高频论文实验.docx

高频论文实验.docx

《高频论文实验.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高频论文实验.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高频论文实验

编号：

高频电路设计与制作

实训（论文）说明书

题目：

调频接收设计与制作

院（系）：

信息与通信学院

专业：

电子信息工程

学生姓名：

学号：

指导教师：

2012年01月05日

摘要

本实验报告详细地介绍了这个学期的通信基本电路实验，包括发射机和接收机的制作和调试过程及其涉及到的相关原理。

该系统要求能对不同波形的话音信号进行调制、发送、接收和解调。

本报告从最基本的模块到最后整个系统的收发检测，都进行了详细的说明与介绍。

介绍了电路各个模块的基本原理、主要功能、各项指标以及制作与调试的一些有用的技巧。

最后的调试部分包含了在整个实验所遇到的问题以及解决方案，这都是实践所检验出来的真理。

实验所涉及的高频模块包括：

串并联谐振选频网络、高频小信号谐振放大器，高频功率放大器，晶体振荡器，变容二极管调频以及接收机中所用到的SONYCXA1619单片集成电路芯片。

关键词：

接收机；晶体振荡器；FM；调制解调

ABSTRACT

Thisreportintroducesthebasiccircuitexperimentofcommunication,includingthedesignofreceiverandtransmittersystemandthedebuggingprocess.theFMCommunicationSystemcanmodulate,transmit,receiveanddemodulatevoicesignalswithdifferentwaveforms.Italsoincludesthedetailedinstructionfromthebasicmoduletothewholecommunicationsystem,thetheory,mainfunctionsandsomeusefultips.Inthepartofdebugging,alloftheproblemswemetintheexperimentandtheirsolutionsarelistedwhichcomefromourteam’shardworkingandarecheckedupbypractice.wehopethisreportcangivesomereferencetothecomingdesigners.

Thisexperimentconcernsthefollowingsubject:

smallsignalsamplifier,seriesresonantandparallelresonant,quartzcrystaloscillator,poweramplifierandthesingleintegratedchipSONYCXA1619.

KEYWORDS:

Receiver;CrystalOscillator;FrequencyModulationanddemodulation

目录

1设计思路1

1.1调频接收机的工作原理2

2调频接收机的主要技术指标2

2.1接收机的工作频率范围2

2.2灵敏度3

2.3选择性3

2..4信噪比3

2.5输出功率3

2.6直流电源3

3接收机的组成3

3.1设计原理与分析4

4设计任务4

4.1电路设计与元件参数的计算选择4

4.1.1带通滤波4

4.1.2接收机的核心器件CXA1619BM/BS介绍5

4.1.3混频网络的实现6

5电路焊接和调试6

谢词8

参考文献9

附录A10

附录B11

引言

本次实训进行了对接收机的焊接和调试，该电路具有接收功能，既能接收电台，具有原理简单，电路清晰的特点。

由于调频广播具有信噪比小、抗干扰性强、扩大了广播频道及经济费用少等优点，因而，调频广播便更猛速发展。

另一部分为卫星接收调试，卫星在空中起中继站的作用,即把地球站发上来的电磁波放大后再反送回另一地球站。

卫星广播电视覆盖面积大、传输距离远，在服务区域不受地理条件限制；传输环节少、信号稳定，所接收的信号失真小、质量高；频带宽、传输信息容量大，可以实现高清晰度电视、高质量广播，同时还可以传输图文电视、传真、数据等。

卫星通信是未来全球信息高速公路的重要组成部分，它以其覆盖广、通信容量大、通信距离远、不受地理环境限制、质量优、经济效益高等优点在我国得到应用,并迅速发展成为我国当代远距离通信的支柱，因此对它的学习显得尤为重要。

1设计思路

由于调频接收机分为高频小信号放大器，本地振荡器，混频器，中频放大器，鉴频器以及低频放大器六部分。

1、高频小信号放大器

对于高频小信号放大器来说，由于信号小，可以认为它工作在晶体管（或场效应管）的线性范围之内。

这就允许把晶体管看成线性元件了，因此可作为有源线性四端网络来分析。

2、本地振荡器

本振电路用LC谐振回路来产生一个稳定的本地振荡频率，将这个稳定的谐振频率与高频放大输出信号经过混频器混频，从而输出一个中频信号。

3、混频器

晶体管混频器的主要优点是变频增益较高，有二极管组成的环形混频器的优点是它有组合频率少、动态范围大、噪声小、本振电压为反向辐射的特点。

4、中频放大器

如果外来信号和本机振荡相差不是预定的中频，就不可能进入放大电路。

因此在接收一个需要的信号时，混进来的干扰电波首先就在变频电路被剔除掉，加之中频放大电路是一个调谐好了的带有滤波性质的电路，所以接收机的选择性指标很高。

5、鉴频器

在此设计中，我选用了比例鉴频器，虽然课堂上我们并没有学习这一节，但是有基础是可以慢慢摸索的。

在电路参数相同的条件下，比例鉴频器的输出只有相位鉴频器的一半，可以说，比例鉴频器的限幅作用是以降低输出为代价的。

但是，比例鉴频器也有一个优点就是可以提供一个适合于自动增益控制的电压。

6、低频放大器

一般从鉴频器输出的信号都比较小，为了得到我们所需的信号，必须将输出信号进行放大。

一般采用三极管放大电路来实现这一功能。

因为本次设计是音频信号，所以采用运算放大器效果比较好。

1.1调频接收机的工作原理

如图1.1所示，即该设计所需求的调频接收机的原理方框图。

图1.1调频接收机的原理方框图

其工作原理即为：

把从天线上接收到的微弱的高频信号v1先经过一级或几级高频小信号放大器（而这部分往往也可以省略不用）放大为v2。

然后送至混频器与本地振荡器所产生的等幅震荡电压v3相混合，所得到的输出电压v4包络线形状不变，仍与原来的信号波形相似，但是载波频率则转换为v2与v3两个高频频率之差（和）。

这叫做中频。

中频电压v4再经过中频放大器放大为v5，送入鉴频器，经鉴频得到输出电压v6。

最后v6再经低频放大器放大为v7，送到扬声器中转变为声音信号。

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。

2调频接收机的主要技术指标

2.1接收机的工作频率范围

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。

频率范围：

88～105kHz。

2.2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。

2.3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。

2..4信噪比

在电路中某一指定点处的信号功率Ps与噪声功率Pn之比，称为信号噪声比，简称信噪比（signal-noiseratio），以Ps/Pn（或S/N）表示。

2.5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。

2.6直流电源

在调频接收机的设计中，用5V直流电源给电路供电。

3接收机的组成

以型号为CXA1619单片集成电路芯片为核心设计一个调频接收机，并能完成相应信号的接收（方波、三角波、正弦波），主要部分有输入回路、高频放大电路、混频电路、中频放大、限幅电路、鉴频、低频放大和负载等

图3.0调频接收机

3.1设计原理与分析

利用无线系统可以实现不同地方几乎不小号时间的信息传递，一个简单系统可以实现短距离的无线通信，其基本工作原理是通过调频发射机产生要发送的信号，该信号经过空气，到达调频接收机。

本次实验主要是完成发射机和接收机的设计以及完成它们之间的通信。

涉及的通信体制主要是基于调频（框架图如下）

图3.1通信系统组成结构框图

接收机模块：

接收来自由发射机发出的高频信号，完成选频放大、混频，中频放大滤波，解调出原来的低频调制信号，使其不致失真。

其系统框图见图3.2

本振信号

中频放大

混频

选频放大器

带通滤波器

低频功放

喇叭

中频滤波

鉴频

限幅放大

图3.2接收机原理图

4设计任务

采用型号为CXA1619单片集成电路芯片设计一个调频接收机，并能通过天线接收到发射机发出的信号并无失真的解调出其中有用的信息，并且包含噪声也要很小。

4.1电路设计与元件参数的计算选择

4.1.1带通滤波

电容，电感的参数计算。

LC振荡回路构成的带通网络的中心频率计算公式可表示为：

考虑到电感的绕制还是比较麻烦的，尤其是阻值要比较精确的。

由于在带通滤波中，电感和电容都是可调的，只要满足中心频率即可。

于是为了方便电感的绕制，选定L3和L1的感值，再根据L3和L1的感值来确

定和

。

由计算及根据老师提供的振荡网络的电容参考值取，如下：

30PF

:

30PF

:

4.5T

:

4.5T-T

4.1.2接收机的核心器件CXA1619BM/BS介绍

图4.1.2CXA1619BM原理图

该电路的特点如下：

静态电流小

时FM：

；AM：

（典型值）

带有FM/AM选择开关（由一个拨动开关和一个

电容组成）

音频放大器输出功率大

，

时，

（典型值）

内置AFC可变电容内含RFAGC（自动增益控制）和IFAGC子音量控制

输入信号强度指示（TUNNINGMETER）

封装形式SDIP30（窄双列直插）

CXA1619是一块集成度高外围元件少的单片FM/AM收音机集成电路，内部集成了多种功能，如混频，鉴频，FM中放，FM高放，音频功放等等。

4.1.3混频网络的实现

CXA1619收音机的FM采用一级混频，把接收来的外来信号频率变换固定中频信号，并通过这种方式来提高收音机的灵敏度及邻道选择性。

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及邻道选择性。

混频电路实现了信号频谱的搬移，在理论上主要是通过两个信号相乘来实现。

如设输入信号

，

本地振荡信号

，

在混频器中作相乘运算，则输出

，

由积化和差公式可知

含有

，后接一个带通滤波即可实现频谱搬移。

5电路焊接和调试

在发射机的调试经验和教训的基础上，接收机采用逐级调试的方法。

这种方法虽然看起来比较繁琐费劲，但由于每一级电路相比整个接收机系统要简单得多，这样能方便地找出问题的所在，使调试简单可行，而且具有可重复性，即便在调试后级电路时，对前级电路产生了影响，也可以采用同样的调试方法重新调试回原样。

接收机我们采取的带通滤波——并联谐振选频网络——本振电路——中频滤波网络——鉴频电路音频输出的调试次序。

这个实验是关于小功率调频发射机工作原理分析及其安装调试，通过这次实验我们可以更好地巩固和加深对小功率调频接收机工作原理和非线性电子线路的进一步理解。

学会基本的实验技能，提高运用理论知识解决实际问题的能力。

在实验过程中，通过选取元件、确定电路，综合布线等提高了我们的动手能力，同时通过调试来发现自己的错误并分析及排除这些故障，使我们对小功率放大器的知识得到了加深！

本次作品设计用了三个时间段进行制作及调试，最终满足了设计要求。

设计过程初期遇到了一定困难，比如电路的排版不好，焊接中出现虚焊，电阻辨认错误等问题，最终在努力下解决了这些问题。

通过本次设计，使我们了解了无线调频接收机的基本工作原理，设计流程，进一步掌握了焊接工艺这一块。

开拓了思路，锻炼了实践动手能力，提高了分工协作能力和分析问题,解决问题的能力,达到了本次设计的目的.

谢词

两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，

通过这次通信基本电路课程设计，本人在多方面都有所提高。

了解高频调幅电路的基本结构，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。

在这次设计过程中，体现出自己单独设计电路的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。

在这课程设计时间里，我们忙碌并充实地画图、焊板、调试，学到了很多书本上学不到的知识，锻炼了动手能力，是课堂学习的补充，是一次很好的实践机会。

尽管这次设计的调频接收机不算很复杂，但它却是广播电台等设备的基础，只有弄清简单电路的工作原理才能掌握更加高级的电路，才能把我们所学的专业理解的更加深入，使我受益匪浅。

在此感谢我们的指导老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；这次课程设计的每个模块电路的细节和每个数据，都离不开老师您以前课堂上的细心指导。

帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。

参考文献

【1】张肃文主编第五版《高频电子线路》高等教育出版社2009.5

【2】于海勋郑长民编著《高频电路实验与仿真》科学出版社2005

【3】高吉祥主编《电子技术基础实验与课程设计》电子工业出版社2002

【4】吴慎山：

《高频电子线路》，电子工业出版社，2007.1

【5】王恒山：

《调频解调技术》，高等教育出版社，1989.10

【6】张绍高，华旭旦：

《立体声和调频立体声接收机》，新时代出版社，1986.2

【7】周选昌：

《高频电子线路》，浙江大学出版社，2006.7

元件清单

附录B

实物图