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1、高频电子线路高频电子线路课程设计课程设计调频接收机调频接收机班班级级： ：电电子信息子信息4姓名：岳姓名：岳鹏鹏学号：学号：1 4 7 1调频接收机设计报告调频接收机设计报告一、一、实验目的实验目的：通过本实验，要求掌握、基本的调频接收机电路的组和调试方法，了解集成电路单片接收机的性能及应用。二、二、调频接收机的主要技术指标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 88108MH，是因为调频广播收音机的工作范围也为 8810
2、8MHz2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 530uV。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。三、三、调频接收机组成调频接收机组成调频接收机的工作原理图一图一 调频接收机组成框图调频接收机
3、组成框图一般调频接收机的组成框图如图一所示。其工作原理是：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。混频级的输出接调频回路选出中频信号（f2-f1） ，再经中频放大器放大，获得足够高增益，然后鉴频器解调出低频调制信号，由低频功放级放大。由于天线接收到的高频信号经过混频成为固定的中频，再加以放大，因此接收机的灵敏度较高，选择性较好，性能也比较稳定。输入回路高频放大混 频低频功放中频放大本机振荡天线四四. .单元电路设计单元电路
4、设计1. 高频功率放大电路如下图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 RA2,RA3,RA4 及 RA6 决定，其计算方法与低频单管放大器相同。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 MC3
5、361。TA1CA1 33pCA5 0.1UFCA40.01ufLEDA1 QA13DG12CKA1+12RA1 1KANTA12.2uhLA1CA2 103CCA1RA3 18K5.1K RA250KRA4 10KRA6 1.5KCA3120pRA5 1KJA1TTA1TTA2 JB12.混频电路因为中频比外来信号频率低且固定不变，中频放大器容易获得比较大的增益，从而提高收音机的灵敏度。在较低而又固定的中频上，还可以用较复杂的回路系统或滤波器进行选频。它们具有接近理想矩形的选择性曲线，因此有较高的邻道选择性。如果器件仅实现变频，振荡信号由其它器件产生则称之为混频器。二极管环形混频器四个二极管
6、组成平衡电路如下图所示。构成的二极管环形混频电路中，各二极管均工作在受参考信号控制的开关的状态，它是另一类开关工作的乘法器。具有如下特点：1 结构上四个二极管接成环形。作为混频时，环形的两个对角端AB 和 CD 通过变压器接入本振信号 VL 和有用信号 VS.2 如果电路平衡,则各端口是相互隔离的,即 L 端口的本振信号不会通到 R 端,R 端口的有用信号不会窜入 L 端,有用信号和本振信号均不会通到 I 端.3 有增益,存在损耗.作为混频器时,混频损耗的理论值为 4dB4 为调幅器时,考虑到高频变压器的低频频率特性差的缺点,调制信号改从端口输入,载波信号从端口输入,从端输出振幅调制信号.3.
7、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，图（b）为它的交流等效电路。图中 B1、B2 为中频变压器，它们分别与 C1、C2 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
8、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 Bf2- f1fd/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。4.鉴频电路下图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。5.MC3361 的功能介绍：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 MOT
9、OROLA 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。主要应用在二次变频的通讯接收设备。其主要特性如下：a 低功耗（在 Vcc=4.0V，耗电典型值仅为 3.9mA）b 极限灵敏度：2.6uV(-3bB)（典型值）c 少量的外接元件d 工作电压：2.08.0Ve DIP16 和 SO-16 两种封装形式f 工作频率：60MHz(max)MC3361 内部电路如下 :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(29V)，能在 2V 低电源电压条件下
10、可靠地工作，耗电电流小(当 Vcc=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。它的内电路结构框图如图 1 所示。IC 内设置有双平衡双差分混频器、电容三点式本机振荡器、六级差动放大器构成的调频 455kHz 宽带中频限幅放大器、双差分正交调频鉴频器、音频放大器及静噪控制电路。MC3361 的内部振荡电路与 Pin1 和 Pin2 的外接元件组成第二本振级，第一中频 IF 输入信号 10.7MHz 从 MC3361 的 Pin16 输入，在内部第二混频级进行混频，其差频为：10.700-10.245=0.455MHz，也即
11、 455kHz 第二中频信号。第二中频信号由 Pin3 输出，由 455kHz 陶瓷滤波器选频，再经Pin5 送入 MC3361 的限幅放大器进行高增益放大，限幅放大级是整个电路的主要增益级。Pin8 的外接元件组成 455kHz 鉴频谐振回路，经放大后的第二中频信号在内部进行鉴频解调，并经一级音频电压放大后由 Pin9 输出音频信号。Pin12Pin15 为载频检测和电子开关电路，通过外接少量的元件即可构成载频检测电路，用于调频接收机的静噪控制。MC3361内部还置有一级滤波信号放大级，加上少量的外接元件可组成有源选频电路，为载频检测电路提供信号，该滤波器 Pin10 为输入端，Pin11
12、为输出端。Pin6 和 Pin7 为第二中放级的退耦电容。.画出完整的电路1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeA4Date:4-Jan-2005 Sheet of File:E:11.SCHDrawn By:TA1CA1 33pCA5 0.1UFCA4 0.01ufCRB1 10.245MLEDA1 QA13DG12CKA1+12U? RES2ANTA12.2uh LA1CA2103CCA1RA3 18K5.1K RA2U? POT2RA4 10KRA6 1.5KCA3120pCB6 0.1UF0.1UF0.01ufCB120pfCB7 0.1UFCB
13、9 0.1UFRA5 1KLB120KRB11KLEDB1KB1+51618215637459IC MC3361220pfCB4455KHZ FLB13.3KRES2CB8 104CB5CB2680uhRB2五五. .实验内容实验内容(1).按下开关，调试好小信号放大单元电路，调试好高频功率放大单元电路。(2).连接好发射电路和接收电路（连LE2、LE1、LE3、LE4、LE5、LE6、LA1、LB1） ，同时用实验箱所配的天线（一端带夹子的导线）分别将发射单元的天线 ANTE1 和本实验单元天线 ANTA1 连好.(3).在不加调制信号的情况下，接通发射电路和接收电路的电源，调节变容二极管单
14、元的 L84，用示波器探头测量 TTB2，当 TTB2 处有455 KHz 的信号输出时，说明调频单元的工作频率在 10.7MHz 附近。此时从处加入 1KHz，峰峰值为 100mV 左右的调制信号，则从TTB1 处用示波器可观测到输出的解调波。(4).当从 TTB1 处观察鉴频输出信号，此时如果波形失真可以微调LB1 和微调 L84。注意观察鉴频信号频率与调制信号频率是否一致，幅度大小与调制频偏的关系（调制频率可以通过改变调制信号大小来改变） 。如果 TTB1 处的信号失真，一般要考虑是否调制信号幅度过大以及变容二极管调频产生的调频信号的中心频率偏高 10.7MHz太远。六六. .心得体会心
15、得体会在拿到设计题目后的几天里，查阅了图书馆，书店，和internet 网，查阅了大量的调频接收机设计的资料，并且整理了它们。通过这次的课程设计让我了解了无线电信号的产生、发射和接收过程，尤其是懂得了接收机的完全工作原理。在今后的实践工作中，它将带给我无穷的设计思路和指导。无线电信号的接受过程正好和发送过程相反。在接收处，先用接收天线将收到的电磁波转变为已调波电流，然后从这已调波电流中检出原始的信号。最后再用听筒或扬声器将检波取出的音频电流转为声能，人就听到了发射机处发送的语言、音乐等信号。但是，接收天线所收到的电磁波很微弱。为了提高接收机的灵敏度，可在检波器之前加一级至几级高频小信号放大器，
16、然后再检波。检波之后，再经过适当的低频放大，最后送到扬声器或耳机中转为声音，这样的接收机叫做直接放大式接收机。它的缺点是，对于不同的频率，接收机的灵敏度和选择性变化叫剧烈，而且灵敏度因为受到高放不稳定的影响，不能过高。所以现在的接收机几乎全是超外差式接收机，包括上面的两个实验。超外差式接收机的基本原理是：从天线收到的微弱高频信号先经过一级或几级的高频小信号放大器放大，然后送至混频器与本地振荡器所产生的等幅振荡电压想混合，所得到的输出电压包络线形状不变，仍与原来的信号波形相似，但载波频率所转换为两个高频频率之差， （或和） ，这叫做中频。中频电压再经中频放大器放大，送入检波器，得检波输出电压。最后检波输出电压经低频放大器放大，送到扬声器（或耳机）中转变为声音信号。作为一个电子方面的大学生，在今后的工作中难免需要很强的实践动手能力，所以这次课程设计实践对我来说是很值得珍惜的好机会。这次课程设计，虽然短暂，但却给了我一次自主设计电路的机会。在设计过程中，以前书本上的内容第一次完完全全的在
