高頻電子線路課程設(shè)計(jì)-調(diào)頻接收機(jī)設(shè)計(jì)報(bào)告

1、高頻電子線路課程設(shè)計(jì)調(diào)頻接收機(jī)班級(jí)：電子信息0603姓名： 學(xué)號(hào)：一、 課程設(shè)計(jì)目的、要求：通過本課題設(shè)計(jì)與調(diào)試，提高學(xué)生動(dòng)手能力，鞏固已學(xué)的理論知識(shí)。使學(xué)生建立無線電調(diào)頻接收機(jī)的整機(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、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。二、 主要技術(shù)指標(biāo)1工作頻率范圍=88108MHz2靈敏度：530uV。3選擇性：中頻干擾比大于50dB。4頻率特性：通頻帶2f=200KHz。此外，還要適當(dāng)考慮輸出功率，輸入波形失真等問題。三、 調(diào)頻接收機(jī)組成調(diào)頻接收機(jī)的

2、工作原理圖一 調(diào)頻接收機(jī)組成框圖一般調(diào)頻接收機(jī)的組成框圖如圖一所示。其工作原理是：天線接受到的高頻信號(hào)，經(jīng)輸入調(diào)諧回路選頻為f1，再經(jīng)高頻放大級(jí)放大進(jìn)入混頻級(jí)。本機(jī)振蕩器輸出的另一高頻 f2亦進(jìn)入混頻級(jí)，則混頻級(jí)的輸出為含有f1、f2、（f1+f2）、（f2-f1）等頻率分量的信號(hào)。混頻級(jí)的輸出接調(diào)頻回路選出中頻信號(hào)（f2-f1），再經(jīng)中頻放大器放大，獲得足夠高增益，然后鑒頻器解調(diào)出低頻調(diào)制信號(hào)，經(jīng)過解調(diào)器解調(diào)后，再由低頻功放級(jí)放大。由于天線接收到的高頻信號(hào)經(jīng)過混頻成為固定的中頻，再加以放大，因此接收機(jī)的靈敏度較高，選擇性較好，性能也比較穩(wěn)定。四.單元電路設(shè)計(jì)1. 高頻功率放大電路如下圖所示為

3、共射級(jí)接法的晶體管高頻小信號(hào)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LC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。從天線ANTA1接收到的高頻信號(hào)經(jīng)過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)行放大，由CA3、TA1初級(jí)組成的調(diào)諧回路，進(jìn)一步濾除無用信號(hào)，將有用信號(hào)經(jīng)變壓器和CB1耦合進(jìn)入MC3361。2.混頻電路因?yàn)橹蓄l比外來信號(hào)頻率低且固定不變，中頻放大器容易獲得

4、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)生則稱之為混頻器。二極管環(huán)形混頻器四個(gè)二極管組成平衡電路如下圖所示。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)控制的開關(guān)的狀態(tài)，它是另一類開關(guān)工作的乘法器。作混頻器時(shí)，vS=Vsmcoswct為輸入，R口， vL=VLmcoswLt為本振，L口，為負(fù)載電阻，取出中頻信號(hào)，I口。Tr1、Tr2為有中心抽頭的寬頻帶變壓器，初、次級(jí)匝數(shù)比為1：1。為四只二極管。足夠大，遠(yuǎn)大于，則各二極管均

5、工作在受控制的開關(guān)狀態(tài)。正半周，、導(dǎo)通，、截止。負(fù)半周，、截止，、導(dǎo)通。具有如下特點(diǎn)：1 結(jié)構(gòu)上四個(gè)二極管接成環(huán)形。作為混頻時(shí)，環(huán)形的兩個(gè)對(duì)角端AB和CD通過變壓器接入本振信號(hào)VL和有用信號(hào)VS.2 如果電路平衡,則各端口是相互隔離的,即L端口的本振信號(hào)不會(huì)通到R端,R端口的有用信號(hào)不會(huì)竄入L端,有用信號(hào)和本振信號(hào)均不會(huì)通到I端.3 有增益,存在損耗.作為混頻器時(shí),混頻損耗的理論值為4dB4 為調(diào)幅器時(shí),考慮到高頻變壓器的低頻頻率特性差的缺點(diǎn),調(diào)制信號(hào)改從端口輸入,載波信號(hào)從端口輸入,從端輸出振幅調(diào)制信號(hào).3.中頻放大電路中頻放大電路的任務(wù)是把變頻得到的中頻信號(hào)加以放大，然后送到檢波器檢波。中

6、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。 下圖（a）是LC單調(diào)諧中頻放大電路，圖（b）為它的交流等效電路。圖中R1、R2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，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（通常說它只能通過中頻信號(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，

7、中頻選頻回路的通頻帶Bf2- f1fd/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。4.鑒頻電路從調(diào)頻波中檢出原來調(diào)制信號(hào)的過程稱為調(diào)頻波的解調(diào)，又叫鑒頻。實(shí)現(xiàn)鑒頻的電路稱為鑒頻器，也叫頻率檢波器。常用的鑒頻電路有比例鑒頻電路和相位鑒頻電路，它們的工作原理相同，都是先把等幅的調(diào)頻波變換成幅度按調(diào)制信號(hào)規(guī)律變化的調(diào)頻調(diào)幅波，然后，用振幅檢波器把幅度的變化檢出來，得到原來的調(diào)制信號(hào)，這一過程如圖Z0919所示。實(shí)際電路中應(yīng)用較多的是比例鑒頻電路，比例鑒頻電路有對(duì)稱式和不對(duì)稱式兩種。 對(duì)稱式比例鑒頻電路如下圖（a）所示，它由兩部分組成。第一部

8、分由電感線圈L11、L2、L12、L3及電容C1、C2組成，它把調(diào)頻信號(hào)的頻率變化轉(zhuǎn)換成兩個(gè)電壓之間的相位差的變化；第二部分由D1、C3、R3和D2、C4、R4組成平衡式振幅檢波電路，它把兩個(gè)電壓之間的相位差的變化變換為幅度的變化，并從中檢出原來的調(diào)制信號(hào)。 電路中，C1、L11、L12和L2，C2組成雙調(diào)諧回路，均諧振于載波頻率f0（fC），D1、D2為檢波二極管，R3、C3和R4、C4是它們的負(fù)載。要求電路對(duì)稱即D1，D2的特性相同，R3R4，C3 = C4。兩只二極管順向相接，與R3、R4和L2形成直流通路。CW容量較大（10F），有穩(wěn)幅作用。5.MC3361的功能介紹：在本實(shí)驗(yàn)中采用了

9、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)MC3361是美國MOTOROLA公司生產(chǎn)的單片窄帶調(diào)頻接收電路，主要應(yīng)用于語音通訊的無線接收機(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、掃描控制器及靜噪開關(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：2.08.0VeDIP16和SO-16兩種封裝形式f 工作頻率：60MHz(max)MC3361內(nèi)部電路如下 : MC3361

10、集成電路采用16腳雙列直插式封裝。它具有較寬的電源電壓范圍(29V)，能在2V低電源電壓條件下可靠地工作，耗電電流小(當(dāng)Vcc=3.6V時(shí)，靜態(tài)耗電電流典型值為2.8mA),靈敏度高(在2.0V輸入時(shí)典型值為3dB)，音頻輸出電壓幅值大。它的內(nèi)電路結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。IC內(nèi)設(shè)置有雙平衡雙差分混頻器、電容三點(diǎn)式本機(jī)振蕩器、六級(jí)差動(dòng)放大器構(gòu)成的調(diào)頻455kHz寬帶中頻限幅放大器、雙差分正交調(diào)頻鑒頻器、音頻放大器及靜噪控制電路。MC3361的內(nèi)部振蕩電路與Pin1和Pin2的外接元件組成第二本振級(jí)，第一中頻IF輸入信號(hào)10.7MHz從MC3361的Pin16輸入，在內(nèi)部第二混頻級(jí)進(jìn)行混頻，其差頻為：

11、10.700-10.245=0.455MHz，也即455kHz第二中頻信號(hào)。第二中頻信號(hào)由Pin3輸出，由455kHz陶瓷濾波器選頻，再經(jīng)Pin5送入MC3361的限幅放大器進(jìn)行高增益放大，限幅放大級(jí)是整個(gè)電路的主要增益級(jí)。Pin8的外接元件組成455kHz鑒頻諧振回路，經(jīng)放大后的第二中頻信號(hào)在內(nèi)部進(jìn)行鑒頻解調(diào)，并經(jīng)一級(jí)音頻電壓放大后由Pin9輸出音頻信號(hào)。Pin12Pin15為載頻檢測(cè)和電子開關(guān)電路，通過外接少量的元件即可構(gòu)成載頻檢測(cè)電路，用于調(diào)頻接收機(jī)的靜噪控制。MC3361內(nèi)部還置有一級(jí)濾波信號(hào)放大級(jí)，加上少量的外接元件可組成有源選頻電路，為載頻檢測(cè)電路提供信號(hào)，該濾波器Pin10為輸入

12、端，Pin11為輸出端。Pin6和Pin7為第二中放級(jí)的退耦電容。.畫出完整的電路五.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1).按下開關(guān)KA1、KA2，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。(2).連接好發(fā)射電路和接收電路（連J82、JE1、JE3、JE4、JE5、JE6、JA1、JB1），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.(3).在不加調(diào)制信號(hào)的情況下，接通發(fā)射電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)，說明調(diào)頻單元的工作頻率在10.7MHz附近。此時(shí)從處加入

13、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。(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，幅度大小與調(diào)制頻偏的關(guān)系（調(diào)制頻率可以通過改變調(diào)制信號(hào)大小來改變）。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)。六、信號(hào)波形圖七、心得體會(huì)通過這次課程設(shè)計(jì)我們更好地鞏固和加深對(duì)調(diào)頻接收機(jī)工作原理的進(jìn)一步理解。學(xué)會(huì)基本的實(shí)驗(yàn)技能，提高運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。在實(shí)驗(yàn)過程中，通過選取元件、確定電路，綜合布線等提高了我們的動(dòng)手能力，同時(shí)通過調(diào)試來發(fā)現(xiàn)自己的錯(cuò)誤并分析及排除這些故障，使我們對(duì)調(diào)頻接收機(jī)的知識(shí)得到了加深！ 在本次設(shè)計(jì)中，使我印象最深的是要設(shè)計(jì)一個(gè)成功的電路，必須要有耐心，要有堅(jiān)持的毅力。在整個(gè)電路的設(shè)計(jì)過程中，花費(fèi)時(shí)間最多的是各個(gè)單元電路的連接及電路的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)上。在設(shè)計(jì)過程中，我們仔細(xì)比較分析其原理以