點(diǎn)頻接收機(jī)設(shè)計(jì)

1、 高頻電子線路課程設(shè)計(jì)課題名稱 高頻電子線路課程設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí) 姓 名 front 學(xué) 號(hào) 2014 指導(dǎo)教師 僅供參考 2016年 6 月 2 日 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 課程名稱 高頻電子線路 題 目 調(diào)幅接收機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)老師 課題審批 下達(dá)日期 2016年6月2日 一設(shè)計(jì)內(nèi)容1、 設(shè)計(jì)一個(gè)點(diǎn)頻調(diào)幅接收機(jī)。 2、 已知條件：電源±12V，主要器件有MC1496、集成音頻功放（如LA4102）、晶體管，8/0.25W揚(yáng)聲器等。 3、主要技術(shù)指標(biāo)要求：工作頻率范圍535 kHz1605kHz，中頻465 kHz，調(diào)制信號(hào)為1kHz，輸出功率P0=100mW，靈敏度5

2、0V。 4、晶體管、集成音頻功放等器件可自由選擇，或根據(jù)實(shí)驗(yàn)箱器件來(lái)選用。二設(shè)計(jì)要求1、設(shè)計(jì)思路清晰，畫出整體設(shè)計(jì)框圖；2、具體設(shè)計(jì)單元電路；分析計(jì)算，確定器件參數(shù)；3、（*調(diào)試步驟）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書；4、畫出整機(jī)原理圖、PCB圖。5、由于單元電路多，每個(gè)人可以各自負(fù)責(zé)其中一個(gè)模塊，合作完成整個(gè)調(diào)幅接收機(jī)設(shè)計(jì)。 三、主要設(shè)計(jì)條件 高頻實(shí)驗(yàn)室提供相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K、信號(hào)發(fā)生器、示波器等四、進(jìn)度安排第1天：下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書，介紹課題內(nèi)容與要求； 第2、3天：查找資料，確定系統(tǒng)組成，論證設(shè)計(jì)方案； 第48天：電路原理設(shè)計(jì)，單元電路計(jì)算分析； 第9天：書寫設(shè)計(jì)說(shuō)明，畫整機(jī)原理圖 第10天：整理資料，答辯。（共兩

3、周）五、參考文獻(xiàn)1、高吉祥主編，高頻電子線路，（第2版），高等教育出版社。 2、謝自美主編，電子線路設(shè)計(jì).實(shí)驗(yàn).測(cè)試，華中理工大學(xué)出版社。 3、彭介華主編，電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)，高等教育出版社。六、說(shuō)明書基本格式1）課程設(shè)計(jì)封面； 2）設(shè)計(jì)任務(wù)書； 3）目錄；4）設(shè)計(jì)思路，基本原理和框圖； 5）單元電路設(shè)計(jì)分析；6）實(shí)驗(yàn)調(diào)試； 7）設(shè)計(jì)總結(jié)； 8）附錄；9）參考文獻(xiàn)； 10）電路原理圖； 11）評(píng)分表目 錄第1章 設(shè)計(jì)思路，基本原理和框圖1第2章 單元電路設(shè)計(jì)分析5第3章 實(shí)驗(yàn)調(diào)試12第4章 設(shè)計(jì)總結(jié)13第5章 參考文獻(xiàn)13第6章 電路原理圖14第7章 評(píng)分表15設(shè)計(jì)內(nèi)容與設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)內(nèi)容：1

4、、 設(shè)計(jì)一個(gè)點(diǎn)頻調(diào)幅接收機(jī)。 2、 已知條件：電源±12V，主要器件有MC1496、集成音頻功放 （如LA4102）、晶體管、4MHz晶振，8/0.25W揚(yáng)聲器。   3、主要技術(shù)指標(biāo)要求：工作頻率8MHz，輸出功率P0=100mW，靈敏度50V。 4、晶體管、集成音頻功放等器件可自由選擇，或根據(jù)實(shí)驗(yàn)箱器件來(lái)選用。設(shè)計(jì)要求：1、設(shè)計(jì)思路清晰，畫出整體設(shè)計(jì)框圖；2、具體設(shè)計(jì)單元電路；分析計(jì)算，確定器件參數(shù)；3、（*調(diào)試步驟）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書；4、畫出整機(jī)原理圖。5、由于單元電路多，每個(gè)人可以各自負(fù)責(zé)其中一個(gè)模塊，合作完

5、成整個(gè)調(diào)幅接收機(jī)設(shè)計(jì)。 主 要 設(shè) 計(jì) 條 件 1、提供函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、示波器； 2、提供直流電源一臺(tái)； 3、必要的元器件和導(dǎo)線等； 4、高頻實(shí)驗(yàn)室提供相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K；說(shuō) 明 書 格 式1） 課程設(shè)計(jì)封面； 2） 設(shè)計(jì)任務(wù)書； 3） 目錄；4） 設(shè)計(jì)思路，基本原理和框圖； 5） 單元電路設(shè)計(jì)分析；6） 實(shí)驗(yàn)調(diào)試； 7） 設(shè)計(jì)總結(jié)； 8） 附錄；9） 參考文獻(xiàn)； 10） 電路原理圖； 11） 評(píng)分表 進(jìn) 度 安 排第1天：下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書，介紹課題內(nèi)容與要求； 第2、3天：查找資料，確定系統(tǒng)組成，論證設(shè)計(jì)方案； 第48天：電路原理設(shè)計(jì)，單元電路計(jì)算分析； 第9天：書寫設(shè)

6、計(jì)說(shuō)明，畫整機(jī)原理圖 第10天：整理資料，答辯。（共兩周）一調(diào)幅接收機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) 工作頻率范圍   調(diào)幅接收機(jī)的工作頻率是與調(diào)幅發(fā)射機(jī)的工作頻率相對(duì)應(yīng)的。由于調(diào)幅制一般使用于廣播通信，調(diào)幅發(fā)射機(jī)的工作頻率范圍是300KHZ30MHZ，所以調(diào)幅接收機(jī)的工作頻率范圍也是在300KHZ30MHZ。 靈敏度 接收機(jī)輸出端在滿足額定的輸出功率，并滿足一定輸出信躁比時(shí)，接收機(jī)輸入端所需的最小信號(hào)電壓稱為接收的靈敏度。調(diào)幅接收機(jī)的靈敏度一般為550 u V。選擇性接收機(jī)從作用在接收天線上的許多不同頻率的信號(hào)中選擇有用信號(hào)，同時(shí)抵制鄰近

7、頻率信號(hào)的干擾能力稱為選擇性。通常以接收機(jī)接收信號(hào)的3dB帶寬和接收機(jī)對(duì)鄰近頻率的衰減能力來(lái)表示。通常要求3dB帶寬不小于69kHz，40dB帶寬不大于2030kHz。中頻抑制比接收機(jī)抑制中頻干擾的能力稱為中頻抵制比。通常以輸入信號(hào)頻率為本機(jī)中頻時(shí)的靈敏度Sif與接收靈敏度S之比表示中頻抵制比，一般以dB為單位。dB數(shù)越大，說(shuō)明抗中頻干擾能力越強(qiáng)。中頻抵制比=20log（Sif/S）dB。中頻抵制比一般應(yīng)大于60dB。自動(dòng)增益控制能力接收機(jī)利用接收信號(hào)中的載波控制其增益以保證輸出信號(hào)電平恒定的能力稱為自動(dòng)增益控制能力。測(cè)量時(shí)，通常使接收機(jī)輸入信號(hào)從某規(guī)定值開(kāi)始逐步增加，直至接收機(jī)輸出變化到某規(guī)

8、定數(shù)值，此時(shí)輸入信號(hào)電平所增加的dB數(shù)即為接收機(jī)的自動(dòng)增益控制能力。輸出功率接收機(jī)在輸出負(fù)載上的最大不失真功率稱為輸出功率。二調(diào)幅接收機(jī)的工作原理天線接收到的高頻信號(hào)經(jīng)輸入回路送至高頻放大器，輸出回路選擇接收機(jī)工作頻率范圍內(nèi)的信號(hào)，高頻放大電路將輸入的信號(hào)放大后送至混頻電路。本振信號(hào)是頻率可變的信號(hào)源，外差式接收機(jī)本振信號(hào)的頻率fo與接收信號(hào)的頻率fs之和為固定中頻fi，內(nèi)差式接收機(jī)本振信號(hào)頻率fo與接收信號(hào)的頻率fs之差稱為固定中頻fi。本振輸出也送至混頻電路，混頻輸出為含有fs，fo，fs+fo，fs-fo頻率成分的信號(hào)。中頻放大器放大頻率為中頻fi的信號(hào)，中頻放大器輸出送至解調(diào)電路。解調(diào)

9、器輸出低頻信號(hào)，低頻功放電路將解調(diào)后的低頻信號(hào)進(jìn)行功率放大，推動(dòng)揚(yáng)聲器工作或推動(dòng)控制器工作。自動(dòng)增益控制電路AGCI,AGCII,產(chǎn)生控制信號(hào)，控制高頻放大級(jí)及中頻放大級(jí)的增益。根據(jù)調(diào)幅接收機(jī)的工作原理和課題要求，給定的解調(diào)器件為模擬乘法器，模擬乘法器用作檢波時(shí)必須有一與接收信號(hào)同頻的本振信號(hào)。因此，擬定點(diǎn)頻調(diào)幅接收機(jī)的框圖如圖所示輸入回路 選擇接收信號(hào)，應(yīng)將輸入的回路調(diào)諧于接收機(jī)的工作頻率； 高頻放大 將輸入信號(hào)進(jìn)行選頻放大，其選頻回路應(yīng)調(diào)諧于接收機(jī)工作頻率； 解調(diào) 將已調(diào)信號(hào)還原成低頻信號(hào)； 本機(jī)振蕩 為解調(diào)器提供與輸入信號(hào)載波同頻的信號(hào)；3 單元電路設(shè)計(jì)1)

10、輸入回路 輸入回路應(yīng)使在天線上感應(yīng)到的有用信號(hào)在接收機(jī)輸入端呈現(xiàn)最大值。設(shè)輸入回路初級(jí)電感為L(zhǎng)1，次級(jí)回路電感為L(zhǎng)2，選擇C1和C2使初級(jí)回路和次級(jí)回路均調(diào)諧于接收機(jī)工作頻率。在設(shè)定回路的LC參數(shù)時(shí)，應(yīng)使L值較大。因?yàn)?Q值越大，回路的選擇性就越好。但電感值也不能太大，電感值大則電容值應(yīng)該就小，電容值太小則分布電容就會(huì)影響回路的穩(wěn)定性，一般取。2） 高頻放大電路 小信號(hào)放大器的工作穩(wěn)定性是一項(xiàng)重要的質(zhì)量指標(biāo)。單管共發(fā)射級(jí)放大電路用作高頻放大器時(shí)，由于晶體管反向傳輸導(dǎo)納對(duì)放大器輸入導(dǎo)納的作用會(huì)引起放大器工作不穩(wěn)定。 當(dāng)放大器采用如圖所示共射共基級(jí)聯(lián)放大器時(shí)，由于共基電路的特點(diǎn)是輸入阻抗

11、很低和輸出阻抗很高，當(dāng)它和公射電路連接時(shí)相當(dāng)于放大器的負(fù)載導(dǎo)納很大，此時(shí)放大器的輸入導(dǎo)納晶體管內(nèi)部的反饋影響相應(yīng)地減弱，甚至可以不考慮內(nèi)部反饋的影響。 在圖中，為和的偏置電阻，,為去耦電路，防止高頻信號(hào)電流通過(guò)公共電源引起不必要的反饋。變壓器和電容組成單調(diào)諧回路。在設(shè)置該電路的靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)，應(yīng)使兩個(gè)管子的集射電壓大致相等，這樣能充分發(fā)揮兩個(gè)管子的作用，使放大器達(dá)到最佳直流工作狀態(tài)。 設(shè)=1mA，=1V，=1則=-=11V 設(shè),則 取=22，=20,則=24,=68。3）本機(jī)振蕩電路本機(jī)振蕩電路的輸出是發(fā)射機(jī)的載波信號(hào)源，要求它的振蕩頻率應(yīng)十分穩(wěn)定。一般的LC振蕩電路，其日頻率穩(wěn)定度約為 ，晶體

12、振蕩器的值可達(dá)數(shù)萬(wàn)其日頻率穩(wěn)定度可達(dá) 。因此，本機(jī)振蕩電路采用晶體振蕩器。電容三點(diǎn)式易起振，調(diào)節(jié)頻率基本不影響反饋系數(shù)，但是由于采用電感反饋，輸出波形差，諧波成份多，故本機(jī)振蕩電路采用改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器（克拉潑(Clapp)電路），特點(diǎn)是在電容三點(diǎn)式振蕩器電路的基礎(chǔ)上，用一電容 與原電路中的電感L相串，功用主要是以增加回路總電容和減小管子與回路間的耦合來(lái)提高振蕩回路的標(biāo)準(zhǔn)性，使振蕩頻率的穩(wěn)定度得以提高，電路如下圖所示。晶振，與構(gòu)成改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路，振蕩頻率由晶體的等效電容和等效電感決定。電路中的靜態(tài)工作點(diǎn)由、決定。設(shè)晶體管的集電極電流，一般取0.5mA4mA,太大會(huì)引起輸出波形失真

13、，產(chǎn)生高次諧波，設(shè)晶體管=60,=2mA. 令,則因?yàn)樘髸?huì)導(dǎo)致反饋衰損，取=100，所以=3。 令串串+ 4） 緩沖隔離電路 將振蕩級(jí)與解調(diào)級(jí)隔離，以減小解調(diào)級(jí)對(duì)振蕩的影響，為減小級(jí)間相互影響，通常在中間插入緩沖隔離級(jí)。緩沖隔離級(jí)常采用射級(jí)跟隨器電路。如下圖所示，調(diào)節(jié)射級(jí)電阻RE2,可以改變射極跟隨器輸入阻抗。如果忽略晶體管基級(jí)體電阻的影響，則射極輸出器的輸入電阻 輸出電阻 式中，很小，所以可將射極輸出器的輸出電路等效為一個(gè)恒壓源。電壓放大倍數(shù) 一般情況下，。所以圖中所示設(shè)計(jì)輸出器就有輸出阻抗高，輸出阻抗低，電壓放大倍數(shù)近似等于1的特點(diǎn)。晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)位于交流負(fù)載線的中點(diǎn)，一般取=,

14、取=6V,=3.6mA,則 取電阻，電位器。為了增強(qiáng)電路穩(wěn)定工作點(diǎn)的效果，同時(shí)兼顧其他指標(biāo)，這就要求偏置電阻應(yīng)滿足,式中。 5）同步檢波 振幅調(diào)制信號(hào)的解調(diào)過(guò)程稱為檢波。 常用方法有包絡(luò)檢波和同步檢波兩種。有載波振幅調(diào)制信號(hào)的包絡(luò)直接反映了調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律，可以用二極管包絡(luò)檢波的方法進(jìn)行解調(diào)。而抑制載波的雙邊帶或單邊帶振幅調(diào)制信號(hào)的包絡(luò)不能直接反映調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律，無(wú)法用包絡(luò)檢波進(jìn)行解調(diào)，所以采用同步檢波方法。如果輸人信號(hào)為有載波振幅調(diào)制信號(hào)，同步信號(hào)為載波信號(hào)，利用乘法器的相乘原理，同樣也能實(shí)現(xiàn)解調(diào)。設(shè)=,=,則輸出電壓 （條件：< 26mA,為大信號(hào)）式中，第一項(xiàng)為直流

15、分量；第二項(xiàng)是所需要的低頻調(diào)制信號(hào)分量；后面三項(xiàng)為高頻分量，利用隔直電容及濾波器可濾掉直流分量及高頻分量， 從而實(shí)現(xiàn)了有載波振幅調(diào)制信號(hào)的解調(diào)。 MC1496模擬乘法器構(gòu)成的同步檢波解調(diào)器電路如圖所示6） 音頻功率放大電路 音頻功率放大器是音響系統(tǒng)中不可缺少的重要部分，其主要任務(wù)是將音頻信號(hào)放大到足以推動(dòng)外接負(fù)載，如揚(yáng)聲器、音響等。功率放大器的主要要求是獲得不失真或較小失真的輸出功率，討論的主要指標(biāo)是輸出功率、電源提供的功率。由于要求輸出功率大，因此電源消耗的功率也大，就存在效益指標(biāo)的問(wèn)題。由于功率放大器工作于大信號(hào)，使晶體管工作于非線性區(qū)，因此非線性失真、晶體管功耗、散熱、直流電源功率的轉(zhuǎn)換

16、效率等都是功放中的特殊問(wèn)題。4 電路安裝與調(diào)試1高頻小信號(hào)安裝與調(diào)試 1、預(yù)調(diào)工作： 對(duì)照實(shí)驗(yàn)箱中接收模塊的高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器部分，正確連接電路電源線，+12V孔接主實(shí)驗(yàn)板上的+12V，5V孔接5V，GND孔接GND（從主板中的電源部分用連接線接入），接上電源通電。 （1）連接跳線JA1; （2）按下開(kāi)關(guān)K401，K1向右撥 (若正確連接了,板上的電源指示燈LEDA1將會(huì)亮) ； （3）調(diào)節(jié)電位器WA1 使三極管QA1的極管QA1的靜態(tài)工作點(diǎn)； 2、接輸入信號(hào)： 從測(cè)試孔INA1腳輸入頻率10

17、.7MHz載波,的高頻小信號(hào)，信號(hào)從高頻信號(hào)源部分引入（參考高頻信號(hào)源使用），信號(hào)源的幅度可以通過(guò)調(diào)節(jié)W401來(lái)調(diào)節(jié)。 3、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 調(diào)可調(diào)電容CCA2及中周TA1，使輸出波形最大且不失真，此時(shí)CA3和TA1的初級(jí)諧振在10.7Mhz，用示波器觀測(cè)，輸出信號(hào)(TTA2處)的峰峰值應(yīng)不小于輸入信號(hào)的7倍。2整機(jī)聯(lián)調(diào)時(shí)常見(jiàn)故障分析 高頻電路由于受分布參數(shù)的影響及各種耦合與干擾的影響，使得電路的穩(wěn)定性比起低頻電路來(lái)要差些，同時(shí)L、C元件本身在環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)存在值的漂移，所以在LC調(diào)頻時(shí)，電路本身的穩(wěn)定性不好。另外，由于后級(jí)功放的輸出信號(hào)較強(qiáng)，信號(hào)經(jīng)公共地線，電源線

18、或連接導(dǎo)線耦合至主振級(jí)，從而改變了振蕩回路的參數(shù)或主振級(jí)的工作狀態(tài)。這樣在各單元電路調(diào)整好后，還要仔細(xì)進(jìn)行整機(jī)連調(diào)。5 設(shè)計(jì)總結(jié) 通過(guò)高頻課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)，使我加強(qiáng)了對(duì)高頻電子技術(shù)電路的理解，學(xué)會(huì)查尋資料方案比較，以及設(shè)計(jì)計(jì)算等環(huán)節(jié)。進(jìn)一步提高分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力，給我創(chuàng)造了一個(gè)動(dòng)腦動(dòng)手獨(dú)立開(kāi)展電路實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，鍛煉分析解決高頻電子電路問(wèn)題的實(shí)際本領(lǐng)，真正實(shí)現(xiàn)由課本知識(shí)向?qū)嶋H能力的轉(zhuǎn)化；通過(guò)典型電路的設(shè)計(jì)與制作，加深了對(duì)基本原理的了解，增強(qiáng)我的實(shí)踐能力。 參 考 文 獻(xiàn) 1、高吉祥主編，高頻電子線路，（第3版），高等教育出版社。     2、謝自美主編，電子線路設(shè)計(jì).實(shí)驗(yàn).測(cè)試，華中理工大學(xué)出版社。    3、張嘯文主編，高頻電子線路，高等教育出版社。     4、鈴木憲次主編，高頻電路設(shè)計(jì)，科學(xué)出版社。 5、鈴木憲次主編，