简易接收机设计报告.docx
《简易接收机设计报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《简易接收机设计报告.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
简易接收机设计报告
四川师范大学本科实习周设计
简易接收机设计
学生姓名
XX
院系名称
物理与电子工程学院
专业名称
通信工程
班级
2008级X班
指导教师
XX
完成时间
2010年10月30日
简易接收机设计
学生姓名：
XX指导老师：
XX
内容摘要：
本文叙述了采用AltiumDesigner软件实现设计制作短波超再生接收机PCB板。
该板是由天线匹配、共射共基高频小信号放大、超再生检波、低频放大电路、整形与音频功率放大、电源稳压六个部分构成，如附录图1所示。
该板主要器件是集成运放OP07,整形集成电路NESS5，音频集成电路LM386，稳压集成电路LM7805CT。
关键词：
AltiumDesignerPCB短波超再生接收机
Farshortofreceiving
Abstract：
Thisarticledescribesthesoftwaredesignertoadoptaltiumdesignedtheshortwaveinpcbboardofreceivers.theplateismadeofmatchesfromtheantennaandtheonsetofthesignal,theenlargementofthewaves,lowfrequencylargecircuit,plasticandaudiopowerzoomingin,powervoltagestabilizationsixparts,suchasappendixshowninfigure1.theboardsmaincomponentintegrationop07,itistheplasticintegratedcircuits,icness5lm386,integratedaudiovoltagestabilizationlm7805ct.
Keywords:
AltiumDesignerPCBFarshortofreceiving
目录
1.设计说明
1.1接收机
1.2protel
1.3AltiumDesigner
1.4PCB设计流程
2原理阐述
2.1天线匹配
2.2共射共基高频小信号放大
2.3超再生检波
2.4低频放大电路
2.5整形与音频功率放大
2.6电源稳压
3测试指标
3.1测静态工作点
3.2加信号
3.3高频信号发生
4技术心得
4.1导入
4.2布局
4.3布线
4.4印刷板制作流程
4.5.焊接
5.结论
致谢
参考文献
附录
短波超再生接收机设计
1设计说明
1.1接收机
接收机（receiver）:
工作于通信链路的目的地端，接收信号并加以处理或转换供本地使用的设备。
所属学科：
通信科技（一级学科）；通信原理与基本技术（二级学科）
接收机
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，A/D转换器。
GPS卫星发送的导航定位信号，是一种可供无数用户共享的信息资源。
对于陆地、海洋和空间的广大用户，只要用户拥有能够接收、跟踪、变换和测量GPS信号的接收设备，即GPS信号接收机，就可以在任何时候用GPS信号进行导航定位测量。
按接收机的用途分类
1、导航型接收机。
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，在航空上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。
2、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
1、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。
2、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
1、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分类
1、多通道接收机2、序贯通道接收机3、多路多用通道接收机按接收机工作原理分类：
1、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。
2、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。
3、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。
4、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。
1.2protel
Protel的产生及发展
1985年诞生了dos版Protel
1991年ProtelforWidows
1998年Protel98这个32位产品是第一个包含5个核心模块的EDA工具
1999年Protel99既有原理图的逻辑功能验证的混合信号仿真，又有了PCB信号完整性分析的版级仿真，构成从电路设计到真实板分析的完整体系。
2000年Protel99se性能进一步提高，可以对设计过程有更大的控制力
2002年ProtelDXP集成了更多工具，使用方便，功能更强大
1.3AltiumDesigner
AltiumDesigner提供了唯一一款统一的应用方案，其综合电子产品一体化开发所需的所有必须技术和功能。
AltiumDesigner在单一设计环境中集成板级和FPGA系统设计、基于FPGA和分立处理器的嵌入式软件开发以及PCB版图设计、编辑和制造。
并集成了现代设计数据管理功能,使得AltiumDesigner成为电子产品开发的完整解决方案－一个既满足当前，也满足未来开发需求的解决方案。
创新电子设计平台
Altium创新电子设计平台集成了广受好评的AltiumDesigner一体化电子设计软件和Altium可重构硬件平台NanoBoard系列。
该方法将器件智能置于设计流程的核心。
由此形成了一个完整的一体化电子设计环境，以全新的方式创建和推出智能型关联电子产品。
管理库
AltiumDesigner提供综合的器件数据管理和库资源，无论您组织的大小或需求是什么，均可控制部件的使用。
设计制造
AltiumDesigner起到设计和制造间的桥梁作用，可管理所有制造数据的生成和验证。
利用可编程器件
AltiumDesigner可充分利用了当今大容量可编程器件在设计中的潜力。
您可在易于升级的软件领域中工作，令修改硬件与软件同样方便。
FPGA/PCB集成
可编程器件能否顺利集成到物理设计流程对设计生产率十分关键。
AltiumDesigner提供FPGA设计项目的无缝链接，通过板卡设计把它们联系在一起。
管理电子开发流程
电子产品开发不再是独立的流程。
AltiumDesigner统一了整个设计流程，可在单一、集成的设计流环境中管理开发的所有方面
1.4PCB设计流程
PCB的设计就是将设计的电路在一块板上实现。
一块PCB板上不但要包含所有必须的电路，而且还应该具有合适的元件选择、元件的信号速度、材料、温度范围、电源的电压范围以及制造公差等信息，一块设计出来的PCB必须能够制造出来，所以PCB的设计除了满足功能要求外，还要求满足制造工艺要求以及装配要求。
PCB的信号传导层材料：
铜箔
●在PCB设计中，元件的选择和电路设计是影响板级电磁兼容性性能的主要因素。
●PCB设计的好坏对电路的干扰及抗干扰能力影响很大。
●元件的布局对PCB的电磁兼容性具有重要的影响（数字电路、模拟电路以及电源电路的元件布局）
↓↓↓
↓↓↓
↓↓↓
↓↓↓
（接上面原理图仿真）（接设计规则检查和调整）
2原理阐述
短波超再生接收机是由天线匹配、共射共基高频小信号放大、超再生检波、低频放大电路、整形与音频功率放大、电源稳压六个部分构成，如附录图1所示。
2.1天线匹配
在无线通信系统中，与外界传播媒介接口是天线系统。
天线的选取和设计直
接关系到整个网络的质量。
我们设计与核心电路板相连的匹配天线。
天线本身是一个低电阻的元件。
估算天线的等效电路和计算品质因子可以得出电容推荐值。
2.2共射共基高频小信号放大
在接收机中，天线接收到的微弱信号由高频小信号放大电路进行放大后送入混频电路，混频后的中频信号又需经高频小信号放大电路进一步放大后进行解调。
由于天线接收到的信号强度起伏变化很大，为了使放大器工作正常，提供给解调器的信号电压稳定，必须对接收机中高频小信号放大电路的增益进行控制，即接收信号强时使增益减小，接收信号弱时使增益加大。
2.3超再生检波
上图是再生检波的基本图其中C2起正反馈（再生）作用，R3R2R1共同决定N的工作点。
电路调好时，该检波电路有很高的灵敏度指标。
但当这个检波电路再生分量过强时就会产生高频振荡。
超再生接收电路全称“自息/他息灭式再生检波电路”，从这个定义上可以知道1：
它归属检波电路的一类；2：
它是一个工作在间歇状态的检波电路；3：
这个检波电路利用了再生原理。
2.4低频放大电路
功率放大电路的任务是推动负载，因此功率放大电路的重要指标是输出功率，而不是电压放大倍数。
功率放大电路工作在大信号的情况时，非线性失真时必须考虑的问题。
因此，功率放大电路不能用小信号的等效电路进行分析，而只能用图解法进行分析。
效率定义为：
输出信号功率与直流电源供给频率之比。
放大电路的实质就是能量转换电路，因此它就存在着转换效率。
2.5整形与音频功率放大
LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点，广泛应用于录音机和收音机之中。
为使外围元件最少,电压增益内置为20。
但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容,便可将电压增益调为任意值,直至200。
输入端以地位参考,同时输出端被自动偏置到电源电压的一半,在6V电源电压下,它的静态功耗仅为24mW,使得LM386特别适用于电池供电的场合。
555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路。
该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。
因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。
2.6电源稳压
为电路提供稳定电压。
3测试指标
3.1测静态工作点
提供的电源9.2V.
Q1的Vce=1.37VQ2的Vce=1.44VQ3的Vce=2.1V
Ur7=1.7V
0P07的6脚2.5V（目的看有无放大）观察有放大
LM836的5脚的电压值2.4V（看有无输出，调电位器有无变化）电源6为5V，2脚和4脚接地电压为0
NE55的7脚的电压值2.5V4脚是接地的，即电压为0
提供的电源9.2V.
分析：
说明前置高频放大器工作正常。
3.2加信号
输出一个1.7MHz的幅值为10毫伏的高频信号
（在夹子的前方夹一个电容，目的是为了阻碍直流信号。
观察集电极，放大器有增益，说明放大器是正常工作的。
）
接0P07的6脚输出，观察运算放大器是否正常放大。
接LM836的5脚观察波形大了很多，相位大很多了，说明失真了
接NE55的3脚输出观察波形
OUT1OUT2相位相反
3.3高频信号发生
调到FM，载波调到400Hz25.2使信号从发射天线发射出去
频偏量应调到百分之一点五。
频偏调高了会失真调可变电容是其性能达到最佳
观察波形。
开始我们的波形失真了，原来是我们的频率调高了，然后我们把频率调到400Hz就行了。
波形正常，功率放大器工作正常。
4技术心得
4.1导入：
绘制好原理图后，就是PCB设计了。
如何把原理图完全正确地导入PCB中是关键的环节。
要把原理图顺利导入到新建的PCB文件中，必须使得该原理图文件和PCB文件在同一个工程的统一管理下，并做好保存。
然后利用原理图编辑环境的design菜单中的updatePCB命令导入到指定的PCB文件。
4.2布局：
要使印刷版顺利完成布线，主要取决于布局。
布局首先要考虑PCB尺寸的大小。
PCB尺寸过大，将浪费原材料，增加电阻，降低抗噪声能力；尺寸过小，散热性能下降，器件间电磁干扰变大。
其次，尽可能按照原理图对原件进行布局，信号从左边进、从右边输出，从上边进、下边输出。
按照电路流程，安排各个功能电路单元的位置，是信号流通更加舒畅和方向保持一致。
以每个功能电路为核心，围绕这个核心电路进行布局，尽量把有连接关系的元件靠在一起，元件安排应均匀、整齐、紧凑，原则是减少和缩短各个元件之间的引线和连接。
4.3布线：
PCB布线有很多技巧。
布线应该先布电源和地，然后再布最近的走线，并且让电源和地线路尽量宽些，信号线和其它线可以尽量窄以便缩小空间。
设计用于高频电路，导线拐弯处应该设计成圆弧形，避免尖角和直角。
如果走线遇到麻烦，可以试着调整元器件位置或者改变器件安装角度来解决问题，一般的线路都能布通。
布线要充分利用电路板空间，适当降低布线密度，特别是信号线的密度，以防止相互间的干扰，以防腐蚀后留下的铜线太细或者电路短路。
4.4印刷板制作流程：
1.先将符合尺寸要求的复铜板表面用细砂纸洗尽擦光亮,然后晾干也可烘干，再用复写纸将布线图复制到复铜板上。
2.用油性笔涂铜板上黑的部分，小心点涂。
3.涂完后，将板子放进腐蚀液中。
腐蚀一般采用三氯化铁作腐蚀液，腐蚀速度与腐蚀液的浓度，温度及腐蚀过程中采取抖动有关，为保证制板质量及提高腐蚀速度，可采用抖动和加热的方法。
4.腐蚀完成后，应用自来水冲洗干净，用细砂布将印刷板复铜面擦至光亮为止，然后立即涂上松香溶液。
（涂松香水时应将印刷电路板倾斜放轩再涂以松香水，以免松香水经钻孔流至背面）。
附注：
（1）松香水的作用是防氧化，助焊及增加焊点的光亮度等；松香溶液是用松香粉末与酒精或天寻水按一定比例配制面成，其浓度应适中，以用感有一定粘性即可。
（2）三氯化铁溶液对人体皮肤不会有不良影响，但三氯化若搞到衣服上或地面上，寻是难以洗掉的，所以使用时一定要特别小心。
4.5.焊接
（1）.要掌握烙铁的温度适当。
（2）.要用优质的焊锡丝（中空带松香）。
（3）.时常保持烙铁头镀锡光亮。
分立元件一般不用粘，管脚有引线可以固定。
然后用焊锡丝焊接，焊接时间应该小于3秒，如果没焊好，等一会再焊。
要不然，件没焊上，PCB的焊盘下来了！
贴片元件和器件手工焊接提前应该做一些准备：
贴片电阻等小件的焊接前，将焊盘搪少量的焊锡（尽量少，并均匀）。
电烙铁温度以1秒左右能融化焊锡为最佳。
然后用尖的镊子夹元件并摆好位置，烙铁头上有焊锡，不用特意保留，用烙铁头同时接触元件的焊点和电路板的焊盘，看到PCB的焊盘焊锡融化即可。
再焊接另一头。
如果觉得焊锡不足可以补。
贴片集成块的焊接：
先将PCB焊盘用松香搪锡，一定用松香。
集成块的管脚也搪锡。
然后可以一个一个管脚焊接。
只用烙铁加热一下。
如果大量焊接可以将烙铁吃满锡，粘松香后由一端焊向另一端，瞬间即可焊接一侧的管脚，掌握好时间和吃锡量，可以焊接的很快。
如果要成为焊接高手，分立元件超过20K件或贴片件10K件就差不多了。
孰能生巧。
5.结论
本文主要论述利用PCB技术来实现短波超再生接收机的设计，简述了短波超再生接收机的要求和系统设计方案论证。
对整个电路的设计流程做了介绍。
对电路所包括的各个模块的实现与制作做了比较深入的研究。
主要工作包括以下几个方面：
1.对PCB技术以及接收机的发展状况做了一定的阐述。
2.对短波超再生接收机的特殊性作出论证，进行方案讨论和最终方案确定。
3.查找了电路板上相关的芯片资料并仔细的阅读，并查阅了大量的相关文献资料。
理解各个芯片的工作原理，完成各个模块电路的设计，完成开题报告。
4.对电路板的硬件原理做了讨论，对硬件部分各个模块原理的实现作了充分的说明。
完成论文初稿。
5.用Protel软件完成了电路板上各个模块的原理设计和PCB板的绘制。
6.完成电路板的焊接，并排查焊接错误，检查系统电路。
7.用相关仪器对电路板的各个模块进行了测试。
8.对整个设计的过程，拟出简要的大纲，并完成详细的论文报告。
修改论文，完成最终定稿。
致谢
本论文是在尊敬的麦文老师的指导下完成的，实习周设计顺利的完成离不开麦老师的指导，在这些过程中麦老师给了我极大的帮助，他的认真负责的态度和孜孜不倦的精神使我受益匪浅，从麦老师身上学习到了很多专业知识，这对我以后的学习工作有很大的帮助，在此，向麦文老师表示深深的敬意，感谢他对我的指导和帮助。
同时还要感谢所有在设计中给我帮助的所有老师和同学，没有他们的帮助，我不可能顺利完成短波超再生接收机设计。
在此向你们表示敬意和感谢。
还有要感谢物理与电子工程学院为我完成短波超再生接收机设计提供各种优越的条件。
感谢物理与电子工程学院全体老师对我的培养和帮助！
感谢所有帮助过我的老师和同学！
参考文献
[1]胡全.初学ProwlDXP/2004常遇问题的分析与[J].科技信息.2009
[2]彭燕红.ProwlDXP在原理图设计中的应用技巧[J].计算机时代.2008
[3]温沛霖.基于ProwlDXP的电子设计[J].邢台学院学报，2008
附录
1．简易接收机的电路原理图
2.接收机PCB板
3.简易接收机的硬件电路实物图：
升级会员 