調(diào)頻收音機(jī)設(shè)計(jì)仿真報(bào)告材料

1、調(diào)頻收音機(jī)設(shè)計(jì)仿真報(bào)告資料調(diào)頻收音機(jī)設(shè)計(jì)仿真報(bào)告資料調(diào)頻收音機(jī)設(shè)計(jì)仿真報(bào)告資料適用文檔一、緒論調(diào)頻收音機(jī)（FMRadio）不論過(guò)去還是此刻向來(lái)在人們的生活?yuàn)蕵?lè)中據(jù)有特別重要的地位。從老式的晶體管收音機(jī)到今日的網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)，說(shuō)明經(jīng)過(guò)廣播享受生活向來(lái)是人們喜愛(ài)的生活方式。聽(tīng)收音機(jī)和看電視相同，能夠增加好多知識(shí)，并且像有聲小說(shuō)這樣的讀物在電視里是聽(tīng)不到的，并且此刻廣播的發(fā)展速度也很快，曲藝、歌曲、體育、文藝、談?wù)摰鹊?，能夠說(shuō)應(yīng)有盡有。當(dāng)前調(diào)頻式或調(diào)幅式收音機(jī)，一般都采納超外差式，因?yàn)樗幸韵麻L(zhǎng)處：因?yàn)樽冾l后為固定的中頻，頻次比較低，簡(jiǎn)單獲取比較大的放大批，所以收音機(jī)的矯捷度能夠做得很高。因?yàn)橥鈦?lái)高頻信

2、號(hào)都變?yōu)榱艘环N固定的中頻，這樣就簡(jiǎn)單解決不一樣電臺(tái)信號(hào)放大不均勻的問(wèn)題。因?yàn)椴杉{差頻作用，外來(lái)信號(hào)一定和振蕩信號(hào)相差為預(yù)約的中頻才能進(jìn)入電路，并且選頻回路、中頻放大諧振回路又是一個(gè)優(yōu)秀的濾波器，其余攪亂信號(hào)就被克制了，從而提高了選擇性?？墒浅獠钍诫娐芬灿胁蛔阒帲瑫?huì)出現(xiàn)鏡頻攪亂和中頻攪亂，這二個(gè)攪亂是超外差式收音機(jī)所獨(dú)有的攪亂。這在設(shè)計(jì)電路和調(diào)試時(shí)應(yīng)該想法減少這些影響。本次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)并制作一個(gè)調(diào)頻收音機(jī)，使收音機(jī)的調(diào)頻部分實(shí)現(xiàn)88MHz108MHz調(diào)頻廣播接收；并且達(dá)成電路設(shè)計(jì)，有關(guān)參數(shù)計(jì)算；達(dá)成各模塊仿真，并供應(yīng)仿真報(bào)告；達(dá)成印刷電路板設(shè)計(jì)、制作及安裝調(diào)試。本次設(shè)計(jì)采納的是“高頻

3、放大、本振電路、混頻、中頻放大、鑒頻及低頻放大電路”的電路單元，其整機(jī)擁有矯捷度高、工作穩(wěn)固、選擇性好及失真度小、噪聲小等長(zhǎng)處；且外頭電路元件較少，合適自己著手焊接裝置，以達(dá)到學(xué)習(xí)和實(shí)踐相結(jié)合的目的。二、設(shè)計(jì)方案主要技術(shù)指標(biāo)（1）工作頻次范圍：收音機(jī)接收到的無(wú)線電波的頻次范圍成為收音機(jī)的工作頻次，在整個(gè)接收的范圍內(nèi)滿足主要的性能指標(biāo)，工作頻次一定和發(fā)射機(jī)的頻次相對(duì)應(yīng)。調(diào)頻廣播收音機(jī)的頻次范圍為88-108MHz，因?yàn)檎{(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的頻次一般為88-108MHz。中屢次率為465kHz。（2）矯捷度：收音機(jī)接收輕微信號(hào)的能力稱為矯捷度，一般用輸入電壓來(lái)表示。能夠接受的信號(hào)越小，矯捷度就越高。一般

4、生活中調(diào)頻收音機(jī)的矯捷度為5-30uV。（3）選擇性：收音機(jī)從各樣攪亂信號(hào)中選出所需要的信號(hào)或衰減不要的信號(hào)的能力稱為選擇性，單位用dB表示。dB數(shù)越高選擇性越好。調(diào)頻收音機(jī)的中頻攪亂大于50dB。（4）通頻帶：收音機(jī)的頻次響應(yīng)范圍稱為通頻帶。調(diào)頻收音機(jī)的通頻帶一般為200kHz。（5）輸出功率：收音機(jī)的負(fù)載輸出最大不失真功率稱為不失真功率。輸出功率應(yīng)該不小于100mW。設(shè)計(jì)方案文案大全適用文檔（1）方案論證與設(shè)計(jì)調(diào)頻收音機(jī)主要由天線、高頻放大、本振、混頻、中頻放大、鑒頻、低頻放大和揚(yáng)聲器幾個(gè)模塊構(gòu)成。本設(shè)計(jì)利用三極管的放大特征進(jìn)行信號(hào)的放大，再通過(guò)并聯(lián)諧振選頻網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行頻次的選擇。采納分級(jí)設(shè)計(jì)

5、的方式進(jìn)行各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)。為防范前后級(jí)電路的攪亂，影響，可在兩級(jí)之間加射極跟從器或許采納電感耦合的方式將前后級(jí)間隔，減少后級(jí)電路對(duì)前級(jí)電路的影響。（2）系統(tǒng)原理框圖天線88108MHz10.7MHz喇叭高頻放大混頻中頻放大鑒頻低頻放大本振電路98.7118.7MHz（3）工作原理介紹調(diào)頻（FM）收音機(jī)由輸入回路、高放回路、本振回路、混頻回路、中放回路、鑒頻回路和音頻（低頻）功率放大器構(gòu)成。高頻放大后信號(hào)與當(dāng)?shù)卣袷庪娐樊a(chǎn)生的本振信號(hào)進(jìn)行混頻，混頻后輸出，再將混頻信號(hào)由中頻回路進(jìn)行選擇，提取以中頻10.7MHz為載波的調(diào)頻波。該中頻選擇回路由10.7MHz濾波器構(gòu)成。中頻調(diào)制波經(jīng)中放電路進(jìn)行中頻放

6、大，而后進(jìn)行鑒頻獲取音頻信號(hào)，經(jīng)功率放大輸出，耦合到揚(yáng)聲器，復(fù)原為聲音。（4）整體電路圖文案大全適用文檔所需元件清單以下表元器件名稱型號(hào)數(shù)目/個(gè)10k55k2電阻3k42k11k5電位器104（100k可調(diào)）1可調(diào)電感1220uH2電感0.1uH110mH31pF3電容18pF1150pF210uF12可調(diào)電容3/10pF1陶瓷鑒頻器J10.7MC11純銅收音機(jī)拉桿天線全長(zhǎng)762mm,四節(jié)1三極管S90146喇叭（揚(yáng)聲器）Realplay小喇叭揚(yáng)1聲器直徑4CM文案大全適用文檔電池座可裝兩節(jié)五號(hào)電池1電池5號(hào)（1.5V）2三、各單元電路設(shè)計(jì)高頻小信號(hào)放大電路晶體管高頻小信號(hào)放大器不但要放大高頻

7、信號(hào)，并且還要有必定的選頻、濾波作用，所以晶體管的負(fù)載應(yīng)為L(zhǎng)C并聯(lián)諧振回路。在高頻狀況下，晶體管自己的極間電容及連結(jié)導(dǎo)線的分布參數(shù)等會(huì)影響的頻次和相位。同時(shí)關(guān)于此高放，還應(yīng)滿足一下三點(diǎn)要求要求：1）工作穩(wěn)固。2）選擇性好，即有必定的通頻帶。3）失真小，增益高，且工作頻次變化時(shí)增益變動(dòng)不該過(guò)大。高頻小信號(hào)諧振放大電路主要由晶體管、負(fù)載、輸入信號(hào)和直流電源等部分電路構(gòu)成。晶體管基極正偏，工作在甲類，負(fù)載為L(zhǎng)C并聯(lián)諧振回路。該放大電路能夠?qū)斎氲母哳l小信號(hào)進(jìn)行反向放大。此中0=12?=88108?，下邊以88MHz為例，進(jìn)行仿真。L1V1Rb1C43V3k2.85uH1pFKey=A100%IO1C

8、1Q110uF2N2369V21.41mVFM88MHz50kHzRb2Re1C310k1k10uFXSC1ExtTrig+_B_+_靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置以下：文案大全適用文檔VCC3VRb13kQ12N2369Rb210kRe11k選頻網(wǎng)絡(luò)以以下圖所示:此中電容C=0.1uH，電感為2.85uH的可調(diào)電感，兩者并聯(lián)，構(gòu)成并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)。仿真結(jié)果及分析文案大全適用文檔由仿真結(jié)果可得電壓增益A=26.119/1.373=19.02,滿足放大倍數(shù)大于10的要求。經(jīng)過(guò)光譜分析儀可得，其輸出中心頻次位于88.397MHz處。本振電路本次設(shè)計(jì)采納西勒電路作為本振電路。西勒電路主要特色就是在回路電感L兩頭并聯(lián)了一

9、個(gè)可變電容C4，而C3為固定值的電容器，且滿足C1、C2遠(yuǎn)大于C3，C1、C2遠(yuǎn)大于C4?；芈返目偟刃щ娙轂樗?，振蕩頻次為在西勒電路中，因?yàn)镃4與L并聯(lián)，所以C4的大小不影響回路的接入系數(shù)。假如C3固定，經(jīng)過(guò)變化C4來(lái)改變振蕩頻次，則RL在振蕩頻次變化時(shí)基本保持不變，從而使輸出振幅穩(wěn)固。此種振蕩器的長(zhǎng)處是：較易起振，振蕩頻次也較為穩(wěn)固，波形失真較小，當(dāng)參數(shù)設(shè)置合適時(shí)，其頻次覆蓋系數(shù)較大，因此采納此電路進(jìn)行電路設(shè)計(jì)關(guān)于一般小功率自動(dòng)穩(wěn)幅LC振蕩器，靜態(tài)工作點(diǎn)要遠(yuǎn)離飽和區(qū)，湊近截止區(qū)，以獲取較大的輸出阻抗。一般依據(jù)詳細(xì)電路和電源電壓大小集電極電流一般取14mA,在實(shí)質(zhì)偏置參數(shù)選準(zhǔn)時(shí)，在可能條件下

10、發(fā)射極偏置電阻盡可能取大一好。參數(shù)選擇主假如依據(jù)滿足振蕩頻次，滿足起振條件并有足夠的振蕩幅度和規(guī)定的頻次穩(wěn)固性等要素加以考慮。若以頻穩(wěn)性角度出發(fā)回路電容應(yīng)取大一些，有益于減少并聯(lián)在回路上的管子極間電容等變化的影響。但C不可以過(guò)大，C過(guò)大，L會(huì)文案大全適用文檔變小，Q值會(huì)變低，振蕩幅度也會(huì)變小。為認(rèn)識(shí)決頻穩(wěn)和振幅的矛盾，平常用部分接入。前已談?wù)摲磻?yīng)系數(shù)F=C1/C2不可以過(guò)大或過(guò)小，適合1/81/2.令L=0.1uH則此中的取值范圍為98.7MHz118.7MHz，若C3=20pF，則可取C4=10pF的可變電容。因要滿足C1,C2C3,C4F=C1/C2取值為1/81/2，可取C1=400pF

11、,C2=410pF。XSC1VCCXFC1L23V123Rb110mH2kQ1C1C3IO2400pF2N236920pFCb1Rb2C410uFC215kRe1L110pF410pFKey=A70%0.1uH1.5kExtTrig+_AB+_+_文案大全適用文檔混頻電路混頻電路是一種頻次變換電路，是時(shí)變參量線性電路的一種典型應(yīng)用。如一個(gè)振幅較大的振蕩電壓（使器件跨導(dǎo)隨此頻次的電壓作周期變化）與幅度較小的外來(lái)信號(hào)同時(shí)加到作為時(shí)變參量線性電路的器件上，則輸出端可獲得此二信號(hào)的差頻或和頻，達(dá)成變頻作用。它的功能是將已調(diào)波好的載波頻次變化換成固定的中頻載頻次。而保持其調(diào)制規(guī)律不變，也就是說(shuō)它是一個(gè)線

12、性頻次譜搬電路，關(guān)于調(diào)頻波經(jīng)過(guò)變頻電路后仍舊是調(diào)頻波。不過(guò)其載波頻次變化了，其調(diào)制規(guī)律是不變的。本次設(shè)計(jì)采納以下晶體管混頻電路，本振信號(hào)從射極接入，高頻信號(hào)從基極接入。所以，互相攪亂產(chǎn)生牽引現(xiàn)象的可能性小。同時(shí)，關(guān)于本振電壓來(lái)說(shuō)是共基電路，其輸入阻抗較小，不易過(guò)激勵(lì)，所以振蕩波形好，失真小。這是它的長(zhǎng)處。但需要較大的本振注入功率；可是平常所須功率也只有幾十mW，本振電路是完整能夠供應(yīng)的。在集電極接選頻網(wǎng)絡(luò)，從中采納頻次為10.7MHz的中頻信號(hào)。因此可采納電感L=2.2uH，電容C=100pF。文案大全適用文檔XSA1VCCINTXSC13VXFC1ExtTrigL1C1123IO3_+2.2

13、uH100pFAB+_+_IO1C4R3Q11F1k2N2369C3V1V2FM20mV1F1.5Vpk88MHz50kHz98.7MHzIO20由圖可知示波器1中A、B通道分別顯示的高頻放大信號(hào)和本振信號(hào)，示波器2顯示的是混頻以后的波形。文案大全適用文檔經(jīng)過(guò)變頻器混頻以后輸出的波形經(jīng)過(guò)測(cè)試可知，能夠成功混頻，并能成功選出所需頻次。中頻放大電路中頻放大器主假如將混頻器輸出的信號(hào)進(jìn)行大幅度提高,以滿足解調(diào)電路的需要。其主要質(zhì)量指標(biāo)有：電壓增益Av、通頻帶BW0.7、選擇性、噪聲系數(shù)。關(guān)于中頻放大器,不但需要獲取高的增益、好的選擇性,還要有足夠?qū)挼耐l帶和優(yōu)秀的頻次響應(yīng)、大的動(dòng)向范圍等。前級(jí)混頻器

14、輸出頻次為10.7MHz，在此次中頻放大過(guò)程中，應(yīng)該保持其頻次不變，只對(duì)其幅值進(jìn)行放大?？墒菫榱朔婪稊噥y頻次的影響，仍舊采納選頻網(wǎng)絡(luò)對(duì)其進(jìn)行頻次選擇。選屢次率為10.7MHz,若電容C=1pF，則電感L=220uH。設(shè)計(jì)的中頻放大電路以以下圖：文案大全適用文檔XSC1V1ExtTrig+XFC1_ABRb13V123+_+_C4L13k1pF220uHC2IO1Q110uFC1IO2V210uF2N23691mVFM10.7MHz50kHzRb2Re1C310k1k10uF經(jīng)過(guò)示波器仿真以下通道B為輸入信號(hào)，通道A為輸出信號(hào)，明顯能夠看出對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行了幾十倍放大。這將有益于以后鑒頻電路的正常

15、工作。文案大全適用文檔經(jīng)過(guò)光譜分析儀可得，此中心頻次為10.890MHz，因?yàn)檩斎胄盘?hào)存在頻偏重量，使得結(jié)果偏離10.7MHz，可是影響不大。鑒頻電路鑒頻器的任務(wù)是從調(diào)頻信號(hào)中檢出調(diào)制信號(hào)，它包含變換部分及振幅檢波器部分。利用LC諧振回路實(shí)現(xiàn)振幅鑒頻，LC諧振回路構(gòu)成的頻幅變換網(wǎng)絡(luò)將等幅的信號(hào)變換為FM-AM信號(hào)，而后利用包絡(luò)檢波電路恢復(fù)出原調(diào)制信號(hào)。因?yàn)檎{(diào)頻波振幅恒定，所以沒(méi)法直接用包絡(luò)檢波器解調(diào)。因?yàn)槎O管峰值包絡(luò)檢波器線路簡(jiǎn)單、性能好，能夠?qū)⒌确恼{(diào)頻信號(hào)變換成振幅也隨瞬時(shí)頻次變化、既調(diào)頻又調(diào)幅的FM-AM波，也就能夠經(jīng)過(guò)包絡(luò)檢波器解調(diào)此信號(hào)。設(shè)計(jì)的鑒頻電路以下：XSC1VCCExtTr

16、ig+_AB3V+_+_IO1R3R2D1C220kQ1100.1uF2N2369V1L1C1R1FM5V0.02uH4700pF5kC3R4C4R510.7MHz50kHz4700pF2kIO24700pF5k文案大全適用文檔從示波器能夠看出，本鑒頻電路實(shí)現(xiàn)將調(diào)頻波變?yōu)檎{(diào)頻+調(diào)相波，而后再進(jìn)行包絡(luò)檢波，從而提拿出調(diào)制信號(hào)。從示波器波形能夠看出，能夠?qū)崿F(xiàn)鑒頻。提取的調(diào)制重量頻次為50kHz。但考慮到所供應(yīng)的元件中有10.7MHz的鑒頻器，故直接采納鑒頻器元件，同時(shí)也能夠減少偏差。低頻放大電路從鑒頻器輸出的信號(hào)一般很小，所以在輸出極一般采納低頻功率放大電路。設(shè)計(jì)低頻放大電路以下：文案大全適用文檔

17、XSC1ExtTrig+_ABV1+_+_Rb13VXFC1L1IO21233k10mHC2IO1Q110uFC1V210uF2N23691.41mVpk50kHz0Rb2Re1C310k1k10uF經(jīng)過(guò)示波器仿真以下：通道A為輸出信號(hào)，通道B為輸入信號(hào)，從圖可得此低頻放大電路對(duì)輸出信號(hào)放大了近100倍，有益于驅(qū)動(dòng)喇叭的正常工作。文案大全適用文檔四、PCB的設(shè)計(jì)與制作原理圖繪制將前面的各分立模塊依據(jù)高頻放大、本振、混頻、中頻放大、鑒頻以及低頻放大的次序連結(jié)即可。2.PCB繪制文案大全適用文檔3.PCB板的制作經(jīng)過(guò)打孔焊接，達(dá)成PCB板的制作，本次制作的成品以下。五、測(cè)試模塊1）高頻放大，經(jīng)過(guò)天

18、線接受信號(hào)，再對(duì)其進(jìn)行電壓幅值放大。將輸出端接上示波器，由示波器獲取的波形以以下圖。文案大全適用文檔2）本振電路，產(chǎn)生98.7MHz118.7MH的正弦波振蕩信號(hào)。將其輸出端接在示波器得正極，示波器負(fù)極接地。經(jīng)過(guò)示波器測(cè)得波形以下：略微有些許失真顛簸，單整體不影響電路的工作。3）混頻電路的測(cè)試，將高頻放大信號(hào)與本振信號(hào)接入到三極管的基極與發(fā)射極。經(jīng)過(guò)集電極進(jìn)行混頻信號(hào)的輸出。相同地，將示波器得正極接集電極，負(fù)極接地。經(jīng)過(guò)示波器所得波形以下：六、總結(jié)本方案特色及存在的問(wèn)題文案大全適用文檔它的弊端是，關(guān)于不一樣的頻次，接收機(jī)的矯捷度和選擇性變化叫激烈，并且矯捷度因?yàn)橛龅礁叻挪环€(wěn)固的影響，不可以過(guò)高，所以此刻的接收機(jī)幾乎全部是超外差式接收機(jī)。如何進(jìn)行仿真是本次課程設(shè)計(jì)的一個(gè)要點(diǎn)所在，只對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的混頻電路進(jìn)行了部分