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1、频课程设计班级:姓名:学号:调频接收机设计报告一、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、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88108MHz2 .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530u
2、V。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、调频接收机组成调频接收机的工作原理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fl、f
3、2、（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。四. 单元电路设计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,
4、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MC3361。VCCRA2 RC -5.1kn： : Jon:：3 ： : Q1 : _3DG12C直流通路图VCCCyreUa yoeld Me一一-L VoP22g信号源yqe匕晶体管负载回路交流等效电路图电路参数确定：1）设置静态工作点由于放大器工作在小信号放大状态，而且有下式:UBQ=Rb1/(Rb1
5、K)VCC疽U =V -I (R +R )CEQ cc CQ c e1疽cq/ B取晶体管的静态工作点：IEQ=1.5mAUeq=3VUceq=9V贝ijRe=Ueq/Ie=1.5K Q则 RA6=1.5k Q取流过RA3的电流基极电流的7倍，则有：RA3=Ubq/7Ibq=17.6K 取 18KQ则 RA2+WA1=(12-3.7)/3.7*18=40K则取RA2=5.1K WA1选用50K的可调电阻以调整静态工作点2) 计算谐振回路参数其中 二IJmA/26BS=1.15mSGm=IJmA/26S=58mS丫凿二(gbe+jwcbe)/1+rbe(gbe+jwcbe)=1.373*10-3
6、S+j2.88*10-3S则有 g. =1.373ms r. =1/g. =728QR =2.88mS/w=22.5pFY =(jwc c g )/1+r (g +jwc )+jwc oebb bc mbb bebebe=0.216mS+j1.37mS则有 g =0.216mS c =1.37mS/w=10.2pF计算回路总电容C sC技1/(2nf0)2L二1/(2*3.14*10.7*106)2*1.8*10-6 =123pFC=C12C -p22Ci=120-0 . 432*22 . 5-10 .2=119pF则有CA3=119pF取标称值120pF3) 确定耦合电容及高频滤波电容高频电
7、路中的耦合电容及滤波电容一般选取体积较小的瓷片电容，现取耦合电容 CA2=0.001uF，旁路电容CA4=0.1uF，滤波电容CA5=0.1uF电压增益：Av0=-u0/u.。地=-P1P2、/P12goe+P22gie+G= (N2=-N1)dB通频带：BW=2 A f0 7=f0/QL放大器的选择性：Kr0. 1=B0. 1/B0. 72. 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
8、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。二极管环形混频电路具有如下特点：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
9、入，载波信号从端口输入，从端输出振幅调制信号.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，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
10、耦合 到下一级放大，对非谐振频率信号压降很小，几乎被短路（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B=f2-f1=fd/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。（a）电路（L）交流等效电路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低频功放1对放大电路的要求1) 对低频功放的要求是根据负载的需要，提供足够的输出功率。为此，低频功放的输
11、出电压和输出电流都应有足够大的变化量。 低频功放一个重要指标是最大输出功率，就是在正弦输入信号 下，输出波形不超过规定的非线性失真指标时，放大电路的最 大输出电压与最大输出电流有效值的乘机。2) 对低频功放的另一个重要的要求是具有较高的效率。放大电路 输出给负载的功率是由直流电源提供的。在输出功率较大的情 况下，效率问题更为重要。如果功率放大电路的效率不高，不 仅将造成能量的浪费，而且消耗在放大电路内部的电能将转换 成为热能，使管子、元件等温度升高，因而不得不选用较大容 量的放大管和其他设备，很不经济。2放大电路中三极管的作用在低频功放中，三极管通常工作在大信号状态下，使得管子 特性曲线的非线
12、性问题充分暴露出来。一般来说，低频功放输 出波形的非线性失真比之小信号放大电路要严重的多。在实际 的低频功放中，应根据负载的要求，尽量设法减小输出波形的 非线性失真。3放大电路的分析方法在低频功放中，由于三极管的工作点在大范围内变化，因此， 对电路进行分析时，一般不能采用微变等效电路法，而常常采用图解 法来分析放大电路的静态和动态工作情况。6.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MOTOROLA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
13、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:IF Audio Scan Squelch Filter Filter Demodul-intput GND Mute Control input input Output ator outCrystal J OSC. 1
14、L Mixer output E Vcc Limiter input E Decoupling L Limiter output E Quad input L& 54321091- JI 1- JJ -1 -1- 1-RF inputGNDAudio MuteScan control1 Squelch inputFilter outputFilter inputDemodlator outMC3361窄带调频接收电路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2.8
15、mA）,灵敏度高 （在2.0uV输入时典型值为一3dB）,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 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，
