高频课程设计--调频接收机
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调频接收机课程设计一、课程设计背景和目的调频接收机是无线电通信中最基本的装置之一,广泛应用于广播、电视、通信等领域。
本课程设计旨在通过对调频接收机原理和实现方法的学习,使学生掌握调频接收机的基本原理和设计方法,提高学生对无线电通信技术的理解和应用能力。
二、教学目标1. 理解调频接收机的基本原理和实现方法;2. 掌握调频接收机电路的设计和调试技能;3. 能够独立完成简单调频接收机电路的设计和制作;4. 培养学生对无线电通信技术的兴趣和研究能力。
三、教学内容1. 调频接收机原理及其分类;2. 调频解调电路及其特点;3. 混频器、放大器、滤波器等关键电路的设计与实现;4. 整体调谐与分散调谐方式及其优缺点;5. 调谐灵敏度与选择性指标的计算方法;6. 低噪声放大器设计与实现。
四、教学方法1. 讲授:通过讲解理论知识,让学生掌握调频接收机的基本原理和实现方法;2. 实验:通过实验操作,让学生掌握调频接收机电路的设计和调试技能;3. 课程设计:让学生独立完成一个简单调频接收机电路的设计和制作,培养学生对无线电通信技术的兴趣和研究能力。
五、教学步骤1. 理论讲解(1)调频接收机原理及其分类;(2)调频解调电路及其特点;(3)混频器、放大器、滤波器等关键电路的设计与实现;(4)整体调谐与分散调谐方式及其优缺点;(5)调谐灵敏度与选择性指标的计算方法;(6)低噪声放大器设计与实现。
2. 实验操作(1)搭建简单调频接收机电路并进行初步测试;(2)根据测试结果进行电路参数优化,并进行二次测试;(3)对实验结果进行分析和总结。
3. 课程设计(1)根据所学知识,独立完成一个简单调频接收机电路的设计方案;(2)制作并测试所设计的电路,并对测试结果进行分析和总结。
六、教材和参考书目1. 《无线电技术基础》(第二版),李炜等编著,高等教育出版社;2. 《电子电路设计基础》(第三版),刘志明编著,清华大学出版社;3. 《调频接收机原理与设计》(第二版),张宝林编著,电子工业出版社。
调频接受机课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生理解调频接受机的基本原理,掌握调频广播信号的接收与处理过程。
2. 学生掌握调频接受机各组成部分的功能和相互关系,了解调频广播技术的发展趋势。
3. 学生了解调频广播的频道分配、频率范围及其在我国的应用。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,正确组装和调试简单的调频接受机。
2. 学生能够分析并解决调频接受机在接收信号过程中出现的常见问题。
3. 学生能够运用调频接受机进行实际收听,提高收听技巧。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对电子技术的兴趣,激发探索无线电通信领域的热情。
2. 学生认识到调频接受机在生活中的应用,增强学以致用的意识。
3. 学生在合作学习中培养团队精神和沟通能力,提高自信心和自主学习能力。
本课程针对高中年级学生,结合电子技术学科特点,注重理论与实践相结合,以提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。
课程目标旨在帮助学生掌握调频接受机的基本知识,培养实际操作技能,同时激发学生对电子技术的兴趣,培养良好的情感态度价值观。
为实现课程目标,将目标分解为具体的学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分:1. 调频广播基础知识:介绍调频广播的原理、频道分配、频率范围等,结合教材相关章节,使学生了解调频广播的基本概念。
2. 调频接受机原理与结构:详细讲解调频接受机的各组成部分及其功能,包括天线、调谐器、变频器、音频放大器等,并与教材相关章节相结合。
3. 调频接受机的组装与调试:教授学生如何组装简单的调频接受机,学习调试方法,掌握实际操作技能。
4. 调频接受机常见问题及解决办法:分析调频接受机在接收信号过程中可能遇到的问题,如信号干扰、噪声等,并给出解决方法。
5. 调频广播实际收听技巧:教授学生如何运用调频接受机进行实际收听,提高收听效果。
教学内容安排如下:第一课时:调频广播基础知识,介绍调频广播原理和频率分配。
课程设计任务书学生姓名:专业班级:指导教师:工作单位:信息工程学院题目: 调幅接收机初始条件:(1)Multisim仿真软件(2)高频电路知识要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)接收机的基本任务是将空间传来的无线电波接收下来,并把它还原成原来的声音信号。
先用接收天线将接收到的电磁波转变为已调波电流,然后从已调波电流中检出原始的信号,最后再用扬声器将检波取出的音频电流转变为声能。
因此,收音机必须具备以下基本功能:接收并选择电台信号,对电台信号进行解调,将音频信号加以放大,把音频信号还原成声音。
要求设计调幅接收机电路并进行仿真,验证结果。
时间安排:第16周:安排任务,分组第17~18周:设计仿真,撰写报告第19周:完成设计,提交报告,答辩指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要 (I)Abstract (II)调幅接收机 (1)1.设计目的及设计要求 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 设计要求 (1)2.调幅接收机设计方案 (2)3.基本任务及组成框图 (3)基本任务 (3)系统组成框图 (3)4.主要单元电路设计 (4)4.1 输入调谐回路 (4)输入调谐回路的作用 (4)输入调谐回路的工作原理 (4)变频电路 (4)变频电路的作用 (4)变频电路的变频原理 (5)中频放大电路 (5)中频放大电路的作用 (5)中频放大电路工作原理 (6)检波电路 (6)检波电路的作用 (6)检波电路的组成与工作原理 (6)4.5 自动增益控制电路 (7)自动增益控制电路的作用 (7)自动增益控制电路工作原理 (8)4. 6前置放大电路 (8)前置放大电路的作用 (8)前置放大电路的工作原理 (9)4.7 音频功率放大电路 (9)功率放大电路的作用 (9)功率放大电路的工作原理 (9)5.元器件清单 (11)6.心得体会 (12)7.参考文献 (13)附录1:接收机电路原理图 (14)附录2:仿真波形 (15)波形1:混频波形 (15)波形2:检波波形 (16)摘要本课程设计是设计一个超外差式调幅接收机。
调频接收机课程设计一、引言调频接收机是无线通信领域中重要的设备之一,它能够接收并解调调频信号,实现信息的传输。
在调频接收机课程设计中,我们将学习调频接收机的基本原理、设计方法和实际应用。
本文将全面介绍调频接收机课程设计的相关内容。
二、调频接收机的基本原理调频接收机是基于频率调制原理工作的,它通过解调调频信号,恢复出原始信号。
调频接收机的基本原理包括信号接收、信号解调和信号处理三个主要环节。
在信号接收环节,调频接收机通过天线将调频信号转换为电信号,并进行初步放大;在信号解调环节,调频接收机通过解调电路将调频信号解调为基带信号;在信号处理环节,调频接收机通过滤波、放大、限幅等处理手段对基带信号进行进一步处理。
三、调频接收机的设计方法调频接收机的设计方法包括硬件设计和软件设计两个方面。
硬件设计主要涉及到电路选型、滤波器设计、放大器设计等;软件设计主要涉及到信号解调算法设计、信号处理算法设计等。
在调频接收机的硬件设计中,需要根据具体需求选择合适的电路元件,并进行电路连接和参数计算。
在调频接收机的软件设计中,需要根据解调和处理要求选择合适的算法,并进行编程实现。
3.1 硬件设计在调频接收机的硬件设计中,需要考虑以下几个方面: 1. 选择合适的天线:根据频率范围选择合适的天线,例如,对于广播调频信号,可以选择长波天线或短波天线; 2. 电路选型:根据信号要求选择合适的放大器、滤波器等电路元件,例如,可选择超外差电路作为解调电路; 3. 电路连接:按照电路原理图进行元件连接,确保信号能够流畅地传输; 4. 参数计算:根据具体需求计算电路参数,例如,根据频率范围选择合适的滤波器截止频率。
3.2 软件设计在调频接收机的软件设计中,需要考虑以下几个方面: 1. 解调算法设计:根据调频信号的调制方式选择合适的解调算法,例如,对于频率调制,可以选择锁相环解调算法; 2. 信号处理算法设计:根据解调后的基带信号要求选择合适的信号处理算法,例如,可以选择数字滤波算法、自适应等处理算法; 3. 编程实现:将设计好的解调算法和信号处理算法进行编程实现,实现对调频信号的解调和处理。
课程设计---调频接收机的设计
调频接收机的设计
调频接收机(FMR)是一种用于接收调频(FM)信号的电路。
它的基本原理是通过一
个或多个检波器(AM)滤波器来提取调频信号,它们可以将非调频信号(如噪声)滤除掉,使只有调频信号能够经过接收机的接收集线器。
调频接收机的结构很简单,主要由振荡器、滤波器和放大器以及相关电路组成。
振荡
器有多种实现,一般采用电子频率锁定振荡器(PLL)来把调频信号转换为相位码;滤波
器用于把非调频信号滤除掉;而放大器则把调频信号放大使之能够经过接收机的接收集线器。
为了设计一种高效的调频接收机,第一步首先要确定信号源,以确定接收机的利用范围,比如调频广播的范围,以及信号的频率范围等。
然后,要设计振荡器,以精确收发指
定频段的调频信号;第三,要设计滤波器,以确保只有调频信号经过接收机;最后,设计
放大器将信号放大至足够能够经过接收机的接收集线器,使用户能够清晰的接收到信号。
由于调频接收机的功能关键,因此在设计之初,要慎重考虑要求并仔细检查每一项功
能及技术性能;有一点要特别注意,那就是尽可能地缩小振荡器整形带宽,这样可有效降
低接收机的泄漏和引入新噪声;同时,还要做好环境抗干扰,保障接收机能够正常地接收
信号。
总之,调频接收机的设计过程非常复杂,需要充分考虑多种参数,以确保它能够正常
接收到调频信号,提高用户的体验。
调频接受机课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握调频接收机的基本原理、结构和调频技术的应用。
通过本课程的学习,学生应能理解调频信号的产生、调制、解调过程,熟悉调频接收机的组成及其工作原理,并能够分析、解决实际问题。
1.掌握调频信号的产生和调制原理。
2.了解调频接收机的组成和工作原理。
3.熟悉调频技术的应用领域。
4.能够分析调频信号的频谱和调制过程。
5.能够绘制调频接收机的信号流程图。
6.具备调试和故障排除的基本技能。
情感态度价值观目标:1.培养学生对通信技术的兴趣和好奇心。
2.培养学生勇于探索、创新的科学精神。
3.培养学生关注社会、服务人民的责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括调频信号的产生和调制、调频接收机的组成和工作原理、调频技术的应用。
1.调频信号的产生和调制:介绍调频信号的定义、产生原理和调制方法,分析调频信号的频谱特性。
2.调频接收机的组成和工作原理:介绍调频接收机的各部分组成,如调谐器、放大器、解调器等,并分析其工作原理。
3.调频技术的应用:介绍调频技术在通信、广播、雷达等领域的应用,分析调频技术的优点和局限性。
三、教学方法本课程采用讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等多种教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握调频接收机的基本原理和调频技术的相关知识。
2.讨论法:学生针对调频技术的应用和实际问题进行讨论,培养学生的思考和分析能力。
3.案例分析法:通过分析典型的调频接收机实例,使学生更好地理解调频接收机的组成和工作原理。
4.实验法:安排学生进行调频接收机的实验操作,培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
1.教材:选用《无线电通信原理》等教材,为学生提供系统的理论知识。
2.参考书:推荐《现代通信技术》等参考书,拓展学生的知识视野。
3.多媒体资料:制作课件、教学视频等多媒体资料,增强课堂教学的趣味性和生动性。
目录中文摘要第一章概述第二章调频接收机原理介绍2.1 接收系统原理框图2.2 高频小信号放大原理2.3 混频原理2.4 晶体振荡器原理2.5 鉴频原理第三章设计要求3.1 目的及意义3.2主要技术指标和要求3.3 内容和要求第四章开发平台简介第五章详细设计及仿真5.1 高频小信号放大器电路设计及仿真5.2混频电路5.3 晶体振荡电路5.4鉴频电路5.5单片窄带调频接收电路设计与实验验证总结参考文献附录 MC3361介绍中文摘要无线电信号是用天线将接收到的电磁波转变为已调波电流,然后从已调波电流中检出原始的信号。
随着现在社会的快速发展,人们都电子产品的要求越来越高,因而电子产品无论从制作上还是从销售上都要求很高。
要制作一个应用性比较好的电子产品就离不开高频电路,大到超级计算机、小到袖珍计算器,很多电子设备都有高频电路。
高频电路大部分应用于通信领域,信号的发射、传输、接收都离不开高频电路。
通信技术在我们的生活中广泛应用,而我所学的是电子信息工程,有一部分涉及的是通信技术,所以对于这次设计,我选择了超外差式调频接收机。
在以前应用最广泛的是调频接收机,随着科学技术的发展,出现了超外差式调频接收机。
现在接收机几乎全是超外差接收机。
关键字:高频放大混频鉴频调频第一章概述本次课程设计,其目的就是得到一个超外差式的调频接收机。
所谓超外差,是指将所要接收的电台在调谐电路里调好以后,经过电路本身的作用,就变成另外一个预先确定好的频率,然后在进行放大和鉴频。
这个固定的频率,是由差频的作用产生的。
超外差接收机的设计,将其分为输入回路、高频放大、混频、中频放大、鉴频及低频放大等六部分。
其优点是大大提高接收机的增益、灵敏度和选择性。
第二章调频接收机原理介绍2.1 接收系统原理框图一般调频接收机的工作原理是:天线接受到的高频信号,经输入调谐回路选频为f1,再经高频放大级放大进入混频级。
本机振荡器输出的另一高频f2 亦进入混频级,则混频级的输出为含有f1、f2、<f1+f2)、<f2-f1)等频率分量的信号。
高频频率接收机课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解高频频率接收机的基本原理,掌握其组成部分及功能;2. 学会使用相关的电子元件和测试仪器,进行高频频率接收机的搭建与调试;3. 掌握高频频率接收机在实际应用中的优缺点及改进方法。
技能目标:1. 能够运用所学知识,独立完成高频频率接收机的搭建与调试;2. 培养学生动手操作能力,提高解决实际问题的技能;3. 提高学生的团队协作能力,学会与他人共同分析和解决问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子工程领域的兴趣,激发其创新意识和探索精神;2. 培养学生严谨的科学态度,注重实验数据的真实性;3. 引导学生关注高频频率接收机在我国科技发展中的应用,增强国家荣誉感。
课程性质:本课程为电子技术实践课程,结合理论知识,注重培养学生的实践操作能力。
学生特点:学生具备一定的电子技术基础知识,具有较强的动手能力和好奇心。
教学要求:教师需采用启发式教学,引导学生主动参与实践,关注学生的个体差异,因材施教。
在教学过程中,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力。
通过课程学习,使学生能够达到上述课程目标,为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面:1. 理论知识:- 高频频率接收机的基本原理与组成;- 高频信号的特点及其接收与处理方法;- 常用高频元件的原理与选型。
2. 实践操作:- 高频频率接收机的搭建与调试;- 测试仪器的使用与维护;- 接收机性能的优化与改进。
3. 应用拓展:- 高频频率接收机在实际应用中的案例分析;- 现代高频接收技术的发展趋势;- 接收机在通信、导航、遥控等领域的应用。
教学大纲安排如下:第一周:高频频率接收机基本原理及组成;第二周:高频信号特点及接收处理方法;第三周:常用高频元件原理与选型;第四周:高频频率接收机的搭建与调试;第五周:测试仪器使用与维护;第六周:接收机性能优化与改进;第七周:高频频率接收机应用案例分析;第八周:现代高频接收技术发展趋势及在各个领域的应用。
设计项目:调频接收机的设计一.设计目的通过本课题的设计与调试,提高动手能力,巩固已学的理论知识,建立无线电调频接收机的整体概念,了解调频接收机整机概念,了解调频接收机整机各单元电路之间的关系及相互影响,从而能正确设计、计算调频接收机的各个单元电路:输入回路、高频放大、混频、中频放大、鉴频及低频功放级。
初步掌握调频接收机的调整及测试方法。
二.主要技术指标1.工作频率范围接收机可以接受到的无线电波的频率范围称为接收机的工作频率范围或波段覆盖。
接收机的工作频率必须与发射机的工作频率相对应。
如调频广播收音机的频率范围为88~108MH,是因为调频广播收音机的工作范围也为88~108MHz2.灵敏度接收机接收微弱信号的能力称为灵敏度,通常用输入信号电压的大小来表示,接收的输入信号越小,灵敏度越高。
调频广播收音机的灵敏度一般为5~30uV。
3.选择性接收机从各种信号和干扰中选出所需信号(或衰减不需要的信号)的能力称为选择性,单位用dB(分贝)表示dB数越高,选择性越好。
调频收音机的中频干扰应大于50dB。
4.频率特性接收机的频率响应范围称为频率特性或通频带。
调频机的通频带一般为200KHz。
5.输出功率接收机的负载输出的最大不失真(或非线性失真系数为给定值时)功率称为输出功率。
此外,还要考虑输出波形失真等问题。
三.调频接收机的工作原理调频接收机的工作原理框图如下已调波频率变化的大小由调制信号的大小决定,变化的周期由调制信号的频率决定。
已调波的振幅保持不变。
调频波的波形,就像是个被压缩得不均匀的弹簧,调频波用英文字母FM表示。
调频制无线电广播多用超短波(甚高频)无线电波传送信号,使用频率约为88MHz-108MHz,主要靠空间波传送信号。
接收机可以接收到的无线电波的频率范围称为接收机的工作频率范围或波段覆盖。
我们广播节目的声波,经过电声器件转换成声频电信号,并由声频放大器放大,振荡器产生高频等幅振荡信号;调制器使高频等幅振荡信号被声频信号所调制;已调制的高频振荡信号经放大后送入发射天线,转换成无线电波辐射出去。
河北科技师范学院课程设计说明书课程名称:高频电子线路设计题目:调频接收机姓名:系别:机电工程学院专业班级:电子信息0701指导教师:日期:2009-11.30~12.5调频接收机设计报告设计者:指导老师:一、调频接收机的主要技术指标调频接收机的主要技术指标有:1.工作频率范围接收机可以接受到的无线电波的频率范围称为接收机的工作频率范围或波段覆盖。
接收机的工作频率必须与发射机的工作频率相对应。
如调频广播收音机的频率范围为88~108MH,是因为调频广播收音机的工作范围也为88~108MHz 2.灵敏度在标准调制(如调制频率fΩ= kHz 、频偏△fm=kHz或25kHz、50 kHz、75kHz )条件下,使接收机输出端为额定音频功率和规定信噪比的输入信号电平,称为灵敏度。
接受的输入信号电平越小,灵敏度越高。
调频广播收音机的灵敏度为50µV,3.中频选择性接收机6dB带宽和带外的抑制能力称为中额选择性,一般调频收音机的中频6dB带宽为±100kHz,±200kHz处的带宽抑制能应大于40dB手机中频6dB带宽为±5kHz,±10kHz处带外抑制能力应大于40dB。
4.中频抑制比接收机对输入信号为本机中频信号f I的抑制能力称为中频抑(IFR )IFR=20㏒(V IF/V S),式中,V S是输入灵敏度电平,V IF是使输出功率为额定值的输入中频信号电平,单位用dB(分贝)表示dB数越高,中频抑制能力越强。
5.镜相抑制比接收机对输入信号为镜象频率信号(f j)的抑制能力,称为镜像(IRR)IRR=20㏒(V j/V S)式中,V S是输入灵敏度电平,V j是使输出功率为额定值的输入镜像信号电平,单位用dB(分贝)表示dB数越高,镜相抑制能力越强。
镜像频率fj比本振频频率高一个中频f I,它与本振频率f o之差仍等于中频f I,f j =f o+f I=f S+2f I ,f S是接收机工作频率。
一、设计方案及电路基本原理1.设计目的(1)了解调频接收机的工作原理及组成。
(2)按照给定的技术指标成对调频接收机的设计。
(2)掌握调频接收机的仿真方法。
2.设计思想及工作原理电路的开始部分是由高频放大电路和本振信号混频,输出一个中频信号。
因为这是超外差调频接收机,所以混频电路和调幅接收机有着明显的不同,在调频电路中,本振电路是独立的。
在放大电路部分,采用场效应管共源极放大电路。
本振电路才用LC 振荡电路,两个信号分别输入混频器,得到一个中频信号。
为了得到高的增益,而整个电路的增益取决于中放,同时也抑制了邻近干扰。
在中频放大电路的输出端,接一个限幅器,其目的是如果直接接鉴频器,很可能得到很多不需要的波形,用滤波器很难滤除,所以在鉴频器的输入端加一级限幅器,去除不需要的波,使输出更为纯净。
鉴频器是将原调制信号解调出来,在本次设计中采用比例鉴频器。
为了能够得到我们所需要的效果,在电路的最后采用低频放大电路。
调频接收机的原理框图如图1所示。
图1 调频接收机原理框图二、设计方案1.单元电路设计(1) 高频功率放大电路输入回路 高频放大 混频 中频放大鉴频低频功放 本机震荡控制器如图2所示为共射级接法的晶体管高频小信号放大器。
他不仅要放大高频信号,而且还要有一定的选频作用,因此晶体管的负载为LC 并联谐振回路。
在高频情况下,晶体管本身的极间电容及连接导线的分布参数等会影响的频率和相位。
晶体管的静态工作点由电阻2RA ,3RA , 4RA 及6RA 决定,其计算方法与低频单管放大器相同。
其工作原理为:从天线1ANTA 接收到的高频信号经过1CA 、1CCA 、1LA 组成的选频回路,选取信号为10.7s f MHz =的有用信号,经晶体管21/d B f f f QL =-=进行放大,由3CA 、1TA 初级组成的调谐回路,进一步滤除无用信号,将有用信号经变压器和1CB 耦合进入3361MC 。
ANTA1KA1RA11K+VCCRA25.1KRA318KRA410KRA61.5KRA51KLA122uhLEDA1CA50.1uFCA3120pCA133pCA40.01u FCA2103CCA1R 50KQA13DG12CTA1JB1TTA2TTA1JA1图2 高频功率放大电路原理图(2)混频器及本机震荡混频器的作用是将高频调制信号变换为中频调制信号,所改变的只是被调信号的载频,而信号的调制规律是不能改变的。
混频器有不同类型,混频增益约为-10Db~30dB 左右。
混频器的输出应和中放输入级匹配,混频电路可以采用如图3的二极管混频电路。
对本机振荡器的要求是:频率可调,并和输入回路及高放负载回路同步调整(统调),以满足选择电台信号及混频器差拍的需要;本振的频率稳定度要高,有时要采用自动频率调整电路(AFC),如彩色电视接收机;本振输出的波形要好,谐波成分要少,避免在混频器中产生较多的组合频率干扰;本振的工作要稳定,电压和温度漂移都要求小;另外,还要求本振的辐射小,幅度稳定,大小合适。
本振与混频间,一般采用弱耦合方式。
VS SR?RES21:1×2D1D2D3D4R?RES21×2:1RLSVLS VSVS+-+-i1ii3i4i2VLVL图3 二极管混频电路(3)中频放大电路中频放大电路的任务是把变频得到的中频信号加以放大,然后送到检波器检波。
中频放大电路对超外差收音机的灵敏度、选择性和通频带等性能指标起着极其重要的作用。
图4是LC单调谐中频放大电路。
图中1Tr、2Tr为中频变压器,它们分别与1C、4C组成输入和输出选频网络,同时还起阻抗变换的作用,因此,中频变压器是中放电路的关键元件。
中频变压器的初级线圈与电容组成LC并联谐振回路,由于并联谐振回路对诣振频率的信号阻抗很大,对非谐振频率的信号阻抗较小。
所以中频信号在中频变压器的初级线圈上产生很大的压降,并且耦合到下一级放大,对非谐振频率信号压降很小,几乎被短路(通常说它只能通过中频信号),从而完成选频作用,提高了接收机的选择性。
由LC调谐回路特性知,中频选频回路的通频带21/ dB f f f QL=-=,式中QL 是回路的有载品质因数。
QL值愈高,选择性愈好,通频带愈窄;反之,通频带愈宽,选择性愈差。
C1Tr1R1R2R3C2C3TTr2C4L1L2+Ec图4 中频放大电路(4)鉴频电路图5是回路鉴频器的原理图。
它是由三个调谐回路组成的调频-调幅调频变换电路和上下对称的两个振幅检波器组成。
初级回路谐振于调频信号的中心频率 ,其通带较宽。
次级两个回路的谐振频率分别01W 、02W 并使01W 、02W 与C W 成对称失谐。
即0102C C W W W W -=-。
其工作原理是:天线接收到的高频信号,经输入调谐回路选频为1f ,再经高频放大器放大,进入混频器;本机振荡器输出的另一高频信号 2f 亦进入混频器,则混频器的输出为含有1f 、2f 、(1f +2f )、(2f -1f )等频率分量的信号。
混频器的输出接有选频回路,选出中频信号(2f -1f ),再经中频放大器放大,获得足够高的增益,然后经鉴频器解调出低频调制信号,再由低频功放级放大,驱动扬声器,从天线接收到的高频信号经过混频成为固定的中频2f -2.8mA ,故称为超外差式接收机。
这种接收机的灵敏度较高,选择性较好,性能也比较稳定。
C1C2R1R2L1L2C3C4Uo 1Uo 2UO+-+-Wo 1Wo 2We图5 双失谐回路鉴频器原理图(5)低频放大电路从鉴频器输出的信号一般很小,所以在输出极一般采用低频功率放大电路,如果是音频信号,可以外加一个喇叭。
单元电路如图6所示:图6 低频放大电路原理图2.元件参数在本实验中采用了MC3361芯片,所以工作原理中的混频、中频放大、鉴频、低频放大等其他功能电路全部由MC3361实现。
MC3361是美国MOTOROLA 公司生产的单片窄带调频接收电路,主要应用于语音通讯的无线接收机。
片内包含振荡电路、混频电路、限幅放大器、积分鉴频器、滤波器、抑制器、扫描控制器及静噪开关电路。
管脚功能如表1所示。
MC3361集成电路采用16脚双列直插式封装。
它具有较宽的电源电压范围(2~9V),能在2V 低电源电压条件下可靠地工作,耗电电流小(当CC V =3.6V 时,静态耗电电流典型值为2.8mA ),灵敏度高(在2.0V 输入时典型值为-3dB),音频输出电压幅值大。
表1 MC3361管脚功能引脚 名称 功能说明 引脚 名称 功能说明 1 OSC1 中频振荡器外接元件端 9 Demod 解调输出 2 OSC2 中频振荡器外接元件端 10 Fitter-in 滤波器输入 3 Mix-out 混频输出端 11 Fitter-out 滤波器输出 4 Vcc 电源正极,范围2~8V 12 Sque 静噪输入 5 Lim-in 限幅放大器输入端 13 Scan 扫描控制 6 Decouple 去耦 14 Mute 哑音 7 Decouple 去耦 15 GND 电源负极 8Quad正交线圈16Mix-out混频输入端三、电路调试与仿真分析1.总电路图总电路图的设计如图7所示:ANTA1KA1RA11K+VCCRA25.1KRA318KRA410KRA61.5KRA51KLA122uhLE DA1CA50.1uFCA3120pCA133pCA40.01uFCA2103CCA1R 50KQA13DG12CTA1JB1TT A2TT A1JA178910111213141516123456MC3361B10.245M HzC210.01uFC2268pFC23220pFC240.1uFC250.1uFC260.1uFC270.022uFC280.047uFC29500pFC30500pFC310.1uFC324.7uF +C3310uF455KHzR2151R2220KR233.3KR246.8K R253.3KR26470KR2718KR284.7K R29100KR301KRP122KRP210KD1音频输出+VCC正交线圈扫描控制图7 总电路原理图2.仿真结果及分析图8、图9、图10和图11是各个模块仿真输出的波形显示:图8 模拟混频器仿真输出图9 中频放大仿真波形图10 鉴频电路仿真波形图11 低频功放仿真波形经过实验测试,虽然得到的已调信号有些失真,但调频接收机实现了解调调频信号的功能,基本达到了设计要求,即设计指标:工作频率 6.5MHz s f =; 输出功率0.3W o P =(8L R =Ω);中频10.7MHz I f =; 灵敏度10μV 。
四、总结及体会通过这次课程设计,使我对调频接收机的工作原理有了进一步得理解。
也懂得了如何从头到尾对一个课题进行设计,从工作原理出发结合给定的技术指标首先画出整体框图,然后进行各个模块的设计包括元件的参数选择。
此次课程设计我利用的是Altium designer软件进行电路原题图的绘制,最后进行仿真和调试确保达到技术指标。
在一周的时间里,我独立的完成了有关资料的查阅、电路图的绘制、测试仿真和后续的报告整理。
在整个电路的设计过程中,花费时间最多的是各个单元电路的连接及电路的细节设计上。
在设计过程中,我仔细比较分析其原理以及可行的原因,使整个电路可稳定工作。
同时接触到MC3361芯片,理解到芯片在电路中的作用很关键,可以简化电路,减小监测范围。
总的来说这次课程设计我受益匪浅,在设计的过程中我遇到了很多难题,在和选相同课题的同学的共同探讨之下一一克服了。
明白了只有自己真正的进行设计才能发现其中的各种问题,这些是在书本上学不到的。