[精品]调频接收机设计报告

课程设计

班级：通信7-2班

姓名：王月

学号：09

指导教师：徐光宪

成绩：

电子与信息工程学院

通信工程系

超外差调频接收机设计

一、调频接收机的主要技术指标

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(88～108)MH，是因为调频广播收音机的工作范围也为(88～108)MHz。

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（2～30）uV。

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。一般调幅收音机频偏 10kHz的选择性应大于20dB，调频收音机的中频干扰比应大于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

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

二调频接收机设计

1 调频接收机的工作原理及频谱与波形图

图一

图2 超外差原理的频谱与波形图

2 各组成部分的功能

一般调频接收机的组成框图如图一所示

2.1 输入调频回路

又称天线回路。它的主要功能是选择所需电台的信号，抑制不需要的信号与干扰，特别是要滤除中频干扰，同时也要求输入回路的插入损耗小，并使天线阻抗和高放管的输入阻抗相匹配，并传输最大的功率，避免信号来回反射。输入回路常常是一带通滤波器。2.2 高频放大器

也称射频放大器。它应具有足够的增益，通常约为10dB，而且要求低噪声，这样可降低整个接收机的噪声系数；要求选频放大，以抑制不需要的信号与干扰，如镜像干扰以及在混频级可能引起各种互调失真的某些信号；要求加一定得自动增益控制，以防止输入过强信号时，引起中放级的过载；

同时，也要求高频放大器能抑制本机振荡器辐射至天线而干扰其他用户。所以，高频放大级的主要指标是增益要高，噪声要低，选择性要好，动态范围要大，防止辐射的能力要强。级别较低的接收机，可以不设高放级。电视接收机的高频放大器目前都采用双栅MOS型场效应管。

2.4 中频放大器

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。

下图（a）是LC单调谐中频放大电路，图（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，由于并联谐振回路对诣振频率的信号阻抗很大，对非谐振频率的信号阻抗较小。所以中频信号在中频变压器的初级线圈上产生很大的压降，并且耦合到下一级放大，对非谐振频率信号压降很小，几乎被短路（通常说它只能通过中频信号），从而完成选频作用，提高了接收机的选择性。

由LC调谐回路特性知，中频选频回路的通频带B＝f2- f1＝fd/QL，式中Q L是回路的有载品质因数。Q L值愈高，选择性愈好，通频带愈窄；反之,通频带愈宽，选择性愈差。

2.5 鉴频电路

下图是回路鉴频器的原理图。它是由三个调谐回路组成的调频-调幅调频变换电路和上下对称的两个振幅检波器组成。初级回路谐振于调频信号的中心频率,其通带较宽。

f，再经高频放大器其工作原理是：天线接收到的高频信号，经输入调谐回路选频为

1

f亦进入混频器，则混频器的输出放大，进入混频器；本机振荡器输出的另一高频信号

2

为含有1f 、2f 、（1f +2f ）、（2f -1f ）等频率分量的信号。混频器的输出接有选频回路，选出中频信号（2f -1f ），再经中频放大器放大，获得足够高的增益，然后经鉴频器解调出低频调制信号，再由低频功放级放大，驱动扬声器，从天线接收到的高频信号经过混频成为固定的中频2f -1f ，故称为超外差式接收机。这种接收机的灵敏度较高，选择性较好，性能也比较稳定。

3 混频级电路设计

一种简单实用的混频电路如下图所示。

其中三极管1T 实现频率变换，将天线接收到的高频调制信号（1f ）与三极管2T 和晶振组成的本机振荡器的输出信号（2f ）进行混频，由LC 选频网络选出中频信号（2f -1f ）。频率变换的原理是，利用三极管集电极电流c i 与输入电压be v 之间的非线性关系实现频率变换。变换后的调制参数（调制频率和频率偏移）保持不变，仅载波频率变换成中频频率。对于图二所示电路，由于高频调制信号从混品管的基极输入，本机振荡信号从混频管的发射极注入，故称这种电路为基极输入、发射极注入式混频电路。这种电路的特点是：信号的相互影响较小，不易产生牵引现象，但要求本振的输出电压较大，以便使三极管1T 工作

于非线性区，实现频率变换。

混频管1T 的静态工作点由1R 、2R 及3R 决定（在电源电压+cc V 确定时）。为使混频管在大信号输入下进入非线性工作区，静态工作电流CQ I 不能太大，否则非线性作用消失，混频增益将大大下降。但CQ I 也不能太小。实验表明+cc V =+6V 时，CQ I 取（0.3~0.5）mA 较合适。

三极管2T 和晶振T J 组成的本机振荡电路称为电容反馈三点式振荡电路，又称“考毕兹”电路。电路的反馈系数F=7C /5C 。振荡频率主要由晶振的频率决定，因此频率稳定度较高。分析表明，振荡频率o f 的表达式为

o f =

∑

C L 21q π

式中，q L 为晶振的等效电感，与频率有关，对于频率为几十兆赫的晶振，q L 约为几毫亨；∑C 为谐振回路的总电容，由晶振的等效电容q o C C 、与外接电容54C C 、及7C 共同决定。若选7454,C C C C <<<<,则 4

o q 4o q C C C C C C C +++=

∑）

（

式中，C q 为（0.005~0.1）pF ，C o 为（2~5）pF ，所以4C 的取值比较小才能对晶振的频率实现微调，一般4C 为几皮法~几十皮法的小微调电容。

本机振荡电路的静态工作点主要由7654R R R R 及、、决定。为使本机振荡器输出较大的电压，静态电流CQ I 应较大，但也不能太大，否则会使振荡输出的波形发生畸变，产生高次谐波，影响混频级电路的性能。电容3C 为本机振荡器的输出耦合电筒。

由于混频管工作在非线性状态，易引起各种信号的干扰，如中频干扰、镜像干扰等，采用晶振构成的本机振荡电路，可以减小干扰，必要时，在混频级前加一级高频调谐放大器，可大大抑制镜像干扰。

4 特点

超外差接收机具有一些突出的优点。