通信电子电路课程设计报告资料.docx

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通信电子电路课程设计报告资料

通信电子电路

课程设计报告

学号：

1206020005

姓名：

王振兴

学院：

信院

专业：

电子信息

班级：

12电专

摘要

人类自从发现能利用电波传递信息以来，就不断研究出不同的方法来增加通信的可靠性、通信的距离、设备的微形化、省电化、轻巧化等。

接收信息所用的接收机，俗称为收音机。

目前的无线电接收机不单能收音，且还有可以接收影像的电视机、数字信息的电报机等。

随着广播技术的发展，收音机也在不断更新换代。

自1920年开发了无线电广播的半个多世纪中，收音机经历了电子管收音机、晶体管收音机、集成电路收音机的三代变化，功能日趋增多，质量日益提高。

1947年、美国贝尔实验室发明了世界上第一个晶体管，从此以后．开始了收音机的晶体管时代．并且逐步结束了以矿石收音机、电子管收音机为代表的收音机的初级阶段。

1956年，西德西门子公司研制成了超高频晶体管，为调幅晶体管收音机创造了必要的条件。

1959年．日本索尼公司生产了第一代调幅晶体管收音机。

1961年，美国研制了集成电路。

随后．1966年，日本利用这一技术设计了世界上第一台集成电路收音机，开始了收音机工业的又一场技术革命。

从此收音机向着小型化、系列化、集成化、低功耗、多功能的方向发展。

20世纪80年代开始，收音机又朝着电路集成化、显示数字化、声音立体化、功能电脑化、结构小型化等方向发展。

其中，大部分接收机系统由接收天线回路、输入回路、高频小信号放大电路，混频电路、本地振荡电路、中频放大电路、鉴频器、低频放大电路、视频显示器或扬声器等九个部分组成，经过电路本身的选频滤波作用，就变成另外一个预先确定好的频率（在我国为465KHz），然后再进行鉴频和放大得到一个输出信号。

这个固定的频率，是由差频的作用产生的。

一般情况下都采用超外差式，它具有灵敏度高、工作稳定、抗干扰能力强、声音清晰、选择性好及失真度小等优点。

目录

一课程设计目的………………………………………

二技术指标……………………………………………

三方案设计……………………………………………

四单元电路设计………………………………………

1、输入调频回路……………………………………

2、高频放大电路……………………………………

3、混频器和本机振荡器………………………………

4、中频放大电路………………………………………

5、限幅电路…………………………………………

6、鉴频电路…………………………………………

7、低频放大电路……………………………………

五总原理图……………………………………………

六问题总结……………………………………………

七心得体会……………………………………………

八参考文献……………………………………………

1、课程设计目的

无线发射与接收设备是通信电子线路的综合应用，是现代化通信系统、广播与电视系统、无线安全防范系统、无线遥控和遥测系统等，必不可少的设备。

本次设计达到以下目的：

1.进一步认识无线发射与接收系统（基本工作原理）

2.掌握调频无线接收系统的设计（单元电路整合，完成整机电路设计）

二、技术指标

1、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，如调频广播收音机的频率范围为（88～108）MH，是因为调频广播收音机的工作范围也为（88～108）MHz。

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（2～30）uV。

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。

一般调幅收音机频偏10kHz的选择性应大于20dB，调频收音机的中频干扰比应大于50dB。

4、频率特性

接收机的频率响应范围称为频率特性或通频带。

调频机的通频带一般为200kHz。

5、输出功率

接收机的负载上获得的最大不失真（或非线性失真系数为给定值时）功率称为输出功率。

3、方案设计

一般调频接收系统的组成框图如图所示，系统大致分为接收天线、输入回路、高频放大器、本地振荡器、混频器、中频放大器、鉴频器、放大器、视频显示器或扬声器等九个部分组成，其工作原理是：

天线接受到的高频信号，经输入调谐回路选频为f1，再经高频放大级放大进入混频级。

本机振荡器输出的另一高频f2亦进入混频级，则混频级的输出为含有f1、f2、（f1+f2）、（f2-f1）等频率分量的信号。

混频级的输出接调频回路选出中频信号（f2-f1），再经中频放大器放大，获得足够高增益，然后鉴频器解调出低频调制信号，由低频功放级放大。

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。

四、单元电路设计

1、输入回路

输入回路是选择信号的第一关，输入回路的作用是选取某一载频，尽量减少损耗送往下一级，抑制其他频率，可用单调谐回路。

电路图如下：

2、高频放大器

高频放大器的作用是放大微弱输入信号，它应具有足够的增益，而且要求低噪声，这样可降低整个接收机的噪声系数；要求选频放大，以抑制不需要的信号与干扰，如镜像干扰以及在混频级可能引起各种互调失真的某些信号；要求加一定得自动增益控制，以防止输入过强信号时，引起中放级的过载。

所以，高频放大级的主要指标是增益要高，噪声要低，选择性要好，动态范围要大，防止辐射的能力要强。

可采用高频小信号放大器。

电路图如下：

3、混频器

混频器的作用是将输入信号的载频fs与本振频率fL进行频率变换得fI，fI=fL-fs，抑制其他频率，信号的调制规律不能改变，可用三极管混频器，二极管混频器，乘法器混频器等，本次实验采用晶体三极管环形混频器，它的优点是工作频带宽，可达到几千兆赫，噪声系数低，混频失真小，动态范围等。

电路图如下：

上图是晶体三极管混频电路的原理图，图中左端依次为输入信号源，本振信号源。

为了保证晶体三极管工作在开关状态，本振信号UL的功率必须足够大，而输入信号US功率必须远小于本振功率。

实际晶体三极管环型混频器组件各端口都必须接入滤波匹配网络，分别实现混频器与输入信号源本振信号源、输出负载之间的阻抗匹配。

4、本地振荡器

本地振荡器的作用是产生本振频率fI的等幅正弦波振荡器，将fI送入混频器，可用电容三点式电路，晶体振荡器等。

本次实验采用串联改进型电容三点式振荡器。

电路图如下：

5、中频放大器

中频放大器的作用是将变频器输出信号进行电压放大，满足鉴频器输入信号幅度的要求。

对中放的主要要求是工作稳定，失真小，增益高，选择性好，有足够宽的通频带。

可用三极管调谐放大器，集成放大器等。

电路图如下：

6、鉴频器

鉴频器的作用是完成调频信号的解调，调频—调幅变换型，可用相位鉴频器，比例鉴频器等。

本次实验采用比例鉴频器，这种电路具有自动调整Q值的作用，在一定程度上抵消信号强度变化的影响，使输入到检波电路的高频电压幅度基本趋于恒定，因而兼有限幅的作用，所以用比例鉴频器是可以省掉限幅器，从而简化设备。

电路图如下：

7、放大器

放大器的作用是完成解调出低频信号功率放大，可采用低频电子相关电路。

电路图如下：

5、总原理图

本课程设计是运用ULN2204单片FM/AM集成电路来实现接收调频信号的功能，ULN2204是调频与调幅兼并的集成电路，本次设计的调频接收机主要用到的是集成电路的调频功能，电路主要有输入回路，高频放大，混频，本振，中放，鉴频，音频放大几部分组成，接收频率范围为88MHz—108MHz。

ULN2204为16脚双列直插塑料封装接收，它包含了调频的鉴频、中放，以及前置低放、功放与稳压电源系统，其内部电路图及引脚功能如图所示：

电路特点：

（1）内有五级中放增益较高，所以接收灵敏度很高。

（2）工作电压范围较宽（3—12V）；（3）功耗低；（4）外围元件较少；（5）功放级工作稳定，具有短路保护。

总电路图如下：

调频接收时，天线接收到的调频信号，经C1、C2输入回路选通滤波，由电感L耦合至变频级V2，与本振信号混频，产生10.7MHz中频，经F1、F2选通后送入集成电路2脚，中频信号经ULN2204放大、限幅、鉴频后，解调输出音频信号从8脚输出，经音量控制后又由9脚送至低放，在经功放后从12脚输出，通过C19加给扬声器。

6、问题总结

在设计过程中，碰到了诸多问题。

首先是各单元电路的设计，由于参数的选取需要各级调试，因此，参数的正确选取是本次设计成功的必备条件，其次，在连接各级电路的过程中，输入输出一定要匹配，上级调试完毕后才能进行下级的调试，在连接整机电路时，线路连接必须合理，不能出现电路短接或断路现象。

7、心得体会

本次课程设计是在学习完毕《通信电子电路》后进行的对于该课程所学知识的一次总结。

通过本次调频接收机的设计，让我了解了电路设计的过程，对于无线调频接收机的原理与设计也有了更加深刻的认识和体会，提高了我对于排线检查错误的能力。

同时，这也是一次很好的对于《通信电子电路》课程的知识总结，各单元所学知识在此次课程设计中得到了充分的体现，如高频放大电路，鉴频电路，混频电路等等知识内容。

从中我也深刻体会到，设计电路最重要的是要有耐心和恒心，比如各级电路之间的衔接与参数的调整需要有足够的耐力才能成功！

因此，本次课程设计我获益颇多！

8、参考资料

<1>于洪珍编著《通信电子电路》清华大学出版社

<2>杨翠娥主编《高频电子线路实验与课程设计》哈尔滨工程大学出版社

<3>胡宴如主编《高频电子线路》第三版高等教育出版社

评阅意见：

指导教师：

年月日

课程设计成绩：