高频电路设计与制作接收论文说明书讲解.docx
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高频电路设计与制作接收论文说明书讲解
摘 要
随着现代社会的快速发展，人们对电子产品的要求越来越高，因而电子产品无论从制作上还是从销售上都要求很高。
要制作一个应用性比较好的电子产品就离不开高频电路，大到超级计算机、小到袖珍计算器，很多电子设备都有高频电路。
高频电路大部分应用于通信领域，信号的发射、传输、接收都离不开高频电路。
通信技术在我们的生活中应用广泛，而我们学的是电子信息工程，有一部分涉及的是通信技术，所以对于这次实训，我选择了超外差调频接收机作为实训内容。
调频接收机得到最广泛的应用，随着科学技术的发展，出现了超外差式调频接收机。
所谓超外差，是指将所要接收的电台在调谐电路里调好以后，经过电路本身的作用，就变成另外一个预先确定好的频率，然后再进行放大和检波。
这个固定的频率，是由差频的作用产生的。
如果我们在收音机内制造一个振荡电波（通常称为本机振荡），使它和外来高频调幅信号同时送到一个晶体管内混合，这种工作叫做混频。
由于晶体管的非线性作用导致混频的结果就会产生一个新的频率，这就是外差作用。
采用了这种电路的接收机叫外差式收音机，混频与振荡的工作合称变频。
关键词：
调频；本振；调制信号；CXA1691BM
Abstract
Alongwiththefastdevelopmentofmodernsociety,peopleofelectronicproductsdemandmoreandmore,sothatelectronicproductsfromtheproductionornomatterfromthesalearedemanding.Tomakeaappliedbetterelectronicproductscannotleavethehighfrequencycircuit,bigtosupercomputer,smalltopocketcalculators,manyelectronicequipmentarehighfrequencycircuit.Highfrequencycircuitmostusedintelecommunicationfield,thelaunchofsignaltransmission,receiving,isinseparablefromthehighfrequencycircuit.Communicationtechnologyinourlifeisusedwidely,andwelearniselectronicandinformationengineering,anumberofdealswithisthecommunicationtechnology,soforthetraining,IchosethespecializedsuperheterodyneFMreceiverastrainingcontent.FMreceivergetthemostextensiveapplication,withthedevelopmentofscienceandtechnology,theemergenceofaspecializedsuperheterodynetypeFMreceiver.Theso-calledspecializedsuperheterodyne,itistopointtowillhavetoreceiveradiotunedcircuitintheadjustedthelater,overtheroleofthecircuititself,theybecomeanotherapredeterminedfrequency,andthenamplifiedanddetection.Thefixedfrequency,isbythedifferencefrequencyroleofgeneration.Ifwemakeaoscillationintheradiowaves（oftenknownasthemachineoscillation）,makingitandforeignhighfrequencyandamplitudemodulatedsignaltoatransistormixedin,thiskindofworkiscalledfrequencymixing.Becauseofthenonlineareffecttransistorintheresultsofthefrequencymixingcanproduceanewfrequency,itisheterodynerole.Adoptedthiscircuitofreceiversthataheterodyneradio,frequencymixingandoscillationworkcalledthefrequencyconversion.
Keywords：
FM；localoscillator；Modulationsignal；CXA1691BM
目 录
引言1
1 项目设计要求1
1.1 主要技术要求1
1.2 完成形式1
2 接收机的基本原理1
2.1一般接收机的基本原理1
2.2实训电路原理2
3 CXA1691BMFM调频接收机各模块电路功能4
3.1输入调谐与变频4
3.2中频放大与检波4
3.3低频放大与功率放大5
3.4电源及其他电路5
3.５天线接收部分5
4 主要性能指标5
4.1工作频率范围5
4.2其他性能指标6
5 印制电路板的焊接6
6 收音机的调试7
6.1调中频—调中频谐振电路7
6.2调覆盖—调本振谐振回路7
6.3统调—调输入回路7
7 总结8
谢 辞10
参考资料11
附录一12
引言
随着科技的不断进步，在空中有很多不同频段的无线电波，如果把这些电波都接收下来，那么接收到的信号就会很杂乱，许多声音信号混合在一起，结果是什么也听不清楚，为了设法选出我们所需要的信号，在接收天线后，通过一个选择电路。
它的作用是把需要的信号挑选出来，并滤除不需要的信号，以免产生干扰。
FM/CXA1691BM收音机就是通过采用FM/CXA1691BM调频载波方式传输无线电信号的收音机。
由于采用的波长较短，因此传输的信号要比采用AM波长传输信号的收音机要好得多，在很多地方都有用到FM/CXA1691BM调频收音机的功能，如手机当中。
1 项目设计要求
1.1 主要技术要求
调频接收机：
接收频率范围：
88MHz--108MHz;
工作电压：
5V;
信噪比>80dB;
输出功率>350mW;
1.2 完成形式
（1）独立组装和调试一台调频接收机并完成要求的技术指标后由指导教师验收;
（2）按毕业设计论文要求撰写5000字以上的实训论文；
2 接收机的基本原理
2.1一般接收机的基本原理
整个电路由六部分组成，分别为高频放大、混频、本振、中放、鉴频、低频放大。
其基本框图如下：
图1接收机基本原理框图
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，驱动扬声器。
从天线接收到的高频信号f1，经过混频、滤波成为固定中频f=f2–f1的接受机，称为超外差式接受机。
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。
我国规定的FM中频为10.7MHz,AM中频为465KHz。
2.2实训电路原理
本次实训中采用的收音机是一种50型的AM/FM二波段的收音机，此收音机电路主要有大规模集成电路CXA1691BM组成。
由于集成电路内部不便制作电感、电容和大电阻以及可调元件，因此外围元件多以电感、电容和电阻以及可调元件为主，组成各种控制、谐振、供电、滤波、耦合等电路。
电路原理图如图2-2所示。
集成芯片CXA1691BM内部电路及引脚如图2-3所示
图2电路原理图
图3CXA1691BM内部电路及引脚图
3 CXA1691BMFM调频接收机各模块电路功能
3.1输入调谐与变频
由于同一时间内广播电台很多，收音机天线接收到的不仅仅是一个电台发出的信号，是N多个电台的信号。
但，各个电台发射的载波频率均不相同，收音机的选频网络通过谐调，改变自身的振荡频率（即本振），当振荡频率与某电台的载波频率相同时，即可选中该电台的无线信号，从而完成选台。
由于我们采用的是超外差式收音机，选出的电台信号并不是立即送到检波电路，而是先进行频率的变换（即变频，目的是让收音机整个频段内的电台放大量基本一致，因为频率稳定，放大倍数也就相对稳定）。
利用本机振荡产生的频率与接收到的信号进行混频，选出差频，即获得固定的中频信号（FM的中频为10.7MHz）。
3.2中频放大与检波
作用：
将选台、变频后的中频调制信号（FM为10.7MHz）送入中频放大电路进行中频放大，然后再进行解调，取出低频调制信号，即所需要的音频信号。
芯片ICCXA1691BM内部变频电路送出的中频信号从14脚输出，经过10.7MHz的调频中频信号送往IC的17脚，中频信号进入IC内部进行放大并检波，从23脚输出音频信号，鉴频（调频检波）和调幅检波电路都在IC内部完成。
IC的23-24脚之间的电容C20是检波后得到的音频信号耦合到音频功率放大输入端的耦合电容。
3.3低频放大与功率放大
作用：
解调后得到的音频信号经低频和功率放大电路放大后送到扬声器或耳机，完成电声转换。
IC的1、3、4、24-28、脚内部都是低频放大电路。
1脚为静噪滤波，接有电容C16，3脚接电容C14（4.7UF）为功率放大电路的负反馈电容，4脚为直流音量控制器（改变引脚电位来改变内部差动放大器的放大倍数），外接音量控制电位器中心抽头。
IC的25脚接C6（10UF）是功率放大电路的自举电容，以提高OTL功放电路的输出动态范围，26脚为功放电路的电源输入端，外接C21（10UF）为电源滤波。
音频信号经24脚输入到IC中进行功率放大，放大后的音频信号从27脚输出，经C24（100UF）耦合到扬声器或耳机发声，C23是高频滤波电容，防止高频成分送入扬声器。
3.4电源及其他电路
本机的电源采用5V供电，26脚外围的低频滤波电容C21（100UF）、C22（104）电源高频滤波电容，IC内部各部分的电路都单独接地，并通过多个引脚与外围电路地相连接，如13脚是前置电路地，28脚是功放电路地。
3.５天线接收部分
CXA1691BM内部还设有调谐高放电路。
目的是提高灵敏度，天线接收到的调频电磁波由C1耦合进入12脚，调频FM高放输入端，再进行混频。
调幅部分则由天线接收电磁波，经过L1线圈进入变频电路。
4 主要性能指标
4.1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。
在差外插的设计中，本振频率高于输入频率。
用通州双联可变电容，使输入回路电容C1-2和本振的回路电容C1-1同步变化，从而使频率差值始终保持近似一致，其差值即为中频，即：
如接受信号频率使：
600kHz，则本振频率使1055kHz；
1000kHz，则本振频率使1455kHz；
1500kHz，则本振频率使1955kHz；
由于谐振回路谐振频率，f与C不成线性变化，因此必须有补偿电容对其特性机型修正，以获得在收听范围内f与C近似成线性变化，保证f本振-f信号=f中频为一固定中频信号。
超外差使接受的调制信号变为统一的中频调制信号，在做高频放大时，就可以得到稳定且倍数较高的放大，从而大大提高接收机的品质。
调频接收机工作频率范围：
88MHz--108MHz
4.2其他性能指标
1、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5～30uV。
2、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。
3、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。
4、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。
功率放大器的技术指标：
（1）.输出功率：
Po
（2）.效率：
η
（3）.功率增益：
Ap
功率关系：
直流功率：
Pv=VccICo输出功率：
Po=Icm1Ucm
放大管功耗：
PT=Pv-Po效率：
η=Po/Pv
5 印制电路板的焊接
印制电路板的装配是整机质量的关键，装配质量的好坏对收音机的性能有很大的影响。
因此，印制电路板装配的要求是：
①元器件在装配前务必检查其质量好坏，确保元器件是正常能使用的；②装插件位置务必正确（注意有极性元件的放置），不能有插错，漏插的情况；③焊点要光亮圆滑、无虚焊、假焊和连焊。
（1）、元器件的装插焊接：
应遵循先小后大，先轻后重，先低后高的原则。
（2）、瓷介电容、电解电容及三极管等元件立式安装，引线不能太长，否则会降低元件的稳定性，而且容易短路，也会导致分布参数收到影响而影响整机效果；但也不能过短，以免焊接时因过热损坏元器件。
一般要求是距离电路板2mm，并且要注意电解电容的正负极性，不能插错。
（3）、音量开关电位器的安装：
首先将电位器插好在电路板上，然后再进行焊接，使电位器与电路板平行，在焊接电位器的三个引脚时，应在短时间内完成，否则会焊坏电位器的动触片，从而造成音量电位器不起作用，或者导致电路失谐、接触不良。
（4）集成电路的焊接：
CXA1691BM为双列28脚扁平式封装，焊接时首先要弄清楚元件引脚的排列顺序，并与印制电路板上的焊盘引脚对准，核对无误后，再进行焊接。
在焊接时，先焊接1脚和15脚，主要先把IC固定，这样方便后面引脚的焊接，在焊接其他引脚时要再次确认元件的引脚是否与焊盘对整齐，如果不齐，这样也方便修改。
由于CXA1691BM有28个引脚，而且引脚排列得比较密，在焊接过程中要特别的细心，焊完后要检查有无虚焊、连焊等现象，如果有要及时的改正过来，确保焊接的质量，否则短路的话，当上电试验时就会把IC损坏。
6 收音机的调试
收音机的调试，是本次实训中的一个重要内容，有些同学一焊接完，就以为大功告成，特别是当有的同学焊完后，就马上去接电源还能收到一两个电台，就忽视了后面的实训调试，在调试前必须确保收音机能接收到信号，即能听到沙沙的电流声（或电台播放的节目），若听不到电流或电台，应先检查电路是否有电源到位，确保电路能正常供电，或者音量调节电位器是否跳到适当阻值，直到能听到有声音才能进行下面的调整试验。
超外差收音机的调试有三种情况：
6.1调中频—调中频谐振电路
中放电路时决定收音机电路的灵敏度和选择性的关键所在，他的性能优劣直接决定了整机性能的好坏。
调整LC中频谐振电路，使之谐振在AM（465KHz）或FM（10.7MHz）频率，实际上就是让电路起振，这就是中放电路的调整任务。
6.2调覆盖—调本振谐振回路
CXA1691BM可调整范围是88—108MHz,超外差收音机电路接收信号的频率范围与CXA1691BM芯片的参数一致，所以要进行校准调整，即调整接收频率的范围。
在超外差收音机中，决定接收频率的是本机振荡器频率与中频频率的差值，而不是输入信号回路的谐振频率。
因此，调覆盖范围实质是调本振频率和中频频率之差。
调覆盖范围即调本振谐振回路，使它的值为88—108MH加减10.7MH。
在本振电路中，改变振荡线圈的电感值（即调节磁芯）可以改变低频断的振荡频率（但对高频段也有影响），改变振荡电路中的微调电容，可以改变高频段的振荡频率。
6.3统调—调输入回路
统调又称为调整灵敏度，本机振荡频率与中频频率确定了接收的外来信号的频率。
输入回路与外来信号的频率的谐振与否，决定了超外差收音机的灵敏度和选择性，因此，调整输入回路使它与外来信号频率谐振，可以使收音机灵敏度增大，选择性较好。
调整输入回路的选择性也称为调补偿或调跟踪，但是在外差式收音机电路中，调整输入谐振回路的选择性会影响灵敏度，为此，调整谐振回路的谐振频率主要是调整灵敏度，使整机各波段的谐振点一致。
调整时，低端调输入回路线圈的磁芯，高端调天线接收部分与输入回路并联的微调电容。
7 总结
通过本次高频电路设计与制作的实训，我对高频、模电等电路相关知识都有了更深入的了解。
加深了自己对课本知识的理解与应用，整个过程受益匪浅。
在收音机安装焊接调试时，装元件要细心，免得把元件装错，焊接时也要讲究技巧，不能出现虚焊、脱焊，或短路的情况，否则会影响电路的运行和性能。
焊好后要确保电路无误才可以进行通电调试，但在调试中高频电路的分布参数对实际电路的影响是很大的，我们要尽可能地去除这些分布参数的影响。
调试时通过调节两个可调电容来改变本振频率，从而改变收音机的有效频段。
由于高频电路对电路板的要求很高,稍有偏差都会造成电路性能的下降，所以，对于高频电路的走线要求短而直。
在选择元器件时首先选用贴片封装的元器件，其次，才到直立式封装的元器件。
在使用直立式封装的元器件时要尽量把元器件往电路板上靠近，并且元器件的管脚尽可能剪短。
因为元器件的管脚留得比较长时会增加电路的电容量。
在焊接电路过程中我遇到了许多问题。
由于对元器件不够熟悉，有些需要分清方向的器件，我没有很好的识别就把它焊接上去了，导致焊完之后进行检查时才发现焊错了，又得重新拆掉进行焊接。
焊接中对于芯片的要求是挺高的，加上平时没有接触过贴片的焊接，所以很难把握好焊接的技巧。
不过后来在同学的帮助下，我成功地把芯片焊好了。
所以在学习的过程中，如果遇到不懂的问题就要积极主动的去请教老师和同学。
只有自己积极主动的去学，才能真正的学到知识和本领。
在调试的过程中，主要是调节两个可调电容和可调电感，可调电容中，
在短短的两周里，同学们为了完成任务，很多人学会了熬夜。
在实验室、在宿舍，很晚了还能看到有些同学在焊板和调试，担心不能按时完成实训要求。
我记得刚焊接好板时开始调试发现效果并不怎么理想时，心理失望的感觉真的很难受，还好经过自己和老师、同学的帮助下最终查出了原因所在，从中我学会了合作，学会了互相帮助，这是我感触最深、也是收获最大的。
当然，在这次实训过程中，我发现了自己的许多不足之处，实际操作速度不够快速准确等都反映出自己还有太多的知识要学习，并且要加强动手能力。
要做到能将所学的知识运用自如的运用的实际中，就要不断的扩大自己的阅读面，提高自己的动手能力。
经过这次实训，我对电路的分析能力和动手操作能力有了很大的提高。
虽然在调试过程中，我们遇到了很多困难，但是同学们之间能够相互鼓励，相互帮助，切磋学习，对于理论的理解、对于实践的掌握、对于实际的应用的经验得到较多的积累。
对电子信息工程专业更加热爱，为以后更进一步的学习和实践，打下了结实的基础
谢 辞
首先，感谢学院给我们提供了这次实训的机会，免费为我们提供实训中所用到的各种元器件，给我们开放实验室，使用实验室的仪器和设备。
在实训期间，经过自己的努力，以及同学间的讨论，我已经基本具备独立完成电路硬件焊接的能力。
本次实训设计，在班老师和胡老师的指导下我顺利的完成了实训课题：
接收机的制作。
此实训课题为期两周，在这两周中，我根据自己的能力以及老师对设计进度的安排，有条不紊的按时的完成了自己的设计方案。
由于我之前对电路了解不够透彻安装的时候有许多的问题，同学一次次耐心的指导我，在此衷心的感谢同学们对我的帮助。
实训是对一个学期知识的一次综合应用、扩充和深化，也是对我们所学到的理论运用到实际的一次锻炼。
通过实训，我不仅深刻的理解了课本上学到的专业知识，同时也锻炼了自己在实际硬件上的制作调试能力。
在实训实际的过程中，我深深的意识到灵活运用课本理论知识于实际电路中的意义，进而才能完全的理解课堂上难以领会的知识点。
实训结束后，还会有更多的实际应用的锻炼机会，那又将是一个新的开始。
感谢每一位老师，是你们教会了我课本上的知识，又授予我实际的机会。
参考资料
[1]孙蓓、忠义，电子工艺实训基础，北京：
化学工业出版社，2007
[2]李棠之，通信电子线路，北京：
电子工业出版社，2001
[3]王季平,调频同步广播技术的最新发展及应用[J].广播与电视技术,2005（9）.
[4]何连成.调频同步广播网的理论、工程实现与策划[J].广播与电视技术,2007
（1）.
[5]曹才开，高频电子线路原理与实践，湖南：
中南大学出版社，2010
附录一
表一调频接收机元件清单
序号
Parttype
Designator
Footprint
Description
1
3-30PF
C10
VC1
可调电容
2
3-30PF
C25
VC1
可调电容
3
4.5T
L1
L-1
可调电感
4
4.5T-T
L2
L-1
可调电感
5
10.7MHZ
Y2
10.7MHZ
陶瓷滤波器
6
10.7MHZ10.7MHZ10.7MHZ+
FD
9
9V
Y1
RAD0.2
陶瓷滤波器
7
9018
T1
TO-92C
三极管
8
ANT
E1
SIP1-TESE
天线接口
9
CXA1691BM
IC1
SOP-28
集成块
10
IN4007
D1
DIODE0.4
二极管
11
LED
D2
LED
发光二级管
12
+5V
J1
SIP4
电源接线端子
13
音频输出
J2
SPEAK
耳机插座
14
20K
R1
VR-K
可调电位器
电阻
位置
瓷片电容
位置
15
10K
R2
47PF
C1
16
10K
R3
20PF
C2
17
100K
R4
103
C7
18
100K
R5
103
C9
19
510
R6
103
C8
20
150
R7
104
C23
21
2.2K
R8
104
C18
22
100
R9
104
C22
23
220
R10
104
C16
24
10UF
C5
18PF
C11
25
10UF
C6
22PF
C12
26
10UF
C4
50
C19
27
10UF
C17
474
C20
28
10UF
C3
1PF
C13
29
10UF
C21
30
10UF
C24
31
4.7UF
C14
32
4.7UF
C
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