無線接收機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、5 2013 級(jí)模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 無線接收機(jī)（超外差式調(diào)幅收音機(jī)）的設(shè)計(jì)與制作 姓名： 王天浩 專業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù) 學(xué)號(hào)： 201240720134 指導(dǎo)教師： 韋永梅 2013 年12 月無線接收機(jī)（超外差式調(diào)幅收音機(jī)）的設(shè)計(jì)與制作1 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 1.1、設(shè)計(jì)目的1、了解無線電收音機(jī)的一般組成原理、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)；2、熟悉幅度調(diào)制與解調(diào)的工作原理；3、掌握無線接收機(jī)的技術(shù)指標(biāo)和測(cè)試方法；4、掌握提高靈敏度和選擇性的方法。1.2、技術(shù)指標(biāo)1、頻率覆蓋范圍：540kHz1600kHz；2、中頻頻率：465KHZ±2KHZ；3、靈敏度2mV/m（26dB S/N）；4、選擇性

2、20dB（±8KHz）；5、靜態(tài)電流20mA（3V 直流電源）；6、輸出功率：200mW（10%失真度）。1.3、設(shè)計(jì)要求1、手動(dòng)調(diào)諧方式；2、手動(dòng)預(yù)置2 個(gè)以上電臺(tái)；3、擬定測(cè)試所需儀器；4、根據(jù)性能指標(biāo)，更改元件參數(shù)，選擇元器件；5、測(cè)量相關(guān)技術(shù)指標(biāo)；6、繪出原理圖，畫出印制板圖，并制出實(shí)物；7、撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告；8、預(yù)留相關(guān)技術(shù)指標(biāo)的測(cè)試端口。2 方案選取與論證2.1方案的選取選取超外差調(diào)幅收音機(jī)作為實(shí)驗(yàn)方案。2.2方案的論證1，超外差式收音機(jī)是指輸入信號(hào)和本機(jī)振蕩信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)固定中頻信號(hào)的過程。如果把收音機(jī)收到的廣播電臺(tái)的高頻信號(hào)，都變換為一個(gè)固定的中頻載波頻率（僅是載波頻率發(fā)生

3、改變，而其信號(hào)包絡(luò)仍然和原高頻信號(hào)包絡(luò)一樣），然后再對(duì)此固定的中頻進(jìn)行放大，檢波，再加上低放級(jí)，功放級(jí)，就成了超外差式收音機(jī)。2,，超外差式收音機(jī)工作原理簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且收音效果好，其工作原理與我們本學(xué)期學(xué)習(xí)到的內(nèi)容貼切。3 電路設(shè)計(jì)與原理3.1電路設(shè)計(jì)超外差調(diào)幅收音機(jī)是用線圈收集信號(hào)，然后與本機(jī)信號(hào)耦合在一起，通過混頻產(chǎn)生465kHZ的中頻信號(hào)，由我們所學(xué)的知識(shí)可知三級(jí)管在中頻區(qū)的放大性能最好，然后經(jīng)過中放級(jí)進(jìn)行小信號(hào)放大，再進(jìn)行檢波，低放和功放級(jí)最后由揚(yáng)聲器產(chǎn)生聲音。3.1.1原理框圖： 圖一 程序框圖3.1電路設(shè)計(jì) 圖二 電路原理圖3.2電路原理由原理圖可知這次的超外差調(diào)幅收音機(jī)使用

4、的是七管放大系統(tǒng)（七個(gè)三極管），通過六個(gè)放大級(jí)對(duì)信號(hào)進(jìn)行不同的放大。3.2.1輸入回路輸入回路是將空間電磁波感應(yīng)到收音機(jī)系統(tǒng)中，這時(shí)候就要使用的是LC諧振回路，線圈與可變電容器并聯(lián)組成諧振回路，通過改變可變電容的C來改變諧振頻率 T=1/LC，當(dāng)信號(hào)頻率和諧振頻率相近時(shí)（帶寬和品質(zhì)因數(shù)有關(guān)）信號(hào)便被接入系統(tǒng)，通過磁棒的耦合作用將信號(hào)送到變頻級(jí)，碳棒同時(shí)也能增加電感系數(shù)（磁芯線圈）增加諧振頻率范圍。 圖三（輸入回路示意圖） 圖四 （ 變頻回路示意圖）3.2.2變頻回路變頻回路的主要作用是將不同頻率的信號(hào)變換成統(tǒng)一的465KHZ，然后再由中頻變壓器耦合到下一級(jí)對(duì)于一個(gè)從線圈接手到的信號(hào)我們首先要對(duì)

5、其進(jìn)行放大，這個(gè)放大就由三極管Q1完成，但是放大的信號(hào)的頻率范圍很寬，不僅僅有中頻還有高頻和低頻，這時(shí)候我們要對(duì)這個(gè)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換為465KHZ的信號(hào)，這時(shí)候就要利用混頻，所謂混頻就是將接受到的信號(hào)和本機(jī)振蕩相混合這時(shí)候會(huì)產(chǎn)生很多信號(hào)(和，差，倍)，這時(shí)候兩個(gè)信號(hào)之間之差便是中頻， 本機(jī)振蕩頻率輸入信號(hào)頻率=中頻本機(jī)振蕩由振蕩線圈T2和可變電容還有耦合電容組成C2組成的共基極三點(diǎn)式振蕩電路組成，可變電容和T2的次級(jí)產(chǎn)生振蕩，之后T2的初級(jí)再將放大后的信號(hào)耦合到振蕩回路，C2在高頻時(shí)相當(dāng)于短路。通過調(diào)節(jié)可變電容可以改變本機(jī)振蕩(本機(jī)振蕩的頻率一定大于465KHZ)無論輸入信號(hào)多大，我們最

6、后都會(huì)得到一個(gè)固定值的中頻信號(hào)，這時(shí)候再利用L3組成的諧振電路來選出中頻信號(hào)，只留下諧振頻率，其他頻率都被濾去，將下一級(jí)接收到的信號(hào)頻率固定在465KHZ這樣做第一可以提高收音機(jī)的靈敏度使信號(hào)都處于中頻區(qū)可以讓各級(jí)放大器都處于最佳放大狀態(tài)，第二提高選擇性，由于信號(hào)頻率固定，可以更好地濾去雜波，提高穩(wěn)定性3.2.3中頻放大電路圖五（中頻放大電路示意圖）經(jīng)過前兩級(jí)系統(tǒng)，這時(shí)候到達(dá)中頻放大區(qū)的信號(hào)的頻率都穩(wěn)定在465KHZ左右，他可以在中頻放大區(qū)中暢通無阻，而且會(huì)進(jìn)行逐級(jí)放大，對(duì)于不需要的信號(hào)或者噪音信號(hào)便會(huì)被屏蔽掉，這樣能提高收音機(jī)的性能。中頻放大部分采用了雙極放大，經(jīng)T3耦合到的中頻信號(hào)先經(jīng)Q2

7、進(jìn)行信號(hào)放大，之后經(jīng)過T4和電容組成的諧振電路進(jìn)行一次濾波，進(jìn)一步濾去465KHZ以外的信號(hào)，然后通過T5耦合到下一級(jí)放大，經(jīng)過第二級(jí)放大然后再經(jīng)過一次諧振電路，進(jìn)一步進(jìn)行濾波。通過兩次放大，兩次濾波。進(jìn)一步保證了信號(hào)的保真度，減少了失真和噪聲信號(hào)，在使用變壓器耦合兩級(jí)放大要注意阻抗匹配，由電路原理可知在阻抗匹配的時(shí)候獲得的功率最高，在阻抗不匹配的時(shí)候也會(huì)對(duì)信號(hào)產(chǎn)生影響造成失真中頻放大電路采用的是射極放大電路Av=-Re/Re如果只有一級(jí)放大的話，相位會(huì)相差180°，兩級(jí)放大的話相位差=180+180=360無相位差3.2.4調(diào)幅檢波從已調(diào)幅波中恢復(fù)調(diào)制信息的電路稱為解調(diào)器或檢波器，

8、檢波器通常采用二極管檢波，檢波級(jí)的任務(wù)是把所需要的低頻信號(hào)從高頻信號(hào)中提取出來 圖六（檢波電路） 圖七 （三極管pn結(jié)示意圖）電路中的檢波是利用三極管的pn結(jié)來完成的，由圖可知三極管的集電極與基極連接在一起，相當(dāng)于上方的二極管短路，這時(shí)候只有下方的二極管起到作用，由于二極管的單向?qū)?，信?hào)的下半周被濾去，只剩下上半周，然后C6,C7,R9組成型高通濾波電路，將殘留的中頻信號(hào)濾去，只留下20HZ-20KHZ的低頻信號(hào)，這個(gè)信號(hào)就是我們需要的信號(hào)，這個(gè)信號(hào)被送入功率放大電路中。3.2.5調(diào)幅檢波圖八（自動(dòng)增益電路（acg）當(dāng)收音機(jī)接收強(qiáng)度變化較大的電臺(tái)信號(hào)時(shí)，自動(dòng)增益電路能使輸出有能量變化較小。使

9、音量輸出不會(huì)因?yàn)樾盘?hào)強(qiáng)度的改變而改變，當(dāng)接收信號(hào)較強(qiáng)的電臺(tái)的時(shí)候ACG的強(qiáng)反饋?zhàn)饔脮?huì)減少信號(hào)的失真，降低放大倍數(shù)，防止由于信號(hào)過大，導(dǎo)致功率放大級(jí)發(fā)生失真，當(dāng)信號(hào)較弱時(shí)ACG的作用較小，對(duì)增益也沒什么影響。尤其對(duì)于短波時(shí)，信號(hào)大時(shí)小的變化時(shí)ACG會(huì)自動(dòng)減小對(duì)聲音質(zhì)量的影響。ACG的實(shí)質(zhì)就是一個(gè)負(fù)反饋電路，C3與R6組成一個(gè)低通濾波器，通過V4的基極電位來影響中頻放大電路的放大倍數(shù)，由于含有C5和C3所以進(jìn)行反饋的是直流電位，當(dāng)V4的基極電位升高的時(shí)候，由于負(fù)反饋，V2的Vbe會(huì)減小放大倍數(shù)也會(huì)減小，由于ACG的實(shí)質(zhì)是負(fù)反饋電路，所以只對(duì)信號(hào)幅度過大時(shí)候才有影響，當(dāng)信號(hào)幅度過小的時(shí)候ACG的作用

10、很小，因?yàn)樨?fù)反饋電路會(huì)降低電路的放大倍數(shù)，用放大倍數(shù)來換取低失真。ACG在收音機(jī)中的作用就是平衡強(qiáng)弱信號(hào)的增益，保證信號(hào)的不是真，和音量的平衡。 3.2.6低頻前置放大和功率放大 圖九上圖是收音機(jī)系統(tǒng)的前置放大級(jí)和功率放大級(jí)，低頻信號(hào)通過VR調(diào)節(jié)幅度和C8的耦達(dá)Q5基極進(jìn)行初級(jí)信號(hào)放大，由原理圖可知V5是甲類放大電路，之后通過T6的耦合到達(dá)Q6和Q7組成乙類推挽放大電路中，由于T6的耦合作用，到達(dá)Q6和Q7的信號(hào)幅度相同，相位相反，當(dāng)信號(hào)的負(fù)半周的時(shí)候Q7導(dǎo)通，Q6截止，給電容C12充電，這時(shí)候在輸出端產(chǎn)生正半周信號(hào)，當(dāng)信號(hào)的正半周的時(shí)候Q6導(dǎo)通Q7截止這時(shí)候C12充當(dāng)著電源的作用，這時(shí)候在輸

11、出端產(chǎn)生負(fù)半周信號(hào)，雖然Q6Q7進(jìn)行功率放大，但是信號(hào)幅度不發(fā)生改變，D3.D4在電路中的作用是使Q6.Q7一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，避免交越失真。通過推挽電路放大（主要放大電流）提高了驅(qū)動(dòng)負(fù)載的能力，可以直接驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，并且射極跟隨器有大輸入電阻較低的輸出電阻，由于揚(yáng)聲器的阻抗是8，通過射極跟隨器可以進(jìn)行阻抗的匹配，進(jìn)一步減小失真3.2.7電源的退藕 圖十 退藕電路1 圖十一退藕電路2C9C10的作用是用來對(duì)電源進(jìn)行退藕的，當(dāng)電池不斷使用之后，這時(shí)候電源電壓便會(huì)不穩(wěn)定，電池的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生振蕩，生成一些高頻的噪音信號(hào)，這時(shí)候如果沒有退藕電容將這些信號(hào)濾去，他們會(huì)從直接干擾系統(tǒng)，經(jīng)過放大干擾會(huì)更加嚴(yán)重。R

12、11和C13的作用相同都是對(duì)電源進(jìn)行退藕，減少干擾，降低電源對(duì)地的交流電阻。退藕電容一般都是選擇小電容，一般都由兩個(gè)或者三個(gè)通道組成，只有電源工作正常，整個(gè)電路才能正常工作。4 設(shè)計(jì)體會(huì)通過這次收音機(jī)的設(shè)計(jì)和制作，讓我知道電子科學(xué)的魅力和自身許多地方的不足，這個(gè)設(shè)計(jì)看起來簡(jiǎn)單，但是做起來很難，無論是電路的設(shè)計(jì)還是焊接，材料的選取和安裝，都是對(duì)我們平時(shí)學(xué)習(xí)的知識(shí)的總結(jié)，平時(shí)學(xué)到的很多東西都在這個(gè)收音機(jī)上得到實(shí)踐和檢驗(yàn)，從諧振電路到推挽放大電路，這些知識(shí)不僅僅是模電還有電路分析等等的很多內(nèi)容，很多東西不是我們想的那樣簡(jiǎn)單，理論知識(shí)很重要焊接也同樣重要，在電子世界里焊接是通往更遠(yuǎn)地方的道路，所以在平時(shí)我們不僅僅要學(xué)習(xí)理論知識(shí)，同時(shí)也要練習(xí)焊接技術(shù)。 參考資料電路分析基礎(chǔ)（上下） 李瀚蓀 高等教育出版社電子技術(shù)基礎(chǔ) 康光華 高等教育出版社模擬電子線路實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì) 劉積學(xué) 阜陽師范學(xué)院物理與電子科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計(jì)評(píng)審表姓名專業(yè)年級(jí)學(xué)號(hào)設(shè)計(jì)題目評(píng)價(jià)內(nèi)容評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)分權(quán)值評(píng)定成績(jī)作品質(zhì)量外觀整潔，元器件布局合理，