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调频接收机的高频电子线路课设.doc

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.17M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    河北科技师范学院课程设计说明书 课程名称：高频电子线路 设计题目：调频接收机 姓 系 名： 别：机电工程学院 专业班级：电子信息 0701 指导教师： 日 期：2009-11.30~12.5
    调频接收机设计报告 设计者： 指导老师： 一、 调频接收机的主要技术指标 调频接收机的主要技术指标有： 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 88～108MH，是因为调频广播收音机的工作范围也为 88～108MHz 2．灵敏度 在标准调制（如调制频率 fΩ= kHz 、频偏△fm =kHz 或 25kHz、50 kHz、75 kHz ）条件下，使接收机输出端为额定音频功率和规定信噪比的输入信号电平， 称为灵敏度。接受的输入信号电平越小，灵敏度越高。调频广播收音机的灵敏度 为 50µV, 3．中频选择性 接收机 6dB 带宽和带外的抑制能力称为中额选择性，一般调频收音机的中频 6dB 带宽为±100kHz,±200kHz 处的带宽抑制能应大于 40dB 手机中频 6dB 带宽 为 ±5kHz，±10kHz 处带外抑制能力应大于 40dB。 4．中频抑制比 接收机对输入信号为本机中频信号 fI 的抑制能力称为中频抑（ IFR ） IFR=20 ㏒(VIF/VS) ，式中，VS 是输入灵敏度电平，VIF 是使输出功率为额定值的 输入中频信号电平，单位用 dB（分贝）表示 dB 数越高，中频抑制能力越强。 5．镜相抑制比 接收机对输入信号为镜象频率信号（fj）的抑制能力，称为镜像（IRR） IRR=20 ㏒(Vj /VS)式中，VS 是输入灵敏度电平，Vj 是使输出功率为额定值的输入 镜像信号电平，单位用 dB（分贝）表示 dB 数越高，镜相抑制能力越强。镜像频 率 fj 比本振频频率高一个中频 fI ，它与本振频率 fo 之差仍等于中频 fI ，fj =fo+fI=fS+2fI ,fS 是接收机工作频率。 6．音频响应
    接收机在标准调制（如调制频率 fΩ=1kHz 、频偏△fm=5kHz 或 25kHz、50 kHz、 75 kHz）和标准输入信号电平（如灵敏度或两倍灵敏度）下音频输出电平和调制 频率的输出关系，称音频响应。 7．额定输出功率 接收机的负载上获得的规定的（由接收机指标规定）不失真（或非线性系统 为给定值时）功率，称额定输出功率。 二、 调频接收机组成 调频接收机的工作原理 图 1 组成框图 一般调频接收机的组成框图如图一所示。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 fS，进入混频器。第一本机振荡器输出的高频信号 f1 亦进入第一混频器，则混频级的输出为含有 fS 、f1、（fS + f1）、（fS –f1）等频 率分量的信号。混频器的输出接滤波器电路，选出第一中频信号 f3= f1–fS, f3 与第 二本机振荡器输出的高频信号 f2 进入第二混频器，第二混频器的输出信号的频率 成分有 f3、f2、f2+ f3 、f2 - f3、滤波器选出第二中频信号，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 fΩ，由低频功放级放大，驱动 扬声器。 从天线接收到的高频信号 fS，经过混频、滤波成为固定中频 fI = f1– fS 的接受 机，称为超外差式接受机。这种接收机的灵敏度较高，比较性较好，性能也比较 稳定。 三.单元电路设计
    1.选频谐振回路 选频谐振回路采用 LC 谐振回路谐振频率为 f =13.3MHz。回路电感 L 取标称 值 4.7µH，则由公式 f=1/2π LC ，可得 C=30pF，即 C=C5C6/( C6 + C5) ，取 C5=50pF，则 C6=75pF，C6 也可用一个 5~25pF 的可变电容和一个 62pF 的电容并 联，以方便调试。混频器的输入采用了差分电路，pin22 和 pin21 是差分电路的 两个输入端，拟采用单端输入，因此接 1000pF 的耦合电容将接收信号从 pin22 输入，pin21 通过 0.01µF 耦合电容连接到地。 2.本机振荡回路 选第一本振频率为 24MHz，将石英晶振作为等效电感元件接入电路，与 C1 和 C2 连接成皮尔斯振荡电路，取反馈系数 F= C1 / C2，C1=50pF，则 C2 =150pF。 由于石英晶振的 Q 值及频率稳定度极高，故回路电容 C1 和 C2 对振荡频率的影响 极微，振荡频率和频率稳定度取决于石英晶振。 选第二本振频率 10.245MHz，采用晶体振荡器，连接方式与第一本振相 同，取 C3 =50pF，C4=150pF。 3.中频滤波器 10.7MHz 陶瓷滤波器的标准输出阻抗为 330Ω，未获得最佳滤波效果，滤波 器应接 330Ω负载电阻与之匹配。由于第二混频器的输入阻抗为 4kΩ，故取 R1=360Ω，455KHz 陶瓷波滤波器的负载电阻由器件内部提供。pin19 处 0.1µF 电容既是电源滤波电容，又是滤波器交流到地的旁路电容。 4.鉴频谐振回路 MC13135 鉴频器采用的是乘积型相位鉴频器，相位网络由片内电容与 pin13 外接电阻 R3 和 455kHz 谐振回路组成，为实现频率与相位变换是线性的，要求相 移曲线在ω=ω0 时的相移量为 90°，实际使用相移量约为 85°即可。当ω=ω0 时，谐振回路阻抗较高，相移由片内电容 C 和外接 R3 组成的相移电路完成，选 择参数使之满足 arctan(XC/ R3)=arctan(1/ω0 R3C) ≧85° MC13135 的片内电容 C≈5pF，则取 R3= 39kΩ 。 5.低通滤波器 pin17 外接 RC 低通滤波器，根据指标要求 fΩH ≧3.3kHz 和 RC 低通滤波器
    的频率响应特性，fΩH =1/2 R2 C7，取 R2=1kΩ，则 C7 =0.047µF。 6. 低通滤波器参数 当接收信号为 20µV 时，MC13135 解调输出 UΩ约为 25mV，根据指标要求 音频输出功率为 0.1W，即在 10Ω负载上的电压 Vo = PR =1V，这就要求 LM386 功放的电压增益 AV=Vo/VΩ=1000/25=40. LM386 功放的增益 AV=2R6 /(R4 +R5 ∥RP1) R6 , R5 和 R4 是 LM386 内部电阻，其中 R6 =15kΩ, R5=1.35kΩ, R4 =150 Ω， RP1 是 pin1、pin8 的外接反馈电阻，调整 RP1 可调节 LM386 的电压放大倍数取 RP1=4.7 kΩ。pin7 旁路电容和输入、输出耦合电容的取值为 10µF。为有效地抑 制高频信号输出，在输出端 pin5 接高频旁路电路，电容取值 0.047µF,电阻取值 10Ω。 a + 10uF GND 2 3 GND RP1 10K VCC 10uF RP2 1K 10uF 6 1 8 U? 5 + LM386 220uF 8 74 + 10uF 0.5uF 10K 7.集成接受芯片 MC13135 图 2 LM386 功放电路图 它包括两个振荡器、两个低噪音混频器、VCO 变容调谐二极管、高性能限幅 放大器、鉴频器、运算放大器。其外接元件主要是 LC 选频回路，第一本地振荡 回路，第二本地振荡回路，第一和第二中频滤波器，鉴频谐振回路。
    图 3 MC13135 集成电路芯片 四．元件清单 调频接收机元件清单： 晶振 24.0MHz 10.245MHz 455kHZ 455kHz 陶瓷滤波器 10.7MHz 中频变压器 10.7MHz 晶体管 3DG100 集成接收芯片 MC13135 电阻 电容 1kΩ 0.01µF 2kΩ 0.1µF 10kΩ 10µF 100kΩ 50µF
    五．总电路图 调 频 接 收 机 实 验 电 路 图
    六、心得体会 在拿到设计题目后的几天里，查阅了图书馆，书店，和 internet 网，查阅了 大量的调频接收机设计的资料，并且整理了它们。通过这次的课程设计让我了解 了无线电信号的产生、发射和接收过程，尤其是懂得了接收机的完全工作原理。 在今后的实践工作中，它将带给我无穷的设计思路和指导。 无线电信号的接受过程正好和发送过程相反。在接收处，先用接收天线将收 到的电磁波转变为已调波电流，然后从这已调波电流中检出原始的信号。最后再 用听筒或扬声器将检波取出的音频电流转为声能，人就听到了发射机处发送的语 言、音乐等信号。但是，接收天线所收到的电磁波很微弱。为了提高接收机的灵 敏度，可在检波器之前加一级至几级高频小信号放大器，然后再检波。检波之后， 再经过适当的低频放大，最后送到扬声器或耳机中转为声音，这样的接收机叫做 直接放大式接收机。它的缺点是，对于不同的频率，接收机的灵敏度和选择性变 化叫剧烈，而且灵敏度因为受到高放不稳定的影响，不能过高。所以现在的接收 机几乎全是超外差式接收机，包括上面的两个实验。 超外差式接收机的基本原理是：从天线收到的微弱高频信号先经过一级 或几级的高频小信号放大器放大，然后送至混频器与本地振荡器所产生的等幅振 荡电压想混合，所得到的输出电压包络线形状不变，仍与原来的信号波形相似， 但载波频率所转换为两个高频频率之差，（或和），这叫做中频。中频电压再经中 频放大器放大，送入检波器，得检波输出电压。最后检波输出电压经低频放大器 放大，送到扬声器（或耳机）中转变为声音信号。 作为一个电子方面的大学生，在今后的工作中难免需要很强的实践动手能 力，所以这次课程设计实践对我来说是很值得珍惜的好机会。这次课程设计，虽 然短暂，但却给了我一次自主设计电路的机会。在设计过程中，以前书本上的内 容第一次完完全全的在实际中实现，并且遇到了书本中不曾学到的情况。 通过本次设计，留给我印象最深的是要设计一个成功的电路，必须要有耐心， 要有坚持的毅力。在整个电路的设计过程中，花费时间最多的是各个单元电路的 连接及电路的细节设计上。在设计过程中，我们仔细比较分析其原理以及可行的 原因，最后还是在老师的耐心指导下，使整个电路可稳定工作。实习过程中，我 深刻的体会到在设计过程中，需要反复实践，其过程很可能相当烦琐，有时花很
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