高频电子线路课程设计 超外差调幅接收机的设计与制作学 号：姓 名：专业班级：指导老师：日 期： 年 月 日摘要随着社会的快速发展，电子信息技术几乎主宰了整个电器行业的发展，人们对电子产品的要求越来越高，因而电子产品无论从制作上还是从销售上要求都很高。要制作一个实用性比较好的电子产品就离不开高频电子电路，大到超级计算机、小到袖珍计算器，很多电子设备都用到了高频电子电路。对于这次设计，我选择的是超外差式接收机。在以前使用的都是调频接收机，随着科学技术的发展，出现了超外差式调频接收机。所谓超外差，就是将所有要接收的电台在调频电路里调好以后，经过电路本身的作用，就变成另外一个预先设定好的频率，然后再经过放大和检波。这个固定的频率就是由差额产生的。如果我们在收音机内制造一个本地震荡，使它和外来高频调幅信号同时送到一个晶体管内混合，这种工作叫混频。由于晶体管的非线性作用导致混频的结果就会产生一个新的频率，。这就是外差作用。采用了这种电路的接收机就叫外差式收音机，混频和振荡的工作，合称变频。在本次设计中，其目的是得到一个调频接收机。在超外差式调频接收机的设计过程中，应将其分为高频放大、混频、本振、中放、检波、低频放大六个部分。整个电路的设计必须注意几个方面。本次课程设计的目的主要是掌握系统各功能模块的基本工作原理，培养基本掌握电路设计的基本思路和方法，掌握接收系统调试等。课程设计的要求是分析调频接收系统各功能模块的工作原理，提出系统的设计方案，对所设计电路进行调试。在此基础上可进行创新设计，如改善电路性能；对系统进行仿真分析。目录第一章 课程设计内容31.1设计题目31.2设计目的31.3设计要求31.4电子元器件31.5设计步骤31.6设计报告总结3第二章 调幅接收机的设计原理及电路图42.1超外差调幅接收机的原理42.2 超外差接收机的接收原理4第三章 超外差调幅接收机的设计53.1方案选择及性能指标53.2 电源电压的选择53.3输入回路53.4变频级53.5中频放大、检波及自动增益控制电路83.6低频放大电路93.7末级功率放大器103.8部分元件的选择103.9电路仿真11第四章 安装与调试134.1安装134.2调试14第五章 课程设计心得19第六章 参考文献19第一章 课程设计内容1.1设计题目超外差调幅接收机组装和调试1.2设计目的1、掌握调幅接收机各功能模块的基本工作原理2、掌握调幅接收系统的调试过程及故障排除3、培养学生掌握电路设计的基本思想和方法4、培养学生分析问题、发现问题和解决问题的能力1.3设计要求1、分析调幅接收系统各功能模块的工作原理2、安装调试及测量结果1.4电子元器件调幅接收机套件1.5设计步骤1、收集相关资料，掌握调幅接收机的电路原理2、根据所提供的元器件，完成系统的制作安装、调试，并完善其设计功能1.6设计报告总结1、简述调幅接收机的工作原理，给出完整的电路原理图2、系统的安装过程及注意事项3、单元模块的调试及故障排除第二章 调幅接收机的设计原理及电路图2.1超外差调幅接收机的原理超外差式接收机主要由输入电路、混频电路、中放电路、检波电路、低频放大电路、功率放大电路和扬声器或耳机组成。工作原理图如下：图 1 超外差调幅接收机组成方框图2.2 超外差接收机的接收原理从天线接收到的微弱高频信号V1先经过一级或几级高频小信号放大器放大为V2，然后送至混频器与本地振荡器所产生的等幅振荡电压V3相混合，所得到的输出电压V4包络线形状不变，仍与原来的信号波形相似，但载波频率则转换为V2、V3两个高频频率之差，这叫做中频。中频电压V4再经中频放大器放大为V5，送入检波器，得到检波输出电压V6，最后再经低频放大器放大为V7，送至扬声器中转变为声音信号。第三章 超外差调幅接收机的设计3.1方案选择及性能指标1、选择方案择中波晶体管超外差调幅收音机（不超过七只晶体管），其方框图如图1所示。图1 超外差收音机方框图2.主要性能指标频率范围：5351065kHz中频频率：465kHz灵敏度：14dB输出功率：最大不失真功率100mW电源消耗：静态时，12mA，额定时约80Ma3.2 电源电压的选择晶体管收音机所选用的电源电压通常为1.5v、3v、4.5v，6v、9v等。本收音机选用4.5v。电源电压选得高，对于提高灵敏度和输出功率有利。3.3输入回路输入回路的作用是对天线接收进来的各种频率的无线电波信号有选择的接收，然后送到下一级去进行变频。3.4变频级变频级的作用是将输入回路接收到的各个频率的高频信号转变为一个固定的中频频率（465KHz）信号输送到中放级放大。本机振荡是一个等幅振荡，其信号的频率始终比从电台接收到的外来信号频率高465kHz。若要改变接收频率，需要改变输入回路的可变电容，于此同时，与可变电容同轴联动的本机振荡电路中的可变电容也随之改变，于是本机振荡信号频率也随之改变，这就保证了本机振荡信号频率始终比所接收的电台信号频率高465kHz.图 2 变频级电路变频级电路的本振和混频，要求由一只三极管担任（自激式变频电路）。由于三极管的放大作用和非线形特性，所以可以获得频率变换作用。可选择“共基调发变压器耦合振荡器”。按本设计要求，在图2中 为外来中波信号调幅波，载频为（5351605KHz）；为本机振荡电压信号（等幅波），应为1MHz2MHz。两个信号同时在晶体管内混合，通过晶体管的非线性作用产生的各次谐波，在通过中频变压器的选频耦合作用，选出频率为的中频调幅波,如图3所示。图3混频示意图选择共基调发振荡电路的原因是该电路对外来信号与本机振荡电路之间的牵连干扰最小，工作稳定，可比共射式获得较高的频率。它的振荡调谐回路接在发射极与地之间，基极通过C5高频接地，振荡变压器的反馈线圈（L4）接在集电极与地之间，如图4所示。图4 共基调发振荡电路示意图变频管选择3AG1型能满足要求，其应该小，静态工作点 的选择不能过大或过小。大，噪声大；小，噪声小。但变频增益是随IC改变的。典型变频级一般在0.21mA之间有一个最大值。统筹考虑，设计在0.5mA左右为宜。本机振荡电压的强弱直接影响到反映管子变频放大能力的跨导，存在着一个最佳本振电压值。若振荡电压值过小，一旦电池电压下降，就会停振；若过大，在高端会产生寄生振荡，由于管子自给偏压作用，会使管子正常导通时间减少。本振电压一般选择在100mV左右，由于采取的是共基电路，它的输入电阻低，如果本机振荡调谐回路直接并入，会使调谐回路的品质因素降低，振荡减弱，波形变坏，甚至停振。为提高振荡电路的性能，L3要采取部分接入的方式，使折合到振荡调谐回路的阻抗增加到。L4不能接反，否则变成负反馈，不能起振。3.5中频放大、检波及自动增益控制电路图5 中放级电路原理示意中放级可采用两极单调谐中频放大。变频级输出中频调幅波信号由T3次级送到VT2的基极，进行放大，放大后的中频信号再送到VT3的基极，由T5次级输出被放大的信号。三个中频变压器（T3、T4、T5）都应当准确地调谐在465KHz。若三个中频变压器的槽路频率参差不齐，不仅灵敏度低，而且选择性差，甚至无法收听。中频变压器采取降压变压器，其初级线圈L5要采用部分接入方式（道理同本振调谐电路）见图6。图6 中频变压器接法示意图这种接法以减少晶体管输出导纳对谐振回路的影响，初级选取适当的接入系数使晶体管的输出阻抗与中频变压器阻抗近似匹配，以获得较大的功率增益；中频变压器初、次级变比以各自负载选取，减小负载对谐振回路的影响。但选择L5的接入系数及压降比时，不仅考虑到选择性，还要兼顾到增益和通频带。两级工作点的选择要有所区别，由于第一级总是带有自动增益控制电路，该级 的选取要考虑到在功率增益变化比较急剧处，应选的比较小；但太小，功率增益也太小，整机性能随着电池电压变化时，稳定性就很差。综合考虑，对于3AG1型管选为0.4mA左右。第二级 应考虑充分利用功率增益，则选择功率增益已接近饱和处的 值可选1mA左右。T5次级送到检波二极管的中频信号被截去了负半周，变成了正半周的调幅脉动信号，再选择合适的电容量，滤掉残余的中频信号，取出音频成分送到低放级（见图5）。检波输出的脉动音频信号经RF、C8（C8可选几十微法）滤波得到的直流成分作为自动增益（AGC）电压，使第一中放基极得到反向偏置，当外来信号强弱变化时，自动地稳定中放级的增益。从图5可见，使用的是PNP型中放管，需要“+”的AGC电压。检波二极管不能接反，否则AGC电压极性变反，达不到自动控制中放管增益的作用，可产生自激、哨叫。3.6低频放大电路从检波级输出的音频信号，还需要进行放大再送到扬声器。为了获得较大的增益，前级低频放大通常选用两级。要求第二级能满足推动末级功率放大器的输入信号强度，要有一定的功率输出，该激励可选择变压器耦合的放大器。如图7所示。以上各级静态工作点VE值以电源电压而定，VT1、VT2、VT5的VE可取电源电压的1/5左右。图7 低放激励原理图3.7末级功率放大器它将前级的信号再加以放大，以达到规定的功率输出，去推动扬声器发声。它由T6、T7和输入输出的变压器B6、B7组成的推挽功率放大电路。由于推挽放大有交越失真，为此在基极回路中接入一个二极管，以此二极管的正向压降作为基极回路的一个小偏置电压。功率放大后