真正的意识到自己对高频电子线路相关知识的缺乏以及动手能力的欠缺。果然是没有实践，再好的理论也没有用。设计电路过程中最重要的一个要求就是要认真；其次是要有耐心，勇于克服困难，不断解决问题，面对困难要不可以退缩，必要迎难而上；再次是要有清晰的思维，能够理清各个器件之间的关系，明确各个器件的功能；最后还要和同学多交流合作，多参考书籍。通过这次高频电子线路课程设计，我了解并发现了很多设计电路的方法，而且懂得了如何处理错误的方法。拥有足够的耐力和信心，对课程设计每一步的顺利进行极其重要。可以说，从分析题目到设计完成，从理论到实践，在整整近半个月的日子里，可以说是苦多于甜。但是我真的学到很多东西，期间不仅巩固了以前所学过的知识，同时也学到了很多在书本上所没有的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，必须把所学的理论知识与实践相结合起来，从实践中得出结论，才能真正得到知识，从而提高我们的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到不少问题，通过一番努力思考，最后在两位老师和同学的帮助下顺利完成了这次任务。感谢老师为我们进行耐心的讲解，通过本次为期半个月的课程设计，我们已经能够掌握高频电子线路制作的基本知识。总之，这次的设计将为我今后的学习与工作打下了坚实的基础。12第6章参考文献[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.[6]王艳芬,冯伟,刘洪彦,通信电子电路实验指导.清华大学出版社，2006年12月.[7]杨翠娥,高频实验与课程设计[M].哈尔滨工程大学出版社，2005年1月.13附录1元器件清单型号编号1电源8VV31电容8uFC121电容12uFC132电阻750OhmR12,R132电阻51OhmR14,R211电阻50OhmR151电阻7kOhmR161电阻1kOhmR173电阻500OhmR18,R19,R205电阻1kOhmR22,R23,R28,R31,R335电容100nFC14,C22,C1,C9，C111接地电源02电源12VV4,V52电容1uFC15,C22电阻10kOhmR26,R381电容10pFC161电阻100kOhmR275电感1uHL8,L12,L2,L4,L71电阻12kOhmR291电阻3kOhmR301电感30mHL101电容200nFC171电容5pFC181电容60pFC191电容80pFC201电容20nFC213电容10nFC23,C24，C261电容12nFC252电感330uHL11,L6141电感9.1uHL131电阻6.2kOhmR321电阻15kOhmR341电阻200OhmR351电阻402kOhmR361电源VCCVCC1电阻150OhmR371电容850pFC272电阻2kOhm1%R39,R401电阻200Ohm1%R411电源VDDVDD2电阻6.8kOhmR3,R81电阻10kOhmR43电阻1kOhmR5,R6,R101电阻22kOhmR71电阻20OhmR91电阻10OhmR112可变电容350pFC3,C62电容51pFC4,C71电容470pFC52电感500nHL1,L315附录2系统总原理图