短波接收机摘要本文介绍了以二次变频FM接收芯片MC3362为核心，以锁相 环频率合成器MC145152产生第一本振的二次变频短波调频接收 机的设计与实现.由于该设计中采用高中频变频技术 ,将第一中频提高到10.7MHZ,为该机的镜像抑制比及组合频率抑制性等指标达到题 目的要求奠定了基础;利用 MC145152 实现的锁相环频率合成器 易与单片机接口,实现全频段自动调谐,设定范围自动调谐,手动步 进调谐等多种调谐方式 ,并扩展了频率范围 ;利用双栅场效应管BF982 作高放管,同时自动调整中心频率,兼顾了窄带高增益与高 放稳定性的矛盾;人机交互系统有 4*4小键盘和122*32点阵液晶 显示器，并利用实时钟芯片DS12887中的不掉电SRAM存台，同 时可实时显示时间;利用 DC-DC 变换芯片实现电池供电,并有电 池欠压报警,使该机各项性能指标均达到或高于题目要求..方案选择与论证1. 系统方案设计与论证:根据题目的要求,提出几种系统方案:(1).方案一(如下图):混频,经中放调谐放大后送到鉴频器鉴频，然后把解调后的信 号经音频功放推动扬声器.本方案的主要特点在于系统结构简单 ,易于实现. 但本方 案不易达到题目要求的某些指标,如镜像抑制比.(2).方案二(如下图):此方案不同于方案一之处在于采用二次变频技术,这样相 对方案一来说可以明显提高镜像抑制比 .由于采用二次变频 , 还可利用其变频级的增益,提高整机的灵敏度. 并利用 D/A 产 生的直流电压自动调整输入回路中心频率 ,兼顾了高放增益 与带宽的矛盾.(3).方案三(如下图) :本方案由于采用DDS技术产生本振信号，可以获得很高的 频率稳定度,采用这种方案可以大大改善系统性能 ,如台调谐 频率可精确步进、系统选择性、频率稳定度、等指标都可以 做得很高.但系统复杂,不易控制,实现起来技术难度较大.2.方案的确定综合考虑以上三种方案的优缺点、难度和可实现性,我们 选择了方案二.系统总原理图如下页:二. 理论分析与计算1.信号带宽的计算:设载频信号为:调制信号为:u (t) = U COSro tCcu (t) = U cosQtQ Q则,该调频波可以描述为:3(t) =w + k u (t)c f 0式中kf为调频波的调频灵敏度.该调频波的最大相偏mfAw Afm = m = mf0Fm=3KHz = 3-1KHz —式中必 为最大频偏,©为调制信号中最高频率分量•接+ 1)Fmax= 8 KHz收机的带宽BFm为:B = 2 CmFm f故接收机的频率步进 A / < 8 KHz我们选频率步进为4KHz.2. 中频的选取:本题采用超外差式 FM 接收机,这种方式能使接收机的 性能得到改善,但同时混频器又会给接收机带来干扰问题 .理 想情况下,混频器的输出只有输入信号 Fc 与本地振荡的频率 Fl混出的中频分量Fc-Fl或Fl-Fc，而实际中还有其它的许多频率 分量也会经混频器输出,这就有可能产生下面的干扰:(1) .信号与本身的自身组合干扰.有公式:f = P 土 1 (p,q是非负整数)f p - q当 Fc/Fl( 或者说变频比) 一定时 ,并能找到合适的 p,q 就会 形成干扰，而阶数越小，干扰越严重(p+q>l).在接收频带一定的 情况下,提高中频可以减小这种干扰的数目和阶数.(2) .外来干扰与本振的组合干扰.这种干扰是由混频器的非线 性而形成的假中频.如果干扰频率耳 满足上式,就能形成干扰.式中，片由接收的信号频率决定，用代入上式，可得pqc这一类干扰主要有中频干扰，镜像干扰及其它副波道干扰.影响本设计的主要是镜像干扰.设混频器中F]>Fc,当外来干扰频率Fj= Fl+Fi时,Uj与口 共 同作用在混频器的输入端,也会产生差频耳-片=耳,从而会在接 收机输出端听到干扰电台的声音.般关系式为:对于FlA.其工作原理是当开始计数时 A 和 N 同时计数,前置分频 器工作在FV+1模式，当计数器A溢出时，控制前置分频器以 「V模式工作,同时令自身停止计数，当计数器N溢出时，令前 置分频器以=V+1模式工作,同时时计数器A和N重新置数, 并开始新的计数.分频比公式如下:D 二 V x N + A本机选用了 MOTOROLA 公司的 MC12016（「40/「41）前置双模分频器及 MC145152 锁相环芯片构成吞脉冲频率合 成器.MC145152 芯片已集成了参考分频器,鉴相器和两个计数 器,并采用并行码输入易于和单片机接口,且提高了响应速度. VCO 部分：为简化DC-DC设计，本机放弃了常用的高电压VCO电路, 根据变容二极管的特点，采用西勒振荡器的形式，采用这种 形式的振荡器的好处是：电路容易起振，只需较低的压控电 压即可满足频率范围内的要求。
同时为了提高VCO的负载能力及减少负载对VCO的影 响，我们采用后接射随器，此时分两路信号，一路去前置变 模分频器,另一路去混频器作第一本振FROM M C145152FROMMC145152IC1：环路滤波器（如右图）:这是 PLL 中的重要部 分,它对环路参数调整起着 决定性的作用.本机采用二 阶有源比例积分滤波器为环路滤波器.其中R]R2和C由右式决定 其中％为自由谐振角频率, §为阻尼系数,k①是鉴相器 增益爲为VCO增益,N为 反馈环总分频比.I k x k ①W = Q vco = - (10 < r < 1000) n N x C x R ri① x R x CQ = n 222兀*纣k = mvc=o AVVcck =—Q 2k为了确保能锁定所需频率 ,同。