调频接收机的设计与仿真

高

频

课

程

设

计

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调频接收机设计报告

一、实验目的：

通过本实验，要求掌握、基本的调频接收机电路的组和调试方法，了解集成电路单片接收机的性能及应用。

二、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

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5～30uV。

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。调频收音机的中频干扰应大于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

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

三、调频接收机组成

调频接收机的工作原理

图一调频接收机组成框图

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.高频功率放大电路

如下图所示为共射级接法的晶体管高频小信号放大器。他不仅要放大高频信号，而且还要有一定的选频作用，因此晶体管的负载为

直流通路图

交流等效电路图 电路参数确定： 1) 设置静态工作点

由于放大器工作在小信号放大状态，而且有下式：

U BQ =R b1/(R b1+R b2)V CC I EQ =(U BQ -U BEQ )/R e =I CQ U CEQ =V cc -I CQ (R c +R e )

I BQ =I CQ /β

C

G

负载回路

L I g

Y g U i + – B

y ie y re U i U y qe V i

y oe 22g l

V o +

– C

a 信号源

晶体管

取晶体管的静态工作点：I EQ=1.5mA

U EQ=3V

U CEQ=9V

则R E=U EQ/I E=1.5KΩ则RA6=1.5kΩ

取流过RA3的电流基极电流的7倍，则有：

RA3=U BQ/7I BQ=17.6K取18KΩ

则RA2+WA1=(12-3.7)/3.7*18=40K

则取RA2=5.1K WA1选用50K的可调电阻以调整静态工作点 2）计算谐振回路参数

其中 g be={I E}mA/26βS=1.15mS

G m={I E}mA/26S=58mS

Y ie= (g be+jwc be)/[1+r be(g be+jwc be)]

=1.373*10-3S+j2.88*10-3S

则有 g ie=1.373ms r ie=1/g ie=728Ω

C ie=2.88mS/w=22.5pF

Y oe=(jwc bb c bc g m)/[1+r bb(g be+jwc be)]+jwc be

=0.216mS+j1.37mS

则有 g oe=0.216mS c oe=1.37mS/w=10.2pF

计算回路总电容CΣ

CΣ=1/(2πf0)2L

=1/[(2*3.14*10.7*106)2*1.8*10-6]

=123pF

C=CΣ-p12C oe-p22C ie

=120-0.432*22.5-10.2

=119pF

则有 CA3=119pF 取标称值120pF

3）确定耦合电容及高频滤波电容

高频电路中的耦合电容及滤波电容一般选取体积较小的瓷片电容，现取耦合电容CA2=0.001uF，旁路电容CA4=0.1uF,滤波电容CA5=0.1uF

电压增益：

A V0=-u0/u i

=-p1p2y fe/gΣ

=-p1p2y fe/p12g oe+p22g ie+G

=(N2=-N1)dB

通频带：

BW=2Δf0.7=f0/Q L

放大器的选择性：

K r0.1=B0.1/B0.7

2.混频电路

因为中频比外来信号频率低且固定不变，中频放大器容易获得比较大的增益，从而提高收音机的灵敏度。在较低而又固定的中频上，还可以用较复杂的回路系统或滤波器进行选频。它们具有接近理想矩

形的选择性曲线，因此有较高的邻道选择性。如果器件仅实现变频，振荡信号由其它器件产生则称之为混频器。 二极管环形混频器

四个二极管组成平衡电路如下图所示。构成的二极管环形混频电路中，各二极管均工作在受参考信号控制的开关的状态，它是另一类开关工作的乘法器。

二极管环形混频电路 具有如下特点：

1 结构上四个二极管接成环形。作为混频时，环形的两个对角端AB 和CD 通过变压器接入本振信号VL 和有用信号VS.

2 如果电路平衡,则各端口是相互隔离的,即L 端口的本振信号不会通到R 端,R 端口的有用信号不会窜入L 端,有用信号和本振信号均不会通到I 端.

3 有增益,存在损耗.作为混频器时,混频损耗的理论值为4dB

D 1 i 1

i ’+ i ’ ’