超外差调幅接收机的设计与实现最终

通信技术创新课程设计报告题目：超外差接收机的设计与实现系别：电子信息与电气工程系专业班级：学号：姓名：导师：成绩：___________________________________ 2014年 01月 05日超外差接收机的设计与实现摘要：超外差接收系统由于其抗干扰能力强，频带宽，音质好等特点，广泛应用于通信系统中。

本次装配采用3V低压硅管七管超外差式收音机，它由输入回路高放混频级、一级中放、二级中放、前置低放兼检波级、低放级和功放级等部分组成，接受频率范围为535KHz~1605KHz的中波段。

本文着重讨论并掌握调幅接收机的设计与调试方法；了解接收机主要技术指标；了解HX207七管半导体收音机各功能模块的基本工作原理。

通过对收音机的安装、焊接及调试，了解电子产品的生产制作过程。

利用工艺文件独立进行整机的装焊和调试，并达到产品质量要求。

关键词：超外差接收系统；HX207七管半导体收音机合肥学院电子信息与电气工程通信技术创新型课程设计目录1 前言 (1)2 课程设计的任务与要求 (2)2.1设计任务 (2)2.2设计要求 (2)2.3题目分析 (2)3 调幅接收机的主要性能指标 (4)3.1频率范围 (4)3.2中频频率 (4)3.3灵敏度 (4)3.4输出功率 (4)3.5直流电源 (4)4 调幅接收系统的设计方法 (5)4.1调幅接收系统实现框图 (5)4.2接收系统设计方案选择 (5)5 HX207七管半导体收音机 (1)5.1工作原理 (1)6 超外差调幅接收机外围电路设计 (2)6.1调幅接收机的输入电路 (2)6.2调幅接收机的变频级电路 (3)6.3调幅接收机的中频放大级电路 (3)6.4调幅接收机的检波和自动控制电路 (3)6.5前置低放电路和功率放大电路 (4)7 电路的布局、组装和焊接 (5)7.1应用的元器件说明 (5)7.2接收机的焊接和组装 (5)8 仿真 (8)8.1电路仿真图 (8)9 感悟与心得 (1)致辞 (2)参考文献 (3)1前言无线电广播传输过程：广播电台播出节目是首先把声音通过话筒转换成音频电信号，经放大后调制高频信号（载波）上，这时高频载波信号的某一参量随着音频信号作相应的变化，高频已调信号再经电压功率放大及匹配网络由天线输出。

接收端天线接收到高频已调波后，经过放大、解调，还原为音频电信号。

本次课程设计装配采用3V低压硅管七管超外差式收音机，它由输入回路高放混频级、一级中放、二级中放、前置低放兼检波级、低放级和功放级等部分组成，接受频率范围为535KHz~1605KHz的中波段。

本次着重讨论并掌握调幅接收机的设计与调试方法；了解接收机主要技术指标；了解HX207七管半导体收音机各功能模块的基本工作原理。

设计的内容包括外围电路设计及参数确定、器件及电路布局、布线及调试等。

本次课程设计的目的通过对收音机的安装、焊接及调试，了解电子产品的生产制作过程。

利用工艺文件独立进行整机的装焊和调试，并达到产品质量要求。

主要是掌握接收系统各功能模块的基本工作原理及设计方法，掌握接收系统的调试方法等。

2课程设计的任务与要求2.1设计任务设计制做一款调幅超外差式接收系统。

2.2设计要求1．载波频率范围535ＫＨ――1605ＫＨ；2．灵敏度大于10mv；2.3题目分析通过分析要求，我们选用了七管超外差式收音机。

它可以基本符合我们对于实验参数的要求，它由输入回路高放混频级、一级中放、二级中放、前级低放兼检波级、低放级和功放级等部分组成，可以接收频率范围为535~1605KHZ的中波段。

对其原理分析如下：输入回路：由收音机的磁性天线感应得到的高频信号，实际上是高频载波信号（由于声波在空中传播速度很慢，衰减快。

因此我们将音频信号加载到高频信号上去称为调制。

调制方式有调频和调幅之分。

组装的收音机接收的是调幅高频信号）经过ＬＣ调谐回路再进行选择到欲接收电台信号。

变频电路：输入回路送来的高频信号是调幅波，收音机振荡产生的本振频率信号是等幅波，混频后经选频得到465KHZ 中频信号。

所以变频级主要作用：是将调幅的高频信号变为调幅的中频信号。

变换前后也仅是载波频率改变，但是信号包络不变。

中频放大：中放级的好坏对收音机灵敏度、选择性等有相当决定性影响。

中放级工作频率是465KHZ用并联的LC 谐振回路作负载，因此只有在信号频率为465KHZ时并联谐振回路电压最大，所以提高了整机选择性。

本收音机采用一级中放（常用的为二级中放）单调谐中频放大器，选择性及灵敏度不一定十分理想，但回路损耗小，调整方便，因此袖珍机广泛采用此线路。

检波级:此时中频信号仍旧是调幅信号，经过检波级，由二极管或三极管检波，从调幅波中取出音频信号。

本收音机选用的是三极管利用其中一个PN结在非线性工作状态下起大信号检波作用，同时此管还进行来复低频电流放大。

低放和功率放大：经过检波后的音频信号送到低放级进行音频放大，然后再通过输入变压器送到推挽功率放大级进行功率放大，最后输出信号推动扬声器发出声音。

本收音机用推挽功放电路的管子工作在乙类状态。

在无信号时截止，有信号时二管轮流工作，所以效率高，乙类工作在小信号，在特性曲线弯曲部分会产生失真。

因此本收音机线路在无信号时基级也有一定的偏压，使之工作在甲乙类状态，这样效率高，输出功率大，而且省电。

要求二只管子参数一致。

3调幅接收机的主要性能指标收音机的主要性能指标有频率范围、中频频率、选择性、灵敏度、输出功率、镜像抑制、放大倍数等。

3.1频率范围频率范围是指收音机所能接收到的电台广播信号的频率范围。

本次设计的频率范围为：中波535-1605KHz。

3.2中频频率中频频率是超外差式收音机的一项特有指标。

本次设计的调幅收音机中频频率为465KHz。

3.3灵敏度灵敏度指接收机接收微弱电台信号的能力。

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表示，接收的输入信号越小，灵敏度越高。

磁性天线的接收机灵敏度是用输入的电场强度来表示，单位是mV/m(毫伏/米)。

3.4输出功率输出功率是指接收机输出的音频信号强度，通常以毫瓦和瓦为单位。

输出功率分为最大输出功率、最大不失真输出功率和额定输出功率三种。

最大输出功率是指在不考虑失真的情况下，能输出的最大功率。

最大不失真输出功率又称最大有用功率，是指在非性谐波失真小于10%（即规定的失真度）时的输出功率。

额定输出功率又称标称功率，是指最低限度应该达到的不失真输出功率，即保证一不定期的失真度范围内时的输出功率。

3.5直流电源提供静态工作点。

电源电压选的高，对于提高灵敏度和输出功率有利。

4调幅接收系统的设计方法4.1调幅接收系统实现框图调幅接收系统的实现框图如图4-1所示。

图4-1 外差接收机组成框图图4-2 HX207七管半导体收音机原理图4.2接收系统设计方案选择目前调幅接收系统主要分为以下两大类：高中频与低中频、分立与集成电路。

高中频方案其优点利于镜像干扰的抑制，但由于中频较高，电路设计复杂，同时对工艺要求也高，主要应用于微波段卫星接收。

低中频方案电路设计简单，对工艺要求相对较低但信噪比也较低。

分立器件构成的外差接收系统，调试困难、线路布局布线复杂现已被集成电路所替代。

集成电路超外差接收系统，将中频放大电路、混频、检波等集成于芯片中，大大的减少了电路的复杂度，而且集成芯片成本较低，稳定性好，灵敏度高，是目前最为流行的接收机系统。

因此，本设计采用HX207七管半导体收音机超外差调幅接收系统。

其原理如图4-2所示。

5HX207七管半导体收音机5.1工作原理集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。

它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用，同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。

用集成电路来装配电子设备，其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍，设备的稳定工作时间也可大大提高。

工作原理：本机电路图如图所示。

由B1及C1-A组成的天线调谐回路感应出广播电台的调幅信号，选出我们所需的电台信号f1进入V1基极，本振信号调谐在高出f1一个中频(465KHz)的f2进入V1发射极，由V1三极管进行变频(或称混频)，在V1集电极回路通过B3选取出f2与f1的差频(465KHz中频)信号；中频信号经V2和V3二级中频放大,进入V4检波管,检出音频信号经V5低频放大和由V6、V7组成变压器耦合功率放大器进行功率放大，推动扬声器发声。

图中D1、D2组成1.3V±0.1V稳压，提供变频、一中放、二中放、低放的基极电压，稳定各级工作电流，保证整机灵敏度。

V4发射结结用作检波。

R1、R4、R6、R10分别为V1、V2、V3、V5的工作点调整电阻，R11为V6、V7功放级的工作点调整电阻，R8为中放的AGC电阻，B3、B4、B5为中周（内置谐振电容），既是放大器的交流负载又是中频选频器，该机的灵敏度、选择性等指标靠中频放大器保证。

B6、B7为音频变压器，起交流负载及阻抗匹配的作用。

本机由3V直流电压供电。

为了提高功放的输出功率，因此，3V直流电压经滤波电容C15去耦滤波后，直接给低频功率放大器供电。

而前面各级电路是用3V直流电压经过由R12、VD1、VD2组成的简单稳压电路稳压后（稳定电压约为 1.4V）供电。

目的是用来提高各级电路静态工作点的稳定性。

（“×”为各级Ic工作电流测试点）6超外差调幅接收机外围电路设计超外差：输入信号和本机振荡信号产生一个固定中频信号的过程。

因为，它是比高频信号低，比低频信号又高的超音频信号，所以这种接收方式叫超外差式。

超外差式接收机就是利用这种方式，把接收到的频率不同的电台信号都变成固定的中频信号（465KHz)，再由放大器对这个固定的中频信号进行放大，同时在选择回路（输入回路）或高频放大器与检波器之间插入一个变频器及中频放大器。

根据超外差收音机的原理，我们分成以下几个模块：调谐回路、变频回路（包括本振电路、混频电路和选频电路）、中频放大回路、检波及AGC回路、低放级回路、功放级回路。

6.1调幅接收机的输入电路输入回路最主要的作用是选频，把不同的电磁波信号中特定的电台信号选择并接收下来，送入下一级变频电路，输入回路通过LC串联谐振可变电容的调节，实现选频以及频率同步跟踪，故也称调谐回路。

输入调谐回路实际上就是一个并联谐振回路，由个电感线圈和一个可变电容组成。

如图6-1所示。

图6-1 输入调谐回路调谐原理：当并联谐振回路谐振时，呈现的阻抗最大，且为纯电阻。

输入调谐回路就是利用此特性，当电路谐振时，获得的无线电波信号最大；失谐时，呈现的阻抗很小，获得的无线电波信号就很小。

通过改变电容的容量就可改变输入回路的谐振频率，也就是改变所选信号的频率，达到选频的目的。