调频接收机设计

课程设计调频接收机设计

一·课程设计目的·要求

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·主要技术指标

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

1.调频接收机的工作原理

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

高频功率放大电路

+12

KA1

RA1 1K

51K

RA2

50K

LED1

CA5

0.1UF

CA3

120P

TA1

RA5

1K

LA1 2.2UH

CA1 33P CC A1RA3

18K

ANIA1

CA2

103

CA4

0.01UF

QA1

3DG12C RA4

10K

RA6

15K

天线

高频放大

输入回路混频中频放大低频功放

本机震荡

图4-1高频功率放大电路

高频功率放大电路如图4-1所示, 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LC 并联谐振回路。其具体的工作原理如下：

从天线ANTA1接收到的高频信号经过CA1、CCA1、LA1组成的选频回路，选取信号为fs=10.7MHZ 的有用信号，经晶体管QA1进行放大，由CA3、TA1初级组成的调谐回路，进一步滤除无用信号，将有用信号经变压器和CB1耦合进入ICB1(MC3361). 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。

VS S

R?RES2

1:1×2

D1

D2

D3

D4

R?RES2

1×2:1

RLS

VLS

VS

VS

＋

－＋

－

i1

i

i3

i4

i2

VL

VL

图 4-2 二极管环形混频电路（ a ）原理电路

VS

VS

＋

－

＋

－

D1

D3

D4

D2

i1

i

i3

i4

i2

VL

VL

（ 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：（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)