高频电子课程设计报告.docx

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高频电子课程设计报告

指导教师：

学生姓名：

班级：

学号：

完成日期：

2020年12月26日

高频电子课程设计报告

一、课程设计目的

本课程设计是作为高频电子线路课程的重要组成部份，目的是使学生进一步明白得课程内容，大体把握高频电子线路设计和调试的方式，增加模拟电路应用知识，培育学生实际动手能力和分析、解决问题的能力。

依照本学科教学培育打算要求，在学完专业基础课电路与电子技术后，应安排课程设计教学实践项目，其目的是使学生更好地巩固和加深对专业基础知识的明白得，学会设计中、小型电子线路的方式，独立完成调试进程，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。

通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和往后工程实践奠定基础。

这次课程设计，我选择的课题为：

超外差式收音机原理分析与调试。

通过本课题设计与装配、调试，提高学生的实际动手能力，巩固已学的理论知识，能够使学生成立无线电接收机的整机概念，了解接收机整机各单元电路之间的关系及彼此阻碍，从而能正确设计、计算接收机的各个单元电路：

输入网络、变频级、中放级、检波级及音频放大器。

初步把握小型调幅波接收机的调整及测试方式。

二、设计要求和设计指标

超外差式AM接收机设计参数：

1）接收AM信号频率范围535kHz～1605kHz;2）调制信号频率范围100Hz～15kHz;3）最大不失真功率≥100mW;4）镜像抑制比优于20dB;5）接收机灵敏度≤1mV;

6）电源：

3V单电源供电

另外,还要适当考虑接收机的效率,输出波形失真等。

三、超外差式收音机原理分析

（一）七管超外差收音机原理框图

（二）七管超外差收音机电原理图

（三）七管超外差收音机电原理图分析

一、功放级、前置低放级原理

（1）如原理图示，功放级是由BG六、BG7和输入变压器B3组成的乙类推挽功放电路（即有输入变压器和但无输出变压器功率放大电路也称OTL电路）。

在原理图中，对直流通路而言，BG六、BG7是彼此串联的，如图2示；对交流通路而言，BG六、BG7是彼此并联的，如图3示。

R17、R18为别离为BG7、BG6的上偏置电阻，C2一、R1六、C17为电源退耦电路，C19为消振电容，C20输出耦合电容，同时它与R15组成BG4的交流负反馈。

前置放大器是BG4、BG5两级直耦式放大器组成的，R12为BG4的直流负反馈电阻，同时也是它的上偏电阻,R13为BG4的集电极负载和BG5的上偏电阻，C16为输入耦合电容。

（2）由原理图知，BG六、BG7对交流而言是并联的且都为射极输出器，BG7级为事实上的射极输出器，BG6为等效的射极输出器。

因为，当信号为负半周时，BG7导通、BG6截止，电源通过BG7、扬声器给C18充电，充电途径为：

Ｅ＋→扬声器→Ｃ２０→ＢＧ７→Ｅ－；当信号为正半周时，BG7截止、BG6导通，BG6导通时的电源是靠C18在信号为负半周时充的电压而提供的，现在电路可等效为如图4示。

因此，BG6为等效的射级输出器，因此，BG六、BG7组成的功放级都可看成是射级输出器。

又因对交流而言，两管是并联的，而射级输出器的优势之一是输出阻抗低，因此，功放级可直接与扬声器相连，不需要输出变压器进行阻抗变换。

二、电源退耦电路原理

在一些放大器中，常利用电池作为电源，比如收音机，当电池失效时，其电源内阻R0将会变大，由此可能引发放大器的自激振荡，为排除这种自激，常采纳电源退耦电路。

退耦是指去掉两部份之间的有害联系，与耦合作用相反。

图5是两级阻容耦合放大器，R0是电源VCC的内阻。

设在某刹时输入信号ui的瞬时极性为上＋下－，那么电路上各点的瞬时电压极性和T1、T2的集电极交流电流分量ic1、ic2的瞬时流向如图5所示。

当ic1和ic2流过内阻R0时，就会在R0上产生交流电压降，由于ic1《ic2，能够为这时在R0上产生的交流压降主若是ic2产生的，其瞬时极性为上＋下－。

uf关于第二级放大器来讲相当于负反馈电压，如图6示。

uf关于第一级放大器来讲相当于正反馈电压，如图7示。

它通过Rb1加在T1的be结上，uf和ui的假定极性同相位，因此组成正反馈。

当两级阻容耦合放大器的增益较高时，这种正反馈就足以引发自激振荡，此振荡是有害的，应当幸免。

3、变频器原理

变频是一种频率变换进程，即把载波频率为高频的调幅信号变成载波频率为中频的调幅信号的进程称为变频，完成频率变换的电路称为变频器。

收音机图纸中实际电路：

R1、R2为BG1变频级的偏置电阻，确信BG1的静态工作点，使其稳固地工作在非线性区。

C5为基极高频旁路电容，BG1为共基极电路，C2为输入回路的高频补偿电容，C1a、L1组成输入调谐回路，由它选择某一电台的调幅信号，再经L一、与、L2的互感耦合到晶体管BG1的基极；L4、、C1b组本钱机振荡回路，C3为高频补偿电容，C4为垫整电容。

本机振荡信号由L4的抽头位置通过C6注入变频管的发射极。

L3为产生振荡所必需的反馈线圈，L3圈数很少，对振荡的阻碍不大。

而L5、C7是接在变频管的集电极，谐振于465KHZ，依照并联谐振曲线知，它对最低的振荡频率535+465=1000Hz，也几乎是短路的，因此只要将L3和L5C7别离看成短路,那么该振荡电路确实是一个变压器反馈共基调射型自激LC振荡器。

4、中和电路原理

在晶体管内部，集电极与基极之间存在着几个微法乃至十几个微法的结电容CbC，当晶体管工作频率较高情形下，

极间电容Cbc相当于短线路，现在集电极电压与基极电压之间的相位关系就会由工作在低频时反相关系转变成同相关系，从而组成寄生正反馈，产生自激振荡。

所谓中和确实是中和由于晶体管结电容Cbc的存在而产生的icb。

从而达到自激振荡的目的，如8图示。

中周变压器的低级中间抽头4是接电源负极，如此做的目的有两点：

一是能够提高晶体管的输出阻抗，使之与下一级的输入阻抗相匹配，更重要的是能够减小晶体管的输出阻抗对谐振回路品质因数的阻碍；二是由于4端接－E就使3、5两头的相位对4而言极性恰好相反，中和电容ＣN接在管子的基极与中周的3端之间，现在icb与iN的方向相反，假设ＣN的大小选择的适合就能够使iN＝icb从而达到最正确中和，排除自激振荡。

五、检波原理

本收音机原理电路中，2AP9为检波二极管，C13为465KHZ滤波电容，C8为音频滤波电容，R八、R9为检波电阻。

C13的充电回路：

BZ33次级的上端

BZ33次级的下端。

C13放电回路：

分二路，一路是C13右→R5→R4→E→C13左，另一路是C13右→R8→R9→C13左。

六、自动增益操纵电路也称AGC电路原理

AGC的作用：

①使收音机接收不同的电台信号强度转变较大时，使其输出的音量转变较小，②使同一电台的音量不致于明显地忽大忽小地转变。

是因为当接收强电台时，AGC电路负反馈作用很强，使得收音机的增益自动减低不致于使后级过截而失真；当接收弱电台时，AGC电路不起作用或作用甚微，对放大器的增益大体上无阻碍。

如此当调谐电台时各电台的音量相差的幅度就能够够减少，同一电台专门是远地电台发出的无线电波，尤其是短波时刻在忽大忽小地转变而阻碍收音机的质量，AGC电路那么能自动地减小这种阻碍，如图9示。

R五、C8为RC滤波器，另外R5还起负反馈作用。

没有信号时，M点正、N点负、Ｑ点负；有信号时，检波后的音频脉动直流通过二极管D→R8→R9→地→BZ3次级的下端，现在，Ｎ点正、Ｍ点负、Ｑ点正，Ｑ点的电压极性与原先的相反，致使ＵQ点电位下降，故VBG2B随之下降。

由于在必然范围内三极管的实际放大量随发射结正向偏压VBE大小而转变，VBE大放大量也大，因此自动增益操纵确实是利用检波输出的音频脉动直流成份在电位器上产生的反馈压降的大小来操纵BG2发射结正向电压的大小，从而改变BG2的增益的，因此，AGC电路实质上是一种负反馈电路。

四、超外差式收音机的安装与调整

（一）安装与焊接的注意事项

一、安装注意事项：

⑴一样情形下，电路中的带“﹡”的电阻用一个小于它的阻值的固定电阻和一个电位器串联起来代替它，接入电路，等调试符合要求后，再用一个固定电阻换上。

⑵注意电解电容的有正负极性之分、三极管的管脚排列（有时不遵循它的排列一样规那么）及三个中周的型号（它们的技术参数比如通频带、选择性不同，假设装错会阻碍收音机的性能）。

⑶安装顺序：

功放→前置放大→变频级→二级中频放大→检波。

⑷在元器件较为密集的地址，应将不怕烫的元器件先安装，怕烫的元件（如晶体管）后安装，同一个单元电路中应先安装大型或持征元件，以它作为参考点，后安装小元件。

二、调试注意事项：

（1）测试各级静态电位时，红表笔接电源的正极，黑表笔依次测试各级的电位。

（2）原理图中BG7的集电极与电源的负极之间有“”，意思是在线路板上它是断开的它是用来调试BG7、BG6的集电极电流用的，待调试完毕，再将二者连接起来。

（二）安装与调试

一、安装步骤：

先装功放级即Ｂ３以后的部份，再装前置级即Ｒ９至ＢＧ５之间的元器件。

二、调试步骤

（1）调静态工作点

目的：

使各级三极管都处在工作状态（BG2—BG7处于放大状态，BG1处于放大、振荡状态）。

方式：

调收音机电路图中带“*”号的电阻（用一个小于电路图中标示值的电阻和一个同数量级的电位器串联接入带“*”号的位置），使各级电位或电流达到图中标示的值后，将此电阻和电位器焊下，用万用表的欧姆档测其总阻值，并用一个固定的电阻代替之，安装于带“*”号的位置。

[具体：

R17、R18用390Ω+1K（电位器）串联代替；R一、R4、R15都用10K+47K（电位器）串联代替]

（2）调中频

目的：

使三个中频变压器都准确谐振于465KHZ上。

方式：

将465KHZ的中频调幅波信号输出线的非接地端接入BG1的基极，地线接至电池的负极，将双连电容全旋进去，用无感起子依次调整BZ3、BZ二、BZ1的磁芯位置，以改变其电感量，使BG2的射极电位最小（或使声音达最大而且不扎耳）。

由于前、后级之间彼此阻碍，反复调整几回。

（3）对刻度（调整振荡回路的电感、电容）

目的：

使双连电容全数旋入至全数旋出时，收音机所接收的信号频率范围正好是整个中波段535KHZ—1605KHZ。

方式：

接收535KHZ的调幅波信号（将信号输出线的非接地端靠近磁性天线，地线接至电池的负极），将刻度盘旋至535KHZ处，用无感起子调整振荡回路的线圈B2的磁芯位置，以改变其电感量，使BG2的射极电位最小（或使声音达最大而且不扎耳）。

接收1605KHZ调幅波信号（将信号输出线的非接地端靠近磁性天线，地线接至电池的负极），将刻度盘旋至1605KHZ处，调振荡回路的补偿电容C3（拉线电容），使BG2的射极电位最小（或使声音达最大而且不扎耳）。

由于高、低端之间彼此阻碍，反复调整几回。

（4）调统调（调整输入回路的电感、电容）

目的：

使本机振荡频率与输入回路频率的差值恒为中频465KHZ。

方式：

接收600KHZ的调幅波信号（将信号输出线的非接地端靠近磁性天线，地线接至电池的负极），将刻度盘旋至600KHZ的刻度处，调输入回路的线圈B1在磁棒上的位置，以改变其电感量，使BG2的射极电位最小（或使声音达最大而且不扎耳）。

用蜡烛将线圈B1固定。

接收1500KHZ的调幅波信号（将信号输出线的非接地端靠近磁性天线，地线接至电池的负极），将刻度盘旋至1500KHZ的刻度处，调输入回路的补偿电容C2（磁可调电容），使BG2的射极电位最小（或使声音达最大而且不扎耳）。

由于高、低端之间彼此阻碍，反复调整几回。

五、性能测试

1、静态工作点的测试

将收音机的调整的无电台信号的位置，用万用表毫安档别离测量变频管、一中放、二中放、及低放部份静态工作点电流。

并与标准值比较。

测量标准：

（误差小于20%）

A：

四个点都合格且误差小于10%。

B：

四个点都合格且误差小于20%。

C：

三个点合格且误差小于15%。

D：

三个点合格且误差小于20%。

E：

合格点数小于3个（20%）。

2、整机功率及输出功率的测定

将万用表的电流档串入收音机电源回路。

将低频信号发生器接入音量电位器的上端，音量开到最大，输入1KHz正弦波信号，在扬声器BL的两头用示波器测量1KHz正弦波信号的峰-峰值，调整输入信号的峰值，使输出正弦波信号的波形在失真小于5%的情形下达到最大，测量现在电源电路的输出电流，就取得整机最大功率。

测量标准：

（2.6V时，整机电流为14mA）

A：

数值差低于5%。

B：

数值差低于10%。

C：

数值差低于15%。

D：

数值差低于20%。

E：

数值差高于20%。

将低频信号发生器接入音量电位器的上端，音量开到最大，输入1KHz正弦波信号，在扬声器BL的两头用示波器测量1KHz正弦波信号的峰-峰值，调整输入信号的峰值，使输出正弦波信号的波形在失真小于5%的情形下达到最大，测量此输出正弦波的峰峰值，并与标准值比对。

测量标准：

（2.6V时，扬声器BL的两头电压峰峰值约1.6V）

A：

数值差低于5%。

B：

数值差低于10%。

C：

数值差低于15%。

D：

数值差低于20%。

E：

数值差低于20%以下。

3、灵敏度测试

将高频信号发生器接入选频回路的a端，输入1000KHz、调制频率=1KHz、Ma=0 .3的AM波信号，在VT3的发射极用示波器测量1KHz正弦波信号的峰-峰值，调整输入信号的峰值，当示波器上1KHz信号峰-峰值为1mV，测现在输入信号峰峰值，以此作为接收机的灵敏度指标。

测量标准：

（1.5mV）

A：

数值差高于5%之内。

B：

数值差高于10%之内。

C：

数值差高于15%之内。

D：

数值差高于20%之内。

E：

数值差高于20%以上。

4、接收频率范围的测试

将可变电容CA全数旋出，用示波器测试C2的右端，读出本机振荡的高端频率；然后将可变电容CA全数旋入，用示波器测试C2的右端，读出本机振荡的低端频率；两个频率各减去465KHZ，取得该机的频率覆盖范围。

中频段标准值为535KHz—1605KHz。

测量标准：

A：

535KHz—1605KHz。

B：

带宽超出535KHz—1605KHz范围，但包括整个接收频段。

C：

上偏或下偏20%之内，带宽达到1070KHz。

D：

上偏或下偏20%之内，带宽达到1000KHz。

E：

上偏或下偏20%以上，或带宽低于1000KHz。

注：

此处测试以本振频率为准；合格本振频率范围为：

1000kHz~2070kHz。

六、课程设计总结

这次课程设计前后持续一周，咱们设计的是七管超外差式收音机。

在课程设计之前，咱们通过各个渠道查找资料后分析验证，通过量次的修改与整理，做出了如上的设计思路。

这次的课程设计本应是由咱们自己全数设计，但由于咱们基础有限，而且咱们的课程设计时刻有限，因此咱们选用了NT—7B（七管）收音机实验套件。

由于未能参加刻电路板这一程序，也致使咱们队真题的电路图和元件缺乏熟悉。

尽管如此，但咱们严格依照设计实验的要求操作，关于实验原理的把握起到了一样的作用，而对调试进程中显现问题的处置也极大地增强了咱们的动手能力。

通过这次课程设计，咱们更好的巩固和加深了对调频收音机工作原理的明白得。

通过本课题设计与装配、调试，提高了我的实际动手能力，巩固已学的理论知识，使我成立无线电接收机的整机概念，了解接收机整机各单元电路之间的关系及彼此阻碍，从而能正确设计、计算接收机的各个单元电路：

输入网络、变频级、中放级、检波级及音频放大器。

初步把握小型调幅波接收机的调整及测试方式。

同时也学会了更多的大体的实验技术，极大地提高了运用理论知识解决实际问题的能力。

七、参考文献

沈伟慈《通信电路（第二版）》西安电子科技大学出版社

戴峻浩《高频电子线路指导》国防工业出版社

曾兴文陈健《高频电子线路辅导》高等教育出版社