調頻接收機設計與除錯
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。
三基本設計原理
調頻接收機的組成
一般調頻接收機的組成框圖如圖所示。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。
中放的任務，是把變頻器輸出的中頻訊號放大後，輸入到檢波器。在超外差接收機中，訊號放大的任務大部分是由中頻放大器來完成的。中放級的好壞對接收機的靈敏度、選擇性、失真和自動增益控制等主要指標有著決定性的影響。
因此對中放的要求是：增益高，穩定性好，具有良好的通頻帶特性。也就是說，對於干擾訊號抑制能力強，選擇性要好，而對訊號本身的影響或衰減要小，自動增益控制對整機頻帶影響要小。
在調頻接收機的情況下，載波的振幅大小並不包含有用的訊號，這就使我們有條件利用限幅的辦法把調頻波中由雜訊產生的調幅分量完全消除後，再送到鑒頻器去。起著消除這種調幅分量作用的電路，叫做限幅器。限幅電路除了能有效地抑制干擾外，還有乙個作用就是保持輸出訊號的幅度穩定不變。
如果輸入訊號的振幅高於某一規定值時，由於限幅作用，它的輸出訊號幅度也不會發生改變。
鑒頻器又稱頻率檢波器，它的任務就是從調頻波中檢出原調製訊號。要完成這個任務，一般要分為兩步進行。第一步先將等幅的調頻波改變成振幅隨頻率變化的調幅波，使其幅度變化的規律和頻率變化的規律相同。
第二步再用振幅檢波器除去載波，最後得到音訊訊號。
四單元電路設計
1、 高頻小訊號放大電路
如下圖所示為共射級接法的電晶體高頻小訊號放大器。
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
混頻計時把高頻訊號經過頻率變換，變為乙個固定的頻率。這種頻率變換通常是將已調波的載波從高頻變為中頻，同時必須保持其調製規律不變。
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。
該實驗中用到二極體環形混頻器，它組和頻率小、動態範圍大、雜訊小、本振電壓無反向輻射，但是它的變頻增益小於1.
二極體環形混頻器
環形混頻器的原理電路如圖所示，本振電壓從輸入和輸出變壓器
t、t中心抽頭加入。四個二極體均按開關狀態工作。各電流、電壓的極性如圖中所示。圖中實線箭頭表示本振電壓再副半周的電流
方向；虛線箭頭表示本振電壓再正半周的電流方向。由圖可見，它相當於兩個平衡混頻器的組合。
圖二極體環形混頻電路
上圖中的二極體環形混頻器具有如下特點：
1 結構上四個二極體接成環形。作為混頻時，環形的兩個對角端ab和cd通過變壓器接入本振訊號vl和有用訊號vs.
2 如果電路平衡,則各埠是相互隔離的,即l埠的本振訊號不會通到r端,r埠的有用訊號不會竄入l端,有用訊號和本振訊號均不會通到i端.
3 有增益,存在損耗.作為混頻器時,混頻損耗的理論值為4db
4 為調幅器時,考慮到高頻變壓器的低頻頻率特性差的缺點,調製訊號改從埠輸入,載波訊號從埠輸入,,從端輸出振幅調製訊號.
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。
下圖（a）是lc單調諧中頻放大電路，圖（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，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，提高了接收機的選擇性。
由lc調諧迴路特性知，中頻選頻迴路的通頻帶b＝f2- f1＝fd/ql，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。
圖5中頻放大電路
4.鑒頻電路
下圖是迴路鑒頻器的原理圖。
圖6鑒頻電路
相位鑒頻器是利用迴路的相位-頻率特徵來實現調幅-調頻波變換的，上圖中輸入電路的初級迴路、和次級迴路、均調諧於調頻波的中心頻率。他們完成波形變換，將等副調頻波變換成幅度隨瞬時頻率變化的調頻波（及調幅-調頻波）。、r、和、r、組成上下、兩個振幅檢波器，且特性完全相同，將振幅的變化監測出來。
負載電阻r通常比旁路電容的高頻容抗大的多，而耦合電容與旁路電容的容抗則小於高頻扼流圈的感抗。因此，初級回路上的訊號電壓幾乎全部降落在扼流圈上。
而且，每個檢波器上均加有兩個電壓，即和。不過乙個檢波器的輸入時它們之和，另乙個則是他們之差。只要在耦合迴路的通頻帶範圍內，當調頻波的瞬時頻率變化時，無論是還是
他們的振幅都保持恆定，但是他們之間的相位關係隨頻率而發生變化。
將超前於乙個角度。這個角度可能是/2,可能大於/2，也可能小於/2，主要取決於訊號頻率是等於、小於或大於中心頻率。正是由於這種相位關係與訊號頻率有關，才導致兩個檢波器的輸入電壓的大小產生了差別。
5.mc3361電路及功能
在本實驗中採用了mc3361晶元，該調頻接收機中的混頻、中頻放大、鑒頻、低頻放大等其他功能電路全部由mc3361實現
mc3361是美國motorola公司生產的單片窄帶調頻接收電路，主要應用於語音通訊的無線接收機。片內包含振盪電路、混頻電路、限幅放大器、積分鑒頻器、濾波器、抑制器、掃瞄控制器及靜噪開關電路。主要應用在二次變頻的通訊接收裝置。
其主要特性如下：
低功耗（在vcc=4.0v，耗電典型值僅為3.9ma）
極限靈敏度：2.6uv(-3bb)（典型值）
少量的外接元件
工作電壓：2.0—8.0v
dip16和so-16兩種封裝形式
工作頻率：60mhz(max)
mc3361外形圖
mc3361典型應用電路圖
mc3361極限引數
mc3361的引腳功能
mc3361調頻接收機的工作原理如下
mc3361的內部振盪器與1腳和2腳的外接元器件組成第二本振級，振盪頻率為10.245mhz。第一中頻10.
7mhz輸入訊號從mc3361的16管腳輸入，在內部混頻器與10.145mhz的本振訊號進行混頻，產生若干混頻訊號，其中差頻訊號10.7mhz-10.
245mhz=0.455mhz，即第二中頻訊號由3腳外接的455khz陶瓷濾波器fl選頻輸出，再經5腳送入mc3361限幅放大器進行高增益放大，限幅放大級是整個電路的主要增益級。8腳的外接元器件組成455khz鑒頻諧振迴路，經放大後的第二中頻訊號在鑒頻器進行解調，解調輸出的音訊訊號經音訊電壓放大器af放大後由9腳輸出。
再經電阻、電容等組成的高頻濾波網路濾除掉高頻成分，改善輸出訊號的波形。12腳和15腳的外接電路與內部靜噪觸發電路組成載頻檢測和電子開關電路，用於調頻接收機的靜噪控制。
mc3361積體電路採用16腳雙列直插式封裝。它具有較寬的電源電壓範圍(2～9v)，能在2v低電源電壓條件下可靠地工作，耗電電流小(當vcc=3.6v時，靜態耗電電流典型值為2.
8ma),靈敏度高(在2.0μv輸入時典型值為－3db)，音訊輸出電壓幅值大。它的內電路結構框圖如圖1所示。
ic內設定有雙平衡雙差分混頻器、電容三點式本機振盪器、六級差動放大器構成的調頻455khz寬頻中頻限幅放大器、雙差分正交調頻鑒頻器、音訊放大器及靜噪控制電路。
《高頻電子線路》實驗報告合集包
姓名 薛超 學號 1111431168 專業 電子資訊工程 指導老師 鐘讀賢 2013年6月 第一部分 實驗1 單調諧迴路諧振放大器3 實驗2 雙調諧迴路諧振放大器11 實驗3 電容三點式lc振盪器17 實驗4 石英晶體振盪器28 實驗5 晶體三極體混頻實驗32 實驗6 整合乘法器混頻器實驗37 實...
高頻電子線路報告冊
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通訊電子線路實驗報告
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