高频电子线路调频接收机专业课程设计.doc

河北科技师范学院课程设计阐明书

课程名称：高频电子线路

设计题目：调频接受机
姓 名：
系 别：机电工程学院
专业班级：电子信息0701
指引教师：
日 期：-11.30~12.5

调频接受机设计报告
设计者：
指引教师：
一、 调频接受机重要技术指标
调频接受机重要技术指标有：
1．工作频率范畴
接受机可以接受到无线电波频率范畴称为接受机工作频率范畴或波段覆盖。接受机工作频率必要与发射机工作频率相相应。如调频广播收音机频率范畴为88～108MH，是由于调频广播收音机工作范畴也为88～108MHz
2．敏捷度
在原则调制（如调制频率fΩ= kHz 、频偏△fm =kHz或25kHz、50 kHz、75 kHz ）条件下，使接受机输出端为额定音频功率和规定信噪比输入信号电平，称为敏捷度。接受输入信号电平越小，敏捷度越高。调频广播收音机敏捷度为50µV,
3．中频选取性
接受机6dB带宽和带外抑制能力称为中额选取性，普通调频收音机中频
6dB带宽为±100kHz,±200kHz处带宽抑制能应不不大于40dB手机中频6dB带宽为 ±5kHz，±10kHz处带外抑制能力应不不大于40dB。
4．中频抑制比
接受机对输入信号为本机中频信号fI抑制能力称为中频抑（ IFR ）IFR=20㏒(VIF/VS) ，式中，VS是输入敏捷度电平，VIF是使输出功率为额定值输入中频信号电平，单位用dB（分贝）表达dB数越高，中频抑制能力越强。
5．镜相抑制比
接受机对输入信号为镜象频率信号（fj）抑制能力，称为镜像（IRR）
IRR=20㏒(Vj /VS)式中，VS是输入敏捷度电平，Vj是使输出功率为额定值输入镜像信号电平，单位用dB（分贝）表达dB数越高，镜相抑制能力越强。镜像频率fj比本振屡屡率高一种中频 fI ，它与本振频率fo之差仍等于中频fI ，fj =fo+fI=fS+2fI ,fS是接受机工作频率。
6．音频响应
接受机在原则调制（如调制频率fΩ=1kHz 、频偏△fm=5kHz或25kHz、50 kHz、75 kHz）和原则输入信号电平（如敏捷度或两倍敏捷度）下音频输出电平和调制频率输出关系，称音频响应。
7．额定输出功率
接受机负载上获得规定（由接受机指标规定）不失真（或非线性系统为给定值时）功率，称额定输出功率。
二、调频接受机构成
调频接受机工作原理

图1 构成框图
普通调频接受机构成框图如图一所示。其工作原理是：天线接受到高频信号，经输入调谐回路选频为fS，进入混频器。第一本机振荡器输出高频信号f1 亦进入第一混频器，则混频级输出为具有fS 、f1、（fS + f1）、（fS –f1）等频率分量信号。混频器输出接滤波器电路，选出第一中频信号f3= f1–fS，f3与第二本机振荡器输出高频信号f2进入第二混频器，第二混频器输出信号频率成分有f3、f2、f2+ f3 、f2 - f3、滤波器选出第二中频信号，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fΩ，由低频功放级放大，驱动扬声器。
从天线接受到高频信号fS，通过混频、滤波成为固定中频 fI = f1– fS 接受机，称为超外差式接受机。这种接受机敏捷度较高，比较性较好，性能也比较稳定。

三.单元电路设计
1.选频谐振回路
选频谐振回路采用LC谐振回路谐振频率为f =13.3MHz。回路电感L取标称值4.7µH，则由公式 f=1/2π，可得C=30pF，即C=C5C6/( C6 + C5) ，取 C5=50pF，则 C6=75pF，C6也可用一种5~25pF可变电容和一种62pF电容并联，以以便调试。混频器输入采用了差分电路，pin22和pin21是差分电路两个输入端，拟采用单端输入，因而接1000pF 耦合电容将接受信号从pin22输入，pin21通过0.01µF 耦合电容连接到地。
2.本机振荡回路
选第一本振频率为24MHz，将石英晶振作为等效电感元件接入电路，与C1和C2连接成皮尔斯振荡电路，取反馈系数F= C1 / C2，C1=50pF，则 C2 =150pF。由于石英晶振Q值及频率稳定度极高，故回路电容C1和C2对振荡频率影响极微，振荡频率和频率稳定度取决于石英晶振。
选第二本振频率10.245MHz，采用晶体振荡器，连接方式与第一本振相似，取C3 =50pF，C4=150pF。
3.中频滤波器
10.7MHz陶瓷滤波器原则输出阻抗为330Ω，未获得最佳滤波效果，滤波器应接330Ω负载电阻与之匹配。由于第二混频器输入阻抗为4kΩ，故取R1=360Ω，455KHz陶瓷波滤波器负载电阻由器件内部提供。pin19处0.1µF 电容既是电源滤波电容，又是滤波器交流到地旁路电容。
4.鉴频谐振回路
MC13135鉴频器采用是乘积型相位鉴频器，相位网络由片内电容与pin13外接电阻R3和455kHz谐振回路构成，为实现频率与相位变换是线性，规定相移曲线在ω=ω0时相移量为90°，实际使用相移量约为85°即可。当ω=ω0 时，谐振回路阻抗较高，相移由片内电容C和外接R3构成相移电路完毕，选取参数使之满足
arctan(XC/ R3)=arctan(1/ω0 R3C) ≧85°
MC13135片内电容C≈5pF，则取R3= 39kΩ 。
5.低通滤波器
pin17外接RC低通滤波器，依照指标规定fΩH ≧3.3kHz和RC低通滤波器频率响应特性，fΩH =1/2 R2 C7，取 R2=1kΩ，则C7 =0.047µF。
6. 低通滤波器参数
当接受信号为20µV时，MC13135解调输出UΩ约为25mV，依照指标规定音频输出功率为0.1W，即在10Ω负载上电压Vo ==1V，这就规定LM386功放电压增益AV=Vo/VΩ=1000/25=40.
LM386功放增益 AV=2R6 /(R4 +R5 ∥RP1)
R6 ，R5和R4是LM386内部电阻，其中R6 =15kΩ，R5=1.35kΩ，R4 =150Ω， RP1是pin1、pin8外接反馈电阻，调节RP1可调节LM386电压放大倍数取 RP1=4.7 kΩ。pin7旁路电容和输入、输出耦合电容取值为10µF。为有效地抑制高频信号输出，在输出端pin5接高频旁路电路，电容取值0.047µF,电阻取值10Ω。

图2 LM386功放电路图
7.集成接受芯片MC13135
它涉及两个振荡器、两个低噪音混频器、VCO变容调谐二极管、高性能限幅放大器、鉴频器、运算放大器。其外接元件重要是LC选频回路，第一本地振荡回路，第二本地振荡回路，第一和第二中频滤波器，鉴频谐振回路。

图3 MC13135集成电路芯片
四．元件清单
调频接受机元件清单：
晶振
24.0MHz
10.245MHz

陶瓷滤波器
10.7MHz
455kHZ

中频变压器
10.7MHz
455kHz

晶体管
3DG100

集成接受芯片
MC13135

电阻
1kΩ
2kΩ
10kΩ
100kΩ
电容
0.01µF
0.1µF
10µF
50µF

五．总电路图
调频接受机实验电路图

六、心得体会
在拿到设计题目后几天里，查阅了图书馆，书店，和internet网，查阅了大量调频接受机设计资料，并且整顿了它们。通过这次课程设计让我理解了无线电信号产生、发射和接受过程，特别是懂得了接受机完全工作原理。在此后实践工作中，它将带给我无穷设计思路和指引。
无线电信号接受过程正好和发送过程相反。在接受处，先用接受天线将收到电磁波转变为已调波电流，然后从这已调波电流中检出原始信号。最后再用听筒或扬声器将检波取出音频电流转为声能，人就听到了发射机处发送语言、音乐等信号。但是，接受天线所收到电磁波很薄弱。为了提高接受机敏捷度，可在检波器之前加一级至几级高频小信号放大器，然后再检波。检波之后，再通过恰当低频放大，最后送到扬声器或耳机中转为声音，这样接受机叫做直接放大式接受机。它缺陷是，对于不同频率，接受机敏捷度和选取性变化叫激烈，并且敏捷度由于受到高放不稳定影响，不能过高。因此当前接受机几乎全是超外差式接受机，涉及上面两个实验。
超外差式接受机基本原理是：从天线收到薄弱高频信号先通过一级或几级高频小信号放大器放大，然后送至混频器与本地振荡器所产生等幅振荡电压想混合，所得到输出电压包络线形状不变，仍与本来信号波形相似，但载波频率所转换为两个高屡屡率之差，（或和），这叫做中频。中频电压再经中频放大器放大，送入检波器，得检波输出电压。最后检波输出电压经低频放大器放大，送到扬声器（或耳机）中转变为声音信号。
作为一种电子方面大学生，在此后工作中难免需要很强实践动手能力，因此这次课程设计实践对我来说是很值得爱惜好机会。这次课程设计，虽然短暂，但却给了我一次自主设计电路机会。在设计过程中，此前课本上内容第一次完完全全在实际中实现，并且遇到了课本中不曾学到状况。
通过本次设计，留给我印象最深是要设计一种成功电路，必要要有耐心，要有坚持毅力。在整个电路设计过程中，耗费时间最多是各个单元电路连接及电路细节设计上。在设计过程中，咱们仔细比较分析其原理以及可行因素，最后还是在教师耐心指引下，使整个电路可稳定工作。实习过程中，我深刻体会到在设计过程中，需要重复实践，其过程很也许相称啰嗦，有时花很长时间设计出来电路还是需要重做，那时心中未免有点灰心，有时还特别想放弃，此时更加需要静下心，查找因素。
在摸索该如何设计电路使之实现所需功能过程中，特别有趣，培养了我设计思维，增长了实际操作能力。在让我体会到了设计电路艰辛同步，更让我体会到成功喜悦和高兴。
七．参照书目
张肃文 陆兆熊 高频电子线路（第三版） 高等教诲出版社
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 高频电子线路指引 国防工业出版社