短波调频接收机

测控电路设计

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短波调频接收机

1. 设计思路

该系统由接收机组成。系统框图如图1所示。从天线输入的信号经8～10MHz 带通滤波器滤波, 10.7MHz 滤波器滤波(抑制中频干扰) 后,送人CXA1019S 进行混频，中放，解调和放大处理,还原出音频信号。

图1 接收机系统框图

2. 设计方案

2.1 接收芯片的选择

调频接收机一般包括:天线、输入调谐回路、混频、本振、中放、鉴频、功放、输出等部分。如果要实现自动调谐,程控搜索,电台存贮,载频显示,还要加上控制和显示电路。其中混频、中放、鉴频电路既可以单独设计,也可采用专用的芯片。采用集成芯片可以使整个系统体积小、重量轻、可靠性好、灵敏度高、功耗低等特点。考虑到调频接收机的接收频率较高,本课题对灵敏度,镜像干扰参数的要求严格,故采用SONY 公司生产的单片调频调幅集成电路CXA1019S 构成该机的核心电路。

图2 CXA1019S芯片放大图

CXA1019是日本SONY公司生产的高性能、高灵敏度调频调幅专用收音机集成块。CXA1019集成度高，内含FM/AM调谐电路、混频电路、静噪电路、功放电路(功率0.5～1W)、直流音量电压控制、调谐指示等电路，可完成收音机的全部基本功能。因其成本低，性能优越，在各种便携式收音机以及电子产品中获得广泛应用。下图为CXA1019s内部及拐角图。

图3 CXA1019S芯片结构图

2.2设计原理框图

图4 接收机电路原理图

本接收机采用先进的技术和高精度电路来完成对中频信号的滤波，边带分离，放大，调频控制等功能！与传统的模拟机相比短波调频接收机的滤波性能，群时延，边带隔离度，线性度及解调灵活性，整机可靠性，抗干扰性等均有显著提高。

3.1输出音量的调节：

该机的音量控制利用了片内电子音量实现,端子5接音量电位器的可调端,其它两端中一端接端子9的恒压输出,另一端通过电子R5接端子20端子5音量控制直流电压变化输出音量规律为:当端子5电压上升时,输出音量减小,端子5电压下降时,输出音量升高。

3.2抑制干扰

为提高本机的灵敏度,抑制噪声电压,增加了调频静噪调谐电路。端子20又称为调谐表指示。该端子在收到FM 信号时,输出电压为低电平,相当于音量电位器一端接地,此时调节音量电压器,可获得最大的音量。在无FM 信号或没有调谐到FM信号时,端子20 输出为高电频,接近于电源电压。该电压使音量控制端子5电压升高,电子音量控制使功放处于低功耗的静态,无音频信号及噪声输出,提高了接收机的收音质量。

3.3 DPF带通滤波器

带通滤波器（band-passfilter）是一个允许特定频段的波通过同时屏蔽其他频段的设备。

一个理想的带通滤波器应该有平稳的通带（bandpass,允许通过的频带），同时限制限制所有通带外频率的波通过。但是实际上，没有真正意义的理想带通滤波器。真实的滤波器无法完全过滤掉所设计的通带之外的频率的波。事实上，在理想通带边界有一部分频率衰减的区域，不能完全过滤，这一曲线被称做滚降斜率(roll-off)。滚降斜率通常用dB度量来表示频率的衰减程度。一般情况下，滤波器的设计就是把这一衰减区域做的尽可能的窄，以便该滤波器能最大限度接近完美通带的设计。

3.4 电源电路

本机在电路的不同部分共使用了三种电源。+ 5V供和接收机用, ±12V 电源供运算放大器用。由于本机的发挥部分要求用单- 3V电源供电,所以必须采用某种升压措施,才能得到5V 和12V的电压。我们采用了DC - DC5D15直流变换器,用升压与降压的方式来得到+5V,与±12V 的电压。

4.电路工作原理及参数设计

4.1最大不失真功率测试

测试框图如图5所示

图5 测试框图

调频信号源输出载频分别为8MHz ,9MHz ,10MHz ,调制频率为1kHz ,频偏3kHz的调制信号加至接收机的输入端。接收机分别调谐在8MHz ,9MHz ,10MHz 三点上,改变音量电位器,使负载两端电压波形失真为最小,记下RL 两端电压 , 按 ,计算最大不失真功率. 数据如下表所示。

频率/MHZ 8.8 9.8 10.8

输出功率/mW 135 135 132

表1 最大不失真输出功率的测量

4.2 频率范围测试

电压V 3.42 4.08 4.39 5.48

频率MHZ 8.81 9.58 9.61 9.85

表2 频率特性测试

4.3 灵敏度测试

接收机的方法与最大不失真功率方法类似,调节音量电位器使接收机输出功率为≥100mV ,减少信号源输出幅度,使输出波形恰好不失真,此时调频信号源输出电压即为灵敏度。数据如下表所示。

频率/MHZ 8 9 10 输出功率/mW 10 10 10

信号输出电压/mW 1.1 1.0 1.1

表3 灵敏度测试

4.4 镜像抑制比测试

调频信号源输出8MHz,9MHz,10MHz的载频信号,调节音量,使接收机的输出标准功率≥100mW信号源输出调至灵敏度电压,关闭1 kHz调制信号。改变频率为各频点对应的镜相频率调节信号发生器的输出电压,使中放输出电压增加到原来的标准,则前后两次调频信号源输出电压的比值用dB表示,即为镜像抑制比。数据如下表所示。

8 9 10

载波频率

/MHZ

镜像频率/MHZ 10.9 11.9 12.8

20 22 20

镜像抑制比

/Db

表4 镜象抑制比测试

5.整体电路图

图5 接收机电路图（protel99绘制）

6.小结

课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。随着科学技术发展的日新日异，我们现在的大学生也要掌握一些工程上的东西。

通过这次课程设计学会了如何运用图书馆中各种资料来考虑问题，并且又加深了对于本学期所学过的很多知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。了解了个别的芯片在实践中是如何运用的。在设计中依然发现自己的很多不足，书本上的知识还是没有好好的消化掉。由于是第一次做课程设计，感觉自己做的很粗糙。自己动手做课程设计是对于我自己一个很大的突破，感谢学校和姜老师能给我这么一次机会，对我将来会有很大的帮助！