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1、高频电子线路期末作业 无线收发射机系统设计学 院： 信 息 学 院 专 业： 通信工程 设计无线收发射机系统一题目 设计无线收发射机系统。二设计步骤第一步：复习有关知识，仔细分析题意，参照课本及相关资料大致整理一下思绪。收集整理设计时候需要用到的相关理论原理，电路原理框图。第二步：根据设计要求以及国家标准给出该无线收发射机系统主要性能指标，以及指标定义依据。 第三步：分别阐述发射装置以及接收装置的工作原理，描绘发射装置以及接收装置的结构框图，并写出每个模块相关信息，并指出如何调整各个模块的性能。说明各组成部分功能和指标， 及如何保证整机指标。第四步：给出各功能模块输入输出信号，信号波形与频谱示
2、意图。 第五步：画出该无线收发射机各组成部分的电路图，并给出各功能电路的主要电路参数。三设计原则 首先，要明确要设计的无线收发射机系统是工作在短波段或超短波段的。设计时，需知道短波段或超短波段对应的波长范围和调频范围，防止系统工作的波段高于或低于规定波段。 其次，要熟悉无线电收发系统按照调制方式可分为调幅（AM）收发系统、调频（FM） 收发系统、调相（PM）收发系统以及他们的组合调制系统，本系统采用调频方式。 设计的具体原理：无线收发射机系统原理分为二部分，发射机原理和接收机原理。发射机设计原理一般我们接触的信号都是微弱、缓变的电信号，要想把其远距离发射出去， 让第二方接收到，通常要通过调制、
3、放大、解调、滤波等中间变换。如图 研究的音频信号，就是一个低频信号，要想让它发射出去，就得需要一个高频载波信号，进行调制，然后把它放大，经天线才能把它发送出去。首先要设计一个高频振荡器，把要调制的信号与载波信号发生作用，使其为已调波，然再设置放大电路，保证该信号能够发送出去。其实调频发射机由三部分组成：低频部分；由声电变换器和低频放大器组成，实现声电变换，并对音频电信号进 行放大，使其满足调制器的要求。高频部分；由主振器、缓冲器、高频电压放大、振幅调制器、高频功率放大器组成，实现载波的产生，放大和振幅调制。传输线和天线部分；它完成将已调拨通过天线以电磁形式发射出去。主振器产生的高频振荡信号经缓
4、冲、放大后，作为高频载波电压送给振幅调制器。接收机设计原理：首先将接收来的电台信号进行调谐，然后把这个信号和电路本身的振荡信号（通常称为本机振荡），产生一个差额信号，我们把这一过程叫做混频，电台信号经过变频后，产生了一个易于调节的中频信号，一般为 465kHz 或 455KHz，再经过中频放大、检波电路将音频信号解调出来，最后交给低放级放大到我们需要的电平强度，然后推动扬声器发出足够的音量。若要求超外差式收音机得到更高的灵敏度，在调谐回路与混频之间还可以加入高频放大级然后再去混频。 另外在中放级和检波电路间加一自动增益控制 电路，可以有效的。具体框图如图四系统主要性能指标以及指标定义依据。 (
5、1)、工作频率或波段 发射机的工作频率应根据调制方式，在国家或有关部门所规定的范围内进取。 广播通信常用的划分表如下： 对于调频波发射机工作频率一般在超短波范围之内。此次设计要求中，我们选用的是短波或超短波波段。（2）无线电发射机主要性能指标，以及指标定义依据 1、发射频率 f0 和频率范围 所谓的发射频率 f0 是指载波频率，频率范围是指可以变动的范围。 2、发射功率 P 发射功率 P是指接上负载后实际输出的功率。 3、输出阻抗 对于调频广播而言，一般要求输出阻抗为 50 ；对于电视差转而言一般要求为 75 。 4、残波辐射就是杂波与输出功率之比。 5、音频输入阻抗和电平音频输入端要求的阻抗
6、和功率之比。 6、失真率 失真率就是指已调波在规定频偏的情况下经理想解调后单音频信号的失真率。 7、信杂比是指已调波在规定频偏的情况下经理想解调后有用信号功率与噪声功率之比。 8、频率响应是指已调波在规定频偏的情况下经理想解调后输出音频的幅频相应。 9、效率是指输出功率 P与电源消耗的总功率 P0 之比。一般用 表示。 P = P0 4 / 15（3）无线接收机主要性能指标，以及指标定义依据1、信噪比 信噪比是指在一定的输入信号电平下，接收机的输出端的信号电压与 噪声电压之比。 S +D+N 具体公式如下：S/N= D + N 其中，S 为有用信号，D 为谐波失真，N 为噪声。 2、灵敏度 接
7、收机的灵敏度是指在规定的音频输出信噪比下，产生标称输出功率所需要的最小输入信号电平。 3、接收机抗干扰性能 1、双信号选择性：双信号选择性是指接收机再有信号存在时，对邻近信道干扰信息的抑制能力，它反映了接收机的实际抗干扰能力。 2、中频抑制：中频抑制是指为了产生相同的音频输出电压或功率，接收机中频频率 上的输入信号电平与调谐频率上信号电平之比。 3、镜像抑制：单信号镜像抑制是指为产生相同的音频信号输出电压或功率，接收机 镜像频率上的输入信号与调频频率上的输入信号之比。 4、俘获比：俘获比是指接收机在接受同频率信号时，抑制较弱信号而选择较强信号的能力。 5、调幅抑制：调幅抑制表示调频接收机对输入
8、信号中调幅成分的抑制能力。 4、中频频率 按照国家标准选择。 5、整机电压频率特性 整机电压频率特性是指输出端上的负载电压与调制频率的关系。 6、整机电压谐波失真 整机电压谐波失真是指用一正弦波调制的信号加到接收机上时，接收 机输出段出现各次谐波分量的均方根值与总输出电压值比。具体公式：7、去加重 按国家标准要求应为 20us. 8、最大有用功率 整机电压谐波失真为 10%时的输出功率称为最大有用功率。五发射装置与接收装置详细分析 （1）工作原理本方案主要由三级高频电路组成，其中第一级是高频振荡器，由三极管、电容、电感组成电容三点式振荡电路，产生 7478MHZ 范围内任一频率的振荡信号，然后
9、把要发送的音频信号传送到振荡器上，便可以对音频信号进行调制；第二级为倍频器，除了倍频功能外，还可以起到隔离和推动作用，即减轻末级对振荡频 率的影响；第三级为功率放大器，即将信号放大并经天线连将调制信号发射出去 最后用收音机对信号进行接收。如图： （1）接收机械组成框图（2）电路原理图及各组成部分功能和指标电路原理图 1、输入调谐电路 输入调谐电路输入调谐电路由双连可变电容器的 CA 和 T 1 的初级线圈 Lab 组成，是一并联谐振电路，T l 是磁性天线线圈，从天线接收进来的高频信号，通过输入调谐电路的谐振选出需要的电台信号，电台信号频率是 f=l2LabCA，当改变 CA 时，就能收到不同
10、频率的电台信号。 2、中频放大电路 它主要由 VT2、VT3 组成的两级中频放大器。第一中放电路中的 VT2 负载 是中频变压器 T4 和内部电容组成，它们构成并联谐振电路，谐振频率是 465KHz，与前面介绍的直放式收音机相比，超外差式收音机灵敏度和选择性都 7 提高了许多， 主要原因是有了中频放大电路， 它比高频信号更容易调谐和放大。 3、检波和自动增益控制电路 中频信号经一级中频放大器充分放大后由 T4 耦合到检波管 VT3，VT3 既起 放大作用，又是检波管，VT3 构成的三极管检波电路，这种电路检波效率高， 有较强的自动增益控制(AGC)作用。AGC 控制电压通过 R3 加到 VT2
11、 的基极，其 控制过程是： 外信号电压Vb3Ib3Ic3Vc3通过 R3 Vb2Ib2 Ic2外信号电压 检波级的主要任务是把中频调幅信号还原成音频信号，C4、C5 起滤去残余 的中频成分的作用。 4、前置低放电路 检波滤波后的音频信号由电位器 RP 送到前置低放管 VT4， 经过低放可将音 频信号电压放大几十到几百倍，但是音频信号经过放大后带负载能力还很差， 不能直接推动扬声器工作，还需进行功率放大。旋转电位器 RP 可以改变 VT4 的基极对地的信号电压的大小，可达到控制音量的目的。5、功率放大器(OTL 电路) 功率放大器(OTL 电路) 功率放大器的任务是不仅要输出较大的电压，而且能够
12、输出较大的电流。 本电路采用无输出变压器功率放大器，可以消除输出变压器引起的失真和损 耗，频率特性好，还可以减小放大器的体积和重量。 VT5、VT6 组成同类型晶体管的推挽电路，R7、R8 和 R9、R10 分别是 VT5、VT6 的偏量电阻。变压器 T5 做倒相耦合，C9 是隔直电容，也是耦合电容。为了减 少低频失真，电容 C9 选得越大越好。无输出变压器的功率放大器的输出阻抗 低，可以直接推动扬声器工作。七各功能模块输入输出信号，信号波形与频谱示意图 各功能模块输入输出信号，信号波形与频谱示意图 在仿真时，直接在驻极体话筒处输入一频率为 1KHz、幅度为 50mV 的正弦信号， 其各环节的
13、仿真图如下各图所示： 7-1原输入信号波形 输入信号频率应为 300Hz3400Hz，幅度不宜过大，否则在进行音频放大时 会出现失真。 7-2音频放大信号波形 7-3 FM调制信号波形 7-4功放后的信号波形八无线收发射机各组成部分的电路图，并给出功能电路的主要电路参数（1） 发射装置图中，Q1、L2、C4、C5 组成电容三点式震荡电路产生 74-88MHz 范围内任一频率震荡信号，Q2 组成倍频器，Q3 为功率放大级， 输出约 5mW 的功率。调制信号由 Q3 放大，经 C11 到天线，将调制信号发射出去。 天线可用音频输入线兼做天线。其中 L4 是隔离电感（用音频线做天线时必须用到），空心
14、线圈 L2 为频率调节器，调节它可使接收频率在 75MHZ，这样接收机可 接收到清晰的语音信号， 调节空心线圈 L3 可以增加发射距离（3）用到的各原件明细（2）接收电路高频功率放大电路其具体的工作原理如下： 从天线 ANTA1 接收到的高频信号经过 CA1、CCA1、LA1 组成的选频回路，选取信号为 fs=10.7MHZ 的有用信号，经晶体管 QA1 进行放大，由 CA3、TA1 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 CB1 耦合进入 ICB1(MC3361)。（2）混频电路 （a） 原理电路 (b) 等效电路（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。 下图（a）是 LC 单调谐中频放大电路， （b）为它的交流等效电路。 (a)中频放大电路 （b）中频等效电路（4）鉴频电路 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
