超外差接收机设计
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通信基本电路课程设计超外差调幅接收机的设计学号:310808030318姓名:宋发旺专业班级:电信08-3班指导老师:张培玲日期:2011年6月9日摘要在无线电广播中可分为调幅制、调频制两种调制方式。
这两种调制方式一般都采用超外差式。
它具有灵敏度高、工作稳定、选择性好及失真度小等优点。
我设计的是超外差调幅接收机。
超外差式调幅接收机最常见用于超外差式调幅收音机,而且伴随社会的进步和科学技术的发展,各种无线通信设备更是常出现在我们的生活中。
如我们常用的手机,无线电话还有各种电器的遥控器等,大到航天小到小孩玩具都离不开发射和接收设备。
鉴于发射和接受设备的重要和常用,我这次课程设计选择了超外差式调幅接收机的设计,以便理论联系实际更好的理解高频电子线路课程中的理论知识。
关键词:超外差无线调幅接收机目录一、概述 (1)1.1选题意义 (1)1.2设计目的 (1)1.3设计要求 (1)二、总体方案 (2)2.1接收机的技术指标 (2)2.2超外差调幅接收机原理 (2)三、各部分设计及原理分析 (4)3.1高频信号放大器 (4)3.2混频器 (6)3.3本地振荡器 (7)3.4中频放大器 (7)3.5检波器 (8)3.6低频放大器 (9)四、实验结果 (11)4.1高频信号放大器结果分析 (11)4.2混频器结果分析 (11)4.3本地振荡器结果分析 (12)4.4中频放大器结果分析 (13)4.5 检波器结果分析 (13)4.6低频放大器结果分析 (14)五、心得体会 (14)参考文献 (16)一、概述1.1选题意义随着广播技术的发展,无论是发射机还是接收机都在不断更新换代。
尤其以接收机的发展更为明显。
接收机通过接收天线将收到的电磁波转化为已调波电流,然后从已调波电流中检出原始信号。
这一过程称为解调。
再用听筒或扬声器将检波取出的音频电流转化成声能,人就听到了发射机处发送的语言、音乐等信号。
超外差接收机中混频器能将不同载波频率转化为固定的中频,克服了直接放大式接收机的不稳定性,它具有灵敏度高、工作稳定、选择性能好及失真度小等优点。
通信技术创新课程设计报告题目:超外差接收机的设计与实现系别:电子信息与电气工程系专业班级:学号:姓名:导师:成绩:___________________________________ 2014年 01月 05日超外差接收机的设计与实现摘要:超外差接收系统由于其抗干扰能力强,频带宽,音质好等特点,广泛应用于通信系统中。
本次装配采用3V低压硅管七管超外差式收音机,它由输入回路高放混频级、一级中放、二级中放、前置低放兼检波级、低放级和功放级等部分组成,接受频率范围为535KHz~1605KHz的中波段。
本文着重讨论并掌握调幅接收机的设计与调试方法;了解接收机主要技术指标;了解HX207七管半导体收音机各功能模块的基本工作原理。
通过对收音机的安装、焊接及调试,了解电子产品的生产制作过程。
利用工艺文件独立进行整机的装焊和调试,并达到产品质量要求。
关键词:超外差接收系统;HX207七管半导体收音机合肥学院电子信息与电气工程通信技术创新型课程设计目录1 前言 (1)2 课程设计的任务与要求 (2)2.1设计任务 (2)2.2设计要求 (2)2.3题目分析 (2)3 调幅接收机的主要性能指标 (4)3.1频率范围 (4)3.2中频频率 (4)3.3灵敏度 (4)3.4输出功率 (4)3.5直流电源 (4)4 调幅接收系统的设计方法 (5)4.1调幅接收系统实现框图 (5)4.2接收系统设计方案选择 (5)5 HX207七管半导体收音机 (1)5.1工作原理 (1)6 超外差调幅接收机外围电路设计 (2)6.1调幅接收机的输入电路 (2)6.2调幅接收机的变频级电路 (3)6.3调幅接收机的中频放大级电路 (3)6.4调幅接收机的检波和自动控制电路 (3)6.5前置低放电路和功率放大电路 (4)7 电路的布局、组装和焊接 (5)7.1应用的元器件说明 (5)7.2接收机的焊接和组装 (5)8 仿真 (8)8.1电路仿真图 (8)9 感悟与心得 (1)致辞 (2)参考文献 (3)1前言无线电广播传输过程:广播电台播出节目是首先把声音通过话筒转换成音频电信号,经放大后调制高频信号(载波)上,这时高频载波信号的某一参量随着音频信号作相应的变化,高频已调信号再经电压功率放大及匹配网络由天线输出。
超外差调频接收机课程设计报告范文一、调频接收机的主要技术指标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(88~108)MH,是因为调频广播收音机的工作范围也为(88~108)MHz。
2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(2~30)uV。
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。
一般调幅收音机频偏10kHz的选择性应大于20dB,调频收音机的中频干扰比应大于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上获得的最大不失真(或非线性失真系数为给定值时)功率称为输出功率。
二调频接收机设计1调频接收机的工作原理及频谱与波形图图一超外差式调频接收机组成框图图2超外差原理的频谱与波形图2各组成部分的功能一般调频接收机的组成框图如图一所示2.1输入调频回路又称天线回路。
它的主要功能是选择所需电台的信号,抑制不需要的信号与干扰,特别是要滤除中频干扰,同时也要求输入回路的插入损耗小,并使天线阻抗和高放管的输入阻抗相匹配,并传输最大的功率,避免信号来回反射。
输入回路常常是一带通滤波器。
2.2高频放大器也称射频放大器。
它应具有足够的增益,通常约为10dB,而且要求低噪声,这样可降低整个接收机的噪声系数;要求选频放大,以抑制不需要的信号与干扰,如镜像干扰以及在混频级可能引起各种互调失真的某些信号;要求加一定得自动增益控制,以防止输入过强信号时,引起中放级的过载;同时,也要求高频放大器能抑制本机振荡器辐射至天线而干扰其他用户。
所以,高频2.4中频放大器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。
第1章设计内容与要求1.1 设计题目超外差调幅接收机设计1.2 设计目的与要求1.联系课堂所学知识,增强查阅、收集、整理、吸收消化资料的能力,为毕业设计做准备。
2.培养一定的独立分析问题、解决问题的能力。
对设计中遇到的问题能通过独立思考、查阅有关资料,寻找解决问题的途径。
3.熟练掌握Multisim、EDA等软件的仿真。
4.掌握超外差调幅接收机的工作原理,以及对其电路模块高频小信号放大器、混频器、本地振荡器、中频放大器、检波器、低频放大器等的电路、原理、功能的巩固理解。
1.3设计技术指标接收频率范围535~1605KHz,输出功率150mW,灵敏度50μV。
第2章系统总体设计方案2.1 超外差调幅接收机工作原理本设计总体有五大功能模块组成,其中接收天线将接收到的微弱信号经过高频小信号放大器放大器将有用信号进行放大,并抑制干扰信号,然后信号经过变频器进行变频,其中变频器是由混频器与本地振荡器组成,将高频信号变成中频信号f=465kHz,然后中频信号经过中频放大器进行功率的放大,然后再经过检波器进行检波,即对信号进行解调,将信号变成变成低频调制信号,最后进过低频放大器进行功率放大以实现对扬声器的驱动!2.2系统的方框图(如下图所示)第3章 各单元电路设计与仿真3.1 高频小信号放大器电路 3.1.1 高频小信号放大器功能高频小信号放大器主要用于放大高频小信号,实现对微弱的高频信号进行不失真放大,从信号所含频谱来看,输入信号频谱与放大后输出信号频谱是相同的。
其中心频率在几百kHz 到几百MHz ,频谱宽度在几kHz 到几十MHz 的范围内。
3.1.2高频小信号放大器的主要质量指标 1. 增益:(放大系数)电压增益: 功率增益:2.通频带:放大器的总通频带随着放大级数的增加而变窄,并且通频带越宽,放大器的增益就越小,两者是相矛盾的! 3.选择性从各种不同频率信号的总和(有用的和有害的)中选出有用信号,抑制干扰信号的能力称为放大器的选择性。
超外差式调幅接收机电路设计一、引言超外差式调幅接收机是一种常用的无线电接收机,其具有高灵敏度、良好的选择性和抗干扰能力等优点,在广播、电视、通信等领域得到了广泛应用。
本文将详细介绍超外差式调幅接收机的电路设计。
二、超外差式调幅接收机原理超外差式调幅接收机是利用超外差原理实现信号的解调和放大的。
其基本原理如下:1. 信号输入将天线接入射频放大器,对高频信号进行放大。
2. 超外差混频将射频信号和本振信号进行混频,得到中频信号。
3. 中频放大对中频信号进行放大,增强其弱信号。
4. 解调将中频信号通过解调电路进行解调,得到原始信息。
三、超外差式调幅接收机电路设计步骤1. 射频放大器设计射频放大器是整个电路中最重要的部分之一,它对于整个系统的性能起着决定性作用。
一般采用共源极或共基极放大器来实现。
在设计时需要考虑增益、带宽、噪声系数等因素,并进行合理的抗干扰设计。
2. 本振电路设计本振电路是指产生与射频信号频率相同但相位不同的信号,以便进行混频。
一般采用晶体振荡器或LC震荡器来实现。
在设计时需要考虑频率稳定性、输出功率等因素。
3. 混频器设计混频器是将射频信号和本振信号进行混合,产生中频信号的重要部分。
一般采用二极管混频器或倍频器来实现。
在设计时需要考虑转换增益、LO抑制等因素。
4. 中频放大器设计中频放大器是对中频信号进行放大的部分,其主要作用是增强中间弱信号。
一般采用共基极或共射极放大器来实现。
在设计时需要考虑增益、噪声系数等因素。
5. 解调电路设计解调电路是对中频信号进行解调,得到原始信息的关键部分。
一般采用检波二极管或运算放大器来实现。
在设计时需要考虑解调效率、失真程度等因素。
四、超外差式调幅接收机常见问题及解决方法1. 抗干扰能力差解决方法:采用合理的抗干扰设计,如增加滤波器、降低系统噪声等。
2. 频率稳定性差解决方法:采用高稳定性的晶体振荡器或LC震荡器,并进行合理的温度补偿。
3. 带宽不足解决方法:增加中频放大器的带宽、改变混频器的转换增益等。
超外差式调幅接收机电路的新设计【超外差式调幅接收机电路的新设计】引言:超外差式调幅接收机电路在无线通信领域中具有重要的应用,其设计对于实现高效、稳定的信号接收至关重要。
为了满足日益增长的通信需求,我们需要不断创新和改良超外差式调幅接收机电路。
本文将介绍一种新的设计方案,旨在提供更高的性能和稳定性。
一、超外差式调幅接收机电路的基本原理超外差式调幅接收机电路是通过将收到的调幅信号与本地振荡信号进行混频,然后进行解调和滤波,最终恢复原始信号。
具体而言,它包括一个前置放大器、混频器、中频放大器、解调器和音频放大器等几个关键模块。
二、传统超外差式调幅接收机电路的问题传统的超外差式调幅接收机电路存在一些问题,例如:1. 线路复杂度高:传统电路设计较为复杂,需要大量的元器件和调整来保证性能。
2. 抗干扰性差:传统电路对噪声和干扰信号的抑制能力较弱,易受到外界环境的影响。
3. 信号失真:传统电路在信号处理过程中可能引入非线性失真,影响解调效果。
三、新设计方案的核心特点为了解决上述问题,我们提出了一种新的超外差式调幅接收机电路设计方案,具有以下核心特点:1. 简化电路结构:通过巧妙的电路设计和元器件选择,我们将电路结构简化为几个关键模块,降低了线路复杂度。
2. 强大的抗干扰能力:新设计方案加入了一些滤波电路和信号处理算法,有效地抑制了外界噪声和干扰信号。
3. 优化非线性处理:通过引入非线性补偿电路和调整解调算法,我们减小了信号处理过程中的非线性失真,提高了解调效果。
四、性能评估与测试结果为了评估新设计方案的性能,我们进行了一系列的实验和测试。
以下是一些重要的结果总结:1. 信号传输质量:与传统电路相比,新设计方案在传输质量方面表现更为出色,能够有效降低噪声和失真。
2. 抗干扰性能:新设计方案的抗干扰能力得到明显提升,在复杂的电磁环境下仍能保持较为稳定的信号接收。
3. 能效比提高:新设计方案在降低功耗的同时保持良好的性能,相比传统电路具有更高的能效比。
超外差接收机解调部分的设计摘要本次设计是超外差接收机解调部分的设计,电路主要由混频器、中频放大器、包络检波器组成。
采用晶体三极管设计电路实现,中频放大器是提高电压增益的作用。
包络检波器有从调幅信号中取出调制信号的作用。
此电路功能是由信号发生器产生的调幅信号送到混频器与本地振荡所产生的等幅高频信号进行混频,产生载波信号,此载波信号再经过中频放大器将电压放大,从而通过二极管峰值包迹检波器以提取包迹实现检波,最后输出低频信号。
关键字解调信号 接收机 混频器 中频放大器 包络检波器一、概述设计任务:本次设计要求设计一个超外差接收机的解调电路,其中被解调信号先经过混频变成中频信号,然后通过包络检波电路进行解调。
系统的结构框图如下图1。
图1系统的结构框图在设计二极管包络检波器时分析如何避免发生对角线失真和割底失真,在参数选取方面注意的问题:二极管要选取PN 结电阻小的。
为了提高检波效率一般充放电时间常数选取大一些,但不能过大。
根据技术指标,通过分析计算确定电路和元器件参数。
画出电路原理图(元器件标准化,电路图规范化)。
技术指标:(1) 本地振荡器可以使用高频信号源代替,输出信号频率为1000KHz ,幅值为500mV 的正弦波。
(2)调幅波信号由信号发生器产生,输出信号载波为535KHz 正弦波,调幅度为0.5,调制信号为1KHz 的正弦波。
(3) 设计混频器能够很好的输出465kHz 的中频信号,且不失真。
(4) 中频放大器要有选频放大的作用,其输出信号载波幅值U>0.2V ,信号不能失真。
(5) 包络检波部分采用二极管包络检波器检波。
本课题涉及到了高频中的三极管变频,中频放大器和检波器的知识。
接收机是日常生活中常见的也是应用非常广泛的电子器件,研究本课题既可以了解超外差接收机的原理和电路,又可以提高对于Multisim 的应用能力和运用书本知识的能力。
信号低频信号二、方案分析超外差接收机的解调就是由信号发生器产生的调幅信号送到混频器与本地振荡所产生的等幅高频信号进行混频,在其输出端得到波形包络形状与输入高频信号的波形相同,但频率由原来高频变化为中频的的调幅信号,经中频放大后送 到检波器,检出原调制的低频信号。
超外差接收机设计flaming第一章技术指标(基本函概)图表1传统的两级变频超外差接收机框图1.1接收信号频段1.2接收机噪声系数1.3接收机增益1.4接收机RF和IF滤波器指标包括通带插损、阻带抑制和带内波动等。
RF滤波器(预选器)主要功能是:·限制输入信号的带宽以使互调失真最小;·削弱寄生响应,主要是镜象频率和1/2中频频率问题;·抑制本振能量,以防止其到达天线。
IF滤波器主要功能是相邻信道选择性ACS和接收机三阶互调系数改善。
1.5灵敏度:接收机正常工作条件:输出功率和输出信噪比达到要求。
所以,接收机灵敏度为在给定要求的输出信噪比(误码率)的条件下,接收机所能检测到的最低(最小)输入信号电平。
与信道类型和传播情况有关。
1.6动态范围接收机高性能工作所能承受的信号变化范围。
1.7阻塞和杂散响应抑制由于一些无用信号的存在,使接收机接收有用信号质量降低而不超过一定限度的能力。
1.8互调响应抑制指接收机在与有用信号频率某一特定关系的两个或多个干扰信号存在时。
收信机接收有用信号的质量降低不超过一定限度的能力。
1.9相邻信道选择性(ACS)指当相邻信道上存在信号时,接收机有用信号质量降低不超过一定限度的能力。
该指标检验接收机邻道选择性。
ACS定义为指定信道的接收滤波器在该信道上的衰减和对相邻信道信号的衰减的比率。
1.10杂散辐射指发射机不发射功率时,在天线口测得的由接收机引起的辐射功率,主要是天线连接器和机箱的辐射引起。
第二章设计关键器件选型2.1射频滤波器指标接收链路上的RF滤波器主要用于对带外阻塞电平、混频镜像和半中频点的抑制,根据分析的结果,可以确定接收链路上RF滤波器的技术指标。
发射链路上RF滤波器主要用于抑制发射机输出的杂散,如本振泄漏、谐波等。
下表为大唐TD-SCDMA对RF滤波器的要求,主要来自于协议要求(其中灰色部分为发射要求),(对于有些频率评论不太清楚)但是imger(IF/2)=LO-IF/2本文其他地方没有提及,主要是:LO-imger(IF/2)=IF/2的二次谐波。
超外差接收机设计论文课题名称: 超外差式接收机的设计制作专业名称:电子信息工程小组成员:刘峰、代广斌、任泓铭、戚月指导老师:姜航长春工程学院摘要超外差式接收机主要由五部分组成,先通过预选部分(包括射频部分和预选器)选择初始信号,再由混频器将射频转换成中频,提高电路性能,然后经过中频放大器放大,之后由音频检波器将信号转换为初始的源信息,最后经过音频功率放大器推动扬声器输出信号。
这五个部分的组合作用实现了对信号的接收,检波,放大和输出的过程,本论文将通过介绍分析这五个部分的电路来了解超外差式接收机的工作原理,进而为其制作创造条件。
关键词:预选电路,混频器,中频放大器,检波,功率放大器AbstractSpecialized superheterodyne receivers type mainly by five parts, first through the primary part (including rf part and the primary) to select the initial signals, again by the mixer will convert rf intermediate frequency, improve the circuit performance, then through intermediate frequency amplifier amplification, after the audio detectors will signal conversion for initial source information, finally after audio power amplifier drive a speaker output signal. The five part of the combination between realize the signals, detection, amplification and output of the process, this paper will be through the introduction and analysis of the five part of the circuit to understand the work principle of specialized superheterodyne receivers, and then to make the create conditions.Keywords:Primary circuit, mixers, intermediate frequency amplifier, detection, power amplifier1.超外差式接收机的结构利用超外差式电路的接收机叫做超外差式接收机,它的特点是利用电路将输入信号和本机信号放到混频器中得到可放大的中频信号,再利用其它的检波和放大及滤波电路得到质量较高的信号。
超外差调频接收机一、引言人类自从发现能利用电波传递信息以来,就不断研究出不同的方法来增加通信的可靠性、通信的距离、设备的微型化、省电化、轻巧化等。
随着广播技术的发展,无论是发射机还是接收机都在不断更新换代。
尤其以接收机的发展更为明显,目前的无线电接收机不单能收音,且还有可以接收影像的电视机、数字信息的电报机等。
自1920年开发了无线电广播的半个多世纪中,其间经历了电子管、晶体管、集成电路三代变化,功能日趋增多,质量日益提高。
20世纪80年代开始,更朝着电路集成化、显示数字化、声音立体化、功能电脑化、结构小型化等方向发展。
集成电路具有体积小、功耗低、可靠性高、性能好以及易于使系统整机实现少调整和不调整等优点,通信电路正迅速向这方向发展。
二、概述2.1超外差输入信号和本机振荡信号产生一个固定中频信号的过程。
因为,它是比高频信号低,比低频信号又高的超音频信号,所以这种接收方式叫超外差式。
和直接放大式相比较,超外差式接收机具能有灵敏度高而工作稳定,选择性好而失真度小等优点,在实际生活中有着广泛的应用。
灵敏度是指接收机接收微弱信号的能力;选择性是指接收有用信号抑制无用信号的力,也就是分隔邻近电台的能力;失真度是指收音机输出信号波形与输入信号波形相比失真的程度。
灵敏度、选择性、失真度都是收音机的主要性能指标。
2.2接收机一种将载波频率和本振频率相结合,产生较低频率信号(IF)的无线接收机,与载波信号相比,中频(IF)信号容易进行解调。
三、正文3.1系统设计3.1.1设计目标和要求了解在高频(也包括低频)电子线路中所学过的单元电路在实际系统中的应用,掌握此接收机的组成,可实现的电路等。
3.1.2计的主要技术指标1.工作频率范围=88~108MHz2.灵敏度:5~30uV。
3.选择性:中频干扰比大于50dB。
4.频率特性:通频带2△f=200KHz。
此外,还要适当考虑输出功率,输入波形失真等问题。
3.1.3调频接收机的设计原理及框图调频接收机的工作原理图1-1 调频接收机组成框图3.1.4要部分的波形图及部分频谱1)混频器的前后输入波形本振信号2)中频放大器输入前后的波形3)鉴频器输入前后的波形图调频信号调制信号一般超外差调频接收机的组成框图如图1-1所示。
超外差调幅接收机的设计与制作学号:姓名:专业班级:指导老师:日期:年月日摘要随着社会的快速发展,电子信息技术几乎主宰了整个电器行业的发展,人们对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要求都很高。
要制作一个实用性比较好的电子产品就离不开高频电子电路,大到超级计算机、小到袖珍计算器,很多电子设备都用到了高频电子电路。
对于这次设计,我选择的是超外差式接收机。
在以前使用的都是调频接收机,随着科学技术的发展,出现了超外差式调频接收机。
所谓超外差,就是将所有要接收的电台在调频电路里调好以后,经过电路本身的作用,就变成另外一个预先设定好的频率,然后再经过放大和检波。
这个固定的频率就是由差额产生的。
如果我们在收音机内制造一个本地震荡,使它和外来高频调幅信号同时送到一个晶体管内混合,这种工作叫混频。
由于晶体管的非线性作用导致混频的结果就会产生一个新的频率,。
这就是外差作用。
采用了这种电路的接收机就叫外差式收音机,混频和振荡的工作,合称变频。
在本次设计中,其目的是得到一个调频接收机。
在超外差式调频接收机的设计过程中,应将其分为高频放大、混频、本振、中放、检波、低频放大六个部分。
整个电路的设计必须注意几个方面。
本次课程设计的目的主要是掌握系统各功能模块的基本工作原理,培养基本掌握电路设计的基本思路和方法,掌握接收系统调试等。
课程设计的要求是分析调频接收系统各功能模块的工作原理,提出系统的设计方案,对所设计电路进行调试。
在此基础上可进行创新设计,如改善电路性能;对系统进行仿真分析。
目录第一章课程设计内容 (3)1.1设计题目 (3)1.2设计目的 (3)1.3设计要求 (3)1.4电子元器件 (3)1.5设计步骤 (3)1.6设计报告总结 (3)第二章调幅接收机的设计原理及电路图 (4)2.1超外差调幅接收机的原理 (4)2.2 超外差接收机的接收原理 (4)第三章超外差调幅接收机的设计 (5)3.1方案选择及性能指标 (5)3.2 电源电压的选择 (5)3.3输入回路 (5)3.4变频级 (5)3.5中频放大、检波及自动增益控制电路 (8)3.6低频放大电路 (9)3.7末级功率放大器 (10)3.8部分元件的选择 (10)3.9电路仿真 (11)第四章安装与调试 (13)4.1安装 (13)4.2调试 (14)第五章课程设计心得 (19)第六章参考文献 (19)第一章课程设计内容1.1设计题目超外差调幅接收机组装和调试1.2设计目的1、掌握调幅接收机各功能模块的基本工作原理2、掌握调幅接收系统的调试过程及故障排除3、培养学生掌握电路设计的基本思想和方法4、培养学生分析问题、发现问题和解决问题的能力1.3设计要求1、分析调幅接收系统各功能模块的工作原理2、安装调试及测量结果1.4电子元器件调幅接收机套件1.5设计步骤1、收集相关资料,掌握调幅接收机的电路原理2、根据所提供的元器件,完成系统的制作安装、调试,并完善其设计功能1.6设计报告总结1、简述调幅接收机的工作原理,给出完整的电路原理图2、系统的安装过程及注意事项3、单元模块的调试及故障排除第二章调幅接收机的设计原理及电路图2.1超外差调幅接收机的原理超外差式接收机主要由输入电路、混频电路、中放电路、检波电路、低频放大电路、功率放大电路和扬声器或耳机组成。
超外差式调幅接收机课程设计1. 简介超外差式调幅接收机是一种常见的调制解调设备,用于接收调幅信号并将其解调成原始信号。
本次课程设计旨在通过设计一个超外差式调幅接收机来加深对该原理和实现方法的理解。
2. 设计要求根据任务名称,我们需要满足以下设计要求: - 设计一个超外差式调幅接收机电路。
- 实现对输入的调幅信号进行解调,输出原始信号。
- 设计并实现合适的频率选择电路,以滤除不必要的频率成分。
- 优化电路性能,使其具有较好的抗干扰能力和灵敏度。
3. 设计步骤步骤一:整体框架设计我们需要确定超外差式调幅接收机的整体框架。
一般来说,它包括输入级、中频放大和检波三个部分。
输入级负责接收并放大输入信号,中频放大负责进一步放大信号以增加灵敏度,检波则负责将高频信号解调为低频原始信号。
步骤二:输入级设计输入级主要负责接收并放大调幅信号。
可以采用共射放大器作为输入级的放大电路。
在设计时,需要选择合适的放大倍数和偏置电压,以确保信号得到适当的放大,并保持合适的工作状态。
步骤三:中频放大设计中频放大器负责进一步放大信号以增加灵敏度。
可以采用共基极放大器作为中频放大器的电路。
在设计时,需要注意选择合适的工作频率和增益,以确保信号得到适当的增强。
步骤四:检波设计检波电路是超外差式调幅接收机中最关键的部分,它负责将高频信号解调为低频原始信号。
常见的检波电路有包络检波和同步检波两种。
在本次课程设计中,我们选择较为简单的包络检波电路。
步骤五:频率选择电路设计为了滤除不必要的频率成分,我们需要设计一个合适的频率选择电路。
可以采用带通滤波器或低通滤波器来实现这一功能。
在设计时,需要根据实际需求选择合适的截止频率和滤波器类型。
步骤六:性能优化为了提高电路的抗干扰能力和灵敏度,我们可以采取一些措施进行性能优化。
可以添加适当的反馈电路来增加稳定性和线性度;可以加入合适的补偿电路来抵消非线性失真;可以在关键部件上添加合适的维护电路来保护电路免受干扰和过载等。
淮海工学院课程设计报告书课程名称:通信电子线路课程设计题目:简易调频接收机的设计系(院):通信工程系学期:2010-2011-1专业班级:通信082姓名:吕亮学号:030821231目录1 引言 (2)2 调频接收机的主要技术指标 (2)3 调频接收机的基本工作原理 (3)4 各部分性能设计 (3)4.1 高频放大电路 (3)4.2 本振电路 (4)4.3 混频器 (5)4.4 中频放大器及鉴频电路 (6)4.5 低频放大电路 (8)5 心得体会 (9)参考文献 (9)附录 (10)调频接收机的设计1 引言本次课程设计,其目的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,然后再进行放大和检波。
这个固定的频率,是由差频的作用产生的。
在超外差式调频接收机的设计过程中,应将其分为选频网络、高频放大、变频、中频放大、解调、低放和低频功放七个部分。
超外差式接收机能够大大提高接收机的增益、灵敏度和选择性。
超外差电路的典型应用是超外差接收机,其优点是:(1)容易得到足够大而且比较稳定的放大量,(2)具有较高的选择性和较好的频率特性,(3)容易调整;缺点是电路比较复杂,同时也存在着一些特殊的干扰,如像频干扰、组合频率干扰和中频干扰等。
随着集成电路技术的发展,超外差接收机已经可以单片集成。
社会发展到今天,现代化的工具显得越来越重要。
接收机的功能是恢复用于调制发射机的原始信号。
该过程称作解调,实现这一恢复功能的电路称作解调器。
检波器这一术语也在使用,有时将单个超外差式接收机的解调器称为第二检波器。
对于模拟解调器,我们希望能够使失真和噪声最小,这样输出信号波形就会尽可能地接近原始信号了。
2 调频接收机的主要技术指标(1)工作频率围:接收机可以接受到的无线电波的频率围称为接收机的工作频率围或波段覆盖。
接收机的工作频率必须与发射机的工作频率相对应。
第1章引言、设计任务描述、思路及方案1.1引言在本次设计中,其目的是得到一个超外差调频接收机机。
在超外差式调频接收机的设计过程中,应将其分为高频放大、混频、本振、中放、限幅、鉴频、低频放大七个部分。
整个电路的设计必须注意几个方面。
选择性好的级,应尽可能靠近前面,因在干扰及信号都不大的地方把干扰抑制下去,效果最好。
如干扰及信号很大,则由于晶体管的非线性,将产生严重的组合频率及其他非线性失真,这时滤除杂波比较困难。
为此,在高级接收机中,输入电路常采用复杂的高选择电路。
1.2设计任务描述设计题目:超外差式调频接收机1设计目的:巩固已学的理论知识,能够建立无线调频接收机的整机概念,了解调频接收机整机各单元电路之间的关系及相互影响,正确设计、计算接收机的各个单元电路。
2基本要求:(1)设计一个超外差式调频接收机,(2)设计指标1、接收频率范围 85~108MHz2、灵敏度≤1mV3、选择性≥50dB4、频率特性通频带为200KHz5、输出功率≥100mW1.3设计思路根据此次课程设计的要求,我设计的是超外差式调频接收机。
整个电路由六部分组成,分别为高频放大、混频、本振、中放、鉴频、低频放大。
(1)高频放大:高频放大器是用来放大高频信号的器件(在接收机中,高放所放大的对象是已调信号,它除载频信号外还有边频分量)。
根据高放的对象是载频信号这一情况,一般采用管子做放大器件,而且并联谐振回路作为负载,让信号谐振在信号载频(若有边频分量,便要设计回路的通频带能通过边频,使已调信号不失真)。
这样做的好处是:1)回路谐振能抑制干扰;2)并联回路谐振时,其阻抗很大,从而可输出很大的信号。
(2)混频:混频是将高频放大信号和本振信号混合,输出一个中频信号,在调频电路中,本振信号必须是独立的,这是与调幅电路最大的一个区别。
混频电路是一种典型的频谱搬移电路,可以用相乘器和带通滤波器来实现这种搬移。
(3)本振:本振电路用LC谐振回路来产生一个稳定的本地振荡频率,将这个稳定的谐振频率与高频放大输出信号混频,得到一个中频信号。
超外差接收机设计flaming第一章技术指标(基本函概)图表1传统的两级变频超外差接收机框图1.1接收信号频段1.2接收机噪声系数1.3接收机增益1.4接收机RF和IF滤波器指标包括通带插损、阻带抑制和带内波动等。
RF滤波器(预选器)主要功能是:·限制输入信号的带宽以使互调失真最小;·削弱寄生响应,主要是镜象频率和1/2中频频率问题;·抑制本振能量,以防止其到达天线。
IF滤波器主要功能是相邻信道选择性ACS和接收机三阶互调系数改善。
1.5灵敏度:接收机正常工作条件:输出功率和输出信噪比达到要求。
所以,接收机灵敏度为在给定要求的输出信噪比(误码率)的条件下,接收机所能检测到的最低(最小)输入信号电平。
与信道类型和传播情况有关。
1.6动态范围接收机高性能工作所能承受的信号变化范围。
1.7阻塞和杂散响应抑制由于一些无用信号的存在,使接收机接收有用信号质量降低而不超过一定限度的能力。
1.8互调响应抑制指接收机在与有用信号频率某一特定关系的两个或多个干扰信号存在时。
收信机接收有用信号的质量降低不超过一定限度的能力。
1.9相邻信道选择性(ACS)指当相邻信道上存在信号时,接收机有用信号质量降低不超过一定限度的能力。
该指标检验接收机邻道选择性。
ACS定义为指定信道的接收滤波器在该信道上的衰减和对相邻信道信号的衰减的比率。
1.10杂散辐射指发射机不发射功率时,在天线口测得的由接收机引起的辐射功率,主要是天线连接器和机箱的辐射引起。
第二章设计关键器件选型2.1射频滤波器指标接收链路上的RF滤波器主要用于对带外阻塞电平、混频镜像和半中频点的抑制,根据分析的结果,可以确定接收链路上RF滤波器的技术指标。
发射链路上RF滤波器主要用于抑制发射机输出的杂散,如本振泄漏、谐波等。
下表为大唐TD-SCDMA对RF滤波器的要求,主要来自于协议要求(其中灰色部分为发射要求),(对于有些频率评论不太清楚)但是imger(IF/2)=LO-IF/2本文其他地方没有提及,主要是:LO-imger(IF/2)=IF/2的二次谐波。
表格 1 大唐TD中RF滤波器指标2.2中频滤波器指标1.考虑接收机IIP3,为了减小IF滤波器后面的链路对整机IIP3的影响,在IF滤波器偏离中心频率(测试频率)处,提出滤波器选择性S的值,要求S大。
2.对于收信机,中频滤波器主要考虑选频和ADC之前的抗混叠滤波,在发信通道上中频滤波器主要用于抑制DAC输出的镜像。
下面参考大唐TD-SCDMA设计:2.3混频器的选择对于发信机,混频器关键在于LO 到RF 端口的隔离。
为了获得良好得线性度,混频器输入口输入信号要小,通常负十几dBm (具体要通过评估板测试看看),同时高的本振电平也可以提高混频器线性度(参考本文3.2)。
对于收信机,混频器主要指标是IIP3(主要3阶互调成分)和IIP2(主要半中频),采用高的LO 电平,可以提高混频器的IIP3。
第三章 问题解答3.1双平衡无源混频器P LO 和RF 入口P -1dB 关系在TD -SCDMA 系统RXB 和TXB 中,本振信号采用的是17 dBm 的大信号,采用如此大信号的原因如下。
对于RXB 和TXB 中采用的无源混频器的基本电路结构如下图所示。
图表 2无源混频器基本电路结构在该电路中输入输出两个变压器由于其对共模成分的抑制,从而实现了LO 、IF 和RF 这三者之间的相互隔离,实现值在30 dB 以上,符合所用混频器SYM-22H 数据手册上的指标。
对于上图所示的混频器的基本结构,4个二极管的作用是在本振信号的激励下产生周期的开关功能,从而本振信号的幅度必须要大于二极管的开启电压。
对于Ge 二极管而言,开启电压的峰值是0.35 V ,(均值21)从而本振信号的强度必须大于()dBm 9.61000250235.0log 102=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯≥LO P (1)此时为保证正常工作,输入的射频信号幅度必须满足22LO RF LO V V V ≤≤-(2)从而输入射频信号的强度就必须小于dBm1100025035.0log 102≈⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯≤RFP(3)1 dBm 最大输入射频信号强度的指标并不是很好。
根据SYM-22H 数据手册,其最大输入信号可到10 dBm 。
对于这样的指标,混频器的基本电路结构必须改变,也既是每个二极管都用3个二极管来替换,如下图所示。
则此时输入射频信号的强度就为()dBm 101000250335.0log 102≈⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯≤RFP(4)同样本振信号就必须满足()dBm 1610002502335.0log 102=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯≥LOP(5)这就是为什么在SYM-22H 数据手册中,最大输入信号的指标要达到10 dBm ,本振信号必须为17 dBm 的原因。
3.2半中频信号的抑制来自何处?SYM-22H 混频器对半中频信号自然就有40 dB 以上的抑制,这种抑制来自何处?通过对电路结构的分析可以得到解释。
由于本振信号的激励,使得二极管桥周期开关,形成开关电路。
理想情况下,开关电路的特性可表示为下图。
此时开关函数的傅立叶级数展开为()∑∞=⎪⎭⎫ ⎝⎛=12sin 2sin 4)(n LO t n n n t K ωππ(6)最终,输出中频信号为()RF t n n n IF n LO ⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛=∑∞=12sin 2sin 4ωππ(7)对于半中频而言,是由本振的2次谐波和射频的2次谐波混叠产生。
根据公式(6),本振的2次谐波(n = 2)不存在,也既是说理想情况下,双平衡无源混频器对任何偶次谐波的抑制为无穷大。
但是实际情况下,电路不能做到完全的平衡,例如下图所示。
上图的来历是对混频器的仿真结果。
从而根据上述讨论,由于电路结构的不能完全平衡和器件非理想特性,从而导致了混频器对半中频信号存在40 dB 以上的有限抑制。
第四章 CDMA 手机射频前端设计中的几个关键问题CDMA(码分多址)要求在低于0dB 载-干比的接收信号中解读出有用的信号,要求CDMA 手机或者基站有一个高性能的射频前端和DSP 基带处理电路。
本章提供了一系列根据协议IS-98-A 估算CDMA 移动台射频参数的方程。
outcorr I _:相关器输出端干扰信号;in corr I _:相关器输入端干扰信号;RF BW :CDMA 系统传输带宽(射频信道带宽);INFO R :基带信号带宽;()in corr I C _:相关器输入载-干比;()out corr I C _:相关器输出载-干比;G P :相关器处理增益;t b N E :相关器输出端,平均每个信息位的能量与等效噪声功率谱密度比;or I :基站天线接口处测得前向CDMA 信道功率; or I ):在移动台天线入口处测得接收信号;oc I :一个限制带宽的白噪声干扰源or c I TrafficE :基站前向业务信道平均每个PN 码片的发送功率占整个前向信道发送功率的比率;st I :单音干扰引起的、落入接收频带内的等效输入干扰电平;RMXG I :单音干扰引起互易混频干扰信号电平;XMOD I :单音干扰引起的交调干扰信号电平;4.1 IS-95前向信道及基本CDMA 方程CDMA 系统基于直序扩频(DS-SS)通信技术。
基本原理:利用一个伪随机(PN )序列对基带信号进行调制,由于PN 序列的码片速率远远大于基带信号速率,经过调制后,基本带信号频谱被展宽到PN 序列带宽,并具有了伪随机和类似噪声的特征。
接收机接到信号后,利用一个与发端PN 码同步的副本做相关的运算进行调制。
由于PN 序列是一种自相关的二进制序列,不同PN 序列之间具有很低的互相关。
当相关器中的PN 序列和嵌入CDMA 信号的PN 序列相匹配时,目标信号被解扩到扩频前的原始带宽;不匹配的输入信号(接收噪声、干扰信号或其他不同步的CDMA 信号)则扩频到PN 序列的带宽。
紧跟解扩器之后的数字滤波器具有与基带信号相同的带宽,完全选通基带信号而只允许干扰信号频谱中一部分通过。
在基站的发射机输出端,通信信道、引导信道、同步和寻呼信道都经多路复用且后在一个无线信道上发送。
因此,每个用户通信信道的功率表示这一前向CDMA 信道总功率的一小部分。
通过数字滤波器进行带宽限制后,一个CDMA 无线信道的3dB 带宽为1.23MHz 。
由于CDMA 系统的信息是双相位调制的,调制过的信号包络并不是固定的。
前向CDMA 信号的峰值与平均值比率(PTAR )是10dB 。
因此,为了对接收信号进行相应的检测和解调,接收机应该在接收信号功率所允许的范围内保持线性。
所以,相关器输出端的干扰信号outcorr I _相比与输入端的干扰信号in corr I _被减小了一定的比例。
该比率就是CDMA 的传输带宽RF BW 与基带信号带宽INFO R 之比,同时相关器输出端载-干比()out corr I C _相对于输入载-干比()in corr I C _也相应增加了相同的比率,这个比率叫CDMA系统的处理增益G P。
基站天线口信道发射功移动台天线口白噪声干扰源Ioc单一业务信号功率Ec图表 3 CDMA扩频系统参数示图)1(INFORFP RBWG=)2(__PincorroutcorrGII=()())3(__PincorroutcorrGICIC⋅=经过数字滤波器后,相关器输出端的信号和干扰具有相同的带宽(INFOR),所以有:)4()/(_tbINFOtINFOboutcorr NERNREIC=⨯⨯=即:())5(/_Pincorrtb GICNE⋅=N t为相关器输出端等效噪声功率谱密度,它包括热噪声和来自其他干扰源的干扰。
扩频系统中,干扰信号在解扩器中被转换为噪声。
每个CDMA信道(从基站到移动台)由多个逻辑信道(包括一个导频信道,最多一个同步信道,最多7个寻呼信道,和最多63个业务信道)组成,它们占有相同的频带,共享一个PN码相位。
这些信道通过一个基于Walsh函数的64位正交PN码加以区分。
业务信道的数据被一个基于Walsh码BPSK调制,然后再由一对基站PN码QPSK调制,最终单一用户的业务信道数据速率达到码片速率(1.2288Mcps)。
基站发送器的输出,将所有业务信道和导频、同步及寻呼信道被相互叠加到一起,然后安排到同一射频信道上发射出去。
所以每个用户只站前向CDMA信道总功率的很小部分,经过数字滤波后,前向CDMA信道3dB带宽(BW RF)为1.23MHz。
假设在基站天线接口处测得前向CDMA信道功率为orI,经过单一路径被移动台接收,在移动台天线入口处测得接收信号为orI)。