1、目錄2.2 靈敏度12.3 選擇性12.4頻率特性12.5 輸出功率1三、系統(tǒng)總述1四、單元電路設(shè)計(jì)與仿真512.1 工作頻率范圍32.2 靈敏度32.3 選擇性32.4頻率特性32.5 輸出功率3七、設(shè)計(jì)總結(jié)14八、參考文獻(xiàn)154.1 1頁16一、前言在人們的日常生活中，廣泛使用無線廣播來傳達(dá)聲音信息，無線廣播信息的接收者收音機(jī)，早已走入千家萬戶，也因此成為了無線通信技術(shù)飛速發(fā)展的起點(diǎn)。無線廣播的調(diào)頻廣播信號(hào)穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，聲音清晰，與撥盤調(diào)諧的收音機(jī)相比，數(shù)字調(diào)諧收音機(jī)具有選臺(tái)準(zhǔn)確，可靈活地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)諧選臺(tái)、存臺(tái)及頻率指示等優(yōu)點(diǎn)；并且采用模擬元件制作的相關(guān)設(shè)備由于工作頻率較高，電路布局

2、布線和元件參數(shù)成為其性能的關(guān)鍵制約因素，一旦設(shè)計(jì)成型，便難以調(diào)整更改。若將模擬部分采用數(shù)字元件來實(shí)現(xiàn)，則可借助軟件的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)缺點(diǎn)。因此是本地?zé)o線廣播的首選。本文介紹了一種調(diào)頻無線接收機(jī)的設(shè)計(jì)方法。系統(tǒng)采用Mutisim作為軟件無線電的核心處理器。通過課程設(shè)計(jì)，使我們加強(qiáng)對(duì)通信電子線路的理解，掌握文獻(xiàn)資料檢索設(shè)計(jì)方案論證比較，以及設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算等能力環(huán)節(jié)。進(jìn)一步提高分析解決實(shí)際問題的能力，提高解決通信電子電路問題的實(shí)際本領(lǐng)，真正實(shí)現(xiàn)由課本知識(shí)向?qū)嶋H能力的轉(zhuǎn)化；通過典型電路的設(shè)計(jì)與仿真，加深對(duì)基本原理的了解，增強(qiáng)我們的實(shí)踐能力。設(shè)計(jì)目的：1）掌握調(diào)頻接收機(jī)整機(jī)電路的設(shè)計(jì)方法。 2）學(xué)會(huì)如何將高頻單

3、元電路組合起來實(shí)現(xiàn)滿足工程實(shí)際需要的整機(jī)電路。 3）能夠使用電路仿真軟件進(jìn)行電路調(diào)試。關(guān)鍵詞：調(diào)頻接收 混頻 鑒頻 Mutisim二、設(shè)計(jì)指標(biāo) 2.1 工作頻率范圍接收機(jī)可以接受到的無線電波的頻率范圍稱為接收機(jī)的工作頻率范圍或波段覆蓋。接收108)MH，是因?yàn)檎{(diào)頻廣播收音機(jī)的工作范圍也為(88108)MHz。 2.2 靈敏度 接收機(jī)接收微弱信號(hào)的能力稱為靈敏度，通常用輸入信號(hào)電壓的大小來表示，接收的輸入信號(hào)越小，靈敏度越高。調(diào)頻廣播收音機(jī)的靈敏度一般為（230）uV。 2.3 選擇性接收機(jī)從各種信號(hào)和干擾中選出所需信號(hào)（或衰減不需要的信號(hào)）的能力稱為選擇性，單位用dB（分貝）表示，dB數(shù)越高，

4、選擇性越好。一般調(diào)幅收音機(jī)頻偏10kHz的選擇性應(yīng)大于20dB，調(diào)頻收音機(jī)的中頻干擾比應(yīng)大于50dB。2.4頻率特性接收機(jī)的頻率響應(yīng)范圍稱為頻率特性或通頻帶。調(diào)頻機(jī)的通頻帶一般為200kHz。2.5 輸出功率接收機(jī)的負(fù)載上獲得的最大不失真（或非線性失真系數(shù)為給定值時(shí)）功率稱為輸出功率。三、系統(tǒng)總述（包含整體原理框圖及其工作原理說明） 調(diào)頻接收機(jī)的工作原理天線 高頻放大混 頻低頻功放 輸入回路中頻放大本機(jī)振蕩 圖一 調(diào)頻接收機(jī)組成框圖一般調(diào)頻接收機(jī)的組成框圖如圖一所示。其工作原理是：天線接受到的高頻信號(hào)，經(jīng)輸入調(diào)諧回路選頻為f1，再經(jīng)高頻放大級(jí)放大進(jìn)入混頻級(jí)。本機(jī)振蕩器輸出的另一高頻 f2亦進(jìn)入

5、混頻級(jí)，則混頻級(jí)的輸出為含有f1、f2、（f1+f2）、（f2-f1）等頻率分量的信號(hào)?；祛l級(jí)的輸出接調(diào)頻回路選出中頻信號(hào)（f2-f1），再經(jīng)中頻放大器放大，獲得足夠高增益，然后鑒頻器解調(diào)出低頻調(diào)制信號(hào)，由低頻功放級(jí)放大。由于天線接收到的高頻信號(hào)經(jīng)過混頻成為固定的中頻，再加以放大，因此接收機(jī)的靈敏度較高，選擇性較好，性能也比較穩(wěn)定。調(diào)制信號(hào)（低頻信號(hào)）去控制載波信號(hào)的幅度而實(shí)現(xiàn)的調(diào)制稱為調(diào)幅；同樣，若用調(diào)制信號(hào)去控制載波的頻率或相位而實(shí)現(xiàn)的調(diào)制分別稱為調(diào)頻或調(diào)相。由于調(diào)頻或調(diào)相兩種調(diào)制都改變了載波的瞬時(shí)相位，通稱角度調(diào)制。在模擬調(diào)制中，調(diào)頻具有較為優(yōu)越的性能，因此，調(diào)頻技術(shù)廣泛應(yīng)用于立體聲廣播

6、、電視伴音、無線麥克風(fēng)、微波傳輸及衛(wèi)星通信。同樣，完整的調(diào)頻通信系統(tǒng)也由發(fā)射機(jī)與接收機(jī)兩部分組成，與調(diào)幅通信系統(tǒng)比較，除了調(diào)制與解調(diào)的原理方法不同外，其他部分如超外差變頻接收技術(shù)、中頻放大電路等基本相同。因?yàn)轭l率調(diào)制不是頻譜線性搬移過程，它的電路就不能采用乘法器和線性濾波器來構(gòu)成，而必須根據(jù)調(diào)頻波的特點(diǎn)，提出具體實(shí)現(xiàn)的方法。對(duì)于調(diào)頻電路的性能指標(biāo)，一般有以下幾方面的要求： 1線性的調(diào)制特性。即已調(diào)波的瞬時(shí)頻率變化與調(diào)制信號(hào)成線性關(guān)系。 2 具有較高的調(diào)制靈敏度。即單位調(diào)制電壓所產(chǎn)生的振蕩頻率偏移要大。 3. 最大頻率偏移與調(diào)制信號(hào)頻率無關(guān)。 4. 未調(diào)制的載波頻率（即已調(diào)波的中心頻率）應(yīng)具有一

7、定的頻率穩(wěn)定度。 5. 無寄生調(diào)幅或寄生調(diào)幅盡可能小。實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的方法分為直接調(diào)頻和間接調(diào)頻兩大類直接調(diào)頻的基本原理是利用調(diào)制信號(hào)直接控制振蕩器的振蕩頻率，使其反映調(diào)制信號(hào)變化規(guī)律。要用調(diào)制信號(hào)去控制載波振蕩器的振蕩頻率，就是用調(diào)制信號(hào)去控制決定載波振蕩器振蕩頻率的元件或電路的參數(shù)，從而使載波振蕩器的瞬時(shí)頻率按調(diào)制信號(hào)變化規(guī)律線性地改變，就能夠?qū)崿F(xiàn)直接調(diào)頻。1改變振蕩回路的元件參數(shù)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻在LC振蕩器中，決定振蕩頻率的主要元件是LC振蕩回路的電感L和電容C。在RC振蕩器中，決定振蕩頻率的主要元件是電阻和電容。因而，根據(jù)調(diào)頻的特點(diǎn)，用調(diào)制信號(hào)去控制電感、電容或電阻的數(shù)值就能實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。調(diào)頻電路中常用

8、的可控電容元件有變?nèi)荻O管和電抗管電路。常用的可控電感元件是具有鐵氧體磁芯的電感線圈或電抗管電路，而可控電阻元件有二極管和場(chǎng)效應(yīng)管。2控制振蕩器的工作狀態(tài)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻在微波發(fā)射機(jī)中，常用速調(diào)管振蕩器作為載波振蕩器，其振蕩頻率受控于加在管子發(fā)射極上的發(fā)射極電壓。因此，只需將調(diào)制信號(hào)加至發(fā)射極即可實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。若載波是由多諧振蕩器產(chǎn)生的方波，則可用調(diào)制信號(hào)控制積分電容的充放電電流，從而控制其振蕩頻率。 間接調(diào)頻原理：調(diào)頻波的數(shù)學(xué)表示式，在調(diào)制信號(hào)為u(t)時(shí)，為 uFM(t)=Ucm cosct+kf （2-1）可見調(diào)頻波的相位偏移為kf ，與調(diào)制信號(hào)u(t)的積分成正比。若將調(diào)制信號(hào)先通過積分器得 ，然

9、后再通過調(diào)相器進(jìn)行即可得到調(diào)制信號(hào)為 的調(diào)相波，即 u(t)=Ucm cosct+kP 因此，調(diào)頻可以通過調(diào)相間接實(shí)現(xiàn)。通常將這樣的調(diào)頻方式稱為間接調(diào)頻，這樣的調(diào)頻方式采用頻率穩(wěn)定度很高的振蕩器作為載波振蕩器，然后在它的后級(jí)進(jìn)行調(diào)相，得到的調(diào)頻波的中心頻率穩(wěn)定度很高。四、單元電路設(shè)計(jì)與仿真（電路圖及其仿真效果圖要配有較詳細(xì)的文字說明）4.1 雙差分對(duì)構(gòu)成的乘法器混頻電路混頻電路是將放大后的高頻信號(hào)的頻譜從高頻段搬移到固定的中頻段，使其得到更好的放大效果。其電路圖和仿真波形圖如圖4-3和圖4-4所示。圖 4-3雙差分對(duì)構(gòu)成的乘法器混頻仿真電路 4.1.1雙差分對(duì)構(gòu)成的乘法器混頻電路仿真 4.1.

10、2 雙差分對(duì)構(gòu)成的乘法器混頻電路仿真4.2 高頻諧振放大器電路高頻功率放大器的目的：放大高頻大信號(hào)使發(fā)射機(jī)末級(jí)獲得足夠大的發(fā)射功率。高頻功率信號(hào)放大器使用中需要解決的問題：高效率輸出 高功率輸出諧振功率放大器與小信號(hào)諧振放大器：相同之處：它們放大的信號(hào)均為高頻信號(hào)，而且放大器的負(fù)載均為諧振回路。不同之處：為激勵(lì)信號(hào)幅度大小不同；放大器工作點(diǎn)不同；晶體管動(dòng)態(tài)范圍不同。高頻功率放大器的主要功用是放大高頻信號(hào), 并且以高效輸出大功率為目的, 它主要應(yīng)用于各種無線電發(fā)射機(jī)中。 圖 4 2.1 晶體管高頻功率放大器的原理線路 圖4 2.1是一個(gè)采用晶體管的高頻功率放大器的原理線路, 除電源和偏置電路外,

11、 它是由晶體管、 諧振回路和輸入回路三部分組成的。高頻功放的外部特性 高頻功放是工作于非線性狀態(tài)的放大器, 同時(shí)也可以看成是一高頻功率發(fā)生器 1高頻功放的負(fù)載特性 負(fù)載特性是指只改變負(fù)載電阻RL, 高頻功放電流、 電壓、 功率及效率變化的特性。 2高頻功放的振幅特性高頻功放的振幅特性是指只改變激勵(lì)信號(hào)振幅Ub時(shí), 放大器電流、 電壓、 功率及效率的變化特性。 高頻諧振放大器電路高頻諧振放大器電路仿真 4.3 中頻諧振放大器電路 中頻放大電路的任務(wù)是把變頻得到的中頻信號(hào)加以放大，然后送到檢波器檢波。中頻放大電路對(duì)超外差收音機(jī)的靈敏度、選擇性和通頻帶等性能指標(biāo)起著極其重要的作用。下圖（a）是LC單

12、調(diào)諧中頻放大電路，圖（b）為它的交流等效電路。圖中B1、B2為中頻變壓器，它們分別與C1、C2組成輸入和輸出選頻網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)還起阻抗變換的作用，因此，中頻變壓器是中放電路的關(guān)鍵元件。中頻變壓器的初級(jí)線圈與電容組成LC并聯(lián)諧振回路，由于并聯(lián)諧振回路對(duì)詣?wù)耦l率的信號(hào)阻抗很大，對(duì)非諧振頻率的信號(hào)阻抗較小。所以中頻信號(hào)在中頻變壓器的初級(jí)線圈上產(chǎn)生很大的壓降，并且耦合到下一級(jí)放大，對(duì)非諧振頻率信號(hào)壓降很小，幾乎被短路（通常說它只能通過中頻信號(hào)），從而完成選頻作用，提高了接收機(jī)的選擇性。 由LC調(diào)諧回路特性知，中頻選頻回路的通頻帶Bf2- f1fd/QL，式中QL是回路的有載品質(zhì)因數(shù)。QL值愈高，選擇性愈好

13、，通頻帶愈窄；反之,通頻帶愈寬，選擇性愈差。 圖4.3.1中頻諧振放大仿真電路如 圖4.3.2 中頻諧振放大電路波形4.4 乘積型相位鑒頻器檢波電路有相干檢波和非相干檢波兩大類，其中相干檢波中又包含有乘法型相干檢波和加法型相干檢波兩類。在這個(gè)報(bào)告中主要對(duì)加法型相干檢波原理進(jìn)行描述。其電路原理圖和和仿真圖如圖4-7和圖4-8所示。 乘積型相位鑒頻電路乘積型相位鑒頻電路4.5 低頻功率放大器電路在調(diào)幅接收系統(tǒng)中，低頻功率放大電路的特性直接決定了負(fù)載的工作狀態(tài)。它是為負(fù)載提供功率的放大電路。其電路圖和仿真波形圖如圖4-10和圖4-11所示。圖4-10低頻功率放大器電路仿真圖 圖4-11低頻功率放大器

14、電路仿真波形低頻功率放大器是對(duì)解調(diào)出來的單音頻信號(hào)進(jìn)行功率放大，以驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作。如圖4-11所示，上面的波形為景低頻功率放大后的信號(hào)波形，明顯比下面的波形幅值大。因?yàn)槠涔ぷ髟诒悹顟B(tài)，工作效率高。五、整機(jī)電路設(shè)計(jì)圖 下圖是整機(jī)電路圖，從左到右，從上到下分別為高頻功率放大電路、二極管單平衡混頻電路、中頻放大器電路、雙失諧回路斜率鑒頻電路和低頻功率放大電路。六、高頻實(shí)驗(yàn)平臺(tái)整機(jī)聯(lián)調(diào) 2頁如下圖7-1、7-2、7-3所示分別為接收到的調(diào)幅小信號(hào)、經(jīng)混頻器后產(chǎn)生的中頻信號(hào)和解調(diào)出來的低頻信號(hào)。圖6-1 接收到的調(diào)頻小信號(hào)圖6-2 中頻信號(hào) 圖6-3 解調(diào)后的信號(hào)七、設(shè)計(jì)總結(jié) 在本次課程設(shè)計(jì)中，我們組做

15、的是調(diào)頻接收系統(tǒng)整機(jī)電路設(shè)計(jì)，我主要做的有三個(gè)，分別是1）設(shè)計(jì)單差分對(duì)構(gòu)成的乘法器混頻電路路2）設(shè)計(jì)高頻諧振放大器電路3）設(shè)計(jì)疊加型相位鑒頻器。作為一名通信工程專業(yè)大三的學(xué)生，我覺得這次課程設(shè)計(jì)非常有意義。它是我們將所學(xué)到的數(shù)電，模電，高頻，通信原理的知識(shí)得以應(yīng)用。通過此次課程設(shè)計(jì)，我不僅加深了對(duì)單差分對(duì)構(gòu)成的乘法器混頻電路路，高頻諧振放大器電路，疊加型相位鑒頻器等電路理論的理解，而且對(duì)它們的仿真實(shí)現(xiàn)有了進(jìn)一步的了解。在拿到設(shè)計(jì)題目后的幾天里，在圖書館查閱了相關(guān)資料，并且在網(wǎng)上查閱了大量的調(diào)頻接收機(jī)設(shè)計(jì)的資料，并且整理了它們。通過這次課程設(shè)計(jì)讓我了解了無線電信號(hào)的產(chǎn)生，發(fā)射和接收過程，尤其是懂

16、得了接收的完全工作原理，在今后的時(shí)間工作中，它將帶給我無窮的設(shè)計(jì)思路和指導(dǎo)。本次對(duì)調(diào)頻接收機(jī)的設(shè)計(jì)與制作后，我了解了設(shè)計(jì)通信電子線路電路的過程，也了解了關(guān)于調(diào)頻接收機(jī)的原理與設(shè)計(jì)理念。在對(duì)電路進(jìn)行仿真過程中出現(xiàn)了各種各樣的問題，主要問題如下：1、仿真參數(shù)設(shè)置不合理而導(dǎo)致仿真軟件不能夠?qū)﹄娐愤M(jìn)行仿真計(jì)算；2、高頻放大器部分由一個(gè)高頻小信號(hào)放大器構(gòu)成，再仿真過程中，由于參數(shù)設(shè)置問題和元件選擇問題，是得輸出沒有波形。解決方案即調(diào)節(jié)可調(diào)電阻和可調(diào)電容的值，設(shè)置正確的晶體管直流工作電壓。通過本次設(shè)計(jì)，留給我印象最深的是要設(shè)計(jì)一個(gè)成功的電路，必須要有耐心，要有堅(jiān)持的毅力。在整個(gè)電路的設(shè)計(jì)過程中，話費(fèi)時(shí)間最

17、多的是各個(gè)單元電路的連接及電路的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)上。在設(shè)計(jì)過程中，我們仔細(xì)比較分析其原理以及可行原因，最后還是在老師的耐心指導(dǎo)下，是整個(gè)電路可以穩(wěn)定工作。設(shè)計(jì)過程中我深刻的體會(huì)到在設(shè)計(jì)過程中，還需要反復(fù)實(shí)踐，其過程很可能相當(dāng)繁瑣，有時(shí)花很長時(shí)間設(shè)計(jì)出來的電路還是需要重做，那時(shí)心中未免有點(diǎn)灰心，有時(shí)還特別想放棄，此時(shí)更加需要靜下心，查找原因。在摸索該如何設(shè)計(jì)電路使之實(shí)現(xiàn)所需功能的過程中，特別有趣，培養(yǎng)了我的設(shè)計(jì)思維，增加了實(shí)際操作能力。從這次課程設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了不少的知識(shí)，用壓力給了我一個(gè)復(fù)習(xí)的機(jī)會(huì)，鞏固了基礎(chǔ)知識(shí)；初步懂得了把書本和實(shí)際相結(jié)合；在以往的學(xué)習(xí)中，我總覺得對(duì)課本的知識(shí)不理解不會(huì)融會(huì)貫通，在

18、這次的設(shè)計(jì)中，我真正把理論與實(shí)踐聯(lián)系起來，失望所學(xué)的高頻知識(shí)得到了運(yùn)用，我就得我的能力有了更進(jìn)一步的提高。在讓我體會(huì)到了設(shè)計(jì)電路的艱辛的同時(shí)，更讓我體會(huì)到成功的喜悅和快樂。八、參考文獻(xiàn) 1 Multisim11 電路設(shè)計(jì)及仿真應(yīng)用 清華大學(xué)出版社 2012年7月2 高頻電路原理與分析。西安電子科技大學(xué)出版社。曾興雯，劉乃安 2006年7月3 通信電子線路 主編：候麗敏 清華大學(xué)出版社 2008年12月4 電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試 主編：謝自美 華中理工大學(xué)出版社5 高頻電子線路實(shí)驗(yàn)平臺(tái)說明書 南京潤眾科技有限公司通信電子線路課程設(shè)計(jì)報(bào)告書撰寫格式要求報(bào)告書依次由封面，目錄，正文等部分組成。正文共八部分（含附件），內(nèi)容如下：一、前言（包含設(shè)計(jì)目的） 二、設(shè)計(jì)指標(biāo) 1頁 2.1 2.2 2.N 三、系統(tǒng)總述（包含整體原理框圖及其工作原理說明） 23頁 四、單元電路設(shè)計(jì)與仿真（電路圖及其仿真效果圖要配有較詳細(xì)的文字說明）4.1 1頁4.5 1頁4.6 1頁（要求能夠提供五個(gè)以上單元電路及仿真，內(nèi)容涵蓋大部分原理框圖）五、整機(jī)電路設(shè)計(jì)圖 2頁六、高頻實(shí)驗(yàn)平臺(tái)整機(jī)聯(lián)調(diào) 2頁六、設(shè)計(jì)總結(jié)（包含承擔(dān)具體設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)過程、學(xué)習(xí)心得及建議等） 1頁七、參考文獻(xiàn) 1頁1 2 N 附件1：