调频接收机高频课程设计报告

一. 设计目的：

通过本课程设计与调试，提高动手能力，巩固已学的理论知识，能建立无线电调频接收机的整机概念，了解调频接收机整机各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算调频接收机的单各元电路：输入回路、高频放大、混频、中频放大、鉴频及低频功放级。初步掌握调频接收机的调整及测试方法。

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

图3-1 频接收机的组成

一般调频接收机的组成框图如图3-1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

二极管环形混频电路

图 4-2 二极管环形混频电路

（ a ）原理电路（ b ）等效电路

A 、原理电路及其等效电路：如图4-2 （ a ）、（ b ）所示。

对于图4-2（ a ）所示电路，通常将信号输入端口称之为 R 端口，本振电压输入端口称之为 L 端口，中频输出信号端口称之为 I 端口。

需要说明的是：二极管双平衡组件用作双边带调制电路时，由于变压器的低频响应差，调制信号一般必须加到 I 端口，载波信号加到 R 端口，所需双边带信号从 L 端取出。

二极管环形混频器产品已形成完整的系列，它用保证二极管开关工作所需本振功率电平的高低进行分类，其中常用的是 L evel 7 ， L evel 17 ， L evel 23 三种系列，它们所需的本振功率分别为 7dBm(5mW) ， 17dBm(50mW) 和

23dBm(200mW) ，显然，本振功率电平越高，相应的 1dB 压缩电平也就越高，混频器的动态范围也就越大。对应于上述三种系列， 1dB 压缩电平所对应的最大输入信号功率分别为 1dBm(1.25mW) 、 10dBm(10mW) 、 15dBm(32mW) 。

二极管环形混频器具有工作频带宽（从几十千赫到几千兆赫）、噪声系数低（约 6dB ）、混频失真小、动态范围大等优点。

二极管环形混频器的主要缺点是没有混频增益，端口之间的隔离度较低，其中 L 端口到 R 端口的隔离度一般小于 40dB ，且随着工作频率的提高而下降。实验表明，工作频率提高一倍，隔离度下降 5dB 。

B 、原理分析

电路工作条件：二极管伏安特性为过原点斜率等于的直线；输入电压中，

，，且，此时，二极管将在的控制下轮流工作在导通区和截止区。

由图4-2 (a) 知，流过负载的总电流为：

当时，二极管 D 3 、 D 2 导通， D 1 、 D 4 截止，相应的等效电路为图4-2 (c) ：

列出的KVL 方程为：

所以，流过各二极管的电流为：

图4-2 (c)

（ 4.2.3 ）

流过负载的总电流为：

（ 4.2.4 ）

当＜0 时，二极管 D 1 、 D 4 导通， D 3 、 D 2 截止，相的等效电路如图4-2 (d)

图4-2 (d)

列出的KVL 方程为：

流过各二极管的电流为：

（ 4.2.5 ）

流过负载的总电流为：

（ 4.2.6 ）

在的整个周期内，流过负载的总电流可以表示为：

（ 4.2.7 ）

利用开关函数，可以将上式表示为：

即：（ 4.2.8 ）

由此可见，电流中包含的频率分量为：

中的有用中频分量为

（ 4.2.9 ）

电路特点：若二极管特性一致，变压器中心抽头上、下又完全对称，则环形电路的最重要特点就是各端口之间有良好的隔离。

C 、插入损耗

根据定义，由图4-2(a) 知，流过输入信号源端的电流为

将式（4.2.4 ）和（ 4.2.6 ）代入上式中得：

所以接在信号源端的等效负载电阻为：

若令，实现功率匹配，信号源提供的信号功率最大，为

输出端输出的中频电压幅值为

相应的输出中频功率为：

因此，电路的插入损耗为：

实际二极管环形混频器各端口的匹配阻抗均为50 Ω 。应用时，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。

3.中频放大电路

中频放大电路的任务是把变频得到的中频信号加以放大，然后送到检波器检波。中频放大电路对超外差收音机的灵敏度、选择性和通频带等性能指标起着极其重要的作用。

图Z1008（a）是LC单调谐中频放大电路，图Z1008（b）为它的交流等效电路。图中B1、B2为中频变压器，它们分别与C1、C2组成输入和输出选频网络，同时还起阻抗变换的作用，因此，中频变压器是中放电路的关键元件。

中频变压器的初级线圈与电容组成LC并联谐振回路，它谐振于中频