调幅接收机的设计.docx

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调幅接收机的设计

课程设计调幅接收机的设计

摘要

超外差接收机调幅接收机

变频电路

中频放大电路

检波电路

低频放大电路

自动增益控制电路

第一章设计目的

一学会分析电路、设计电路的方法和步骤

二学习protel绘图方法和表格的绘制

三进一步掌握所学元件及在此基础培养自己分析、应用其他元件的能力

四了解调幅接收机的基本组成与各功能电路的工作原理

第二章调幅接收机设计的基本要求

一电源电压3V

二频率范围535－1605KHZ

三中频频率F1=465KHZ

四画出调幅接收机组成框图,方案的确定（电路选型）

五中频放大器设计计算

第三章超外差调幅接收机的组成及工作原理

第一节超外差调幅接收机的组成框图

超外差接收机组成框图如图一所示

图一

从天线感应到的高频调幅信号，经输入回路的选择送入变频器。

本振信号与接收到的高频调幅信号在变频器内经过混频作用，得到一个与接收信号调制规律相同的固定中频调幅信号。

该中频调幅信号经中频放大后，送入检波器，把原音频信号解调出来，并虑出残余中频分量，再由低频功率放大后推动扬声器发出声音。

AGC是自动增益控制电路，自动控制中频放大器的增益。

第二节组成电路及工作原理

一输入回路

图二

输入回路如图二，由C1、C2和L1组成，外来高频调幅信号通过磁性天线送至输入回路，将所需信号通过L1的次级耦合到变频器。

二变频电路

晶体三极管变频器的实际电路主要有两类：

本振电压由单独振荡器产生的他激式变频器和本振电压由变频管自身产生的自激式变频器，它们都可接成共基极或共发射极电路。

他激式变频电路比较复杂，但uS和uL之间牵连作用小，稳定性高，容易调整，而且可使本振与混频各自处于最佳工作状态，常用在质量较高的收音机中。

自激式变频电路中，一管两用，uS与uL相直牵连，稳定性差，不易调到最佳工作状态，但所用元件少，线路简单，故在一般超外差接收机中广泛采用。

    按本振电压注入晶体管的不同电极来分，变频电路有基极注入，发射极注入和集电极注入三种形式。

其中以发射极注入应用最为广泛。

图三

图三是本设计中的变频电路。

其工作过程是：

天线上感应的信号由L1，C1，C2组成的输入回路注入，经调谐选频，把选出的某一电台的调幅信号uS耦合加至晶体管的基极。

晶体管T1为变频管，R！

R2为偏置电阻，L2、C5、C7、C8组成本振回路，变频后产生的456KHZ中频调幅信号，通过中频变压器B1和C6选频耦合输送到中频放大电路。

三中频放大电路

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接收机的灵敏度、选择性和通频带等性能指标起着极其重要的作用。

图Z1008

图Z1008（a）是LC单调谐中频放大电路，图Z1008（b）为它的交流等效电路。

图中TR1、TR2为中频变压器，它们分别与C1、C4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，它谐振于中频465kHz。

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。

图Z1009

由LC调谐回路特性知，中频选频回路的通频带B＝f2-f1＝

，见图Z1009。

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。

中频变压器的另一作用是阻抗变换。

因为晶体管共射极电路输入阻抗低，输出阻抗高，所以一般用变压器耦合，使前后级之间实现阻抗匹配。

一般接收机采用两级中放，有3个中频变压器（常称中周）。

第一个中频变压器要求有较好的选择性，第二个中频变压器要求有适当的通频带和选择性，第三个中频变压器要求有足够的通频带和电压传输系数，由于各中频变压器的要求不同，匝数比不一样，通常磁帽用不同颜色标志，以示区别，所以不能互换使用。

图四

图四为本设计中超外差接收机由两级中放组成的中频放大电路。

其中T2，T3为中放管，B1、B2、B3为中频变压器，C6、C11和C15为谐振电容C10C14为中和电容。

为保证变频和中放电路工作稳定，偏置电路要用两只硅二极管D1、D2稳压，其值约为1.4V。

经过两级中放的中频调幅信号，经B3耦合到检波电路。

而实际电路中常采用具有中间抽头的并联谐振回路,如图Z1010（a）所示。

（b）是它的等效电路，可以看出，它是由两个阻抗性质不同的支路组成。

由于L1、L2都绕在同一磁芯上，实际上是一个自耦变压器。

图Z1010

利用变压器的阻抗变换关系，可求得等效谐振电路的谐振阻抗

ZOB0＝（

）2ZAB0＝（

）2ZAB0（式中N＝N1＋N2为电感线圈的总匝数）。

即具有抽头并联谐振电路的谐振阻抗ZOB0等于没有抽头的谐振阻抗ZAB0的

倍。

由于

＜1，所以ZOB0＜ZAB0，适当选择变比可取得所需求的ZOB0，从而实现阻抗匹配。

四检波电路

图五

如图五为检波电路由二极管D3、C16、C17和R9组成，检波后的音频电压通过音量电位器R10和耦合电容C18送至音频放大器。

其中，电路中用的二极管为检波二极管2AP9。

（一）检波二极管的作用

检波（也称解调）二极管的作用是利用其单向导电性将高频或中频无线电信号中的低频信号或音频信号取出来，广泛应用于半导体收音机、收录机、电视机及通信等设备的小信号电路中，其工作频率较高，处理信号幅度较弱。

常用的国产检波二极管有2AP系列锗玻璃封装二极管。

常用的进口检波二极管有1N34/A、1N60等。

（二）检波二极管的工作原理

检波二极管具有结电容低，工作频率高和反向电流小等特点，传统上用于调幅信号检波。

工作原理如下：

调幅信号是一个高频信号承载一个低频信号，调幅信号的波包（envelope）即为基带低频信号。

如在每个信号周期取平均值，其恒为零。

若将调幅信号通过检波二极管，由于检波二极管的单向导电特性，调幅信号的负向部分被截去，仅留下其正向部分，此时如在每个信号周期取平均值（低通滤波），所得为调幅信号的波包（envelope）即为基带低频信号，实现了解调（检波）功能。

锗材料点接触型、工作频率可达400MHz，正向压降小，结电容小，检波效率高，频率特性好，为2AP型。

类似点触型那样检波用的二极管，除用于检波外，还能够用于限幅、削波、调制、混频、开关等电路。

也有为调频检波专用的特性一致性好的两只二极管组合件。

（三）检波二极管的选用

检波二极管一般可选用点接触型锗二极管，例如2AP系列等。

选用时，应根据电路的具体要求来选择工作频率高、反向电流小、正向电流足够大的检波二极管。

虽然检波和整流的原理是一样的，而整流的目的只是为了得到直流电，而检波则是从被调制波中取出信号成分（包络线）。

检波电路和半波整流线路完全相同。

因检波是对高频波整流，二极管的结电容一定要小，所以选用点接触二极管。

能用于高频检波的二极管大多能用于限幅、箝位、开关和调制电路。

（四）检波二极管的代换

检波二极管损坏后，若无同型号二极管更换时，也可以选用半导体材料相同，主要参数相近的二极管来代换。

在业余条件下，也可用损坏了一个PN结的锗材料高频晶体管来代用。

五低频放大电路

图六

如图六所示，为低频放大电路，音频放大器采用L4101集成电路。

电源由14引脚接入，3脚接地，10脚与地之间接入退耦电容C20，12引脚与地之间接有源滤波退耦电容C21。

信号由第9引脚输入，经放大后，由1引脚经输入电容C26送到扬声器。

6脚到地之间接入C19，和Rf组成的负反馈电路，决定放大倍数的大小，Rf越小，电路增益越高；反之，Rf越大，增益越小。

13脚和14脚之间接入自举电容C24、C22和C23，以防止产生寄生振荡。

六AGC自动增益控制电路

图七

如图七所示，R7、C9组成音频滤波电路，电路作用是利用R7、C9电路输出的随音频信号强弱变化的直流电压，控制放大管T1的静态工作电流，从而控制增益。

保证中频信号不随电台信号强弱而变化，趋于稳定。

设计体会

课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，电子技术已经成为空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。

因此作为二十一世纪的大学来说掌握电子技术的开发和应用是十分重要的。

回顾起此次课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从拿到课题到定稿，从理论到实践，在整整一星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，毕竟以前做的很少，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

通过这次课程设计之后，我一定会谨记学好基础知识，这一点老师在课堂上也不止一次的说到。

在设计中遇到了很多不懂的问题，最后在老师的辛勤指导下，终于迎刃而解。

同时，在老师的身上我学得到很多实用的知识，在次我表示感谢！

同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！

参考文献

1：

李银华电子线路设计指导北京航天航空大学出版社2005.06

2：

谢自美电子线路设计实验测试华中科技大学出版社2003.10

3：

张肃文高频电子线路高等教育出版社2004.11

4：

杨绪东实用电子电路精选化学工业出版社2004.03

附录