学号：00111139 姓名：冉徐衎高频电子线路大作业学号：00111139姓名：冉徐衎超外差收音机仿真和实物测试报告实验原理器件：“速达”SD925-2贴片收音机超外差收音机，首先把接收到不同频率的电台信号，都变成固定的中频信号(我国规定中频信号是465kHZ)，由中频放大器进行放大,然后进行检波，这样就克服了直放式收音机在接收不同频率的时候灵敏度不均匀的缺点而且固定频率的中频信号既便于放大又便于调谐因此超外差式收音机具有灵敏度高、选择性好的特点这也是超外差收音机名称的由来原理方框图：为了分析方便，超外差式收音机的工作过程可以画成方框图，如图1-1所示从图1-1所示可以看出，接收天线将广播电台播发出的高频调幅波，经过输入电路接收下来，通过变频级把外来的高频调幅波信号频率变换成一个介于低频与高频之间的固定频率即：465kHZ，然后由中频放大级将变频后的中频信号进行大，再经检波级检出音频讯号，为了获得足够大的输出音量，需要经前置放大级和低频功率放大级加以放大来推动扬声器我们通常将从天线到检波级为止的电路部分称为高频部分，而将从检波级到扬声器为止的电路部分称为低频部分收音机电路图当调幅信号感应到组成的天线调谐回路,选出我们所需要的电台信号(f1)进入V2(9018G)三级管基极；本振信号在高出f1频率一个中频的f2 (f2＝f1+465 kHZ),例如：f1=700 kHZ则f2=700 kHZ+465 kHZ，这个信号输入到V1发射极，由V1三极管进行变频,选出465KHZ的中频信号，经V5进行中频放大，然后进入V6检波管，检出音频信号经V7(9014B),V8(9012G)进行低频放大，再由功率放大器进行功率放大，进而推动扬声器发出选择的电台播音。
中周(内置谐振电容)，既是放大器的交流负载又是中频选频器，起交流负载及阻抗匹配作用单元电路作用1）输入回路该部分的任务是接收各个频率的高频信号转变为一个固定的中频频率信号（465kHz）输送到中放级放大它涉及到两个调谐回路，一个是输入调谐回路、一个是本机振荡回路输入调谐回路选择电感耦合形式，本机振荡回路选择变压器耦合振荡形式相关联的元件：1、磁性天线（由线圈套在磁棒上构成） 初级感应出较高的外来信号电压，经调谐回路选择后的信号电压感应给次级输入到变频级2、双联可变电容器（两只可变电容器，共用一个旋转轴）可同轴同步调谐回路和本机震荡回路的回路频率，使它们频率差保持不变线圈的初、次级耦合的松紧，次级圈数的多少，直接影响输入电路特性2）变频级电路变频级电路的本振和混频，要求由一只三极管担任（自激式变频电路）由于三极管的放大作用和非线形特性，所以可以获得频率变换作用在下图中为外来中波信号调幅波，载频为（535～1605kHz）；为本机振荡电压信号（等幅波），应为1MHz～2MHz两个信号同时在晶体管内混合，通过晶体管的非线性作用产生的各次谐波，在通过中频变压器的选频耦合作用，选出频率为=465KHz的中频调幅波变频管选择满足其ICEO应该小，静态工作点IC的选择不能过大或过小。
IC大，噪声大；IC小噪声小但变频增益是随IC改变的典型变频级一般在0.2～1mA之间本机振荡电压的强弱直接影响到反映管子变频放大能力的跨导，存在着一个最佳本振电压值若振荡电压值过小，一旦电池电压下降，就会停振；若过大，在高端会产生寄生振荡，本振线圈基本是设计好的，因此轻易不要调节，安装时注意不能接反，否则变成负反馈，不能起振3）中频放大、检波及自动增益控制电路中放级采用两极单调谐中频放大变频级输出中频调幅波信号由中周次级送到V5的基极进行放大，三个中频变压器（T2、T3、T4）都应当准确地调谐在465KHz若三个中频变压器的回路频率参差不齐，不仅灵敏度低，而且选择性差，甚至无法收听中频变压器采取降压变压器，其初级线圈要采用部分接入方式，选取适当的接入系数使晶体管的输出阻抗与中频变压器阻抗近似匹配，以获得较大的功率增益；中频变压器初、次级变比以各自负载选取，减小负载对谐振回路的影响T4次级送到检波管检波4)、前级低频放大电路从检波级输出的音频信号，还需要进行放大再送到喇叭为了获得较大的增益，前级低频放大能满足推动末级功率放大器的输入信号强度，要有一定的功率输出 5)、功率放大器它将前级的信号再加以放大，以达到规定的功率输出，去推动扬声器发声，功率放大级要求一对功放管的β、ICEo及正向基极—发射级电阻RBE等都要对称（保证误差在20%以内）。
静态电流一般在3～5mA左右对于两级以上的放大器，公共电源往往会造成寄生耦合当电池内阻上产生的信号相位恰好和它原来的信号电压相位相同时，就会产生正反馈，正反馈电压比输入电压大时，就会产生自激振荡电池越旧，其内阻就越大，就越容易产生寄生耦合最后一级输出最强，对前级影响最大消除这些寄生偶合的方法（退耦）是在电池的两端并联电容器，旁路掉原来通过电池内阻的大部分的信号电流来保证整机电路工作的稳定性仿真部分 对于proteus和multisim这些仿真软件来说，仿真一个系统难度太大因为这种仿真要面向每一个细节，实现每个模块包括选频，高频功率放大，小信号放大，振荡器等的仿真这些模块的仿真本身已经很困难，尤其是振荡器的仿真所以，本大作业策略是先使用systemview进行系统仿真，再使用proteus进行模块仿真Systemview仿真部分：１）调制与解调由AM调制与解调的原理，可以搭出由如下模块构成的系统图1，系统仿真电路这里调制解调都是采用乘法器模块乘法器一端接载波信号，一端接调制信号则乘法器输出为： 式中，是乘法器增益，m为调制系数由振幅调制系数定义知：解调模块原理如下所述：乘法器一端输入AM信号再接入信号经乘法器输出 当恢复的载波信号频率等于AM信号的载波频率时，，该分量经低通滤波器（LPF）输出 式中为乘法器增益，为低通滤波器（LPF）的传输系数。
由上式可见，输出信号就是解调制信号 调制模块详述请见2） 解调模块如下图所示其中乘法器的作用是混频，低通滤波器滤除混频后的高频分量，再通过包络检波器得到最终信号图2，解调模块以下是仿真波形，分无噪声的信道传输后解调和有噪声信道传输后的解调图3，模拟语音信号图4，AM调制后波形图5，混频并滤波后的波形图6，包络检波得到波形以下是有加性噪声的情况：图7，ＡＭ 调制后信号波形（有噪声）图8，包络检波得到的波形（有噪声）调制与解调仿真说明：１， 调制信号频率表且幅度不变，载波信号，此时收音机本振频率，因此带通滤波器(作为接收信号的频率选择) 低通滤波器是取出检波后低频分量，得到最后的语音信号２， 无论是有噪声信道传输还是无噪声，最后包络检波得到的波形频率都是，即解调成功２）信号的接收模拟信号的接收过程，这里假设两个电台，载波分别为，分别“载有”的信号现希望接收后者，这样选频网络（带通滤波器）中心频率应该选择以下是仿真电路图其中3号和20号加法器是实现乘法器是实现信号的调制14号加法器是模拟AM调制后的信号加性噪声然后将信号输入下一模块本仿真使用两种调制信号调制不同频率的正弦信号，以仿真不同的频道。
图１０，接收信号过程的仿真图１１，接收端信号波形（无噪声）图12，接收端信号波形（有噪声）图13，接收信号选频后波形（有噪声）说明： 经过选频后的波形如图２，易见包络的周期是，将此信号解调后即可得到原始信号，这个已在调制与解调部分说明3）放大部分本仿真放大部分只用一个放大器实现，这已经总够理解原理放大器放大系数选择为3倍图14，有噪声的输出（放大前）图15，有噪声的输出放大后可以得到，放大前峰峰值约为1.5V，放大后峰峰值约4.5V，符合3倍的放大系数仿真部分： Systemview的仿真局限于整体，如果想了解一些细节电路，最好就是用proteus等软件１， 混频电路图这里用AD734实现混频电路，AD734一般只用于低中频，这里只作为仿真的演示图16 ，混频的乘法器AD734实现仿真中使用的两个频率时50kHz和40kHz,用示波器观测结果如下所示：图17混频的示波器显示第四条线是输出，可见用AD734实现的低频混频电路是成功的2,高频功率放大电路：电路图如下所示：高频功率放大器电路放大器示波器显示如下：可见高频放大电路是成功的实测部分接收电台实测部分：输入信号：本振信号：V5集电极（将基极的AM信号放大，可明显观察出其AM特性）：检波：V6基极输入，射击检波，用双踪示波器可很好地看出检波效果。
放大器：最终音频输出：自加AM信号实测部分：自调输入载波540kHz，载波幅度100mV，调制比30%，调制信号频率1kHZ 本振信号：分析：本振频率为1.024MHz，1.024-0.465=0.559MHz，（大概在中央台）实际跳的载波频率是540kHz，可见基本满足混频：注意频率为466.802kHz，混频是成功的V5基极基极（上）和集电极（下）：CH1是5.00mV/格，CH2是50.0mV/格,可见大概放大了10倍包络检波总结： 这个大作业涉及的范围比较多首先是要弄懂书本理论知识，其次要在计算机上仿真，最后还要去实验室实测，真正做到了理论联系实际 这个大作业我花了很长时间，包括修改一些不满意的设计，以及用更创新的方式替代前期做的成果被修改的部分包括起初用systemview系统在较低频率工作，不是很符合收音机的现实工作环境我的几个创新点是： 1:使用proteus对几处细节做了仿真，并理解了大部分电路的原理 2：测波形时是我首先使用双踪的方法，使结果更加直观，并且方法在同学间推广等等； 在创新的过程中问题也是比较多的，包括用proteus仿真振荡器失败，查资料发现可能原因是仿真中没有干扰，不符合起振条件。
以及用双踪示波器测出漂亮的波形后有些得意忘形，导致后来测量目标不太明确，以至于后来认真分析了电路图又重测了一遍因为自己做这个实验比较早，没有“前人”帮助，所以很多东西都是自己一点点探索出来的比如用信号发生器发生AM波形，虽然简单，但是还是探索了近一个小时，原因是查网上资料，网上资料给的不完全正确发生AM信号后，将信号加在哪里呢？以及测量时示波器接地接在哪里呢？等等问题都是自己一步一步探索出来的，虽然花费了很多时间，但是确实也收获了很多知识和快乐 21 / 21。