振荡电路的原理Word格式文档下载.docx

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混频器是多频工作器件，除指明射频信号工作频率外，还应注意本振和中频频率应用范围。

噪声系数

混频器的噪声定义为：

NF=Pno/PsoPno是当输入端口噪声温度在所有频率上都是标准温度即T0=290K时，传输到输出端口的总噪声资用功率。

Pno主要包括信号源热噪声，内部损耗电阻热噪声，混频器件电流散弹噪声及本振相位噪声。

Pso为仅有有用信号输入在输出端产生的噪声资用功率。

变频损耗

混频器的变频损耗定义为混频器射频输入端口的微波信号功率与中频输出端信号功率之比。

主要由电路失配损耗，二极管的固有结损耗及非线性电导净变频损耗等引起。

1dB压缩点

在正常工作情况下，射频输入电平远低于本振电平，此时中频输出将随射频输入线性变化，当射频电平增加到一定程度时，中频输出随射频输入增加的速度减慢，混频器出现饱和。

当中频输出偏离线性1dB时的射频输入功率为混频器的1dB压缩点。

对于结构相同的混频器，1dB压缩点取决于本振功率大小和二极管特性，一般比本振功率低6dB。

动态范围

动态范围是指混频器正常工作时的微波输入功率范围。

其下限因混频器的应用环境不同而异，其上限受射频输入功率饱和所限，通常对应混频器的1dB压缩点。

中频放大电路

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。

图Z1008（a）是LC单调谐中频放大电路，图Z1008（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，它谐振于中频465kHz。

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，提高了收音机的选择性。

由LC调谐回路特性知，中频选频回路的通频带B＝f2-f1＝

，见图Z1009。

式中QL是回路的有载品质因数。

QL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。

中频变压器的另一作用是阻抗变换。

因为晶体管共射极电路输入阻抗低，输出阻抗高，所以一般用变压器耦合，使前后级之间实现阻抗匹配。

一般收音机采用两级中放，有3个中频变压器（常称中周）。

第一个中频变压器要求有较好的选择性，第二个中频变压器要求有适当的通频带和选择性，第三个中频变压器要求有足够的通频带和电压传输系数，由于各中频变压器的要求不同，匝数比不一样，通常磁帽用不同颜色标志，以示区别，所以不能互换使用。

实际电路中常采用具有中间抽头的并联谐振回路,如图Z1010（a）所示。

（b）是它的等效电路，可以看出，它是由两个阻抗性质不同的支路组成。

由于L1、L2都绕在同一磁芯上，实际上是一个自耦变压器。

利用变压器的阻抗变换关系，可求得等效谐振电路的谐振阻抗：

ZOB0＝（

）2ZAB0＝（

）2ZAB0

（式中N＝N1＋N2为电感线圈的总匝数）。

即具有抽头并联谐振电路的谐振阻抗ZOB0等于没有抽头的谐振阻抗ZAB0的

倍。

由于

＜1，所以ZOB0＜ZAB0，适当选择变比可取得所需求的ZOB0，从而实现阻抗匹配。

上述中放电路结构简单，回路损耗小，调试方便，所以应用广泛。

但很难同时满足选择性和通频带两方面的要求，所以只能用在要求不太高的收音机上。

解调电路

解调是调制的逆过程，是从高频已调波中恢复出原低频调制信号的过程。

调幅波的解调也称为检波，而完成调幅波解调作用的电路称为检波器。

从频谱上看，解调也是一种信号频谱的线性搬移过程，是将高频载波端边带信号的频谱线性搬移到低频端，因此，广义地说，凡是具有频谱线性搬移功能的实用电路均可用于调幅波的解调。

DSB信号的包络不同于调制信号，不能简单地采用包络检波器解调，必须使用同步检波器。

同步检波器是一个三端口的网络，两个输入端口一个输出端口。

其中两个输入端口的电压，一个是DSB信号，另外一个是外加的解调载波电压。

同步检波过程为了正常解调必须使所恢复的载波与原调制载波同步。

如图A所示，是DSB信号的解调电路，经过天线接收的信号，经过3.7节中的放大器分成两路，一路直接输入模拟乘法器MC1496第1脚，另一路经过锁相环同步电路后，相移90°

输入到模拟乘法器第10脚，最后解调后的信号由第6脚输出。

图A解调电路

高频调谐放大器电路的组成和原理

高频调谐器又称高频头。

用以接收来自天线（ＡＴＶ）或闭路电视（ＣＡＴＶ）的射频ＴＶ（ＲＦ）信号，进行放大、变频，转变为固定载频的中频ＴＶ（ＩＦ）信号。

因为本振频率高于射频，故称超补差接收方式，具有调谐范围宽、灵敏度高等特点。

1.高频头的一般电路结构高频头的电路结构如图１所示。

由于受压控变容二极管容量变化范围的限制，我国将ＴＶ分为三个频段：

高（ＵＨＦ）、中（ＶＨＦ－Ｈ）和低（ＶＨＦ－Ｌ）频段。

电路包含：

三套独立的高放（包括输入调谐电路、高频放大器和输出调谐器）、本机振荡器、混（变）频器和前置中频ＢＰＦ等电路。

由频段开关选择切换；

输入回路单调谐，Ｑ质低，带宽约１２ＭＨｚ；

输出回路双调谐，矩形系数好，带宽约１２ＭＨｚ；

双栅场效应低噪声放大管，Ｇ１为ＴＶＲＦ信号输入端，Ｇ２是放大器增益控制端，电压高时增益大，最大增益约２０ｄＢ。

增益大有利于在接收小信号的ＴＶ时提高整机的信噪比，接收灵敏度好。

由于我国ＴＶ中频规定３８ＭＨｚ，在输入／输出回路与本振统调情况下，本振频率始终比ＲＦ信号频率高３８ＭＨｚ。

混频器如同模拟乘法器，两个不同频率的信号相乘将产生“和频”和“差频”信号，其中“差频”就是所指的中频ＴＶ信号。

“和频’将被中频带通滤波器滤除。

由于本振的频率稳定度较差，因此中频信号时常偏离３８ＭＨｚ，形成“跑台”的故障现象。

图1高频头的电路结构图

小信号调谐放大器是各种电子设备、发射和接收机中广泛应用的一种电压放大器。

其主要特点是晶体管的输入输出回路（即负载）不是纯电阻，而是由L、C元件组成的并联谐振回路。

小信号调谐放大器的类型很多，按调谐回路区分：

有单调谐回路，双调谐回路和参差调谐回路放大器。

按晶体管连接方法区分：

有共基极、共发射极和共集电极放大器。

高频小信号调谐放大器与低频放大器的电路基本相同（如图3.1所示）。

其中变压器T2的初级线圈为接收机前端选频网络的一部分，经次级线圈耦合后作为放大器的输入信号，输出端也采用变压器耦合方式来实现选频和输出阻抗匹配。

图接受天线端及高频小信号放大器

2调频接收机设计

2.1工作原理

一般调频接收机的组成框图如图2-1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。

2.2单元电路设计

图2-1超外差式调频接收机组成框图

2.2.1高频小信号放大电路

如下图2-2所示为共射级接法的晶体管高频小信号放大器。

它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。

在高频情况下，晶体管本身的极间电容及连接导线的分布参数等会影响的频率和相位。

晶体管的静态工作点由电阻RA2,RA3,RA4及RA6决定，其计算方法与低频单管放大器相同。

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FS2204。

图2-2晶体管高频小信号放大器

2.2.2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。

（a）原理电路

（b）等效电路

图2-3二极管环形混频器

A、原理电路及其等效电路

四个二极管组成平衡电路如图2-3所示。

构成的二极管环形混频电路中，各二极管均工作在受参考信号控制的开关的状态，它是另一类开关工作的乘法器。

对于图2-3（a）原理电路所示，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。

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Level7，Level17，Level23三种系列，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。

综述

带发射机收音机的工作电压：

3V（5号2节电池）有效距离：

50～100米频率带宽：

88－108MHz本机收音用D1800为收音集成电路，功放选用D2822，对讲的发射部分采用两级放大电路，第一级为振荡兼放大电路；

第二级为发射部分，采用专用的发射管使发射效率和对讲距离大大提高。

它具有性能稳定、耗电省、输出功率大、制作简单等优点。

装好后稍加调试即可收到电台。

它既能收到电台又能发射。

主要技术参数：

调频波段88MHz-108MHz；

工作电源电压范围2.5V-5V；

静态电流13.5mA；

信噪比＞80dB；

谐波失真＜0.8%；

输出功率≥350mA。

发射机工作电流：

18mA，发射距离50-100米。

本带发射机的收音机用的核心芯片为D1800，它作为收音接收专用集成电路，功放部分选用D2822，对讲卫生发射部分采用两级放大电路。

第一级为振荡兼放大电路；

它

1．收音（或接收）部分原理

调频信号由TX接收，经C9耦合到IC1的19脚内的混频电路。

IC1第1脚内部为本机振荡电路，1脚为本振信号输入端，L4、C、C10、C11等元件构成本振的调谐回路。

在IC1内部混频后的信号经低通滤波器后得到10.7MHz的中频信号，中频信号由IC1的7、8、9脚内电路进行中频放大、检波。

7、8、9脚外接的电容为高频滤波电容。

此时，中频信号频率仍然是变化的，经过静噪的音频信号从14脚输出耦合至12脚内的功放电路，第一次功率放大后的音频信号从11脚输出，经过R10、C25、RP，耦合至IC2进行第二次功率放大，推动扬声器发出声音。

2．发射原理

变化着的声波被驻极体转换为变化着的电信号，经过R1，R2、C1阻抗均衡后，由VT1进行调制放大。

C2、C3、C4、C5、L1以及VT1集电极与发射极间的结电容Cce构成一个LC振荡电路，在调频电路中，很小的电容变化也会引起很大的频率变化。

当电信号变化时，相应的Cce也会有变化，这样频率就会有变化，就达到了调频的目的。

经过VT1调制放大的信号经C6耦合至发射管VT2通过TX、C7向外发射调频信号。

VT1为9018是振荡放大三极管，VT2为D40是专用发射管。

3．焊接与安装

一般先装低矮、耐热的元件，最后装集成电路。

应按如下步骤进地焊接：

（1）清查元器件的质量，并及时更换不合格元件；

（2）确定元件的安装方法，由孔距决定，并对照电路图核对电路板；

（3）将元器件弯曲成形，本电路所有的电阻（除R12外）均采用立式插装，尽量将字符置于易观察的位置，字符应从左到右、从上到下。

以便于以后检查，将元件脚上锡，以便于焊接；

（4）插装：

对照电路板对号插装，有极性的元件要注意极性，如集成电路的脚位等；

（5）焊接：

各焊点加热时间及用锡量要适当，防止虚焊、错焊、短路，其中耳机插座、三极管等焊接时要快，以免烫坏；

（6）焊后剪去多余引脚，检查所有焊点，并对照电路图仔细检查，并确认无误后方可通电。

4．安装提示

（1）发光二极管应焊在印制板反面，对比好高度和孔位再焊接；

（2）由于本电路工作频率较高，安装时请尽量紧贴线路板，以免高频衰减而造成对讲距离缩短；

（3）焊接前应先将双联用螺丝上好，并剪去双联拔盘圆周内多余高出的引脚再焊接；

（4）J1可以用剪下的多余元件脚代替，TX的引线用粗软线连接；

（5）为了防止集成电路被烫坏，套件中配备了集成电路插座，22脚插座由一个14脚插座和一个8脚插座组成，请务必要焊上；

（6）耳机插座上的脚要插好，否则后盖可能会盖不紧；

（7）线路板请用两粒Ф2*5的自功螺丝固定；

（8）按钮开关K1外壳上端的脚要焊接起来，以保证VD的正极与地可靠的接触。

5．测试与调整

元器件以及连接导线全部焊接完后，经过认真仔细检查后即可通电调试（注意最好不要用充电电池）

（1）收音（或接收）部分的调整：

首先用万用表100mA电流档（其它档也行，只要≥50aA档即可）的正负表笔分别跨接在地和K的GB之间，这时的读数应在10～15mA左右，这时打开电源开关K，并将音量开至最大，再细调双联，这时应收得到广播电台，若还收不到应检查有没有元件装错，印刷电路板有没有短距或开路，有没有焊接质量不高，而导致短路或开路等，还可以试换一下IC1，本机只要装配无误可实现一装响。

排除故障后找一台标准的调频收音机，分别在低端和高端收一个电台，并调整被调收音机L4的松紧度，使被调收音机了能收到这两个电台，那么这台被调收音机的频率覆盖就调好了。

如果在低端收不到这个电台，说明应减少L4的匝数，在高端收不到这个电台，说明应增加L4的匝数，直至这两个电台都能收到为止，调整时注意用无感起子或牙牙、牙刷柄（处理后）拔动L4的松紧度。

当L4拔松时，这时的频率就增高，反之则聊低，注意调整前请将频率指示牌贴好，使整个圆弧数值都能在前盖的小孔内看得见（旋转调台拔盘）。

（2）发射（或对讲）部分的调整：

首先将一台标准的调频收音机的频率指示调在100MHz左右，然后将被调的发射部分和开关K1按下，并调节L1的松紧度，使标准收音机有啸叫，若没有啸叫则可将距离拉开0.2—0.5米左右，直到有啸叫声为止，然后再拉开距离对着驻极体讲话，若有失真，则可调整标准收音机的调台旋钮，直到消除失真。

还可以调整L2和L3的松紧度，使距离拉得更开，信号更稳定。

若要实现发射，请再装一台本套件并按同样的方法进行调整，发射频率可以自己定，如88MHz、98MHz、108MHz……这样可以实现互相保密也不至相互干扰。