超外差式调频(FM)收音机(硬件部分)

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(二 〇 一 六 年 一 月课程设计报告 学校代码: 10128学 号:************题 目:超外差式调频(FM )收音机(硬件部分)学生姓名:学 院:信息工程学院系 别:电子系班 级:电子13-1****:***目录第一部分调频收音机原理及电路组成 (1)一、调频收音机原理 (1)1频率调制 (1)2 调频收音机原理 (2)二、调频收音机电路组成 (2)三、调频收音机主要芯片 (3)(一)调频高频/混频电路TA7358AP (3)(二)中频放大器MC1350 (4)(三)运算放大器TL082 (7)(四)乘法器MC1496 (8)(五)音频功放LM386 (9)第二部分调频收音机的个单元电路设计与电路功能验证 (11)一、高频及混频电路设计与电路功能验证 (11)(一)高频及混频电路 (11)(二)混频数据及数据结果分析 (12)二、中频放大电路设计与电路功能验证 (13)(一)中频放大电路 (13)(二)中放数据及数据结果分析 (14)三、鉴频及低频放大电路设计与电路功能验证 (14)(一)鉴频及低频放大电路设计 (14)(二)鉴频及低放数据及数据结果分析 (15)第三部分单元电路级联与收音机效果验收 (16)一、收音机效果验收 (16)三、课程设计体会及建议 (16)第一部分 调频收音机原理及电路组成一、调频收音机原理1频率调制调频(FM )是用音频信号去调制高频载波的频率,使高频载波的瞬时频率随调制信号而有规律的变化,载波的幅度保持不变。

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。

设调制信号为:t Ω=ΩΩcos U )t (U m载波信号为:t C C C ωcos U )t (U =调频时,载波电压振幅度Ucm 不变,而载波瞬时间频率则随调制信号规律变化,即为:)(t t U K t C C C C ωωωω∆+=+=Ω)()(f 式中C ω为载波角频率,又称为调频波中心频率;f K 为比例常数表示载波频率变化随调制信号变化的程度大小。

其值由调频电路决定,单位是弧度/秒·伏(rad/s ·v );)()(f t U K t C Ω=∆ω为瞬时角频率相对于中心频率的频率偏移,简称频偏。

调频后载波瞬时相位也会产生变化,其瞬时相位为())()()(00t t dt t U k t dt t t c t t f c ∆Φ+=+==Φ⎰⎰Ωωωω式中,ωct 为未调频时载波相位;()dt t U K t tf )(0⎰Ω=∆Φ为调频后,瞬时相位相对于t c ω的相位偏移。

调频波的数字表示式为()])(cos[0dt t U K t U t U t f c FM ⎰Ω+=ω根据上式可画出调频波的波形图,如图一所示。

图一 调频从调频波形可见,调频波振幅保持不变。

调频波的频率跟随信号的变化规律 而改变。

即当调制信号幅度最大时,调频波最密,频率最大;而当调制信号负的绝对值最大时,调频波最稀疏,频率最低。

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87MHz-108MHz,主要靠空间波传送信号。

2 调频收音机原理收音机的原理是把从天线接受到的高频信号,经检波还原成音频信号,送到扬声器变成音波。

是把接收到的电台高频信号,用一个变频级电路将它转化为频率固定的中频信号,然后再对这个中频信号进行多级放大,再检波,低放。

由于不同频率的无线电波用途较广、接受的电波较多,所以音频信号就会互相干扰,导致音响效果不好,所以当要选择所需的电台并把不要的信号“滤掉”,以免产生干扰,所以在我们收听广播时,使用选台按钮。

由于中频固定,且频率比高频已调信号低,中放的增益可以做的较大,工作较稳定,通频带特性也可做的理想、这样可以使检波器获得足够大的信号,从而使整机输出音质较好的音频信号,所以中频调谐放大电路可以做到选择性好、增益高又不易自激。

这样灵敏度和选择性都可大幅度改善,而且可使整个波段接受灵敏度均匀。

二、调频收音机电路组成超外差式FM收音机原理框图如图二所示:收音机通过调谐回路选出所需的电台,送到变频器与本机振荡电路送出的本振信号进行混频,然后选出差频作为中频输出(我国规定的FM中频为10.7MHZ),中频信号经过检波器检波后输出调制信号(低频信号),调制信号(低频信号)经低频放大、功率放大后获得足够的电流和电压,即功率,再推动喇叭发出响的声音。

FM广播:88—108M98.7—118.7M图二FM收音机原理框图要求:阐述调频收音机的工作过程,画出各阶段信号的波形及频谱图。

(高频、中频、低频)三、调频收音机主要芯片(一)调频高频/混频电路TA7358AP1.TA7358芯片简介TA7358在超外差式调频(FM)收音机中做调频段高放/混频电路。

其性能、参数如下:单列直插9脚封装;工作电压=1.6~6V,最大值=8V;电源电流=5.2mA,静态电流=5.2mA;允许功耗=500mW;本停振电压=0.9V;本振电压=150~350mV;限幅灵敏度=3~7dBu;变频增益=31dB,工作温度=-20~70℃,贮存温度=-55~125℃。

2.TA7358内部电路分析1)内部框图(英文)图1.3.1 TA7358内部框图(英文)2)内部框图(中文)图1.3.2 TA7358内部框图(中文)3)内部电路图a 图b图c4)管脚用途分析①为射频输入、②外接旁路电容接地、③为射频输出、④为混频输入、⑤接地、⑥为混频输出、⑦和⑧外接本地振荡,使得图c构成电容三点式、⑨接VCC(二)中频放大器MC13501.MC1350芯片简介The MC1350 is an integrated circuit featuring wide range AGC for use as an IF amplifier in radio and TV over an operating temperature range of 0︒ to +75︒C.Power Gain: 50 dB Typ at 45 MHZ 50 dB Typ at 58 MHZAGC Range: 60 dB Min, DC to 45 MHzNearly Constant Input & Output Admittance over the Entire AGC RangeY21 Constant ( ±3.0 dB) to 90 MHzLow Reverse Transfer Admittance: < < 1.0 μmho Typ12 V Operation, Single±Polarity Power Supplymc1350是集成电路具有宽范围AGC作为中频放大器在广播和电视在0操作温度范围为±75 C.•功率增益:在45兆赫,50分贝典型在58兆赫,50分贝典型增益范围:60分贝时,直流到45 MHz几乎恒定的输入和输出在整个AGC范围导纳Y21常数(±3分贝)90兆赫低的反向转移导纳:<< 1姆欧型12伏操作,单电源供电2.MC1350内部电路分析1)内部电路图1.3.3 MC1350内部电路2)管脚分析①接电源VCC、②接电源VCC、④和⑥为信号输入、⑤为增益输入、⑦接地、⑧做输出Q1、Q2管是为Q3、Q4、Q5、Q6提供静态工作点,并且静态工作点小,放大倍数小。

两个二极管构成稳压管,使得三极管基极有稳定电压,从而与 2.8K、200、200、2.8K一起为Q7、Q8提供静态工作点3)外围电路连接及分析图1.3.4 MC1350外围电路相关参数:The input amplifiers (Q1 and Q2) operate at constant emitter currents so that input impedance remains independent of AGC action. Input signals may be applied single±ended or differentially (for ac) with identical results. Terminals 4 and 6 may be driven from a transformer, but a dc path from either terminal to ground is not permitted.输入放大器(Q1和Q2)在恒定的发射极电流,输入阻抗是独立的AGC动作操作。

输入信号可应用于单端或差分(交流)相同的结果。

端口4和6可由变压器驱动,但不允许从端子到地面的直流路径。

AGC action occurs as a result of an increasing voltage on the base of Q4 and Q5 causing these transistors to conduct more heavily thereby shunting signal current from the interstage amplifiers Q3 and Q6. The output amplifiers are supplied from an active current source to maintain constant quiescent bias thereby holding output admittance nearly constant. Collector voltage for the output amplifier must be supplied through a center±tapped tuning coil to Pins 1 and 8. The 12 V supply (V+) at Pin 2 may be used for this purpose,AGC Amplifier Section Input Amplifier Section Bias Supplies Output Amplifier Section separate 15 V supply (V+ +) is used, because the base voltage on the output amplifier varies with AGC bias.AGC动作发生的结果,对造成这些晶体管Q4和Q5进行更多从而调车信号电流从中间级放大器Q3和基地,提高电压Q6。