高频电子线路课程设计调频接收机设计分析方案

高频电子线路课程设计

——调频接收机

班级：电子信息姓名：学号：0603

06100592

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一、 课程设计目的、要求：

通过本课题设计与调试，提高学生动手能力，巩固已学的理论知识。使学生建立无线电调频接收机的整机概念，了解调频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、计算调频接收机的各个单元电路；输入回路、高频放大、混频、中频放大、鉴频及低频功放级。初步掌握调频接收机的调整及测试方法。

二、 主要技术指标

1．工作频率范围=88～108MHz 2．灵敏度：5～30uV。

3．选择性：中频干扰比大于50dB。 4．频率特性：通频带2△f=200KHz。

此外，还要适当考虑输出功率，输入波形失真等问题。

三、 调频接收机组成

调频接收机的工作原理

图一 调频接收机组成框图

一般调频接收机的组成框图如图一所示。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

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f2亦进入混频级，则混频级的输出为含有f1、f2、四.单元电路设计

1. 高频功率放大电路

如下图所示为共射级接法的晶体管高频小信号放大器。他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MC3361。

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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。 二极管环形混频器

四个二极管组成平衡电路如下图所示。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。

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作混频器时，vS=Vsmcosct为输入，R口， vL=VLmcosLt为本振，L口，

为负载电阻，取出中频信号，I口

。Tr1、Tr2为有中心抽头的宽频带变压器，初、次级匝数比为1：1。

～

为四只二极管。

足够大，远大于

，则各二极管均工

作在受控制的开关状态。

正半周，负半周，

具有如下特点： 1

结构上四个二极管接成环形。作为混频时，环形的两个对角端AB和CD通过变压器接入本振信号VL和有用信号VS. 2

如果电路平

衡

,

则

各端

口

是相互

隔

离

、、

导通，截止，

、、

截止。 导通。

的,即L端口的本振信号不会通到R端,R端口的有用信号不会窜入L端,有用信号和本振信号均不会通到I端.

3 有增益,存在损耗.作为混频器时,混频损耗的理论值为4dB 4

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为调幅器时,考虑到高频变压器的低频频率特性差的缺点,调制信号改从端口输入,载波信号从端口输入,,从端输出振幅调制信号. 3.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。 下图路

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，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，提高了接收机的选

择

性

。

由LC调谐回路特性知，中频选频回路的通频带B＝f2- f1＝fd/QL，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。

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4.鉴频电路

从调频波中\"检出\"原来调制信号的过程称为调频波的解调，又叫鉴频。实现鉴频的电路称为鉴频器，也叫频率检波器。常用的鉴频电路有比例鉴频电路和相位鉴频电路，它们的工作原理相同，都是先把等幅的调频波变换成幅度按调制信号规律变化的调频调幅波，然后，用振幅检波器把幅度的变化检出来，得到原来的调制信号，这一过程如图Z0919所示。实际电路中应用较多的是比例鉴频电路，比例鉴频电路有对称式和不对称式两种。

对称式比例鉴频电路如下图7 / 15

电路中，C1、L11、L12和L2，C2组成双调谐回路，均谐振于载波频率f0=

C4。两只二极管顺向相接，与R3、R4和L2形成直流通路。CW容量较大<＞10μF），有稳幅作用。

5.MC3361的功能介绍：

在本实验中采用了MC3361芯片，所以工作原理中的混频、中频放大、鉴频、低频放大等其他功能电路全部由MC3361实现 MC3361是美国MOTOROLA公司生产的单片窄带调频接收电路，主要应用于语音通讯的无线接收机。片内包含振荡电路、混频电路、限幅放大器、积分鉴频器、滤波器、抑制器、扫描控制器及静噪开关电路。主要应用在二次变频的通讯接收设备。其主要特性如下： a 低功耗<在Vcc=4.0V，耗电典型值仅为3.9mA） b

极

限

灵

敏

度

：

2.6uV(-3bB><

典

型

值

）

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c d e DIP16

少工

和

量作SO-16

的电

两

外压种

接：封

装

元件

2.0—8.0V 形

式

f 工作频率：60MHz(max>

MC3361内部电路如下 :

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MC3361集成电路采用16脚双列直插式封装。它具有较宽的电

源电压范围(2～9V>，能在2V低电源电压条件下可靠地工作，耗电电流小(当Vcc=3.6V时，静态耗电电流典型值为2.8mA>,灵敏度高(在2.0μV输入时典型值为－3dB>，音频输出电压幅值大。它的内电路结构框图如图1所示。IC内设置有双平衡双差分混频器、电容三点式本机振荡器、六级差动放大器构成的调频455kHz宽带中频限幅放大器、双差分正交调频鉴频器、音频放大器及静噪控制电路。

MC3361的内部振荡电路与Pin1和Pin2的外接元件组成第二本振级，第一中频IF输入信号10.7MHz从MC3361的Pin16输入，在内部第二混频级进行混频，其差频为：10.700-10.245=0.455MHz，也

即

455kHz

第

二

中

频

信

号

。

第二中频信号由Pin3输出，由455kHz陶瓷滤波器选频，

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再经Pin5送入MC3361的限幅放大器进行高增益放大，限幅放大级是整个电路的主要增益级。Pin8的外接元件组成455kHz鉴频谐振回路，经放大后的第二中频信号在内部进行鉴频解调，并经一级音频电压放大后由

Pin9

输出音频信号。

Pin12——Pin15为载频检测和电子开关电路，通过外接少量的元件即可构成载频检测电路，用于调频接收机的静噪控制。MC3361内部还置有一级滤波信号放大级，加上少量的外接元件可组成有源选频电路，为载频检测电路提供信号，该滤波器Pin10为输

1234入端，Pin11为输出端。Pin6和Pin7为第二中放级的退耦电容。 D６.画出完整的电路 +12KA15.1KRA2CA3U?POT2LEDA1QA13DG12CCA2120p168674DCB220pfRB2CB50.1UFCB60.1UFCB70.1UFCB90.1UFRB11KKB1+5LB1680uh0.01ufTA1CB120KANTA1U?RES2CA50.1UFLEDB12.2uhLA1CC103RA318KCA133pCCA1RA410KICMC3361RA51KRA61.5KCA40.01uf15123593.3K455KHZFLB1CB4220pfRES2BCB8104BCRB110.245M 五.实验内容 A(1>.按下开关KA1、KA2，调试好小信号放大单元电路，调试好高频TitleSizeNumberRevisionA功率放大单元电路。 123A4Date:File:4-Jan-2005 E:\\调频接~1\\接收机~1.SCHSheet of Drawn By:4(2>.连接好发射电路和接收电路<连J82、JE1、JE3、JE4、JE5、JE612 / 15

、JA1、JB1），同时用实验箱所配的天线<一端带夹子的导线）分别将发射单元的天线ANTE1和本实验单元天线ANTA1连好. (3>.在不加调制信号的情况下，接通发射电路和接收电路的电源，调节变容二极管单元的L84，用示波器探头测量TTB2，当TTB2处有455

KHz的信号输出时，说明调频单元的工作频率在10.7MHz附近。此时从处加入1KHz，峰峰值为100mV左右的调制信号，则从TTB1处用示波器可观测到输出的解调波。

(4>.当从TTB1处观察鉴频输出信号，此时如果波形失真可以微调LB1和微调L84。注意观察鉴频信号频率与调制信号频率是否一致，幅度大小与调制频偏的关系<调制频率可以通过改变调制信号大小来改变）。如果TTB1处的信号失真，一般要考虑是否调制信号幅度过大以及变容二极管调频产生的调频信号的中心频率偏高10.7MHz太远。

六、信号波形图

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七、心得体会

通过这次课程设计我们更好地巩固和加深对调频接收机工作原理的进一步理解。学会基本的实验技能，提高运用理论知识解决实际问题的能力。在实验过程中，通过选取元件、确定电路，综合布线等提高了我们的动手能力，同时通过调试来发现自己的错误并分析及排除这些故障，使我们对调频接收机的知识得到了加深！

在本次设计中，使我印象最深的是要设计一个成功的电路，必须要有耐心，要有坚持的毅力。在整个电路的设计过程中，花费时间最多的是各个单元电路的连接及电路的细节设计上。在设计过程中，我们仔细比较分析其原理以及可行的原因，最后还是在老师的耐心指导下，使整个电路可稳定工作。

通过本次设计，使我们了解了无线调频发射机的基本工作原理，设计流程，进一步掌握了焊接工艺这一块。开拓了思路，锻炼了实践动手能力，提高了分工协作能力和分析问题,解决问题的能力,达到了本次设计的目的. 八、 参考书目

张肃文 陆兆熊 高频电子线路<第三版） 高等教育出版社 曾兴雯 陈健 高频电子线路辅导 西安电子科技大学出版社 戴峻浩 高频电子线路指导 国防工业出版社

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