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吉林建筑大學(xué)
電氣與計(jì)算機(jī)學(xué)院高頻電子線路課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目 超外差式調(diào)幅接收機(jī)專業(yè)班級: 學(xué)生姓名: 信工學(xué)號: 指導(dǎo)教師: 高曉紅王超設(shè)計(jì)時(shí)間: 2015?12?14一2015.12?25目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"(一) 設(shè)計(jì)題目 1\o"CurrentDocument"(二) 設(shè)計(jì)內(nèi)容、目的及要求 1\o"CurrentDocument"2.1課程設(shè)計(jì)的目的 1\o"CurrentDocument"2.2課程設(shè)計(jì)內(nèi)容 1\o"CurrentDocument"2.3課程設(shè)計(jì)基本要求 1\o"CurrentDocument"(三) 調(diào)幅接收機(jī)工作原理 2\o"CurrentDocument"(四) 設(shè)計(jì)方案選擇 3\o"CurrentDocument"4.1點(diǎn)頻調(diào)幅接收機(jī) 3\o"CurrentDocument"4.2超外差式調(diào)幅接收機(jī) 3\o"CurrentDocument"4.3最終方案選取 4\o"CurrentDocument"(五) 單元電路設(shè)計(jì) 5\o"CurrentDocument"5.1高頻小信號放大器 5\o"CurrentDocument"5.2混頻器 7\o"CurrentDocument"5.3本機(jī)振蕩器 8\o"CurrentDocument"5.4中頻放大器 10\o"CurrentDocument"5.5檢波器 12\o"CurrentDocument"5.6低頻放大器 13\o"CurrentDocument"(六) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真分析 15\o"CurrentDocument"6.1系統(tǒng)工作流程 15\o"CurrentDocument"6.2總電路的波形仿真與分析 15\o"CurrentDocument"(七) 心得體會(huì) 17\o"CurrentDocument"(八) 參考文獻(xiàn) 18附錄一 19\o"CurrentDocument"附錄二 21(一) 設(shè)計(jì)題目超外差式調(diào)幅接收機(jī)(二) 設(shè)計(jì)內(nèi)容、目的及要求2.1課程設(shè)計(jì)的目的高頻電子線路課程設(shè)計(jì)是繼高頻電子線路理論學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)之后又一重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),它的任務(wù)是在學(xué)生掌握和具備高頻電子線路理論知識的基礎(chǔ)上,使學(xué)生熟悉和掌握高頻電子線路系統(tǒng)的開發(fā)方法和過程,提高分析和解決實(shí)際問題的能力,還使學(xué)生在組織能力提高、合作精神培養(yǎng)方面得到鍛煉,為今后從事電子技術(shù)領(lǐng)域的工程設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。2.2課程設(shè)計(jì)內(nèi)容(1) 掌握超外差調(diào)幅接收機(jī)原理;(2) 設(shè)計(jì)接收機(jī)的各個(gè)單元電路,畫出單元電路圖;(3) 應(yīng)用EDA軟件(multisim軟件)對所設(shè)計(jì)電路進(jìn)行仿真驗(yàn)證。(4) 總電路圖技術(shù)指標(biāo):接收頻率范圍535?1605KHz,輸出功率150mW,靈敏度5%覽2.3課程設(shè)計(jì)基本要求(1) 理論與實(shí)踐結(jié)合能力的訓(xùn)練;(2) 動(dòng)手能力和操作技能的訓(xùn)練;(3) 發(fā)現(xiàn)問題,分析問題,解決問題能力的訓(xùn)練;(4) 綜合能力訓(xùn)練,即通過實(shí)踐環(huán)節(jié),培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)作風(fēng),善于合作的團(tuán)隊(duì)精神和現(xiàn)場的組織能力。(三)調(diào)幅接收機(jī)工作原理調(diào)幅收音機(jī)的工作原理為:天線接收到的高頻信號通過輸入,將所要收聽的電臺在調(diào)諧電路里調(diào)好以后,經(jīng)過電路本身的作用,就變成另外一個(gè)預(yù)先確定好的頻率(我國為465KHz),然后再進(jìn)行放大和檢波。這個(gè)固定的頻率,是由差頻的作用產(chǎn)生的。我們在收音機(jī)內(nèi)制造一個(gè)振蕩電波(通常稱為本機(jī)振蕩),使它和外來高頻調(diào)幅信號同時(shí)送到一個(gè)晶體管內(nèi)混合,這種工作叫混頻。由于晶體管的非線性作用導(dǎo)致混頻的結(jié)果就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的頻率,這就是外差作用。任何電臺的頻率,由于都變成了中頻,放大起來就能得到相同的放大量。調(diào)諧回路的輸出,進(jìn)入混頻級的是高頻調(diào)制信號,即載波與其攜帶的音頻信號?;祛l器輸出的攜音頻包絡(luò)的中頻信號由中頻放大電路進(jìn)行一級、兩級甚至三級中頻放大,從而使得到達(dá)二極管檢波器的中頻信號振幅足夠大。二極管將中頻信號振幅的包絡(luò)檢波出來,這個(gè)包絡(luò)就是我們需要的音頻信號。音頻信號最后交給低放級放大到我們需要的電平強(qiáng)度,然后推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出足夠的音量。簡單來說,接收天線將接收到的微弱信號經(jīng)過高頻小信號放大器放大器將有用信號進(jìn)行放大,并抑制干擾信號,然后信號經(jīng)過變頻器進(jìn)行變頻,其中變頻器是由混頻器與本地振蕩器組成,將高頻信號變成中頻信號,然后中頻信號經(jīng)過中頻放大器進(jìn)行功率放大,然后再經(jīng)過檢波器進(jìn)行檢波,即對信號進(jìn)行解調(diào),將信號變成變成低頻調(diào)制信號,最后經(jīng)過低頻放大器進(jìn)行功率放大以實(shí)現(xiàn)對揚(yáng)聲器的驅(qū)動(dòng)。(四)設(shè)計(jì)方案選擇4.1點(diǎn)頻調(diào)幅接收機(jī)天線接收到的信號傳到輸入回路,輸入回路用來選擇接收到的信號,并且輸入回路應(yīng)該調(diào)諧于接收機(jī)的工作頻率。被選擇后的信號傳到高頻放大器部分,經(jīng)過選頻放大,且選頻回路同樣需要調(diào)諧于接收機(jī)的工作頻率。經(jīng)過高頻放大后的信號傳到由模擬乘法器構(gòu)成的解調(diào)回路,將已調(diào)信號還原成低頻信號。由于乘法模擬器用作檢波時(shí)必須有一與接收信號同頻的本振信號,因此用本本機(jī)振蕩來提供與輸入信號載波同頻的信號。經(jīng)過解調(diào)后的低頻信號傳入音頻放大器電路,放大后在傳入揚(yáng)聲器,發(fā)出聲音。點(diǎn)頻式接收機(jī)主要由輸入回路、高頻放大、本機(jī)振蕩、解調(diào)和音頻放大這五部分組成。它的系統(tǒng)原理框圖如圖4-1所示:圖4-1點(diǎn)頻調(diào)幅接收機(jī)系統(tǒng)框圖4.2超外差式調(diào)幅接收機(jī)從天線收到的微弱高頻信號先經(jīng)過高頻小信號放大器放大,然后送至混頻器與本地振蕩器所產(chǎn)生的等幅震蕩電壓相混合,所得到的輸出電壓包絡(luò)線形狀不變,仍與原來的信號波形相似,但載波頻率轉(zhuǎn)換為中頻。中頻電壓再經(jīng)中頻放大器放大,送至檢波器,得到檢波輸出電壓,最后,再經(jīng)低頻放大器放大,送至揚(yáng)聲器或耳機(jī)中轉(zhuǎn)變?yōu)槁曇粜盘?。整個(gè)電路的設(shè)計(jì)必須注意幾個(gè)方面。選擇性好的級,應(yīng)盡可能靠近前面,因在干擾及信號都不大的地方把干擾抑制下去,效果最好。如干擾及信號很大,則由于晶體管的非線性,將產(chǎn)生嚴(yán)重的組合頻率及其他非線性失真,這時(shí)濾除雜波比較困難。為此,在高級接收機(jī)中,輸入電路常采用復(fù)雜的高選擇電路。為了使混頻和本振分別調(diào)到最佳狀態(tài),要采用單獨(dú)的本振。超外差式接收機(jī)主要由高頻小信號放大、混頻、本振、中頻放大、檢波、低頻放大這六部分組成。它的系統(tǒng)原理框圖如圖4-2所示。圖4-2超外差接收機(jī)系統(tǒng)框圖超外差式接收機(jī)能夠大大提高接收機(jī)的增益、靈敏度和選擇性。因?yàn)椴还茈娕_信號頻率如何都變成為中頻信號,然后都能進(jìn)入中頻放大級,所以對不同頻率電臺都能夠進(jìn)行均勻地放大。中放的級數(shù)可以根據(jù)要求增加或減少,更容易在穩(wěn)定條件下獲得高增益和窄帶頻響特性。此外,由于中頻是恒定的,所以不必每級都加入可變電容器選擇電臺,避免使用多聯(lián)同軸可變電容器,而只需在調(diào)諧回路和本振回路用一只雙連可變電容器就可完成選臺。超外差電路的典型應(yīng)用是超外差接收機(jī),其優(yōu)點(diǎn)是:容易得到足夠大而且比較穩(wěn)定的放大量;具有較高的選擇性和較好的頻率特性;容易調(diào)整。缺點(diǎn)是電路比較復(fù)雜,同時(shí)也存在著一些特殊的干擾,如像頻干擾、組合頻率干擾和中頻干擾等。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展,超外差接收機(jī)已經(jīng)可以單片集成。4.3最終方案選取綜合比較兩種方案可知,雖然點(diǎn)頻調(diào)幅接收機(jī)明顯較超外差式調(diào)幅接收機(jī)簡單,應(yīng)優(yōu)選點(diǎn)頻式調(diào)幅接收機(jī)。但根據(jù)課程學(xué)習(xí),應(yīng)加深對超外差電路的了解和掌握,本次設(shè)計(jì)選擇超外差式調(diào)幅接收機(jī)的電路設(shè)計(jì)與調(diào)試。超外差式具有靈敏度高、工作穩(wěn)定、選擇性好及失真小等特點(diǎn)。因此,超外差調(diào)幅收音機(jī)應(yīng)用更普遍。本文詳細(xì)介紹了超外差式調(diào)幅接收機(jī)各個(gè)部分的設(shè)計(jì)過程和在電類軟件中的仿真。(五)單元電路設(shè)計(jì)5.1高頻小信號放大器高放的電路設(shè)計(jì)高頻放大器是用來放大高頻信號的器件,高頻放大器與低頻相比較,它的工作頻率高,但整個(gè)工作頻帶寬度比較窄。在接收機(jī)中,高頻放大器放所放大的對象是已調(diào)信號,它除載頻信號外還有邊頻分量。根據(jù)高放的對象是載頻信號這一情況,一般采用晶體管做放大器件,而且用并聯(lián)諧振回路作為負(fù)載,讓信號諧振在信號載頻。對于高頻小信號放大器來說,由于信號小,可以認(rèn)為它工作在晶體管的線性范圍內(nèi)。允許把晶體管看成線性元件,可以看成有源線性四端網(wǎng)絡(luò)。高頻放大器一般采用調(diào)諧于工作頻率的諧振電路作為輸入和輸出電路,因此高頻放大器在放大微弱的高頻信號的同時(shí),還可以起到濾除鏡象干擾和中頻干擾的作用,雖然高頻放大器對信號具有放大作用,但設(shè)置高頻放大器的主要目的是著眼于提高輸出信噪比,這是因?yàn)椋邮諜C(jī)的第一級對整機(jī)信噪比的影響最為直接、最為明顯。而變頻器所產(chǎn)生的噪聲往往較大,所以變頻器之前設(shè)置一級或二級高頻放大器,即使放大器對信號的放大倍數(shù)不是很高,但卻可以明顯地提高輸至變頻器的信號功率與變頻器噪聲功率的比值,從而明顯地改善整機(jī)信噪比。因此,高頻放大器件必須是自身噪聲極小的低噪聲器件,一般采用晶體三極管做放大器件,而且用并聯(lián)諧振回路作為負(fù)載,讓信號諧振在信號載頻。對高頻放大器的主要要求是:(1) 工作穩(wěn)定:放大器可能會(huì)產(chǎn)生正反饋,它影響放大器的穩(wěn)定工作,嚴(yán)重時(shí),會(huì)引起振蕩,使放大器變成振蕩器,從而完全破壞了放大器的正常工作。因此,在正常工作中要保證放大器遠(yuǎn)離振蕩狀態(tài)而穩(wěn)定的工作。(2) 選擇性好,有一定的通頻帶。(3) 失真小,增益高,并且工作頻率變化時(shí)增益變動(dòng)不應(yīng)過大,工作頻率越高,晶體管的放大能力越小,增益越低。增益變化太大時(shí),則靈敏度相差將很懸殊。(4) 噪聲系數(shù)小,盡量減小本級的內(nèi)部噪聲。高頻小信號放大電路原理圖如圖5-1所示。
圖5-1高頻小信號放大電路圖仿真結(jié)果分析高頻信號放大器對由天線接收到的高頻小信號進(jìn)行放大。從圖中可以看出,放大器的輸出信號頻率不變,相位有一定的延遲。這是因?yàn)槿龢O管構(gòu)成的高頻諧振放大器不改變信號波形,只可能改變信號頻率。高放仿真結(jié)果如圖5-2所示。In伺網(wǎng)|時(shí)可通諂_A通值工2.610s35.792nV960.294mV72S0In伺網(wǎng)|時(shí)可通諂_A通值工2.610s35.792nV960.294mV72S02.610s35.792nV9eO.294mV叵Ti0.000bQ.0Q0VQ.000V時(shí)基標(biāo)度:1命兀)將M軸位移【格注°|VT||添如||B伯||AjB|交擊0自擊ill*刻度:叵uMMY御立移[格):1.4反向保存通道B刻度:f軸位移[格::;1V/Div1.4觸發(fā)
邊沿:
水平;宰次-r囚|日11*正常自動(dòng)|辰圖5-2高頻小信號放大器仿真結(jié)果圖5.2混頻器1.混頻的電路設(shè)計(jì)混頻器是一個(gè)變頻電路,一般用相乘器,高頻放大電路和本地振蕩電路的輸出信號加到混頻器的輸入端,得到一個(gè)差頻。調(diào)諧回路的輸出,進(jìn)入混頻級的是高頻調(diào)制信號,既載波與其攜帶的調(diào)制信號。經(jīng)過混頻,輸出載波的波形變的很稀疏,其頻率降低了。但音頻信號的波形沒有變。通常將這個(gè)過程(混頻和本振共同作用)叫做變頻。從頻譜的觀點(diǎn)看,混頻的作用就是將己調(diào)的頻譜不失真的搬移,混頻電路是一種典型的頻譜搬移電路,可以用相乘器和帶通濾波器來實(shí)現(xiàn)。在設(shè)計(jì)中采用晶體三極管混頻器,晶體三極管環(huán)型混頻器的優(yōu)點(diǎn)是工作頻帶寬,可達(dá)到幾千兆赫,噪聲系數(shù)低,混頻失真小,動(dòng)態(tài)范圍等,但其主要缺點(diǎn)就是沒有混頻增益。由于混頻器處于接收機(jī)的前端,它的噪聲電平高低對整機(jī)有較大的影響,因此要求混頻器的噪聲系數(shù)越小越好。由于混頻依靠非線性特性來完成,因此在混頻過程中會(huì)產(chǎn)生各種非線性干擾,如組合頻率,交叉調(diào)制,互相調(diào)制等干擾。這些干擾將會(huì)嚴(yán)重的影響通信質(zhì)量,因此要求混頻電路對此應(yīng)能有效的抑制。混頻器電路原理圖如圖5-3所示。V1VCC20mV1.6MHz1kHzR16.8kQ200Vrms、乙2065Hz了0°V1VCC20mV1.6MHz1kHzR16.8kQ200Vrms、乙2065Hz了0°圖5-3混頻器電路原理圖2.仿真結(jié)果分析混頻器的設(shè)計(jì)是采用通過調(diào)制信號控制基極電壓來改變載波信號的幅度。在
輸出端加一個(gè)選頻電路,只輸出基頻附近的上下便帶信號?;祛l前、后仿真結(jié)果圖如圖5-4、5-5所示。示波器-xsm圖5-4混頻前仿真結(jié)果圖圖5-5混頻后仿真結(jié)果圖5.3本機(jī)振蕩器本振的電路設(shè)計(jì)變頻器中,為了接收信號在混頻元件中產(chǎn)生差拍輸出信號,需要產(chǎn)生一個(gè)等幅震蕩信號,產(chǎn)生該信號的震蕩器就稱為本地振蕩。本地振蕩器具有跟蹤特性。對本地振蕩器的要求是:振蕩頻率穩(wěn)定且可進(jìn)行電調(diào),噪聲小。對于提高振蕩電路的穩(wěn)定度有以下幾種方法:提高回路的Q值,Q越高,頻率越穩(wěn)定?;芈稱值主要由電感的Q值決定,所以要提高電感的q值。所以要盡量減小損耗,提高p=r*.不過,p的提高是有一定限度的,L太大時(shí),損耗也增大,且C太小時(shí)并聯(lián)在回路中的雜散電容很大,雜散電容明顯影響頻率的穩(wěn)定。為了減小線圈的損耗,可用高頻損耗小的線圈固架。減小負(fù)載的影響。減小振蕩回路和負(fù)載間的耦合程度可以減弱負(fù)載的影響,不過這時(shí)傳送到負(fù)載上的振蕩信號也小了,所以震蕩要求更高。在振蕩器和負(fù)載之間加一級射極輸出器可以改善伏在對陣當(dāng)期的影響。因?yàn)樯錁O輸出器的輸入阻抗較高,隔離作用較好,同時(shí)不增加振蕩功率的要求。在本次設(shè)計(jì)中,采用石英晶體振蕩電路。本地振蕩器主要是產(chǎn)生一個(gè)和調(diào)幅信號相乘的高頻信號,通過信號相乘以得到新的頻率,得到一個(gè)中頻信號。若振蕩器不能夠穩(wěn)定工作,將引起變頻器輸出信號的大小改變,振蕩頻率的漂移將使中頻改變。振蕩器的振幅與振蕩管的特性以及反饋電路的特性有關(guān)。為此我們必須保證振蕩器的穩(wěn)定性,故這里采用高穩(wěn)定度的石英晶體振蕩器。本振電路用LC諧振回路來產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的本地振蕩頻率。本地振蕩電路原理圖如圖5-6所示。圖5-6本振電路原理圖
仿真結(jié)果分析本地振蕩器采用石英晶體振蕩電路,石英振蕩器工作于感性區(qū),晶振用作為等效電感。采用晶振電路的優(yōu)點(diǎn)是頻率穩(wěn)定度大大的提高。本振仿真結(jié)果圖如圖5-7所示。艮向艮向T1.*|時(shí)間通4通透*405.645ub-8.810Vr2SS405.6^5us-8.S10VII0.000£0.000V保存通迫A通迫B觸次標(biāo)匿Mg1刻有;|_10刻既|2_V;Div_]詁汨: 因匡I[a]\□||ent|工仙位口Y仙心以格):口二Y鈾位移緇,]水T:o vWII添加II職II球1交流□宜流單次正常自動(dòng)無圖5-7本振仿真結(jié)果圖5.4中頻放大器中放的電路設(shè)計(jì)中頻放大器的功能是將混頻器輸出信號進(jìn)行電壓放大以滿足鑒頻器輸入幅度的要求。中頻放大電路的任務(wù)是把變頻得到的中頻信號加以放大,然后送到檢波器檢波。中頻放大電路對超外差收音機(jī)的靈敏度、選擇性和通頻帶等指標(biāo)起著極其重要的作用。此外,由于中頻是恒定的,所以不必每級都加入可變電容器選擇電臺,避免使用多聯(lián)同軸可變電容器,而只需在調(diào)諧回路和本振回路用一只雙連可變電容器就可完成接收。中頻放大器電路原理圖如圖5-8所示。對中放的主要要求是:1、 工作穩(wěn)定;2、 失真小;3、 增益高;4、 選擇性好;中頻放大器電路原理圖如圖5-8所示。XSC1Uq——10nF,一-C3&R212nF?>15kQC2j、L3、——VCC 330uH VCC7 rL‘1.. 5V-R41uH402kQXSC1Uq——10nF,一-C3&R212nF?>15kQC2j、L3、——VCC 330uH VCC7 rL‘1.. 5V-R41uH402kQ8 42.9.1uHQ1560nF2SC945<R3;:200kQkHz100HzR16.2kQC4■R5-T10n&1kQC510nF圖5-8中頻放大電路原理圖2.仿真結(jié)果分析中頻放大器采用三極管放大電路,從圖中可以看到,輸出信號頻率不變,振幅增大4倍。中頻放大器仿真結(jié)果如圖5-9所示圖5-9中頻放大器仿真結(jié)果圖5.5檢波器1.檢波的電路設(shè)計(jì)檢波過程是一個(gè)調(diào)制過程。檢波器的作用是從振幅受調(diào)制的高頻信號中還原出原調(diào)制信號。還原所得信號,與高頻調(diào)幅信號的包絡(luò)變化規(guī)律一致,故又稱包絡(luò)檢波器。檢波器由高頻信號輸入電路、非線性器件(通常用工作與非線性狀態(tài)的二極管或晶體管)、低通濾波器(通常用RC電路,取出原調(diào)制頻率分量,濾除高頻分量)。檢波器包括同步檢波器和包絡(luò)檢波器。本次設(shè)計(jì)采用包絡(luò)檢波器。電路圖是二極管峰包絡(luò)檢波器,D1是檢波二極管,C1是檢波電容,其中檢波電容通高頻阻低頻,而R2是直流負(fù)載電阻。電路中調(diào)制指數(shù)m=0.8,輸入信號的載波頻率是465KHZ,幅值是0.2V,調(diào)制信號頻率60KHZ。檢波器電路原理圖如圖5-10所示。采用二極管包絡(luò)檢波結(jié)構(gòu),利用二極管的充電電阻小的特點(diǎn),通過設(shè)置較大的放電電阻,使輸出信號跟隨包絡(luò),從而達(dá)到檢波目的包絡(luò)檢波器的質(zhì)量指標(biāo)是:電壓傳輸系數(shù)、等效輸入電阻、失真等都要在電路中仿真中考慮。檢波器仿真結(jié)果圖如圖5-11所示。
器?XSCl圖5-11檢波器仿真結(jié)果圖器?XSCl圖5-11檢波器仿真結(jié)果圖Y/T添如B/A5.6低頻放大器1.低放電路設(shè)計(jì)功率放大電路是任何電子線路不可或缺的組成部分,它是一種能量轉(zhuǎn)換的電路,在輸入信號的作用下,晶體管把直流電源的能量轉(zhuǎn)換成隨機(jī)輸入信號變化的功率輸送給負(fù)載。功率放大電路質(zhì)量的優(yōu)劣直接決定了負(fù)載能否止常工作。它在給定失真率條件下,能產(chǎn)生最大功率輸出以驅(qū)動(dòng)某一負(fù)載的放大器。功率放大器在整個(gè)音響系統(tǒng)中起到了“組織、協(xié)調(diào)”的樞紐作用,在某種程度上主宰著整個(gè)系統(tǒng)能否提供良好的音質(zhì)輸出。從檢波器解調(diào)出的輸出信號一般很小,所以在輸出極一般采用低頻功率放大電路,把信號放大到所需要的大信號,然后再輸出。本設(shè)計(jì)采用一個(gè)為NPN一個(gè)為PNP三極管,主要用于克服單管射極跟隨器輸電效率低的問題,NPN的三極管放大交流電正信號,PNP的放大負(fù)信號,兩三極管輪流導(dǎo)通與截止,功率輸出時(shí)效較高。一般從鑒頻器輸出的信號都比較小,為了得到我們所需的信號,必須將輸出信號進(jìn)行放大。一般采用三極管放大電路來實(shí)現(xiàn)這一功能。低頻放大電路圖如圖5-12所示。
2.仿真結(jié)果分析檢波后的信號幅度較小,不能直接驅(qū)動(dòng)音頻器件。經(jīng)過低頻放大電路三極管的放大,可以看到,輸出信號幅度增大了10倍。檢波器仿真結(jié)果圖如圖5-13所/示O"Osci11oscope-XSC1圖5-13檢波器仿真結(jié)果圖(六)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真分析6.1系統(tǒng)工作流程空間有許許多多電臺發(fā)送的電磁波,它們都有自己的固定頻率,收音機(jī)通過天線和由電感線圈和可變電容器組成的諧振電路(稱調(diào)諧電路)來選擇性的接收所需高頻信號。由調(diào)諧電路所選擇出的所需要的電臺信號是已調(diào)幅的高頻信號,并且十分微弱,需要先經(jīng)過高頻小信號放大器進(jìn)行放大處理,再經(jīng)過變頻器(混頻器和本振)將高頻信號變?yōu)轭l率為465KHz的中頻信號,這是超外差式收音機(jī)的核心部分,由于它是調(diào)制信號,喇叭無法將這種信號直接還原成為聲音,因此,必須從高頻信號中把音頻信號分離出來,這個(gè)分離過程被稱為解調(diào),或檢波。這樣才能正確的還原被發(fā)射的信號,是信號正確的被被輸出。在接收機(jī)中,檢波是由半導(dǎo)體器件二極管或三極管來完成。調(diào)幅的高頻信號經(jīng)檢波還原出音頻信號,再經(jīng)過低頻功放然后送往輸出設(shè)備,比如喇叭,喇叭將音頻信號還原為聲音。接收機(jī)接收天線將被發(fā)出的高頻的調(diào)幅波接收下來,通過變頻級把外來的各調(diào)幅波信號變換成一個(gè)低頻和高頻之間的固定頻率一465KHz(中頻),然后進(jìn)行放大,再由檢波級檢出音頻信號,送入低頻放大級放大。而不是把接收天線接收下來的高頻調(diào)幅波直接放大去檢出所接收信號(直放式)。超外差式接收機(jī)由輸入回路高放混頻級、一級中放、二級中放、前置低放兼檢波級、低放級和功放級等部分組成,接受頻率范圍為535KHZ?1605KHZ的中波段。6.2總電路的波形仿真與分析從天線感應(yīng)到的高頻調(diào)幅信號,經(jīng)輸入回路的選擇送入變頻器。本振信號與接收到的高頻調(diào)幅信號在變頻器內(nèi)經(jīng)過混頻作用,得到一個(gè)與接收信號調(diào)制規(guī)律相同的固定中頻調(diào)幅信號。該中頻調(diào)幅信號經(jīng)中頻放大后,送入檢波器,把原音頻信號解調(diào)出來,并慮出殘余的中頻分量,再由低頻功率放大后推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。從下邊的仿真圖中我們可以看出,經(jīng)過超外差式調(diào)幅接收機(jī)的濾波和解調(diào),輸出信號相比從天線接收的信號平滑,濾除了大部分噪音,電壓也有所提高,信號強(qiáng)度有所加強(qiáng),并且保證了信號真實(shí)性,沒有失真現(xiàn)象產(chǎn)生。有仿真圖可以看出,本次超外差式調(diào)幅接收機(jī)的設(shè)計(jì)成功完成,還原了信號的真實(shí)性和完整性,濾除了干擾限號,降低了噪聲,達(dá)到了預(yù)期的效果。超外差式調(diào)幅接收機(jī)總的系
統(tǒng)原理電路圖見附錄二,超外差式調(diào)幅接收機(jī)前端的信號波形仿真如圖6-1所示。圖6-1接收機(jī)前端輸入信號波形仿真圖超外差式調(diào)幅接收機(jī)的總輸出波形仿真如圖6-2所示。圖6-2超外差式調(diào)幅接收機(jī)總輸出波形仿真(七)心得體會(huì)兩周的課程設(shè)計(jì)接近尾聲,設(shè)計(jì)開始時(shí)在網(wǎng)上和圖書館查閱學(xué)習(xí)了大量的有關(guān)超外差調(diào)幅收音機(jī)設(shè)計(jì)的資料,基本掌握了調(diào)幅收音機(jī)組成單元各部分的工作原理和電路設(shè)計(jì),按照老師安排的任務(wù)分別完成了整機(jī)系統(tǒng)框圖的設(shè)計(jì)、各部分單元電路的電路原理圖、單元電路的仿真及最后完成整個(gè)設(shè)計(jì)使其實(shí)現(xiàn)調(diào)幅收音機(jī)功能。系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)是對課程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容的方向把握;設(shè)計(jì)電路原理圖是考驗(yàn)對所學(xué)知識的應(yīng)用和實(shí)踐以及對畫圖工具的鞏固學(xué)習(xí);對各部分的仿真是驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否可以實(shí)現(xiàn)電路功能,要求熟練使用Multisim仿真軟件。通過這次課程設(shè)計(jì)鞏固了以前所學(xué)過的知識,而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。這使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合的必要性,只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來,從理論中得出結(jié)論,從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。設(shè)計(jì)過程遇到了困惑和難題,由于知識的有限對部分單元電路的原理分析不夠,導(dǎo)致仿真結(jié)果出錯(cuò)甚至不能實(shí)現(xiàn)仿真。但是通過同學(xué)的幫助,和老師對我的悉心指導(dǎo),最終完成了這一次的課程設(shè)計(jì)。這讓我意識到結(jié)果很重要,但是過程更加重要,因?yàn)橹挥姓嬲プ隽?,才能認(rèn)識和發(fā)現(xiàn)自己的欠缺和不足,從而改正和完善。每一次對錯(cuò)誤的發(fā)現(xiàn)和改正都是質(zhì)的提高。每一次的課程設(shè)計(jì)對我來說都是一個(gè)不小的進(jìn)步,這次的課程設(shè)計(jì)對我本人來說是意義深遠(yuǎn)的,這個(gè)收獲無論是對我的理論知識還是對以后的工作生涯都是深受裨益的。轉(zhuǎn)眼間兩周的課程設(shè)計(jì)就結(jié)束了,在這過程中我收獲頗豐,在此期間也得到了老師和同學(xué)的熱心幫助,在這里忠心的感謝,這次的設(shè)計(jì)如果沒有同學(xué)的幫助,沒有老師的耐心指導(dǎo)是不可能完成的。感謝老師對我的指導(dǎo)和幫助。(八)參考文獻(xiàn)[1]張肅文,陸兆熊.《高頻電子線路》(第三版).北京:高等出版社,1993.⑵謝嘉貴,宣月清.《電子線路》(第三版).北京:高等出版社,1998.張鳳言.《電子電路基礎(chǔ)》.北京:高等教育出版社,1995.陸宗逸.《非線性電子線路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》.北京:北京理工大學(xué)出版社,1988.王慕坤,劉文貴.《通信原理》.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1993.李歐儒.《短波單邊帶收發(fā)信機(jī)原理與調(diào)制》.北京:人民郵電出版社,1985.
附錄兀器件清單系列規(guī)格元件編碼數(shù)量POWER_SOURCES12VVCC-POWER_SOURCESGROUNDGROUND-POWER_SOURCES-12VVDD-VARIABLE_CAPACITOR350pFC3,C6,2CAPACITOR51pFC4,C72RESISTOR1kQR5,R6,R10,R19,R215RESIS
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