河南機電高等專科學校
電子技術課程設計報告
設計課題：調幅收音機電路設計
專業班級： 電力 111 班
學生姓名
學生學號： 110
指導教師： 張
成績二○一二年十二月二十日
調幅收音機電路設計
一、設計任務
1.熟悉設計任務及主要技術指標和要求。
2.選定方案的論證及整體電路框圖的工作原理。
3.單元電路的設計及計算，元器件選擇，電路圖。
4.按國家有關標準畫出整體電路圖，列出元件﹑器件明細表。
5.對設計成果作出評價，說明本設計特點和存在的問題，提出改進意見。
6.獨立思考，認真設計通過調幅接收電路設計設計，建立無線電接收機的整機概念，了解接收整機各單元電路之間的關係及相互影響，從而正確設計、計算接收機的各個單元電路：包括高頻放大級、主振級、中放級、檢波級及音訊放大器的引數設計、元器件選擇。
二、設計要求
頻調幅接收機的電路設計與除錯方法.此種調幅接收機主要有五部分組成,輸入迴路,高頻放大,本機振盪,解調和音訊放大.輸入迴路是選擇接收訊號的部分,需要調諧於接收機的工作頻率;高頻放大是將輸入訊號進行放大,同樣需要調諧於接收機的工作頻率;解調是將已調訊號還原成低頻訊號;本機振盪則是為解調器提供與輸入訊號載波同頻的訊號;最後的音訊功放則是將聲音頻號放大
三、設計原理和電路圖
1.工作原理
天線從空間接收無線電波，並將他們轉換成電訊號送到輸入調諧回生乙個頻率很高的本振訊號也送到混頻電路，在混頻電路中，本振訊號與電台訊號進行差拍（相減），得到頻率為465khz的中頻訊號。頻率為465khz的中頻訊號經中頻放大器放大後，由檢波器解調出音訊訊號，經低放和功放，送給揚聲器發出聲音。
2.天線迴路的設計
天線在無線電通訊技術中是起到發射或接收電磁波的作用，天線效能的優良與否，往往在無線通訊中起到事半功倍的作用。從原理上講，發射天線和接收天線是互易的，但在實際應用中還是有差別的。一副在某一段頻率上發射效能優良的天線，一定也是在該段頻率上接收效能優良的接收天線，但隨便一條能接收的天線，卻不一定也是優良的發射天線。
一般來說（除了發射和接收共用的天線），發射天線為了突出和強調發射效果，往往採用諧振天線（窄帶天線），而接收天線卻往往採用非諧振天線（寬頻天線），即使接收天線迴路在某些頻率上存在諧振，但天線迴路衡量諧振程度的品質因數（q值）還是比較低的，這樣的天線基本上可以看成是非諧振天線。如果用想同一條天線來完成全波段接收，包括 v/u 波段，甚至到 1g 以上頻率的接收，最好是選擇一些廠家經過專門設計的寬頻天線，有些寬頻天線可以工作在 500khz-1500mhz的頻率範圍內，但寬頻天線（非諧振天線）接收弱訊號的效果總是不如窄帶天線（諧振天線）。
本次課程設計中採用的是諧振天線迴路。具體的電路設計如下圖:
圖2.1 天線迴路的電路設計
圖為單調諧輸入迴路。根據接收訊號的中心頻率 f0 和接收訊號的頻寬 b，確定表示輸入迴路諧振特性的品質因數q = f0/ b
根據中心頻率 f =1/(2? lc)，確定迴路電感 l和電容c 的值。其中，電容值不能太小，否則，分布電容會影響迴路的穩定性，一般取 c>>cie(cie 表示下級高頻放大電路中電晶體的輸入電容)。
為便於調整，實際電路中電容
c 常用固定電容和可變電容併聯的形式。
在設計輸入迴路時，還要考慮它與天線之間，以及它與下一級放大電路之間的阻
抗匹配。所以，要事先確定天線的等效阻抗，以及放大電路的等效輸入阻抗。輸入迴路可以採用部分接入的方法，改善下一級電路對輸入迴路選頻效能的影響。3. 高頻放大部分電路的設計
高頻小訊號放大電路的穩定性是一項重要的指標，單管共發射極放大電路用作高頻放大器時，電晶體反相傳輸導納對放大器輸入導納的作用，會引起放大器工作不穩定。當放大器採用下面所示的共射-共基級聯放大器時，共基電路的特點是輸入阻抗很低輸出阻抗很高，當它和共射電路連線時相當於放大器的負載導納很大，此時放大器的輸入導納電晶體內部的反饋影響相應減小，甚至可以不考慮內部反饋的影響。
具體的設計電路圖如下：
圖2.2高頻放大部分電路設計
圖2.3高頻振盪部分電路設計
5. 解調電路的設計
檢波即調幅波的解調，從輸入的調幅波中還原調製訊號。可見，檢波器是調幅接收機的核心電路，衡量它效能的指標主要有檢波效率、檢波失真、等效輸入電阻等。為了了解解調，我們首先來看調製的過過程。
調幅就是用低頻調製訊號去控制高頻振盪（載波）的幅度，使高頻振盪的振幅按調製訊號的規律變化。把調製訊號和載波同時加到乙個非線性元件上(例如晶體二極體或晶體三體管)，經過非線性變換電路，就可以產生新的頻率成分，再利用一定頻寬的諧振迴路選出所需的頻率成分就可實現調幅。幅度調製訊號按其不同頻譜結構分為普通調幅（am）訊號，抑制載波的雙邊帶（dsb）訊號，抑制載波和乙個邊帶的單邊帶（ssb）訊號。
解調時可以用同步檢波或者包絡檢波。利用模擬乘法器的相乘原理，實現同步檢波是很方便的，其工作原理如下：在乘法器的乙個輸入端輸入抑制載波的雙邊帶訊號，另一輸入端輸入同步訊號（即載波訊號），經乘法器相乘，可得到輸出訊號：
（條件：為大訊號）
上式中第一項是所需要的低頻調製訊號分量，後兩項是高頻分量，可用濾波器濾掉，從而實現了雙邊帶訊號的解調。
若輸入訊號為單邊帶振幅調製訊號，即則乘法器輸出的輸出：
上式中第一項是所需要的低頻調製訊號分量，後兩項是高頻分量，也可用濾波器濾掉。
如果輸入訊號為有載波振幅調製訊號，同步訊號為載波訊號,利用乘法器的相乘原理同樣能夠實現解調。設，，則輸出電壓：
（條件：為大訊號）
上式中第一項是直流分量；第二項是所需要的低頻調製訊號分量，後面三項是高頻分量，用隔直電容及濾波器可濾掉直流分量和高頻分量，從而實現有載波振幅調製訊號的解調。
同步檢波的電路如下:
圖2.4.1 同步解調部分電路設計
mc1496 是目前常用的平衡調製/解調器。它的典型應用包括乘、除、平方、開方、倍頻、調製、混頻、檢波、鑑相、鑒頻、動態增益控制等。mc1496 的和內部電路與外部引腳圖如圖 2-11 所示。
它內部電路含有 8 個有源電晶體，引腳 8 與 10 接輸入電壓 vx、1與 4接另一輸入電壓vy，6 與12 接輸出電壓 vo。乙個理想乘法器的輸出為vo=kvxvy，而實際上輸出存在著各種誤差，其輸出的關係為：vo=k（vx +vxos）（vy+vyos）+vzox。
為了得到好的精度，必須消除 vxos、vyos 與 vzox 三項失調電壓。引腳 2 與 3 之間需外接電阻，對差分放大器 t5與 t6 產生交流負反饋，可調節乘法器的訊號增益，擴充套件輸入電壓的線性動態範圍。具體外圍偏置電路的確定，詳見參考文獻。
各引腳功能如下：
1：sig+ 訊號輸入正端 2:gadj 增益調節端
3：gadj 增益調節端4:sig- 訊號輸入負端
5：bias 偏置端6:out+ 正電流輸出端
7:nc 空腳8:car+ 載波訊號輸入正端
9:nc 空腳10:car- 載波訊號輸入負端
11:nc 空腳12:out- 負電流輸出端
13:nc 空腳14:v- 負電源
mc1496的引腳圖和內部結構如下如所示
圖2.4.2mc1496的內部原理和晶元引腳
二極體包絡檢波的電路如下
圖2.4.3由二極體組成的包絡檢波電路
（1）二極體d 的選擇
在選擇檢波二極體時，要考慮輸入訊號的頻率，保證二極體的工作頻率遠小於其自身的截止頻率。一般可選用點接觸型檢波二極體，如 2ap9，其截止頻率為100mhz，
（2）檢波負載電阻的確定
先估算檢波器後的低頻放大器等效輸入電阻 ri的值，一般為 2～5k。為滿足檢波輸出波形不產生負峰切割失真的條件，即ma（3）負載電容c的確定
根據檢波輸出波形不產生惰性失真的條件，得工程上確定負載電容 c的近似計算式：nmax*rl*c<1.5
（4）隔直耦合電容cc的確定
cc 的存在主要影響檢波的下限頻率。為使調製訊號頻率為最小值時，cc 上的電壓降不大，不產生頻率失真，必須滿足下式：1/(nmin*cc)<本次課程設計中採用的是mc1496構成的同步檢波電路
6.音訊放大部分電路的設計
音訊功率放大器是調幅接收機的最後部分,用來將解調後的低頻的微弱的語音頻號進行功率放大,給揚聲器提供一定的輸出功率.當負載一定時希望輸出功率盡可能的大,輸出訊號的非線性失真盡可能的小,效率盡可能的高.功放的常見電路形式有otl電路和ocl電路.
有用整合運算放大器和電晶體組成的電路也有用專用積體電路的功放.本次課程設計中採用的是整合運放組成的功放. 整合運算放大器是一種線性積體電路,使用起來較為方便。
下面是兩種由五端運放組成的典型功率放大電路:
圖2.5.1由整合運放組成音訊放大電路典例1
圖2.5.2 由整合運放組成音訊放大電路典例2
本次課程設計中採用的是典例2的音訊放大電路
7. 整機電路的設計
製作完各個分立部分的電路後,將各個部分的電路級聯起來,即可以得到整機的電路圖.首先要調整電路的靜態工作點,然後再分級除錯,從前級單元電路開始,向後逐級聯調.除錯合格的單元電路在整機聯調時往往出現不合格的現象,產生的原因可能是單級除錯時沒有接負載,或是所接負載與實際中的負載不等效,或是整機聯調又引入了新的分布引數.
因此,搭接完整電路時的引數調整十分重要。
四、元件清單
五、除錯
準備通電除錯之前，必須用萬用表ma檔串接在電位器開關的兩端（注意極性），檢查整機電流。整機電流<10ma為正常，否則有問題，超過100ma，肯定有搭焊等嚴重短接存在。如果整機電流正常，即可開啟電位器開關，通電除錯。
（1）工作點的除錯
針對積體電路收音機的特點，工作點的除錯主要是測量積體電路各引腳的電壓，是否與參考值接近。如果差異大，就應該斷開電源，認真檢查故障。改變r3的值，可以改變16腳的電壓。
電子技術實習 收音機
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收音機課程設計報告
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