高頻課程設(shè)計(jì)---調(diào)頻接收機(jī)的設(shè)計(jì)

1、<p>　　設(shè)計(jì)項(xiàng)目： 調(diào)頻接收機(jī)的設(shè)計(jì) </p><p><b>　　設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　通過(guò)本課題的設(shè)計(jì)與調(diào)試，提高動(dòng)手能力，鞏固已學(xué)的理論知識(shí)，建立無(wú)線電調(diào)頻接收機(jī)的整體概念，了解調(diào)頻接收機(jī)整機(jī)概念，了解調(diào)頻接收機(jī)整機(jī)各單元電路之間的關(guān)系及相互影響，從而能正確設(shè)計(jì)、計(jì)算調(diào)頻接收機(jī)的各個(gè)單元電路：輸入回路、高頻放大、混頻、

2、中頻放大、鑒頻及低頻功放級(jí)。初步掌握調(diào)頻接收機(jī)的調(diào)整及測(cè)試方法。</p><p><b>　　主要技術(shù)指標(biāo)</b></p><p><b>　　工作頻率范圍</b></p><p>　　接收機(jī)可以接受到的無(wú)線電波的頻率范圍稱(chēng)為接收機(jī)的工作頻率范圍或波段覆蓋。接收機(jī)的工作頻率必須與發(fā)射機(jī)的工作頻率相對(duì)應(yīng)。如調(diào)頻廣播收音機(jī)的頻

3、率范圍為88～108MH，是因?yàn)檎{(diào)頻廣播收音機(jī)的工作范圍也為88～108MHz</p><p><b>　　靈敏度</b></p><p>　　接收機(jī)接收微弱信號(hào)的能力稱(chēng)為靈敏度，通常用輸入信號(hào)電壓的大小來(lái)表示，接收的輸入信號(hào)越小，靈敏度越高。調(diào)頻廣播收音機(jī)的靈敏度一般為5～30uV。</p><p><b>　　選擇性</b&

4、gt;</p><p>　　接收機(jī)從各種信號(hào)和干擾中選出所需信號(hào)（或衰減不需要的信號(hào)）的能力稱(chēng)為選擇性，單位用dB（分貝）表示dB數(shù)越高，選擇性越好。調(diào)頻收音機(jī)的中頻干擾應(yīng)大于50dB。</p><p><b>　　頻率特性</b></p><p>　　接收機(jī)的頻率響應(yīng)范圍稱(chēng)為頻率特性或通頻帶。調(diào)頻機(jī)的通頻帶一般為200KHz。</p&g

5、t;<p><b>　　輸出功率</b></p><p>　　接收機(jī)的負(fù)載輸出的最大不失真（或非線性失真系數(shù)為給定值時(shí)）功率稱(chēng)為輸出功率。</p><p>　　此外，還要考慮輸出波形失真等問(wèn)題。</p><p>　　調(diào)頻接收機(jī)的工作原理</p><p>　　調(diào)頻接收機(jī)的工作原理框圖如下</p>

6、<p>　　使載波頻率按照調(diào)制信號(hào)改變的調(diào)制方式叫調(diào)頻。已調(diào)波頻率變化的大小由調(diào)制信號(hào)的大小決定，變化的周期由調(diào)制信號(hào)的頻率決定。已調(diào)波的振幅保持不變。調(diào)頻波的波形，就像是個(gè)被壓縮得不均勻的彈簧，調(diào)頻波用英文字母FM表示。調(diào)頻制無(wú)線電廣播多用超短波(甚高頻)無(wú)線電波傳送信號(hào)，使用頻率約為88MHz-108MHz，主要靠空間波傳送信號(hào)。接收機(jī)可以接收到的無(wú)線電波的頻率范圍稱(chēng)為接收機(jī)的工作頻率范圍或波段覆蓋。 </p>

7、;<p>　　我們廣播節(jié)目的聲波，經(jīng)過(guò)電聲器件轉(zhuǎn)換成聲頻電信號(hào)，并由聲頻放大器放大，振蕩器產(chǎn)生高頻等幅振蕩信號(hào)；調(diào)制器使高頻等幅振蕩信號(hào)被聲頻信號(hào)所調(diào)制；已調(diào)制的高頻振蕩信號(hào)經(jīng)放大后送入發(fā)射天線，轉(zhuǎn)換成無(wú)線電波輻射出去。收音機(jī)的接收天線收到空中的電波；調(diào)諧電路選中所需頻率的信號(hào)；檢波器將高頻信號(hào)還原成聲頻信號(hào)(即解調(diào))；解調(diào)后得到的聲頻信號(hào)再經(jīng)過(guò)放大獲得足夠的推動(dòng)功率；最后經(jīng)過(guò)電聲轉(zhuǎn)換還原出廣播內(nèi)容。無(wú)線電通信(廣播也屬于

8、無(wú)線電通信范疇)的發(fā)送和接收可概括為互為相反的三個(gè)方面的轉(zhuǎn)換過(guò)程，即：傳送信息——低頻信號(hào)，低頻信號(hào)——高頻信號(hào)，高頻信號(hào)——電磁波。</p><p>　　但是接收天線所收到的電磁波很微弱。為了提高接收機(jī)的靈敏度，可在檢波器之前加一級(jí)至幾級(jí)高頻小信號(hào)放大器，然后再檢波。檢波之后，再經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)牡皖l放大，最后送到揚(yáng)聲器或耳機(jī)中轉(zhuǎn)為聲音，這樣的接收機(jī)叫做直接放大式接收機(jī)。它的缺點(diǎn)是，對(duì)于不同的頻率，接收機(jī)的靈敏度和選擇

9、性變化叫劇烈，而且靈敏度因?yàn)槭艿礁叻挪环€(wěn)定的影響，不能過(guò)高。所以現(xiàn)在的接收機(jī)幾乎全是超外差式接收機(jī)，包括上面的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。</p><p>　　超外差式接收機(jī)的基本原理是：從天線收到的微弱高頻信號(hào)先經(jīng)過(guò)一級(jí)或幾級(jí)的高頻小信號(hào)放大器放大，然后送至混頻器與本地振蕩器所產(chǎn)生的等幅振蕩電壓想混合，所得到的輸出電壓包絡(luò)線形狀不變，仍與原來(lái)的信號(hào)波形相似，但載波頻率所轉(zhuǎn)換為兩個(gè)高頻頻率之差，（或和），這叫做中頻。中頻電壓再經(jīng)中

10、頻放大器放大，送入檢波器，得檢波輸出電壓。最后檢波輸出電壓經(jīng)低頻放大器放大，送到揚(yáng)聲器（或耳機(jī)）中轉(zhuǎn)變?yōu)槁曇粜盘?hào)。</p><p><b>　　提供的設(shè)備及材料</b></p><p>　　1.設(shè)備：示波器一臺(tái)、萬(wàn)用表一塊、低頻信號(hào)源、調(diào)頻信號(hào)發(fā)射模塊（輸出載波10.7MHz,最大頻偏20kHz的調(diào)頻波）、12V直流電源、5V直流電源。</p><

11、p>　　2.集成電路芯片MC3361、晶體管3DG12C、455kHz陶瓷濾波器、10.245MHz晶體。</p><p>　　3.變壓器、標(biāo)稱(chēng)電感、電容、電阻若干。</p><p><b>　　五．單元電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1.高頻功率放大電路</p><p>　　采用共射級(jí)接法的晶體管高頻小信號(hào)

12、放大器。他不僅要放大高頻信號(hào)，而且還要有一定的選頻作用，因此晶體管的負(fù)載為L(zhǎng)C并聯(lián)諧振回路。在高頻情況下，晶體管本身的極間電容及連接導(dǎo)線的分布參數(shù)等會(huì)影響的頻率和相位。晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)由電阻RA2,RA3,RA4及RA6決定，其計(jì)算方法與低頻單管放大器相同。</p><p>　　從天線ANTA1接收到的高頻信號(hào)經(jīng)過(guò)CA1、CCA1、LA1組成的選頻回路，選取信號(hào)為fs=10.7MHZ的有用信號(hào)，經(jīng)晶體管QA1進(jìn)

13、行放大，由CA3、TA1初級(jí)組成的調(diào)諧回路，進(jìn)一步濾除無(wú)用信號(hào)，將有用信號(hào)經(jīng)變壓器和CB1耦合進(jìn)入MC3361。</p><p><b>　　2.混頻電路</b></p><p>　　因?yàn)橹蓄l比外來(lái)信號(hào)頻率低且固定不變，中頻放大器容易獲得比較大的增益，從而提高收音機(jī)的靈敏度。在較低而又固定的中頻上，還可以用較復(fù)雜的回路系統(tǒng)或?yàn)V波器進(jìn)行選頻。它們具有接近理想矩形的選擇性

14、曲線，因此有較高的鄰道選擇性。如果器件僅實(shí)現(xiàn)變頻，振蕩信號(hào)由其它器件產(chǎn)生則稱(chēng)之為混頻器。</p><p>　　四個(gè)二極管組成平衡電路。構(gòu)成的二極管環(huán)形混頻電路中，各二極管均工作在受參考信號(hào)控制的開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，它是另一類(lèi)開(kāi)關(guān)工作的乘法器。</p><p><b>　　3.中頻放大電路</b></p><p>　　中頻放大電路的任務(wù)是把變頻得到的中頻

15、信號(hào)加以放大，然后送到檢波器檢波。中頻放大電路對(duì)超外差收音機(jī)的靈敏度、選擇性和通頻帶等性能指標(biāo)起著極其重要的作用。   采用單調(diào)諧中頻放大電路。B1、B2為中頻變壓器，它們分別與C1、C2組成輸入和輸出選頻網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)還起阻抗變換的作用，因此，中頻變壓器是中放電路的關(guān)鍵元件。     中頻變壓器的初級(jí)線圈與電容組成LC并聯(lián)諧振回路，由于并聯(lián)諧振回路對(duì)詣?wù)耦l率的信號(hào)阻抗很大，

16、對(duì)非諧振頻率的信號(hào)阻抗較小。所以中頻信號(hào)在中頻變壓器的初級(jí)線圈上產(chǎn)生很大的壓降，并且耦合到下一級(jí)放大，對(duì)非諧振頻率信號(hào)壓降很小，幾乎被短路（通常說(shuō)它只能通過(guò)中頻信號(hào)），從而完成選頻作用，提高了接收機(jī)的選擇性。      由LC調(diào)諧回路特性知，中頻選頻回路的通頻帶B＝f2- f1＝fd/QL，式中QL是回路的有載品質(zhì)因數(shù)。QL值愈高，選擇性愈好，通頻帶愈窄；反之,通頻帶愈寬，選擇性愈差。</

17、p><p>　　4.MC3361的功能介紹 </p><p>　　在本實(shí)驗(yàn)中采用了MC3361芯片，所以工作原理中的混頻、中頻放大、鑒頻、低頻放大等其他功能電路全部由MC3361實(shí)現(xiàn)</p><p>　　MC3361是美國(guó)MOTOROLA公司生產(chǎn)的單片窄帶調(diào)頻接收電路，主要應(yīng)用于語(yǔ)音通訊的無(wú)線接收機(jī)。片內(nèi)包含振蕩電路、混頻電路、限幅放大器、積分鑒頻器、濾波器、抑制器、掃

18、描控制器及靜噪開(kāi)關(guān)電路。主要應(yīng)用在二次變頻的通訊接收設(shè)備。其主要特性如下：a 低功耗（在Vcc=4.0V，耗電典型值僅為3.9mA）b 極限靈敏度：2.6uV(-3bB)（典型值）c 少量的外接元件d 工作電壓：2.0—8.0Ve DIP16和SO-16兩種封裝形式f 工作頻率：60MHz(max)</p><p>　　六．完整電路圖及測(cè)試內(nèi)容與結(jié)果</p

19、><p>　　(1)按下開(kāi)關(guān)，調(diào)試好小信號(hào)放大單元電路，調(diào)試好高頻功率放大單元電路。</p><p>　　(2)連接好發(fā)射電路和接收電路（連LE2、LE1、LE3、LE4、LE5、LE6、LA1、LB1），同時(shí)用實(shí)驗(yàn)箱所配的天線（一端帶夾子的導(dǎo)線）分別將發(fā)射單元的天線ANTE1和本實(shí)驗(yàn)單元天線ANTA1連好。</p><p>　　(3)在不加調(diào)制信號(hào)的情況下，接通發(fā)射電

20、路和接收電路的電源，調(diào)節(jié)變?nèi)荻O管單元的L84，用示波器探頭測(cè)量TTB2，當(dāng)TTB2處有455 KHz的信號(hào)輸出時(shí)，說(shuō)明調(diào)頻單元的工作頻率在10.7MHz附近。此時(shí)從處加入1KHz，峰峰值為100mV左右的調(diào)制信號(hào)，則從TTB1處用示波器可觀測(cè)到輸出的解調(diào)波。</p><p>　　(4)當(dāng)從TTB1處觀察鑒頻輸出信號(hào)，此時(shí)如果波形失真可以微調(diào)LB1和微調(diào)L84。注意觀察鑒頻信號(hào)頻率與調(diào)制信號(hào)頻率是否一致，幅度大小

21、與調(diào)制頻偏的關(guān)系（調(diào)制頻率可以通過(guò)改變調(diào)制信號(hào)大小來(lái)改變）。如果TTB1處的信號(hào)失真，一般要考慮是否調(diào)制信號(hào)幅度過(guò)大以及變?nèi)荻O管調(diào)頻產(chǎn)生的調(diào)頻信號(hào)的中心頻率偏高10.7MHz太遠(yuǎn)。</p><p>　　5.1 1kHz信號(hào)的調(diào)試與檢測(cè)：</p><p>　　在試驗(yàn)箱上調(diào)出我們所需要的1kHz正弦波信號(hào)：</p><p>　　用示波器檢測(cè)顯示該信號(hào)：</p&g

22、t;<p><b>　　5.2 最終結(jié)果：</b></p><p>　　按照實(shí)驗(yàn)步驟在試驗(yàn)箱連接電路，在示波器上輸出最終結(jié)果圖：</p><p><b>　　七、電路仿真圖</b></p><p><b>　　高頻小信號(hào)放大器</b></p><p><b&

23、gt;　　二極管包絡(luò)檢波</b></p><p><b>　　八．心的體會(huì)</b></p><p>　　這個(gè)學(xué)期接觸了高頻電子線路這門(mén)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)，書(shū)本上學(xué)的都是一些的理論知識(shí)，也比較抽象，可以說(shuō)一個(gè)學(xué)期快結(jié)束了也沒(méi)覺(jué)得究竟學(xué)到了什么，但是經(jīng)過(guò)高頻電子線路的課程設(shè)計(jì)，才真正明白理論與實(shí)踐的深刻含義，也培養(yǎng)了自己獨(dú)立思考問(wèn)題與獨(dú)立搜集資料的能力。</

24、p><p>　　通過(guò)這次調(diào)頻接收機(jī)的設(shè)計(jì)，讓我對(duì)電路的設(shè)計(jì)過(guò)程有了一定的了解，也讓我明白了實(shí)際中的電路與理想的接線也還是有區(qū)別的。同時(shí)也讓我更深的認(rèn)識(shí)到：什么都只有通過(guò)自己動(dòng)腦，自己動(dòng)手才能體會(huì)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，真正享受學(xué)習(xí)的過(guò)程，獲得成功的快樂(lè)。</p><p><b>　　九．參考書(shū)目</b></p><p>　　1.《高頻電子線路》，張肅文等編，高