调频调幅收音机设计毕业设计.docx

调频调幅收音机设计毕业设计.docx

《调频调幅收音机设计毕业设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《调频调幅收音机设计毕业设计.docx（45页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

调频调幅收音机设计毕业设计

毕业设计（论文）

调频调幅接收机

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

日期：

年月日

导师签名：

日期：

年月日

注意事项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）

2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词

4）外文摘要、关键词

5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：

引言（或绪论）、正文、结论

7）参考文献

8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：

理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：

任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画

3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档

5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：

按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

指导教师评阅书

指导教师评价：

一、撰写（设计）过程

1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神

□优□良□中□及格□不及格

2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度

□优□良□中□及格□不及格

3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力

□优□良□中□及格□不及格

4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性

□优□良□中□及格□不及格

5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

指导教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

评阅教师评阅书

评阅教师评价：

一、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

评阅教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

教研室（或答辩小组）及教学系意见

教研室（或答辩小组）评价：

一、答辩过程

1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况

□优□良□中□及格□不及格

2、对答辩问题的反应、理解、表达情况

□优□良□中□及格□不及格

3、学生答辩过程中的精神状态

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

评定成绩：

□优□良□中□及格□不及格

教研室主任（或答辩小组组长）：

（签名）

年月日

教学系意见：

系主任：

（签名）

年月日

调频调幅接收机

摘　　要

收音机的发展一般经过电子管、晶体管再到集成电路。

集成电路收音机由于使用元器件少、可靠性强、耗电省、成本低、重量轻、体积小等优点，已经开始取代分立元件式晶体管收音机。

此接收机采用的就是单片调频调幅集成电路ULN2204。

UNL2204集成电路有以下几个特点：

其内部几乎包括了收音机所必需的电路，有独立的调幅振荡器、调幅双平衡混频器、调幅和调频中频放大器、调幅和调频解调器、AGC电路、AFC电路和功率放大器等。

为使外接元件少且便于集成，ULN2204内部大量采用直接耦合的电路形成；工作电压范围宽。

UNL2204内部设有精密稳压电路，而且外加电源电压的范围大，其允许变动的范围为3～12V；用集成双差分放大电路组成混频器，提高了对信号中干扰成分的抑制能力；灵敏度高。

具有5级中频放大，级间均采用直接耦合。

前4级可以加AGC控制；外接元件少。

中频放大直接耦合，无需外接元件。

整个功率放大部分只接1只退耦电容；功率放大器的输入阻抗高，约为200千欧姆；调幅收音机与调频收音机的转换十分简单，仅用1只2*2波段开关，控制UNL2204内部的电子开关，完成调幅收音与调频收音的转换。

此调频调幅接收机的电源供给采用自带直流稳压电源直接供给。

关键词：

调频　调幅　接收机　ULN2204　集成电路

FM-AMReceiver

Abstract

Thedevelopmentofgeneralovertheradiotubes,transistorstointegratedcircuits.ICRadioastheuseoffewercomponents,reliability,lowpowerconsumption,lowcost,lightweight,smallsize,etc.,hasbeguntoreplacediscretetransistorradio.Thisreceiverisusedinsingle-chipFM-AMICULN2204.UNL2204IChasthefollowingcharacteristics:

itsinternalincludesalmostnecessaryfortheradiocircuit,independentamplitudemodulationoscillator,amplitudemodulationdouble-balancedmixer,IFamplifierAMandFM,AMandFMdemodulator,AGGcircuit,AFCcircuitandpoweramplifier.Toenablesmallandeasytointegrateexternalcomponents,ULN2204housealargenumberofdirect-coupledcircuitformation;wideoperatingvoltagerange.UNL2204areequippedwithsophisticatedinternalregulatorcircuit,andtheexternalpowersupplyvoltagerange,whichallowschangesintherange3～12V;pairsofdifferentialamplifierwiththeintegratedcircuitmixersimprovethecomponentsofthesignalinterferencesuppressioncapabilities;sensitivityhigh.Witha5-IFamplification,directcouplingbetweenstagesareused.4canbeaddedbeforetheAGCcontrol;fewerexternalcomponents.IFamplificationdirectcouplingdon’thaveaccessexternalcomponents.Thenthepoweramplifierpartofaretreatisonlydualcapacitor;poweramplifierinputimpedancehigh,about200thousandohms;AMradioandFMradioconversionisverysimple,onlya2*2bandswitch,thecontrolelectronicswithintheUNL2204switch,thecompletionofAMradioandFMradioconversion.TheFM-AMreceiverwithbuilt-inpowersupplyDCpowersupplydirectlytothesupply.

Keywords:

　FM　AM　Receiver　ULN2204　IC

目　　录

前　　言

 集成电路具有体积小、功耗低、可靠性高、性能好、使系统整机实现很少调整或者不调整等优点，通信电子电路正迅速向集成方向发展。

不仅总参数电路正在迅速集成化，而且分布参数电路也在集成化。

随着集成电路设计与工艺技术的进步，现在已经有可能将一个电子系统或者其子系统集成在一个芯片上，这称为系统集成[1]。

它改变了通用元器件组装电子系统的传统方法，而直接将系统制作在芯片上，从而大大促进了系统、电路与工艺的结合。

本次课程设计为带电源的调频调幅接收机，就是将各部分元器件、集成电路焊接在印制电路板上，然后组装连接并进行调试的过程。

我所采用的是长风牌CF3930型收音机试验套件，电路原理图未有太大改变，步线有所调整。

本次课程设计的目的主要是掌握系统各功能模块的基本工作原理，培养掌握电路设计的基本思路和方法，掌握接收系统调试仿真等。

课程设计的要求是分析调频调幅接收系统各功能模块的工作原理，提出系统的设计方案，对所设计电路进行调试。

在此基础上可进行创新设计，如改善电路性能；对系统进行仿真分析。

第1章　课题研究价值

第1.1节　选题背景

目前调频式或调幅式收音机一般都采用超外差式，它具有灵敏度高、工作稳定选择性好及失真度小等优点。

我所设计的是超外差式调频调幅收音机[2]。

超外差式收音机电路结构：

超外差式收音机的特点是有频率变换（变频）过程，采用固定调谐的中频放大器。

一般包括下面几个部分：

变频级、中频放大级、检波级、低频前置放大级、低频功率放大级。

其中变频级包括混频器和本机振荡器两个部分。

天线接收到的高频调幅信号，经过调谐回路和选择，送入变频级的混频器。

本机振荡电路则总是跟踪着接收的信号，产生高一个固定频率的等幅振荡信号，这个信号也送入混频器。

送到混频器的两种信号，利用放大器件的非线性特点产生一种新的差频信号。

高频调幅信号经过变频级后，只是变换了载波的频率，而调制规律没有改变，仍然是调幅信号。

收音机接收天线将广播电台播发的高频的调幅波接收下来，通过变频级把外来的各调幅波信号变换成一个低频和高频之间的固定频率——465kHz（中频），然后进行放大，再由检波级检出音频信号，送入低频放大级放大，推动喇叭发声。

不是把接收天线接收下来的高频调幅波直接放大去检出音频信号（直放式）。

在设计中，是根据所要求的内容、指标进行各单元的设计。

拟定单元电路，初步确定电路元件参数；再根据组合起来的系统电路进行核算，确定整机电路。

最后通过安装调试达到要求的电气性能指标，确定最终的电路元件参数，固定、封装，成为完整的收音机产品。

第1.2节　调频调幅接收机的概述

1.2.1调频调幅接收机概述

接收机是一个具有如下组成的电路系统：

天线，滤波器，放大器。

主要功能是对天线接收到的微弱信号进行放大、变频、滤波并抑制来自外部的干扰、杂波以及接收机系统内的噪声，使信号保持尽可能多的有用信息，便于进行下一步的信号处理，以获得所需目标信号的特征信息。

1.2.2调频与调幅的定义和区别

（1）调频概述

调频，就是载频的频率不是一个常数，是随调制信号而在一定范围内变化，其幅值则是一个常数。

与其对应的，调幅就是载频的频率是不变的，其幅值随调制信号而变。

一般干扰信号总是叠加在信号上，改变其幅值。

所以调频波虽然爱到干扰后幅度上也会有变化，但在接收端可以用限幅器将信号幅度上的变化削去，所以调频波的抗干扰性极好，用收音机接收调频广播，基本上听不到杂音。

　　使载波频率按照调制信号改变的调制方式叫调频。

已调波频率变化的大小由调制信号的大小决定，变化的周期由调制信号的频率决定。

已调波的振幅保持不变。

调频波的波形，就像是个被压缩得不均匀的弹簧，调频波用英文字母FM表示。

（2）调幅概述

一种调制方式，属于基带调制。

其中，载波信号的振幅随着调制信号的某种特征的变换而变化。

例如，0或1分别对应于无载波或有载波输出。

调幅也就是通常说的中波，范围在525～1605KHz。

调幅是用声音的高低变为幅度的变化的电信号。

距离较远，受天气因素影响较大，适合省际电台的广播。

调幅波用英文字母AM表示。

（3）调频与调幅区别

调频比调幅的抗干扰能力强。

外来的各种干扰、工业和天电干扰等，对已调波主要影响表现为产生寄生调幅，形成噪声。

调频可以用限幅的方法，消除干扰所引起的寄生调幅。

而调幅制中已调幅信号的幅度是变化的，因而不能采用限幅，也就很难消除外来的干扰。

另外，信号的信噪比越大，抗干扰能力就越强。

而解调后获得信号的信噪比与调制系数有关，调制系数越大，信噪比越大。

由于调频系数远大于调幅系数，因此，调频波信噪比高，调频广播中干扰噪声较小。

调频波比调幅波的频带宽。

频带宽度与调制系数有关，即：

调制系数越大，频带越宽。

调频中常取调制系数大于1，而调幅系数是小于1的，所以调频波的频带宽度要比调幅波的频带宽度大得多。

调频制功率的利用率要大于调幅制。

发射总功率中，边频功率为传送调制信号的有效功率，而边频功率与调制系数有关，调制系数大，则边频功率大。

由于调频mf大于调幅系数ma，所以调频制的功率利用率要比调幅制高。

第1.3节　调频调幅接收机形式及用途

1.3.1调频调幅接收机形式

调频调幅接收机主要用于无线广播通讯，通常为我们所用的收音机。

按照它的电气指标和声学指标分成好几级。

高质量接收机应当具有以下特点：

灵敏度高；选择性好；通频带是可变的；高、低音频能分别单独调整；并且能够发出立体声。

等级比较低的接收机相应的有比较低的电气指标和声学指标。

调频调幅接收机有下列几种结构样式：

落地式、台式、汽车用接收机和携带式。

所有的现代广播接收机都用键式波段开关，波段如下：

长波：

150～415千赫（2000～722.9米），

中波：

520～1600千赫（577～187.5米），

短波：

3.95～12.1千赫（75.9～24.8米），

超短波：

64.5～73兆赫（4.65～4.11米）。

为了调谐接收机方便起见，把短波和超短波的波段各分为两个或者三个扩展波段。

高级广播接收机的中频在长波、中波、短波时是465千赫，超短波时是8.4兆赫。

较低等级的广播接收机的中频则是110～115千赫。

现代调频调幅接收机都采用超外差式电路。

1.3.2按接收机的用途分类：

导航型接收机[3]。

此类型接收机主要用于运动载体的导航，它可以实时给出载体的位置和速度。

这类接收机一般采用C/A码伪距测量，单点实时定位精度较低，一般为±25mm，有SA影响时为±100mm。

这类接收机价格便宜，应用广泛。

根据应用领域的不同，此类接收机还可以进一步分为：

车载型——用于车辆导航定位；航海型——用于船舶导航定位；航空型——用于飞机导航定位。

由于飞机运行速度快，因此，在航空方面用的接收机要求能适应高速运动。

星载型——用于卫星的导航定位。

由于卫星的速度高达7km/s以上，因此对接收机的要求更高。

测地型接收机。

测地型接收机主要用于精密大地测量和精密工程测量。

定位精度高。

仪器结构复杂，价格较贵。

授时型接收机这类接收机主要利用GPS卫星提供的高精度时间标准进行授时，常用于天文台及无线电通讯中时间同步。

　　按接收机的载波频率分类：

单频接收机（单频接收机只能接收L1载波信号，测定载波相位观测值进行定位）。

由于不能有效消除电离层延迟影响，单频接收机只适用于短基线（<15km的精密定位）；双频接收机（双频接收机可以同时接收L1，L2载波信号。

利用双频对电离层延迟的不一样，可以消除电离层对电磁波信号的延迟的影响，因此双频接收机可用于长达几千公里的精密定位）。

　　按接收机通道数分类：

GPS接收机。

能同时接收多颗GPS卫星的信号，为了分离接收到的不同卫星的信号，以实现对卫星信号的跟踪、处理和量测，具有这样功能的器件称为天线信号通道。

　　根据接收机所具有的通道种类可分为：

多通道接收机、序贯通道接收机、多路多用通道接收机；按接收机工作原理分类：

码相关型接收机（码相关型接收机是利用码相关技术得到伪距观测值）；平方型接收机（平方型接收机是利用载波信号的平方技术去掉调制信号，来恢复完整的载波信号，通过相位计测定接收机内产生的载波信号与接收到的载波信号之间的相位差，测定伪距观测值）；混合型接收机（这种仪器是综合上述两种接收机的优点，既可以得到码相位伪距，也可以得到载波相位观测值）；干涉型接收机（这种接收机是将GPS卫星作为射电源，采用干涉测量方法，测定两个测站间距离）。

第2章　直流稳压电源设计

第2.1节　直流稳压电源的基本组成

2.1.1直流稳压电源的基本组成

直流稳压电源一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成。

基本电路如图2.1所示。

各部分电路的作用如下：

图2.1　直流稳压电源基本电路

（1）电源变压器

电源变压器的作用是将电网220V的交流电压V1变换成整流滤波电路所需要的交流电压V2。

变压器副边与原边的功率比为：

P2/P1=g（2·1）

式中，g为变压器效率。

一般小型变压器的效率如2.1表所示。

表2.1　小型变压器效率

副边功率P：

/VA

<10

10～30

30～80

80～200

效率g

0.6

0.7

0.8

0.85

（2）整流滤波电路

整流滤波二极管D1～D4组成单相桥式整流电路[4]，将交流电压V2变成脉动的直流电压，再经过滤波电容C滤除纹波，输出直流电压Vi。

Vi与交流电压V2的有效值V2的关系为

Vi=（1.1～1.2）V2　（2·2）

每只整流二极管承受的最大反向电压VRM=

V2　　（2·3）

通过每只二极管的平均电流ID=1/2IR=0.45V2/R　（2·4）

式中，R为整流滤波电路的负载电阻。

它为电容C提供放电回路，RC放电时间常数应满足

RC>（3～5）T/2（2·5）

式中，T为50Hz交流电压的周期，即20ms。

（3）稳压电路

调整管T1与负载电阻RL相串联，组成串联式稳压电路。

T2与稳压管DZ成采样比较放大电路，当稳压器的输出负载变化时，输出电压Vo应保持不变，稳压过程如下。

设输出负载电阻RL变化，使Vo↑，则

VB2↑—VC2↓—IB1↓—VCE1↑—VO↓

第2.2节　直流稳压电源的设计

2.2.1稳压电源的性能指标及测试方法

（1）最大输出电流

稳压电源正常工作时能输出的最大电流，用Iomax表示。

一般情况下的工作电流IoIomax时损坏稳压器。

（2）输出电压

稳压电源的输出电压，用Vo表示。

如图2.2所示的测试电路，可以同时测量Vo与Iomax。

图2.2　测试电路

测试过程是：

输出端接负载电阻RL,输入端接220V的交流电压，数字电压表的测量值即为Vo；使RL逐渐减小，直到Vo的值下降5%，此时流经负载RL的电流为Iomax（记下Iomax后迅速增大RL，以减小稳压电源的功耗）。

（3）纹波电压

叠加在输出电压Vo上的交流分量，一般为mV级。

可将其放大后，用示波器观测其峰-峰值△Vop-p；也可以用交流电压表测量其有效值

△Vo，由于纹波电压不是正弦波，所以用有效值衡量存在一点误差。

（4）稳压系数

在负载电流Io、环境温度T不变的情况下，输入电压的相对变化引起输出点压的相对变化，即稳压系数

Sv=（△Vo/Vo）/（△Vi/Vi）∣Io=