調頻接收機的設計
學號：姓名：
班級：07電信（2）班
指導老師：
2023年6月21日
一、選題意義3
二、調頻接收機的主要技術指標………………3
三、調頻接收機組成及工作原理………………4
四、單元電路設計及原理分析…………………4
五、實驗內容16
六、心得體會17
七、參考文獻17
摘要隨著現在社會的快速發展，人們都電子產品的要求越來越高，因而電子產品無論從製作上還是從銷售上都要求很高。要製作乙個應用性比較好的電子產品就離不開高頻電路，大到超級計算機、小到袖珍計算器，很多電子裝置都有高頻電路。高頻電路大部分應用於通訊領域，訊號的發射、傳輸、接收都離不開高頻電路。
通訊技術在我們的生活中廣泛應用，而我所學的是電子資訊工程，有一部分涉及的是通訊技術，所以對於這次設計，我選擇了調頻接收機。調頻接收機也是最廣泛應用的。
在本次設計中，其目的是得到乙個調頻接收機機。調頻接收機的工作原理（包括輸入選頻網路、高頻放大、變頻、中頻放大、解調、低放和低頻功放等）
一、設計目的
通過本課程設計與除錯，提高動手能力，鞏固已學的理論知識，能建立無線電調頻接收機的整機概念，了解調頻接收機整機各單元電路之間的關係及相互影響，從而能正確設計、計算調頻接收機的單各元電路：輸入迴路、高頻放大、混頻、中頻放大、鑒頻及低頻功放級。初步掌握調頻接收機的調整及測試方法。
二、調頻接收機的主要技術指標
1．工作頻率範圍
接收機可以接受到的無線電波的頻率範圍稱為接收機的工作頻率範圍或波段覆蓋。接收機的工作頻率必須與發射機的工作頻率相對應。如調頻廣播收音機的頻率範圍為88～108mh，是因為調頻廣播收音機的工作範圍也為88～108mhz
2．靈敏度
接收機接收微弱訊號的能力稱為靈敏度，通常用輸入訊號電壓的大小來表示，接收的輸入訊號越小，靈敏度越高。調頻廣播收音機的靈敏度一般為5～30uv。
3．選擇性
接收機從各種訊號和干擾中選出所需訊號（或衰減不需要的訊號）的能力稱為選擇性，單位用db（分貝）表示db數越高，選擇性越好。調頻收音機的中頻干擾應大於50db。
4．頻率特性
接收機的頻率響應範圍稱為頻率特性或通頻帶。調頻機的通頻帶一般為200khz。
5．輸出功率
接收機的負載輸出的最大不失真（或非線性失真係數為給定值時）功率稱為輸出功率。
三、 調頻接收機組成及工作原理：
圖3-1 調頻接收機的組成
一般調頻接收機的組成框圖如圖3-1所示。其工作原理是：天線接受到的高頻訊號，經輸入調諧迴路選頻為f1，再經高頻放大級放大進入混頻級。
本機振盪器輸出的另一高頻 f2亦進入混頻級，則混頻級的輸出為含有f1、f2、（f1+f2）、（f2-f1）等頻率分量的訊號。混頻級的輸出接調頻迴路選出中頻訊號（f2-f1），再經中頻放大器放大，獲得足夠高增益，然後鑒頻器解調出低頻調製訊號，由低頻功放級放大。由於天線接收到的高頻訊號經過混頻成為固定的中頻，再加以放大，因此接收機的靈敏度較高，選擇性較好，效能也比較穩定。
四.單元電路設計及原理分析
1. 高頻功率放大電路
圖4-1高頻功率放大電路
高頻功率放大電路如圖4-1所示, 他不僅要放大高頻訊號，而且還要有一定的選頻作用，因此電晶體的負載為lc併聯諧振迴路。其具體的工作原理如下：
從天線anta1接收到的高頻訊號經過ca1、cca1、la1組成的選頻迴路，選取訊號為fs=10.7mhz的有用訊號，經電晶體qa1進行放大，由ca3、ta1初級組成的調諧迴路，進一步濾除無用訊號，將有用訊號經變壓器和cb1耦合進入icb1(mc3361).
2. 混頻電路
因為中頻比外來訊號頻率低且固定不變，中頻放大器容易獲得比較大的增益，從而提高收音機的靈敏度。在較低而又固定的中頻上，還可以用較複雜的迴路系統或濾波器進行選頻。它們具有接近理想矩形的選擇性曲線，因此有較高的鄰道選擇性。
如果器件僅實現變頻，振盪訊號由其它器件產生則稱之為混頻器。
二極體環形混頻電路圖 4-2 二極體環形混頻電路
a ）原理電路 （ b ）等效電路
a 、原理電路及其等效電路：如圖4-2 （ a ）、（ b ）所示。
對於圖4-2（ a ）所示電路，通常將訊號輸入埠稱之為 r 埠 ， 本振電壓輸入埠稱之為 l 埠， 中頻輸出訊號埠稱之為 i 埠 。
需要說明的是： 二極體雙平衡元件用作雙邊帶調製電路時，由於變壓器的低頻響應差，調製訊號一般必須加到 i 埠，載波訊號加到 r 埠，所需雙邊帶訊號從 l 端取出。
二極體環形混頻器產品已形成完整的系列，它用保證二極體開關工作所需本振功率電平的高低進行分類，其中常用的是 l evel 7 ， l evel 17 ， l evel 23 三種系列，它們所需的本振功率分別為 7dbm(5mw) ， 17dbm(50mw) 和 23dbm(200mw) ，顯然，本振功率電平越高，相應的 1db 壓縮電平也就越高，混頻器的動態範圍也就越大。對應於上述三種系列， 1db 壓縮電平所對應的最大輸入訊號功率分別為 1dbm(1.25mw) 、 10dbm(10mw) 、 15dbm(32mw) 。
二極體環形混頻器具有工作頻帶寬（從幾十千赫到幾千兆赫）、雜訊係數低（約 6db ）、混頻失真小、動態範圍大等優點。
二極體環形混頻器的主要缺點是沒有混頻增益，埠之間的隔離度較低，其中 l 埠到 r 埠的隔離度一般小於 40db ，且隨著工作頻率的提高而下降。實驗表明，工作頻率提高一倍，隔離度下降 5db 。
b 、原理分析
電路工作條件：二極體伏安特性為過原點斜率等於的直線；輸入電壓中， ， ，且 ，此時，二極體將在的控制下輪流工作在導通區和截止區。
由圖4-2 (a) 知，流過負載的總電流為：
當時，二極體 d 3 、 d 2 導通， d 1 、 d 4 截止，相應的等效電路為圖4-2 (c) ：
列出的 kvl 方程為：
圖4-2(c)
所以，流過各二極體的電流為：
（ 4.2.3）
流過負載的總電流為：
（ 4.2.4 ）
當 ＜ 0 時，二極體 d 1 、 d 4 導通， d 3 、 d 2 截止，相的等效電路如圖4-2 (d)
圖4-2 (d)
列出的 kvl 方程為：
流過各二極體的電流為：
（ 4.2.5 ）
流過負載的總電流為：
（ 4.2.6 ）
在的整個週期內，流過負載的總電流可以表示為：
（ 4.2.7 ）
利用開關函式，可以將上式表示為：
即： （ 4.2.8 ）
由此可見，電流中包含的頻率分量為：
中的有用中頻分量為
（ 4.2.9 ）
電路特點 ：若二極體特性一致，變壓器中心抽頭上、下又完全對稱，則環形電路的最重要特點就是各埠之間有良好的隔離 。
c 、插入損耗
根據定義，由圖 4-2(a) 知，流過輸入訊號源端的電流為
將式（ 4.2.4 ）和（ 4.2.6 ）代入上式中得：
所以接在訊號源端的等效負載電阻為：
若令 ，實現功率匹配，訊號源提供的訊號功率最大，為
輸出端輸出的中頻電壓幅值為
相應的輸出中頻功率為：
因此，電路的插入損耗為：
實際二極體環形混頻器各埠的匹配阻抗均為 50 ω 。應用時，各埠都必須接入濾波匹配網路，分別實現混頻器與輸入訊號源、本振訊號源、輸出負載之間的阻抗匹配。
3.中頻放大電路
中頻放大電路的任務是把變頻得到的中頻訊號加以放大，然後送到檢波器檢波。中頻放大電路對超外差收音機的靈敏度、選擇性和通頻帶等效能指標起著極其重要的作用。
圖z1008（a）是lc單調諧中頻放大電路，圖z1008（b）為它的交流等效電路。圖中b1、b2為中頻變壓器，它們分別與c1、c2組成輸入和輸出選頻網路，同時還起阻抗變換的作用，因此，中頻變壓器是中放電路的關鍵元件。
中頻變壓器的初級線圈與電容組成lc併聯諧振迴路，它諧振於中頻465khz。由於併聯諧振迴路對詣振頻率的訊號阻抗很大，對非諧振頻率的訊號阻抗較小。所以中頻訊號在中頻變壓器的初級線圈上產生很大的壓降，並且耦合到下一級放大，對非諧振頻率訊號壓降很小，幾乎被短路（通常說它只能通過中頻訊號），從而完成選頻作用，提高了收音機的選擇性。
由lc調諧迴路特性知，中頻選頻迴路的通頻帶b＝f2- f1＝ ，見圖z1009。式中ql是迴路的有載品質因數。ql值愈高，選擇性愈好，通頻帶愈窄；反之,通頻帶愈寬，選擇性愈差。
中頻變壓器的另一作用是阻抗變換。因為電晶體共射極電路輸入阻抗低，輸出阻抗高，所以一般用變壓器耦合，使前後級之間實現阻抗匹配。
一般收音機採用兩級中放，有3個中頻變壓器（常稱中周）。第乙個中頻變壓器要求有較好的選擇性，第二個中頻變壓器要求有適當的通頻帶和選擇性，第三個中頻變壓器要求有足夠的通頻帶和電壓傳輸係數，由於各中頻變壓器的要求不同，匝數比不一樣，通常磁帽用不同顏色標誌，以示區別，所以不能互換使用。
實際電路中常採用具有中間抽頭的併聯諧振迴路,如圖z1010（a）所示。（b）是它的等效電路，可以看出，它是由兩個阻抗性質不同的支路組成。由於l1、l2都繞在同一磁芯上，實際上是乙個自耦變壓器。
利用變壓器的阻抗變換關係，可求得等效諧振電路的諧振zob0＝（）2zab0＝（）2zab0（式中n＝n1＋n2為電感線圈的總匝數）。即具有抽頭併聯諧振電路的諧振阻抗zob0等於沒有抽頭的諧振阻抗zab0的倍。由於＜1，所以zob0＜zab0，適當選擇變比可取得所需求的zob0，從而實現阻抗匹配。
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一 調頻接收機的主要技術指標 1 工作頻率範圍 接收機可以接受到的無線電波的頻率範圍稱為接收機的工作頻率範圍或波段覆蓋。接收機的工作頻率必須與發射機的工作頻率相對應，如調頻廣播收音機的頻率範圍為 88 108 mh，是因為調頻廣播收音機的工作範圍也為 88 108 mhz。2 靈敏度 接收機接收微弱...
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