電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報告--調(diào)幅收音機(jī)電路設(shè)計(jì)

1、<p>　　電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報告</p><p>　　設(shè)計(jì)課題：調(diào)幅收音機(jī)電路設(shè)計(jì) </p><p>　　專業(yè)班級： 電 力 111 班 </p><p>　　學(xué)生姓名： * * * </p><p>　　學(xué)生學(xué)號： ****** </p>

2、<p>　　指導(dǎo)教師： * * </p><p>　　成 績： </p><p>　　二○一二年十二月二十日</p><p><b>　　調(diào)幅收音機(jī)電路設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)任務(wù)<

3、/b></p><p>　　1.熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)及主要技術(shù)指標(biāo)和要求。</p><p>　　2.選定方案的論證及整體電路框圖的工作原理。</p><p>　　3.單元電路的設(shè)計(jì)及計(jì)算，元器件選擇，電路圖。</p><p>　　4.按國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)畫出整體電路圖，列出元件﹑器件明細(xì)表。</p><p>　　5.對設(shè)計(jì)成果

4、作出評價，說明本設(shè)計(jì)特點(diǎn)和存在的問題，提出改進(jìn)意見。</p><p>　　6.獨(dú)立思考，認(rèn)真設(shè)計(jì)通過調(diào)幅接收電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)，建立無線電接收機(jī)的整機(jī)概念，了解接收整機(jī)各單元電路之間的關(guān)系及相互影響，從而正確設(shè)計(jì)、計(jì)算接收機(jī)的各個單元電路：包括高頻放大級、主振級、中放級、檢波級及音頻放大器的參數(shù)設(shè)計(jì)、元器件選擇。</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)要求</b></p

5、><p>　　頻調(diào)幅接收機(jī)的電路設(shè)計(jì)與調(diào)試方法.此種調(diào)幅接收機(jī)主要有五部分組成,輸入回路,高頻放大,本機(jī)振蕩,解調(diào)和音頻放大.輸入回路是選擇接收信號的部分,需要調(diào)諧于接收機(jī)的工作頻率;高頻放大是將輸入信號進(jìn)行放大,同樣需要調(diào)諧于接收機(jī)的工作頻率;解調(diào)是將已調(diào)信號還原成低頻信號;本機(jī)振蕩則是為解調(diào)器提供與輸入信號載波同頻的信號;最后的音頻功放則是將聲音信號放大</p><p>　　三、設(shè)計(jì)原理和

6、電路圖</p><p><b>　　1.工作原理</b></p><p>　　天線從空間接收無線電波，并將他們轉(zhuǎn)換成電信號送到輸入調(diào)諧回生一個頻率很高的本振信號也送到混頻電路，在混頻電路中，本振信號與電臺信號進(jìn)行差拍（相減），得到頻率為465kHz的中頻信號。頻率為465kHz的中頻信號經(jīng)中頻放大器放大后，由檢波器解調(diào)出音頻信號，經(jīng)低放和功放，送給揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。&l

7、t;/p><p>　　2.天線回路的設(shè)計(jì) </p><p>　　天線在無線電通信技術(shù)中是起到發(fā)射或接收電磁波的作用，天線性能的優(yōu)良與否，往往在無線通信中起到事半功倍的作用。從原理上講，發(fā)射天線和接收天線是互易的，但在實(shí)際應(yīng)用中還是有差別的。一副在某一段頻率上發(fā)射性能優(yōu)良的天線，一定也是在該段頻率上接收性能優(yōu)良的接收天線，但隨便一條能接收的天線，卻不一定也是優(yōu)良的發(fā)射天線。一般來說（除了發(fā)射和

8、接收共用的天線），發(fā)射天線為了突出和強(qiáng)調(diào)發(fā)射效果，往往采用諧振天線（窄帶天線），而接收天線卻往往采用非諧振天線（寬帶天線），即使接收天線回路在某些頻率上存在諧振，但天線回路衡量諧振程度的品質(zhì)因數(shù)（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(jīng)過專門設(shè)計(jì)的寬帶天線，有些寬帶天線可以工作在 500kHz-1500MHz的頻率

9、范圍內(nèi)，但寬帶天線（非諧振天線）接收弱信號的效果總是不如窄帶天線（諧振天線）。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)中采用的是諧振天線回路。具體的電路設(shè)計(jì)如下圖:</p><p>　　圖2.1 天線回路的電路設(shè)計(jì)</p><p>　　圖為單調(diào)諧輸入回路。根據(jù)接收信號的中心頻率 f0 和接收信號的帶寬 B，確定表示輸入回路諧振特性的品質(zhì)因數(shù)Q = f0/ B</p&

10、gt;<p>　　根據(jù)中心頻率 f =1/(2? LC)，確定回路電感 L和電容C 的值。其中，電容值不能太小，否則，分布電容會影響回路的穩(wěn)定性，一般取 C>>Cie(Cie 表示下級高頻放大電路中晶體管的輸入電容)。為便于調(diào)整，實(shí)際電路中電容</p><p>　　C 常用固定電容和可變電容并聯(lián)的形式。</p><p>　　在設(shè)計(jì)輸入回路時，還要考慮它與天線之間，

11、以及它與下一級放大電路之間的阻</p><p>　　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。輸入回路可以采用部分接入的方法，改善下一級電路對輸入回路選頻性能的影響。3. 高頻放大部分電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　高頻小信號放大電路的穩(wěn)定性是一項(xiàng)重要的指標(biāo)，單管共發(fā)射極放大電路用作高頻放大器時，晶體管反相傳輸導(dǎo)納對放大器輸入導(dǎo)納的作用，會引起放大器工作 不穩(wěn)定。

12、當(dāng)放大器采用下面所示的共射-共基級聯(lián)放大器時，共基電路的特點(diǎn)是輸入阻抗很低輸出阻抗很高，當(dāng)它和共射電路連接時相當(dāng)于放大器的負(fù)載導(dǎo)納很大，此時放大器的輸入導(dǎo)納晶體管內(nèi)部的反饋影響相應(yīng)減小，甚至可以不考慮內(nèi)部反饋的影響。</p><p>　　在對電路進(jìn)行定量分析時，可以把兩個級聯(lián)晶體管看做一個復(fù)合管。這個復(fù)合管的導(dǎo)納參數(shù)由（y參數(shù)）由兩個晶體管的電壓，電流和y參數(shù)決定。一般選用同型號的晶體管作為復(fù)合管，那么他們的導(dǎo)納

13、參數(shù)可以認(rèn)為是相同的，只要知道這個復(fù)合管的等效導(dǎo)納參數(shù)，就可以把這類放大器看成一般的共射級放大器。經(jīng)過y參數(shù)的理論計(jì)算分析知，級聯(lián)放大器的增益計(jì)算方法和單管共射電路的增益計(jì)算方法相同，但是穩(wěn)定性卻大大提高。</p><p>　　具體的設(shè)計(jì)電路圖如下：</p><p>　　圖2.2高頻放大部分電路設(shè)計(jì)</p><p>　　4.本機(jī)振蕩電路的設(shè)計(jì)</p>

14、<p>　　本機(jī)振蕩即正弦波振蕩器，產(chǎn)生頻率為f的等幅振蕩信號。其振蕩信號與輸入信號載波同頻。振蕩信號要輸入解調(diào)器。</p><p>　　具體的本振電路設(shè)計(jì)如下圖:</p><p>　　圖2.3高頻振蕩部分電路設(shè)計(jì)</p><p>　　5. 解調(diào)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　檢波即調(diào)幅波的解調(diào)，從輸入的調(diào)幅波中還原調(diào)制信號?？梢?，

15、檢波器是調(diào)幅接收機(jī)的核心電路，衡量它性能的指標(biāo)主要有檢波效率、檢波失真、等效輸入電阻等。為了了解解調(diào)，我們首先來看調(diào)制的過過程。調(diào)幅就是用低頻調(diào)制信號去控制高頻振蕩（載波）的幅度，使高頻振蕩的振幅按調(diào)制信號的規(guī)律變化。把調(diào)制信號和載波同時加到一個非線性元件上(例如晶體二極管或晶體三體管)，經(jīng)過非線性變換電路，就可以產(chǎn)生新的頻率成分，再利用一定帶寬的諧振回路選出所需的頻率成分就可實(shí)現(xiàn)調(diào)幅。幅度調(diào)制信號按其不同頻譜結(jié)構(gòu)分為普通調(diào)幅（AM）信

16、號，抑制載波的雙邊帶（DSB）信號，抑制載波和一個邊帶的單邊帶（SSB）信號。解調(diào)時可以用同步檢波或者包絡(luò)檢波。利用模擬乘法器的相乘原理，實(shí)現(xiàn)同步檢波是很方便的，其工作原理如下：在乘法器的一個輸入端輸入抑制載波的雙邊帶信號，另一輸入端輸入同步信號（即載波信號），經(jīng)乘法器相乘，可得到輸出信號：</p><p><b>　?。l件：為大信號）</b></p><p>　　

17、上式中第一項(xiàng)是所需要的低頻調(diào)制信號分量，后兩項(xiàng)是高頻分量，可用濾波器濾掉，從而實(shí)現(xiàn)了雙邊帶信號的解調(diào)。</p><p>　　若輸入信號為單邊帶振幅調(diào)制信號，即 ，則乘法器輸出的輸出：</p><p>　　上式中第一項(xiàng)是所需要的低頻調(diào)制信號分量，后兩項(xiàng)是高頻分量，也可用濾波器濾掉。</p><p>　　如果輸入信號為有載波振幅

18、調(diào)制信號，同步信號為載波信號,利用乘法器的相乘原理同樣能夠?qū)崿F(xiàn)解調(diào)。設(shè)，，則輸出電壓：</p><p><b>　?。l件：為大信號）</b></p><p>　　上式中第一項(xiàng)是直流分量；第二項(xiàng)是所需要的低頻調(diào)制信號分量，后面三項(xiàng)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(shí)現(xiàn)有載波振幅調(diào)制信號的解調(diào)。 </p><p>　

19、　同步檢波的電路如下:</p><p>　　圖2.4.1 同步解調(diào)部分電路設(shè)計(jì)</p><p>　　MC1496 是目前常用的平衡調(diào)制/解調(diào)器。它的典型應(yīng)用包括乘、除、平方、開方、倍頻、調(diào)制、混頻、檢波、鑒相、鑒頻、動態(tài)增益控制等。MC1496 的和內(nèi)部電路與外部引腳圖如圖 2-11 所示。它內(nèi)部電路含有 8 個有源晶體管，引腳 8 與 10 接輸入電壓 VX、1與 4接另一輸入電壓VY，

20、6 與12 接輸出電壓 VO。一個理想乘法器的輸出為VO=KVXVY，而實(shí)際上輸出存在著各種誤差，其輸出的關(guān)系為：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(xiàng)失調(diào)電壓。引腳 2 與 3 之間需外接電阻，對差分放大器 T5與 T6 產(chǎn)生交流負(fù)反饋，可調(diào)節(jié)乘法器的信號增益，擴(kuò)展輸入電壓的線性動態(tài)范圍。具體外圍偏置電路的確定，詳見參考文獻(xiàn)。</p>

21、<p><b>　　各引腳功能如下：</b></p><p>　　1：SIG+ 信號輸入正端 2:GADJ 增益調(diào)節(jié)端</p><p>　　3：GADJ 增益調(diào)節(jié)端 4:SIG- 信號輸入負(fù)端</p><p>　　5：BIAS 偏置端 6:OUT+ 正電流輸出端</p

22、><p>　　7:NC 空腳 8:CAR+ 載波信號輸入正端</p><p>　　9:NC 空腳 10:CAR- 載波信號輸入負(fù)端</p><p>　　11:NC 空腳 12:OUT- 負(fù)電流輸出端</p><p>　　13:NC 空腳

23、 14:V- 負(fù)電源</p><p>　　MC1496的引腳圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下如所示 </p><p>　　圖2.4.2MC1496的內(nèi)部原理和芯片引腳</p><p>　　二極管包絡(luò)檢波的電路如下</p><p>　　圖2.4.3由二極管組成的包絡(luò)檢波電路</p><p>　　（1

24、）二極管D 的選擇</p><p>　　在選擇檢波二極管時，要考慮輸入信號的頻率，保證二極管的工作頻率遠(yuǎn)小于其自身的截止頻率。一般可選用點(diǎn)接觸型檢波二極管，如 2AP9，其截止頻率為100MHz，</p><p>　?。?）檢波負(fù)載電阻的確定</p><p>　　先估算檢波器后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(chǎn)生負(fù)峰切割失真

25、的條件，即Ma<Ri/(Rl+Ri)式中 ma表示調(diào)幅度，通常，在接收機(jī)中 ma最大約為 0.8，平均為 0.3，所以，一般選RL=5～10 k。</p><p>　　（3）負(fù)載電容C的確定</p><p>　　根據(jù)檢波輸出波形不產(chǎn)生惰性失真的條件，得工程上確定負(fù)載電容 C的近似計(jì)算式：Nmax*Rl*C<1.5</p><p>　　（4）隔直耦合電容C

26、C的確定</p><p>　　CC 的存在主要影響檢波的下限頻率。為使調(diào)制信號頻率為最小值時，CC 上的電壓降不大，不產(chǎn)生頻率失真，必須滿足下式：1/(Nmin*Cc)<<Ri在通常的音頻范圍內(nèi)，上式是容易滿足的。一般取CC為幾u(yù)F，如 5～10uF。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)中采用的是MC1496構(gòu)成的同步檢波電路</p><p>　　6.音頻

27、放大部分電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　音頻功率放大器是調(diào)幅接收機(jī)的最后部分,用來將解調(diào)后的低頻的微弱的語音信號進(jìn)行功率放大,給揚(yáng)聲器提供一定的輸出功率.當(dāng)負(fù)載一定時希望輸出功率盡可能的大,輸出信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.有用集成運(yùn)算放大器和晶體管組成的電路也有用專用集成電路的功放.本次課程設(shè)計(jì)中采用的是集成運(yùn)放組成的功放. 集成運(yùn)算放大器是一種線性集成

28、電路,使用起來較為方便。</p><p>　　下面是兩種由五端運(yùn)放組成的典型功率放大電路:</p><p>　　圖2.5.1由集成運(yùn)放組成音頻放大電路典例1</p><p>　　圖2.5.2 由集成運(yùn)放組成音頻放大電路典例2</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)中采用的是典例2的音頻放大電路</p><p>　　7. 整機(jī)

29、電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　制作完各個分立部分的電路后,將各個部分的電路級聯(lián)起來,即可以得到整機(jī)的電路圖.首先要調(diào)整電路的靜態(tài)工作點(diǎn),然后再分級調(diào)試,從前級單元電路開始,向后逐級聯(lián)調(diào).調(diào)試合格的單元電路在整機(jī)聯(lián)調(diào)時往往出現(xiàn)不合格的現(xiàn)象,產(chǎn)生的原因可能是單級調(diào)試時沒有接負(fù)載,或是所接負(fù)載與實(shí)際中的負(fù)載不等效,或是整機(jī)聯(lián)調(diào)又引入了新的分布參數(shù).因此,搭接完整電路時的參數(shù)調(diào)整十分重要。</p><

30、;p><b>　　四、元件清單</b></p><p><b>　　五、調(diào)試</b></p><p>　　準(zhǔn)備通電調(diào)試之前，必須用萬用表mA檔串接在電位器開關(guān)的兩端（注意極性），檢查整機(jī)電流。整機(jī)電流<10mA為正常，否則有問題，超過100mA，肯定有搭焊等嚴(yán)重短接存在。如果整機(jī)電流正常，即可打開電位器開關(guān)，通電調(diào)試。</p&g

31、t;<p>　　（1）工作點(diǎn)的調(diào)試 </p><p>　　針對集成電路收音機(jī)的特點(diǎn)，工作點(diǎn)的調(diào)試主要是測量集成電路各引腳的電壓，是否與參考值接近。如果差異大，就應(yīng)該斷開電源，認(rèn)真檢查故障。改變R3的值，可以改變16腳的電壓。</p><p><b>　?。?）中周的調(diào)試 </b></p><p>　　整機(jī)電流正常、集成電路各引腳的

32、電壓也正常，用鑷子碰觸雙聯(lián)可變電容器各引腳，均有明亮的咯咯聲（可以收音了）——表明可以調(diào)試中周了。中周出廠時，一般已經(jīng)調(diào)試過，而且調(diào)試中周比較難——最好不要調(diào)。如果必須調(diào)試，可以在1000KHZ附近接收一個遠(yuǎn)方臺（避免AGC影響），反復(fù)、仔細(xì)微調(diào)兩個中周的磁芯（一次不可調(diào)得太多，最好能夠記住磁芯原來的位置），直到聲音滿意為止。</p><p><b>　?。?）  對刻度</b>&

33、lt;/p><p>　　主要是低端與高端的對準(zhǔn)。</p><p>　　低端的對準(zhǔn)：先在600KHZ附近接收一個遠(yuǎn)方臺（避免AGC影響），并與商品機(jī)（比較標(biāo)準(zhǔn)）對照。如果發(fā)現(xiàn)所接收電臺指示的頻率比商品機(jī)的偏高，表明雙聯(lián)可變電容器的容量偏小，可以通過旋出振蕩線圈的磁芯，使其L減小，則雙聯(lián)可變電容器的容量可以增大，直至對準(zhǔn)。如果發(fā)現(xiàn)所接收電臺指示的頻率比商品機(jī)的偏低，表明雙聯(lián)可變電容器的容量偏大，可

34、以通過旋進(jìn)振蕩線圈的磁芯，使其L增大，則雙聯(lián)可變電容器的容量可以減小，直至對準(zhǔn)。</p><p>　　高端的對準(zhǔn)：先在1500KHZ附近接收一個遠(yuǎn)方臺（避免AGC影響），并與商品機(jī)（比較標(biāo)準(zhǔn)）對照。如果發(fā)現(xiàn)所接收電臺指示的頻率比商品機(jī)的偏高，表明雙聯(lián)可變電容器的容量偏小，可以通過調(diào)節(jié)振蕩聯(lián)的補(bǔ)償電容，使其容量減小，則雙聯(lián)可變電容器的容量可以增大，直至對準(zhǔn)。如果發(fā)現(xiàn)所接收電臺指示的頻率比商品機(jī)的偏低，表明雙聯(lián)可變電

35、容器的容量偏大，可以通過調(diào)節(jié)振蕩聯(lián)的補(bǔ)償電容，使其容量增大，則雙聯(lián)可變電容器的容量可以減小，直至對準(zhǔn)。</p><p>　　上述調(diào)節(jié)對中周的調(diào)試有比較大的影響，應(yīng)該統(tǒng)籌兼顧，反復(fù)調(diào)節(jié)。否則，嚴(yán)重失調(diào)、影響整機(jī)性能。</p><p><b>　　六、設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　這幾天真的是一直在忙碌,忙著上網(wǎng)查資料,忙著翻閱參考書.查過

36、,看過之后還要試著在草稿紙上畫一些電路的草圖.每當(dāng)腦中有一些想法時,都會讓自己欣喜不已,然后就忙著把想法畫成草圖,驗(yàn)證,然后再否定!不知道重復(fù)了多少遍這個過程,才有了現(xiàn)在的這個課程設(shè)計(jì)文檔.其中的辛苦,自不必多說.雖然痛苦,但畢竟也是收獲了很多。</p><p>　　本次做調(diào)幅接收機(jī)時,我考慮過兩種方案,第一是做成超外差式調(diào)幅接收機(jī),另一種是做成點(diǎn)頻調(diào)幅接收機(jī).經(jīng)過再三思考之后,我選擇的是點(diǎn)頻調(diào)幅接收機(jī).感覺點(diǎn)頻

37、調(diào)幅接收機(jī)做起來會更加簡單一些。</p><p>　　歷時一周的課程設(shè)計(jì),從開始選題到最后的寫報告和答辯,感覺很快.這一周是艱苦的,但是我也學(xué)到了很多,把理論的知識運(yùn)用到了實(shí)踐中. </p><p><b>　　七. 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]謝自美主編,電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測試 ,華中科技大學(xué)出版社</p>