調(diào)頻收音機設(shè)計仿真報告材料

1、調(diào)頻收音機設(shè)計仿真報告資料調(diào)頻收音機設(shè)計仿真報告資料調(diào)頻收音機設(shè)計仿真報告資料合用文檔一、緒論調(diào)頻收音機（FMRadio）無論過去還是現(xiàn)在素來在人們的生活娛樂中占有特別重要的地位。從老式的晶體管收音機到今天的網(wǎng)絡(luò)收音機，說明經(jīng)過廣播享受生活素來是人們喜歡的生活方式。聽收音機和看電視同樣，能夠增添很多知識，而且像有聲小說這樣的讀物在電視里是聽不到的，而且現(xiàn)在廣播的發(fā)展速度也很快，曲藝、歌曲、體育、文藝、談?wù)摰鹊?，能夠說應(yīng)有盡有。目前調(diào)頻式或調(diào)幅式收音機，一般都采用超外差式，由于它有以下優(yōu)點：由于變頻后為固定的中頻，頻率比較低，簡單獲取比較大的放大量，所以收音機的矯捷度能夠做得很高。由于外來高頻信

2、號都變成了一種固定的中頻，這樣就簡單解決不同樣電臺信號放大不均勻的問題。由于采用差頻作用，外來信號必定和振蕩信號相差為預(yù)定的中頻才能進入電路，而且選頻回路、中頻放大諧振回路又是一個優(yōu)異的濾波器，其他攪亂信號就被控制了，從而提升了選擇性。但是超外差式電路也有不足之處，會出現(xiàn)鏡頻攪亂和中頻攪亂，這二個攪亂是超外差式收音機所特有的攪亂。這在設(shè)計電路和調(diào)試時應(yīng)該想法減少這些影響。本次課程設(shè)計的任務(wù)是設(shè)計并制作一個調(diào)頻收音機，使收音機的調(diào)頻部分實現(xiàn)88MHz108MHz調(diào)頻廣播接收；而且完成電路設(shè)計，相關(guān)參數(shù)計算；完成各模塊仿真，并供給仿真報告；完成印刷電路板設(shè)計、制作及安裝調(diào)試。本次設(shè)計采用的是“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，其整機擁有矯捷度高、工作牢固、選擇性好及失真度小、噪聲小等優(yōu)點；且外面電路元件較少，適合自己著手焊接裝置，以達到學(xué)習(xí)和實踐相結(jié)合的目的。二、設(shè)計方案主要技術(shù)指標（1）工作頻率范圍：收音機接收到的無線電波的頻率范圍成為收音機的工作頻率，在整個接收的范圍內(nèi)滿足主要的性能指標，工作頻率必定和發(fā)射機的頻率相對應(yīng)。調(diào)頻廣播收音機的頻率范圍為88-108MHz，由于調(diào)頻廣播發(fā)射機的頻率一般為88-108MHz。中頻頻率為465kHz。（2）矯捷度：收音機接收稍微信號的能力稱為矯捷度，一般用輸入電壓來表示。能夠接受的信號越小，矯捷度就越高。一般

4、生活中調(diào)頻收音機的矯捷度為5-30uV。（3）選擇性：收音機從各種攪亂信號中選出所需要的信號或衰減不要的信號的能力稱為選擇性，單位用dB表示。dB數(shù)越高選擇性越好。調(diào)頻收音機的中頻攪亂大于50dB。（4）通頻帶：收音機的頻率響應(yīng)范圍稱為通頻帶。調(diào)頻收音機的通頻帶一般為200kHz。（5）輸出功率：收音機的負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)計方案文案大全合用文檔（1）方案論證與設(shè)計調(diào)頻收音機主要由天線、高頻放大、本振、混頻、中頻放大、鑒頻、低頻放大和揚聲器幾個模塊組成。本設(shè)計利用三極管的放大特點進行信號的放大，再通過并聯(lián)諧振選頻網(wǎng)絡(luò)進行頻率的選擇。采用分級設(shè)計

5、的方式進行各個模塊的設(shè)計。為防范前后級電路的攪亂，影響，可在兩級之間加射極隨從器也許采用電感耦合的方式將前后級隔斷，減少后級電路對前級電路的影響。（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）功率放大器組成。高頻放大后信號與當?shù)卣袷庪娐樊a(chǎn)生的本振信號進行混頻，混頻后輸出，再將混頻信號由中頻回路進行選擇，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濾波器組成。中頻調(diào)制波經(jīng)中放電路進行中頻放

6、大，爾后進行鑒頻獲取音頻信號，經(jīng)功率放大輸出，耦合到揚聲器，還原為聲音。（4）整體電路圖文案大全合用文檔所需元件清單以下表元器件名稱型號數(shù)量/個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純銅收音機拉桿天線全長762mm,四節(jié)1三極管S90146喇叭（揚聲器）Realplay小喇叭揚1聲器直徑4CM文案大全合用文檔電池座可裝兩節(jié)五號電池1電池5號（1.5V）2三、各單元電路設(shè)計高頻小信號放大電路晶體管高頻小信號放大器不但要放大高頻

7、信號，而且還要有必然的選頻、濾波作用，所以晶體管的負載應(yīng)為LC并聯(lián)諧振回路。在高頻情況下，晶體管自己的極間電容及連接導(dǎo)線的分布參數(shù)等會影響的頻率和相位。同時對于此高放，還應(yīng)滿足一下三點要求要求：1）工作牢固。2）選擇性好，即有必然的通頻帶。3）失真小，增益高，且工作頻率變化時增益變動不應(yīng)過大。高頻小信號諧振放大電路主要由晶體管、負載、輸入信號和直流電源等部分電路組成。晶體管基極正偏，工作在甲類，負載為LC并聯(lián)諧振回路。該放大電路能夠?qū)斎氲母哳l小信號進行反向放大。其中0=12?=88108?，下面以88MHz為例，進行仿真。L1V1Rb1C43V3k2.85uH1pFKey=A100%IO1C

8、1Q110uF2N2369V21.41mVFM88MHz50kHzRb2Re1C310k1k10uFXSC1ExtTrig+_B_+_靜態(tài)工作點設(shè)置以下：文案大全合用文檔VCC3VRb13kQ12N2369Rb210kRe11k選頻網(wǎng)絡(luò)以以下圖所示:其中電容C=0.1uH，電感為2.85uH的可調(diào)電感，二者并聯(lián)，組成并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)。仿真結(jié)果及解析文案大全合用文檔由仿真結(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)過光譜解析儀可得，其輸出中心頻率位于88.397MHz處。本振電路本次設(shè)計采用西勒電路作為本振電路。西勒電路主要特點就是在回路電感L兩端并聯(lián)了一

9、個可變電容C4，而C3為固定值的電容器，且滿足C1、C2遠大于C3，C1、C2遠大于C4?；芈返目偟刃щ娙轂樗裕袷庮l率為在西勒電路中，由于C4與L并聯(lián)，所以C4的大小不影響回路的接入系數(shù)。若是C3固定，經(jīng)過變化C4來改變振蕩頻率，則RL在振蕩頻率變化時基本保持不變，從而使輸出振幅牢固。此種振蕩器的優(yōu)點是：較易起振，振蕩頻率也較為牢固，波形失真較小，當參數(shù)設(shè)置適合時，其頻率覆蓋系數(shù)較大，所以采用此電路進行電路設(shè)計對于一般小功率自動穩(wěn)幅LC振蕩器，靜態(tài)工作點要遠離飽和區(qū)，湊近截止區(qū)，以獲取較大的輸出阻抗。一般依照詳盡電路和電源電壓大小集電極電流一般取14mA,在實質(zhì)偏置參數(shù)選準時，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)選擇主若是依照滿足振蕩頻率，滿足起振條件并有足夠的振蕩幅度和規(guī)定的頻率牢固性等因素加以考慮。若以頻穩(wěn)性角度出發(fā)回路電容應(yīng)取大一些，有利于減少并聯(lián)在回路上的管子極間電容等變化的影響。但C不能夠過大，C過大，L會文案大全合用文檔變小，Q值會變低，振蕩幅度也會變小。為認識決頻穩(wěn)和振幅的矛盾，平時用部分接入。前已談?wù)摲错懴禂?shù)F=C1/C2不能夠過大或過小，適合1/81/2.令L=0.1uH則其中的取值范圍為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+_+_文案大全合用文檔混頻電路混頻電路是一種頻率變換電路，是時變參量線性電路的一種典型應(yīng)用。如一個振幅較大的振蕩電壓（使器件跨導(dǎo)隨此頻率的電壓作周期變化）與幅度較小的外來信號同時加到作為時變參量線性電路的器件上，則輸出端可獲取此二信號的差頻或和頻，完成變頻作用。它的功能是將已調(diào)波好的載波頻率變化換成固定的中頻載頻率。而保持其調(diào)制規(guī)律不變，也就是說它是一個線

12、性頻率譜搬電路，對于調(diào)頻波經(jīng)過變頻電路后依舊是調(diào)頻波。可是其載波頻率變化了，其調(diào)制規(guī)律是不變的。本次設(shè)計采用以下晶體管混頻電路，本振信號從射極接入，高頻信號從基極接入。所以，相互攪亂產(chǎn)生牽引現(xiàn)象的可能性小。同時，對于本振電壓來說是共基電路，其輸入阻抗較小，不易過激勵，所以振蕩波形好，失真小。這是它的優(yōu)點。但需要較大的本振注入功率；但是平時所須功率也只有幾十mW，本振電路是完好能夠供給的。在集電極接選頻網(wǎng)絡(luò)，從中采用頻率為10.7MHz的中頻信號。所以可采用電感L=2.2uH，電容C=100pF。文案大全合用文檔XSA1VCCINTXSC13VXFC1ExtTrigL1C1123IO3+2.2u

13、H100pFAB+_+_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和本振信號，示波器2顯示的是混頻此后的波形。文案大全合用文檔經(jīng)過變頻器混頻此后輸出的波形經(jīng)過測試可知，能夠成功混頻，并能成功選出所需頻率。中頻放大電路中頻放大器主若是將混頻器輸出的信號進行大幅度提升,以滿足解調(diào)電路的需要。其主要質(zhì)量指標有：電壓增益Av、通頻帶BW0.7、選擇性、噪聲系數(shù)。對于中頻放大器,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)異的頻率響應(yīng)、大的動向范圍等。前級混頻器輸

14、出頻率為10.7MHz，在此次中頻放大過程中，應(yīng)該保持其頻率不變，只對其幅值進行放大。但是為了防范攪亂頻率的影響，依舊采用選頻網(wǎng)絡(luò)對其進行頻率選擇。選頻頻率為10.7MHz,若電容C=1pF，則電感L=220uH。設(shè)計的中頻放大電路以以下圖：文案大全合用文檔XSC1V1ExtTrig+XFC1_ABRb13V123+_+_C4L13k1pF220uHC2IO1Q110uFC1IO2V210uF2N23691mVFM10.7MHz50kHzRb2Re1C310k1k10uF經(jīng)過示波器仿真以下通道B為輸入信號，通道A為輸出信號，明顯能夠看出對輸入信號進行了幾十倍放大。這將有利于此后鑒頻電路的正常工

15、作。文案大全合用文檔經(jīng)過光譜解析儀可得，其中心頻率為10.890MHz，由于輸入信號存在頻著重量，使得結(jié)果偏離10.7MHz，但是影響不大。鑒頻電路鑒頻器的任務(wù)是從調(diào)頻信號中檢出調(diào)制信號，它包括變換部分及振幅檢波器部分。利用LC諧振回路實現(xiàn)振幅鑒頻，LC諧振回路組成的頻幅變換網(wǎng)絡(luò)將等幅的信號變換為FM-AM信號，爾后利用包絡(luò)檢波電路恢復(fù)出原調(diào)制信號。由于調(diào)頻波振幅恒定，所以無法直接用包絡(luò)檢波器解調(diào)。由于二極管峰值包絡(luò)檢波器線路簡單、性能好，能夠?qū)⒌确恼{(diào)頻信號變換成振幅也隨瞬時頻率變化、既調(diào)頻又調(diào)幅的FM-AM波，也就可以經(jīng)過包絡(luò)檢波器解調(diào)此信號。設(shè)計的鑒頻電路以下：XSC1VCCExtTri

16、g+_AB3V+_+_IO1R3R2D1C220kQ1100.1uF2N2369V1L1C1R1FM5V0.02uH4700pF5kC3R4C4R510.7MHz50kHz4700pF2kIO24700pF5k文案大全合用文檔從示波器能夠看出，本鑒頻電路實現(xiàn)將調(diào)頻波變成調(diào)頻+調(diào)相波，爾后再進行包絡(luò)檢波，從而提取出調(diào)制信號。從示波器波形能夠看出，能夠?qū)崿F(xiàn)鑒頻。提取的調(diào)制重量頻率為50kHz。但考慮到所供給的元件中有10.7MHz的鑒頻器，故直接采用鑒頻器元件，同時也能夠減少誤差。低頻放大電路從鑒頻器輸出的信號一般很小，所以在輸出極一般采用低頻功率放大電路。設(shè)計低頻放大電路以下：文案大全合用文檔X

17、SC1ExtTrig+_ABV1+_+_Rb13VXFC1L1IO21233k10mHC2IO1Q110uFC1V210uF2N23691.41mVpk50kHz0Rb2Re1C310k1k10uF經(jīng)過示波器仿真以下：通道A為輸出信號，通道B為輸入信號，從圖可得此低頻放大電路對輸出信號放大了近100倍，有利于驅(qū)動喇叭的正常工作。文案大全合用文檔四、PCB的設(shè)計與制作原理圖繪制將前面的各分立模塊依照高頻放大、本振、混頻、中頻放大、鑒頻以及低頻放大的序次連接即可。2.PCB繪制文案大全合用文檔3.PCB板的制作經(jīng)過打孔焊接，完成PCB板的制作，本次制作的成品以下。五、測試模塊1）高頻放大，經(jīng)過天線

18、接受信號，再對其進行電壓幅值放大。將輸出端接上示波器，由示波器獲取的波形以以下圖。文案大全合用文檔2）本振電路，產(chǎn)生98.7MHz118.7MH的正弦波振蕩信號。將其輸出端接在示波器得正極，示波器負極接地。經(jīng)過示波器測得波形以下：稍微有些許失真顛簸，單整體不影響電路的工作。3）混頻電路的測試，將高頻放大信號與本振信號接入到三極管的基極與發(fā)射極。經(jīng)過集電極進行混頻信號的輸出。同樣地，將示波器得正極接集電極，負極接地。經(jīng)過示波器所得波形以下：六、總結(jié)本方案特點及存在的問題文案大全合用文檔它的缺點是，對于不同樣的頻率，接收機的矯捷度和選擇性變化叫激烈，而且矯捷度由于碰到高放不牢固的影響，不能夠過高，所以現(xiàn)在的接收機幾乎所有是超外差式接收機。如何進行仿真是本次課程設(shè)計的一個要點所在，只對整個系統(tǒng)的混頻電路進行了部分