0 目錄目錄 1 引 言 1 2 設(shè)計概述 1 3 調(diào)頻接收機的主要技術(shù)指標(biāo) 2 3 1 工作頻率范圍 2 3 2 靈敏度 2 3 3 選擇性 2 3 4 頻率特性 2 3 5 輸出功率 2 4 調(diào)頻接收機設(shè)計 2 4 1 調(diào)頻接收機的工作原理 2 4 2 混頻級電路 3 4 3 集成電路調(diào)頻接收機 4 4 4 確定電路形式 5 4 5 設(shè)置靜態(tài)工作點計算元件參數(shù) 6 4 6 確定交流信號通路的元件參數(shù) 6 5 原理圖 6 6 詳細的元件清單 8 7 實驗儀器設(shè)備 9 8 心得體會 9 9 參考文獻 9 1 1 1 引引 言言 隨著人們生活水平的不斷提高和電子科技的飛速發(fā)展 特別是近年來物質(zhì)生活水平的提高 人們相互之間交往所利用的通信手段也越來越多 人們不斷追求生活方式的多樣化和個性化 電子科學(xué)的發(fā)展尤其是無線通信的快速發(fā)展給人們工作和生活注入了新的色彩 人們可以隨心 所欲地享受著無線通信工具所帶來的樂趣 調(diào)頻模擬通信最早的語音通信方式 廣播電臺就是 它的一種形式 這種傳統(tǒng)的通信方式在今天依然有著廣泛的應(yīng)用 并且也向著多樣化和個性化 和微型化的方向發(fā)展 隨著時代的發(fā)展它的作用也在發(fā)生著變化 廣播電臺雖然現(xiàn)在已經(jīng)不是 人們獲取信息的一種主要手段 但是它在很多方面依然發(fā)揮著主要的作用 它已經(jīng)走進了我們 的生活 在我們小集體范圍內(nèi)如 學(xué)生宿舍 賓館等場所 由于其使用方便 價格低廉 技術(shù) 成熟 可進行一對多的無線廣播等諸多優(yōu)點 所以將依然會發(fā)揮重要作用 不僅如此 隨著人 們追求生活的個性化它在家庭領(lǐng)域也將會給人們帶來很大的樂趣 利用一個小型的無線廣播臺 和一個微型的收音機就可實現(xiàn)在家庭的任何角落播放自己喜歡的音樂 會給人們帶來無限的樂 趣 本設(shè)計就是一個小型的調(diào)幅接收系統(tǒng) 實現(xiàn)了語音輸入 線路輸入 以及二者的同時輸入 2 2 設(shè)計 設(shè)計概述概述 通過本課程設(shè)計與調(diào)試 提高動手能力 鞏固已學(xué)的理論知識 能建立無線電調(diào)頻接收機 的整機概念 了解調(diào)頻接收機整機各單元電路之間的關(guān)系及相互影響 從而能正確設(shè)計 計算 調(diào)頻接收機的單各元電路 輸入回路 高頻放大 混頻 中頻放大 鑒頻及低頻功放級 初步 掌握調(diào)頻接收機的調(diào)整及測試方法并學(xué)會如何將高頻單元電路組合起來實現(xiàn)滿足工程實際需要 的整機電路 3 3 調(diào)頻接收機的主要技術(shù)指標(biāo)調(diào)頻接收機的主要技術(shù)指標(biāo) 3 1 工作頻率范圍 接收機可以接受到的無線電波的頻率范圍稱為接收機的工作頻率范圍或波段覆蓋 接收機 的工作頻率必須與發(fā)射機的工作頻率相對應(yīng) 如調(diào)頻廣播收音機的頻率范圍為 88 108MH 是 因為調(diào)頻廣播收音機的工作范圍也為 88 108MHz 3 2 靈敏度 接收機接收微弱信號的能力稱為靈敏度 通常用輸入信號電壓的大小來表示 接收的輸入 信號越小 靈敏度越高 調(diào)頻廣播收音機的靈敏度一般為 5 30uV 2 3 3 選擇性 接收機從各種信號和干擾中選出所需信號 抑制不需要的信號 的能力稱為選擇性 單位 用 dB 分貝 表示 dB 數(shù)越高 選擇性越好 調(diào)頻收音機的中頻干擾應(yīng)大于 50dB 3 4 頻率特性 接收機的頻率響應(yīng)范圍稱為頻率特性或通頻帶 調(diào)頻機的通頻帶一般為 200KHz 3 5 輸出功率 接收機的負載輸出的最大不失真 或非線性失真系數(shù)為給定值時 功率稱為輸出功率 4 調(diào)頻接收機設(shè)計調(diào)頻接收機設(shè)計 4 1 調(diào)頻接收機的工作原理 一般調(diào)頻接收機的組成框圖如圖 2 1 所示 其工作原理是 天線 拉桿天線 接受到的高頻 信號 經(jīng)輸入調(diào)諧路選頻為 f1 再經(jīng)高頻放大級放大 如果調(diào)諧回路輸車信號不是很微弱 可省區(qū) 這一級 經(jīng)入混頻級 本級振蕩器輸出為含有 f1 f2 f2 f1 等頻率分量的信號 混頻級的輸出 接調(diào)諧回路選出中頻信號 f1 f1 再經(jīng)中頻放大器放大 獲得足夠高的增益 然后經(jīng)鑒頻器 解調(diào)出低頻調(diào)制信號 由低頻功放級大 驅(qū)動揚聲器或控制器 遙控開關(guān)用 由于天線接受 到的高頻信號經(jīng)過混頻成為固定的中頻 再加以放大 因此接收機的靈敏度較高 選擇性能也 比較穩(wěn)定 輸入回路高頻放大混頻中頻放大 鑒頻低頻功放 本機 振蕩 圖 4 1 調(diào)頻接收機組成框圖 4 2 混頻級電路 一種簡單使用的混頻電路如圖 4 1 所示 其中三極管 VT1 實現(xiàn)頻率變換 將天線接收到的 高頻調(diào)制信號 f1 與三極管 VT2 和晶振組成的本機振蕩器的輸出信號 f2 進行混頻 由 LC 3 選頻網(wǎng)絡(luò)選出中頻信號 f2 f1 頻率變換的原理是 利用三極管集電極電流 ic 與輸入電壓 ube 之間的非線性關(guān)系 實現(xiàn)頻率變換的 變換后的調(diào)制參數(shù) 調(diào)制頻率和頻率偏移 保持不 變 僅載波頻率變換成中頻頻率 對于圖 2 所示電路 由于高頻調(diào)制信號從變頻的基極輸入 本機振蕩信號從變頻管的發(fā)射極注入 故稱這種電路為基極輸入 發(fā)射極注入式混頻電路 這 種電路的特點是 信號的相互影響較小 不易產(chǎn)生牽引現(xiàn)象 但要求本振的輸出電壓較大 u0 u1 使三極管 VT1 工作于非線性區(qū)才能實現(xiàn)頻率變換 混頻管 VT1的靜態(tài)工作點由 R1 R2及 R3決定 電源電壓 Ucc 確定時 為使混頻管在大信 號輸入下進入非線性工作區(qū) 靜態(tài)工作電流 ICQ不能太大 否則非線性作用消失 混頻增益將 大大下降 但 ICQ也不能太小 過小會造成本機振蕩停振 實驗表明 Ucc 6V 時 ICQ取 0 3 0 5mA 較合適 混頻管 VT1的靜態(tài)工作點及調(diào)諧回路參數(shù)的計算與課題 高頻小信號調(diào) 諧放大器的計算方法相同 極三管 VT2和晶振 ZWB 組成的本機振蕩電路稱為電容反饋三點式振蕩電路 又稱 考畢 茲 電路 其等效電路如圖 2 2 a 所示 電路的反饋系數(shù) F C7 C5 這里的晶振起電感作用 振蕩頻率主要由晶振的頻率決定 因此頻率穩(wěn)定度較高 振蕩頻率 f0的表達式為 f0 1 2 Lq C 圖 4 2 a 本振等效電路 圖 4 2 b 輸入回路 式中 Lq 晶振的等效電感 與頻率有關(guān)為十幾兆赫的晶振 Lq 約為幾毫亨 C 振蕩回路的總電容 由晶振的等效電容 C0 Cq 與 C4 C5 及 C7 共同決定 若選 4 C4 C5 C4 C7 則 C Cq C0 C4 Cq C0 C4 式中 Cq 為 0 005 0 1pF 所以 C4 的取值比較小才能對晶振的頻率實現(xiàn)微調(diào) 一般 C4 為幾 Pf 幾十 Pf 的小微調(diào)電容 本機振蕩電路的靜態(tài)工作點主要由 R4 R5 R6 及 R7 決定 為使本機振蕩輸出的波形發(fā)生 畸變 產(chǎn)生高次諧波 影響混頻級電路的性能 實驗表明 Ucc 6V 時 Icq 取 0 4 0 8mA 較 好 電容 C3 為本機振蕩能夠的輸出耦合電容 由于混頻管工作在非線性狀態(tài) 易引起各種信號的干擾 如中頻干擾 鏡像干擾等 采用 晶振構(gòu)成的本機振蕩電路可以減小干擾 必要時 在混頻級前加一級高頻調(diào)諧波放大器 可大 大抑制象頻干擾 對于圖 2 2 a 所示的電路 因本振信號的頻率福鼎 只能接收一個頻率的信 號 故稱點頻接收機或遙控機 不適合作廣播收音機 4 3 集成電路調(diào)頻接收機 FS2204 的內(nèi)部包含中頻放大器 調(diào)幅檢波器 調(diào)幅混頻器 調(diào)頻鑒頻器 AGC 自動增益 控制 AFC 及音頻功率放大器等電路 如圖 2 3 所示的電路 對于調(diào)頻信號 電路的工作過程 是 10 7MHz 的調(diào)頻中頻信號從 腳輸入 經(jīng)內(nèi)部中頻放大器放大由 15 腳輸出 由 15 腳與 14 腳間外接的 10 7MHz 的調(diào)頻中周 FT2 電感 L3 及電容 C15 C15 2pF 組成的相移 網(wǎng)絡(luò) 使 14 13 腳間的電壓比 15 13 腳間的電壓超前 90 度 移相后的信號從 14 腳輸入 經(jīng)內(nèi)部鑒頻器解調(diào)出音頻信號 由 8 腳輸出 從而完成了調(diào)頻中頻信號的 放大與解調(diào) FS2204 還可以構(gòu)成單片機式調(diào)幅收音機 如圖 4 所示 當(dāng)開關(guān) S 置于 A 時 高 頻調(diào)幅信號從天線 Aa 經(jīng)耦合回路輸入 IC2 的 6 腳進行高頻放大 并于 5 腳外接的本振 回路租入信號進行混頻 從 4 腳輸出 465kHz 的中頻信號 調(diào)幅中頻信號再從 2 腳輸入 經(jīng)內(nèi)部中頻放大器放大后又 15 腳輸出 通過中放選頻回路 AT3 輸入 14 腳 經(jīng)內(nèi)部檢波 器解調(diào)出音頻信號 由 8 腳輸出 從而完成了高頻調(diào)幅信號的放大 混頻 中放及檢波 FS2204 內(nèi)部的低頻功率放大器電路包含射極輸出器 電壓反大器 互補推挽功率放大器等 電路 可接雙電源構(gòu)成 OCL 電路 也可接單電源構(gòu)成 OLC 電路 IC2 的 8 腳輸出的音頻信號 經(jīng)耦合電容 C12 C12 0 022uF 音量電位器 RP 及電阻 R17 R17 22K 后 從 9 腳輸 入進行低頻功率放大 由 12 腳輸出至外接揚聲器 C19 C19 470uF 為 OTL 功放電路的輸 出端 12 腳的外接電容 理論上講 其容量越大越好 因 C19 越大 其低頻截止頻率越低 但揚聲器一旦選定 其低頻響應(yīng)便一定了 但太大元件成本高 如果容量不夠 音頻濾波效果 會不佳 一般 C16 取 220uF C17 C17 0 047uF 為電源去耦合濾波電容 可減小噪聲及干擾 的影響 4 4 確定電路形式 根據(jù)要求和給定的主要元器件 選定如圖 2 3 所示的調(diào)頻接收機實驗電路 其中輸入耦合 回路直接采用 6 5MHZ 中頻變壓器 本機振蕩器為 17 8MHZ 的晶振與三極管 VT2 組成的考畢茲 電路 微調(diào)電容 C4 可以使本振輸出頻率為 17 2MHZ 中頻信號的放大 鑒頻及音頻功率放大 FS2004 為單電源工作方式 輸出端電容 C15 組成 OTL 電路 5 圖 4 4 集成電路調(diào)頻接收機原理圖 4 5 設(shè)置靜態(tài)工作點計算元件參數(shù) 為使混頻管 VT1 易進入非線性區(qū) VT1 的靜態(tài)工作點 Q1 應(yīng)較低 取 ICIQ 0 4mA UCE1Q 4V UEIQ 0 2V 設(shè) 1 60 則 R3 UEIQ ICQ 500 R2 UBQ I1 0 7 UEIQ 6ICIQ 22K R1 UCE1Q UEIQ UBIQ R2 UBIQ 81k 為使本機震蕩器易于起振且輸出電壓較大 晶體管 VT2的靜態(tài)工作點 Q2比 Q1要高 取 Ic2Q 0 6mA UCe2Q 3 5V UE2Q 0 2V 設(shè) 2 60 則 R6 UE2Q ICIQ 330 R5 UB2Q I2 0 2V 0 7V 6IC2Q 15K R4 UCE1Q UEIQ UB2Q R5 UB2Q 56K R7 UCE1Q UEIQ UCE2Q UE2Q IC2Q 820 電阻 R8 的作用是降低混頻級的靜態(tài)工作點并濾除紋波 R8 可由下式計算 R8 Ucc UCE1Q Ic2Q ICIQ Ic2Q 1 8k 4 6 確定交流信號通路的元件參數(shù) 輸入并聯(lián)回路的電容 C1 取為 100pF 調(diào)整磁芯位置使回路諧振頻率為 6 5MHz 本機振蕩 的 C4 取 20 5pF 的可變電容 為滿足 C4 C7 C4 C5 取 C7 100 pF C5 510pF C2 C6 為高頻旁路電容 均取 0 02uF 本振電容輸出耦合電容 C3 取為幾十皮法 6 5 5 原理圖原理圖 7 6 6 詳細的元件清單詳細的元件清單 序號名稱規(guī)格型號數(shù)量 1開關(guān)2 2天線1 3電感1 4可調(diào)電感1 5晶體管 放大器 1 6晶體管 雙極性 2 7變壓器1 8晶體振蕩器 10 7KHz2 9發(fā)光二極管2 10變阻器 10K 50K2 11電阻器1K7 12電阻器5 1K1 13電阻器18K1 14電阻器10K3 15電阻器1 5K1 16電阻器220K1 17電阻器0 47K1 18電阻器4 7K1 19電阻器20K1 20可調(diào)電容1 21瓷片電容0 1uF4 22瓷片電容0 01uF5 23瓷片電容1031 24瓷片電容33pF1 25瓷片電容120pF1 26瓷片電容0 22uF1 27瓷片電容1041 28瓷片電容0 47uF3 29瓷片電容20pF1 30瓷片電容220pF1 31瓷片電容30pF1 32瓷片電容1uF4 33瓷片電容4 7uF1 8 7 7 實驗儀器設(shè)備實驗儀器設(shè)備 高頻信號發(fā)生器 XFC 6 型 1 臺 雙蹤示波器 COS5020 1 臺 掃頻儀 BT 3 1 臺 數(shù)字萬用表 DT860 1 塊 數(shù)字頻率計 1 臺 直流穩(wěn)壓電源 雙路輸出 1 臺 8 8 心得體會心得體會 本次設(shè)計的核心部分是芯片 FS2004 混頻 中頻放大 鑒頻 低頻功放都是通過其完成的 調(diào)頻信號由 TX 接收 再通過輸入回路進入回路 再由三極 管 VT1 進行高頻放大 放大后進入混頻和本機振蕩 最后由芯片 FS2004 完成中頻放大 鑒頻 和低頻功放 最終由揚聲器發(fā)出信號 通過這次對接收機的設(shè)計與制作 讓我了解了設(shè)計電路的程序 也讓我了解了關(guān)于接收機 的原理與設(shè)計理念 要設(shè)計一個電路總要先用仿真仿真成功之后才實際接線的 但是最