七管超外差式收音机通信电子电路课程设计报告

七管超外差式收音机通信电子电路课程设计报告

课程名称：通信电路设计

设计题目：七管超外差式收音机

系别：计算机科学与技术

专业 (方向)：电子信息工程

年级、班：级

学生姓名：

学号：

指导教师：

年 12 月 20 日

兰州商学院

绪论

电磁振荡在周围的空气产生周期性变化的电厂和磁场向四面八方传播开去，就形成了电磁波。发射电磁波要有一定的振荡频率和震荡电路的电场和磁场尽量分散到可能大的空间，频率越高，发射电磁波的能力就越大，在实际应用中常把开放电路的下端跟地连接。跟地连接的导线叫做地线。线圈上部接到比较高的导线上，这条导线叫做天线。天线和地线形成了一个敞开的电容器，电磁波就是由这样的开放电路发射出去的。

在通信系统中，信源输出的是由原始信息直接变换成的的电信号，即消息信号。这种信号一般具有从零开始的较宽的谱，而且在低频带分布较大的能量，称为基带信号，不宜直接在信道中传播。将消息信号对频率较高的载波信号进行调制，才能使信息信号的频谱搬移到适合信道的频率范围内进行传播。在通信系统的接收端对已调信号进行解调，恢复出原来的信号。

1 系统原理。

常见的调制方法有幅度（AM ）、频率（FM ）、相位（PM ）以及它们混共等调制方法。而一般的收音机采用的调制方法是幅度调制方法。设调制信号为)(t f ，载波信号为)cos()(0θω+=t A t c c 式中A 为载波的幅度；c ω为载波的角频率；0θ为载波的出相位。载波经模拟

信号调制后的数字表示式为))(cos()()(0θϕω++=t t t A t s c 式中)(t A 为载波瞬时幅度；)(t ϕ为载波的相位偏移；如果)(t ϕ为常数，)(t A 随)(t f 成比例变化，则为幅度调制；如果)(t A 为常数，)(t ϕ或)(t ϕ的导数随)(t f 成比例变化，则为角度调制，前者为相位调制，后者为频率调制。

1.1 AM 调制

设调制信号为)(t f ,其平均值为0)(=t f 。)(t f 叠加直流0A 后对载波的

幅度进行调制，就形成了常规调幅信号，其时间表示式为 )cos()]([)(00θω++=t t f A t s c AM 式中c ω为载波信号的角频率；0θ为载波信号

的起始相位。其调制过程如图1-1所示。

(a) )(A 0t f +

(b)

(c)

图 1-1 AM 调制过程

由时间波形可知，但满足max 0|)(|t f A ≥时，已调信号的包络与调制

信号的成正比，如图1-1(b)所示，因此包络检波法很容易恢复出原始的信号。如果以上条件不满足，就会出现过条幅现象如图1-1(c)所示。

1.1.1 常规调幅(AM)

设调制信号为单余弦函数，即)cos(

)(m m m t A t f θω+=则调制信号为 )cos()]cos([)(0c c m m AM t t A t s θωθω+++= (1-1)

)cos()]cos(1[0c c m m AM t t A θωθωβ+++= 式中0

A A m AM =β，该比值称为条幅指数，用百分比表示时，称为

调制度。AM β取值共有小于1。等于1和大于1三种可能，分别为正常

调幅、满调幅和过调幅三种情况。在实际的系统中，一般取AM β在

30%~60%之间，这是因为器件的线性范围有限。由1-1调制的表示式可知，常规条幅的条幅过程是调制信号叠加直流分量后与载波相乘，器数学模型如图1.1.1-1下

c )

图1-1.1 常规调幅调制模型

1.1.2 抑制载波双边带调幅(DSB)

不在)(t f 上附加直流分量0A ，直接用)(t f 调制载波的幅度，便可得到抑制载波的双边带调幅信号，简称双边带信号，双边带信号的时间波形表示式为

)(cos

)()(DSB t t f t s c ω=

由表示式可知，调制过程是调制信号和载波的相乘运算，其数学

模型如图1-1.2 c )

t

图1-1.2 双边带调幅调制模型

相应的已调信号的载波波形表示式为 )(2

1)(21)(DSB c c F F t S ωωωω++-=

双边带信号在)(t f 改变符号时恰好)(t c 也改变符号，这是载波就出现了反相点。已调信号的幅度包络与)(t f 完全不同，因此不能用包络检波来解调恢复调制信号。

1.2 解调

幅度调制的解调方法有相干解调法和非相干解调法

1.2.1 常规解调

常规调幅采用非相干解调，解调器有包络检波、平方率检波等。包络检波器由二极管、电阻、电容滤波器组成，为使包络检波器工作在最佳状态，RC 较好的取值范围是

c m f RC f ≤≤1 (1.2.1-1) 式中m f 是调制信号的最高频率；c f 是载波的频率,在满足式1.2.1-1的条件

下，检波器的输出近似为

)(0t f A s d +≈

1.2.2 双边带信号解调

由双边带信号的频谱图可知，如果将已调的频谱搬回到原点位置，就能够得到原始的调制信号。解调中的频谱搬移同样可用相乘运算来实现，已调信号乘上与调制载波完全相同的载波其表示式为 t t f t f t t s c c DSB ωω2cos )(2

1)(21cos )(+=

• 经低通滤波器(LPF)滤除高频分量，得到 )(21)(t f t s d =相干解调的关键是

要产生一个同频同相的载波，如果此条件不能满足，将对原始信号的恢复产生不利影响。

2 七管超外差式收音机

常见的调幅收音机有直放式和超外差式，超外差式是为了克服直放式的性能不足而引入的一种方式。其它们的框图如图2-1所示。

超外差：输入信号和本机振荡信号产生一个定中频信号的过程。因

为它是比高频低，

比低频信号又高的超音频信号，因此这种接收方式叫做超外差式。

BE

(a) 直放式收音机

(b)超外差式收音机

图 2-1（a）直方式收音机；（b）超外差式收音机（1）直放式收音机的优缺点：

优点：电路简单，体积小，成本低，携带与制作方便。

缺点：灵敏度低，选择性差。