调幅接收机课程设计.docx

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调幅接收机课程设计

调幅接收机课程设计

安徽工程大学课程设计

通信电子线路

学生姓名：

专业班级：

指导教师：

工作单位：

题目:

调幅接收机的设计

摘要

这次设计一个调幅接收机，其主要由前级高频小信号放大器，变频器，中频放大器和包络检波器组成。

采用晶体三极管设计电路实现，中频放大器的作用是实现放大中频信号。

把所接收的信号变成中频后,使得放大倍数高且稳定的作用。

包络检波器有从调幅信号中取出调制信号的作用。

此电路功能是由信号发生器产生的调幅信号送到混频器与本地振荡所产生的等幅高频信号进行混频，产生载波信号，此载波信号再经过中频放大器将电压放大，从而通过二极管峰值包迹检波器以提取包迹实现检波，最后输出低频信号。

关键词：

调幅接收机；混频器；中频放大器；包络检波器

1、

设计目的（题目来源、设计背景及意义）

信息传递是人类社会生活的重要内容，没有通信，人类社会是不可想象的，从故到今的烽火到亟待的旗语，都是人们寻找快速远距离的通信手段.

近年来，电子工业发展非常惊人，当然这些进步都成了人类生活不可缺少的东西，1937年莫尔斯发明的有线电报开创了利用电传递信息的新时代。

1876年贝尔发明的d电话已成为我们日常生活中通信的重要工具，1918年，调幅无线广播条幅接收机问世，1936年，商业电视广播开播,伴随着人类的文明、社会的进步和科学技术的发展，电信技术也是以一日千里的速度飞速发展，然而无线通信在现在的生活中更是重要，我们常用的手机，无线电话还有各种电器的遥控器等，大到航天小到小孩玩具都离不开发射和接收设备。

调频与调幅是目前应用最广的两种发送接收方式，随着社会发展调幅方式越来越成为现代设备的必要工作方式[1]。

研究关于调幅接收机的设计，过去，全部的调谐系统都是人工操作，即采用机械调谐可变电容器或者调整线圈中的磁芯来活得所需的谐振频率。

这种机械调谐的方法要求机器复杂的机械装置，而且在整个设备中占据相当大的空间。

而目前调频式或调幅式接收机，一般都采用超外差式，它具有灵敏度高、工作稳定、选择性好及失真度小等优点[2]。

1本课题的研究目的是提供一种可以便捷调幅，并巩固已学的理论知识，能够使我们建立无线电接收机的整机概念，了解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、计算接收机的各个单元电路：

高频放大级、主振级、中放级、检波级及音频放大器的参数设计、元器件选择、电路的焊装与调试。

初步掌握小型调幅波接收机的调整及测试方法[3]引言及设计任务、目的、参数

1.1引言

本文设计一个调幅接收机，调幅接收机由前级高频放大级，变频级，中频放大级，检波，和低频放大电路构成。

中频放级电路是指变频输出到检波之间的电路，其性能的优劣直接影响到接收的灵敏度，选择性和频率特性等指标因此本文设计对中频放大电路做了比较详细的介绍。

1.2设计任务、目的、要求

1.2.1设计任务

（1）熟悉设计任务及主要技术指标和要求。

（2）选定方案的论证及整机电路框图的工作原理。

（3）单元电路的设计、计算及仿真.

1.2.2设计目的

通过调幅接收机电路的设计，使得建立无线电接收机的整机概念，了解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、计算接收机的各个单元电路：

包括高频放大级、变频级、中放级、检波级及音频放大器的参数设计、元器件选择。

收机是日常生活中常见的也是应用非常广泛的电子器件，研究本课题既可以了解超外差接收机的原理和电路，又可以提高对于Multisim的应用能力和运用书本知识的能力。

1.2.3设计要求

调幅接收机设计参数：

（1）载波频率：

（2）调制信号：

（3）工作中心频率：

（4）输出功率：

P0=100mW

（5）灵敏度：

ui=10µV

（6）本次设计用Multisim仿真时调整如下：

本地振荡器使用高频信号源代替，输出信号频率为，幅值为500mV的正弦波；调幅波信号由信号发生器产生，输出信号载波为10MHz正弦波，调幅度为，调制信号为1KHz的正弦波。

2设计总体方案

2.1方案分析

超外差接收机的解调就是由信号发生器产生的调幅信号送到混频器与本地振荡所产生的等幅高频信号进行混频，在其输出端得到波形包络形状与输入高频信号的波形相同，但频率由原来高频变化为中频的的调幅信号，经中频放大后送到检波器，检出原调制的低频信号。

2.2工作原理与框图

2.2.1工作原理

天线从空间接收发射机发射的无线电波，并将它们转换成电信号送到输入调谐回路放大，输入调谐回路从中选出某一个电台节目（这里是10MHz）再送到混频电路，与此同时本身接收机会产生一个频率很高的本振信号（）也送到混频电路，在混频电路中，本振信号与电台信号进行差频，得到频率为465KHz的中频信号。

频率为465KHz的中频信号经中频放大器放大后，由检波器解调出音频信号（1KHz），经低放和功放，送给扬声器发出声音。

2.2.2设计电路框图

调幅接收机的组成方框图如图2-1所示

3各单元电路设计与分析

3.1高频小信号放大电路

高频小信号放大器是各类无线电接收机的组成部分。

其主要功能是放大来自天线上的微弱信号，使它达到足够的功率电平，以提高接收机的灵敏度。

在这里的天线信号由Multisim中的调幅源代替，其调幅幅度为,载频为10MHz，调制频率为1KHz，经谐振放大后幅度可达到40mV。

在实际中电路中，高频小信号要同步谐振于天线接收到的信号，在这里接收到的信号为10MHz，

根据公式

计算出L、C的值分别为和39pF。

图3-1高频小信号放大器

3.2变频电路

混频器完成频率的交换，混频也称为变频。

混频是将载频为fC的已调波不失真地变换成载频为fI的已调波，即进行频谱的搬移。

该混频器是由差分放大电路和射极跟随器所构成的，该混频器可以通过差分放大电路和射极跟随器减小波形的失真，得到较好的中频信号。

在这里用Multisim中的高频信号源来模拟本振信号，由差分对的基极输入其幅度为1V，频率为的正弦信号。

图3-2变频电路

3.3中频放大电路

中频放大器功能是将混频的输出信号进行电压放大，以满足鉴频器的输入信号幅度要求。

本电路采用三极管谐振放大器。

参数设置，中频放大中的LC振荡回路的参数选择是由

决定的。

静态工作点的计算：

由频率公式根据公式f=465KHz，可取C3=400pF,取L1=330µH。

图3-3中频放大

3.4二极管包络检波电路

二极管包络检波器适合于解调含有较大载波分量的大信号的检波过程，它具有电路简单，易于实现的优点。

其主要功能是把差频的包络检出。

参数设置，RC时间常数的选择很重要，RC时间常数过大，则会产生对角切割失真。

RC常数太小，高频分量会滤不干净。

为了避免由于电容放电惰性引起的失真。

R、C应满足下列关系。

为避免由于检波器的交直流负载不同而引起的底部切削失真，应满足下列关系，m为调幅系数Ω为调制信号角频率。

ΩRC≦

由于调制信号为1KHz，所以R6、C8在此构成低通滤波器，根据F=1/（2лRC）计算得R6=，C8=28nF。

图3-4二极管包络检波电路

3.5音频放大电路

V4为前置放大管。

V5、V6为推挽功放管。

T4、T5为输入、输出变压器。

电路作用是放大音频信号，输出足够的音频功率，推动扬声器Y发声。

图3-5音频放大电路

4电路性能测试与仿真图

4.1高频小信号放大输出端波形

图4-1高频放大输出波形

该波形是由调幅源输出、10MHz波形经高频放大器放大后得出38mV、10MHz的无失真信号。

4.2变频器输出端波形

图4-2变频器输出端波形

该信号是由高频放大器输出信号直接输入变频器后得到的465KHz的微小失真波形。

4.3中频信号输出端波形

图4-3中频信号输出端波形

该信号是由变频器输出信号（465KHz）直接输入中频放大器进行放大得到的波形。

此波形较变频输出的波形有较大的失真，其幅值已达到了。

4.4检波端输出波形

图4-4检波端输出波形

该波形是由包络峰值检波输出的波形，失真较小，没有出现惰性和削底失真，其输出幅值达到了。

5

小结与体会

紧张而又繁忙的高频电子线路课程设计过去了，通过这次的课程设计我受益匪浅。

这次课程设计，使我真正的意识到自己对高频电子线路相关知识的缺乏以及动手能力的欠缺。

没有实践，再好的理论也是没有用。

在这段日子里，学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

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，至于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。

在设计的过程中遇到问题，可以说是困难重重，难免遇到各种各样的问题，最后在老师和同学的帮助下顺利完成这次任务。

通过本次的课程设计，我们已经能过掌握高频电子线路制作的基本知识，尤其是接收、解调这一块。

这次的课程设计为我们今后的学习与工作打下了坚实的基础。

6

参考文献

[1]刘泉.《通信电子线路（第2版）》.武汉理工大学出版社.2005

[2]张肃文.《高频电子线路（第4版）》.高等教育出版社

[3]谢自美.《电子线路设计实验测试（第3版）》.华中科技大学出版社.2006

[4]钱聪.《通信电子线路》.人民邮电出版社.2003年版

[5]戴俊浩.《高频电子线路指导》.国防工业出版社

[6]李晋矩.《通信电路与系统实验教程》.北京理工大学出版社.2006

附录：

元件清单

数量名称型号编号

1电源8VV3

1电容8uFC12

1电容12uFC13

2电阻750OhmR12,R13

2电阻51OhmR14,R21

1电阻50OhmR15

1电阻7kOhmR16

1电阻1kOhmR17

3电阻500OhmR18,R19,R20

5电阻1kOhmR22,R23,R28,R31,R33

5电容100nFC14,C22,C1,C9C11

1接地电源0

2电源12VV4,V5

2电容1uFC15,C2

2电阻10kOhmR26,R38

1电容10pFC16

1电阻100kOhmR27

5电感1uHL8,L12,L2,L4,L7

1电阻12kOhmR29

1电阻3kOhmR30

1电感30mHL10

1电容200nFC17

1电容5pFC18

1电容60pFC19

1电容80pFC20

1电容20nFC21

3电容10nFC23,C24,C26

1电容12nFC25

2电感330uHL11,L6

1电感L13

1电阻R32

1电阻15kOhmR34

1电阻200OhmR35

1电阻402kOhmR36

1电源VCCVCC

1电阻150OhmR37

1电容850pFC27

2电阻2kOhm1%R39,R40

1电阻200Ohm1%R41

1电源VDDVDD

2电阻R3,R8

1电阻10kOhmR4

3电阻1kOhmR5,R6,R10

1电阻22kOhmR7

1电阻20OhmR9

1电阻10OhmR11

2可变电容350pFC3,C6

2电容51pFC4,C7

1电容470pFC5

2电感500nHL1,L3