毕业设计（论文）-变幅调频收音设计.doc

毕业设计武汉纺织大学毕业设计（论文）任务书课题名称： 调幅收音机设计 完成期限： 2012年10月15日至2012年12月31日学院名称 高等职业技术学院 专业班级 应电41003 学生姓名 余瀚 学 号 1011142213 指导教师 刘丰 指导教师职称 学院领导小组组长签字 一、课题训练内容 (1)工作责任心、事业心；(2)资料收集、文献查询、文件资料综述能力；(3)工作计划和组织能力；(4)方案选择和比较能力；(5)理论分析能力；(6)工程或工艺设计及实验研究能力；(7)技术指标、经济性能分析能力；(8)写作能力；(9)计算机应用能力；(10)外文阅读与翻译能力；(11)与人合作、相互交流能力； (12)培养创新意识、创业精神。二、设计（论文）任务和要求（包括说明书、论文、译文、计算程序、图纸、作品等数量和质量的具体要求）（1） 概述调频收音机（FM Radio）一直在人们的生活娱乐中占有非常重要的地位。从老式的晶体管收音机到今天的网络收音机，说明通过广播享受生活一直是人们喜欢的生活方式。传统的直接放大式收音机其灵敏度比较低，选择性差。为了解决上述问题，本系统采用了超外差式，它通过变频级电路将接收的任何一个频率的广播电台信号变成一个固定中频信号，不但实现了收音机的普通功能，而且还具有灵敏度高、工作稳定、选择性好及失真度小等特点。（2） 设计要求 使学生掌握高频电子线路基本原理，掌握无线电线路技术个单元电路工作原理。掌握调频收音机的安装与调试过程。理论联系实际，掌握高频单元工作原理。（3） 设计说明书对整个设计任务、内容用说明书的形式进行系统的说明、论证和编程。要求说明书有条理、论证分析有理论依据、控制方案合理并具有一定的先进性、编程正确。三、毕业设计（论文）主要参数及主要参考资料1谢自美主编,电子线路设计、实验、测试 ,华中科技大学出版社2刘泉主编,通信电子线路,武汉理工大学出版社3杨翠娥主编, 高频电子线路实验与课程设计, 哈尔滨工程大学出版社4张肃文主编,高频电子线路,高等教育出版社5 全国大学生电子设计竞赛获奖作品精选. 北京理工大学出版社. 20036 程佩青 . 数字信号处理教程 . 清华大学出版社 . 2004年月7 全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇编. 北京理工大学出版社. 20048 邱关源 . 电路 . 高等教育出版社 . 1999年6月 四、毕业设计（论文）进度表序号起止日期计划完成内容实际完成情况检查人签名检查日期12012年10月15日2012年10月20日确定论文题目22012年10月20日2012年10月25日收集相关资料 32012年10月25日2012年10月31日资料整理42012年11月1日2012年11月5日资料汇总52012年11月6日2012年11月10日实物制作62012年11月11日2012年11月15日软件编写72012年11月16日2012年11月20日仿真82012年11月21日2012年11月25日调试运行92012年11月26日2012年12月25日论文撰写102012年12月25日2012年12月31日论文提交11121314武汉纺织大学毕业设计（论文）开题报告课题名称调幅收音机设计学院名称高等职业技术学院专 业应用电子技术班级应电41003学生姓名余瀚开题报告内容包括：课题的意义，所属领域的发展状况，课题的研究内容、研究方法、研究手段和研究步骤以及参考书目等。随着广播技术的发展，收音机也在不断更新换代。自1920年开发了无线电广播的半个多世纪中，收音机经历了电子管收音机、晶体管收音机、集成电路收音机的三代变化，功能日趋增多，质量日益提高。20世纪80年代开始，收音机又朝着电路集成化、显示数字化、声音立体化、功能电脑化、结构小型化等方向发展。1947年、美国贝尔实验室发明了世界上第一个晶体管，从此以后开始了收音机的晶体管时代并且逐步结束了以矿石收音机、电子管收音机为代表的收音机的初级阶段。 1956年，西德西门子公司研制成了超高频晶体管，为调频晶体管收音机创造了必要的条件。1959年日本索尼公司生产了第一代调频晶体管收音机。 1961年，美国研制了集成电路。随后1966年，日本利用这一技术设计了世界上第一台集成电路收音机，开始了收音机工业的又一场技术革命。从此收音机向着小型化、系列化、集成化、低功耗、多功能的方向发展 。集成电路具有体积小、功耗低、可靠性高、性能好以及易于使系统整机实现少调整和不调整等优点，通信电路正迅速向急方向发展。不仅集总参数电路正在迅速集成化，分布参数电路也在集成化。随着集成电路设计与工艺技术的进步，现在已有可能将一个电子系统或其子系统集成在一个芯片上，称为系统集成。它改变了用通用元、器件组装电子系统的传统方法，而直接将系统制作在芯片上，从而大大促进了系统、电路与工艺的结合。 摘要收音机的发展一般经过电子管、晶体管再到集成电路。集成电路收音机由于使用元器件少、可靠性强、耗电省、成本低、重量轻、体积小等优点，已经开始取代分立元件式晶体管收音机。此接收机采用的就是单片调频调幅集成电路ULN2204。UNL2204集成电路有以下几个特点：其内部几乎包括了收音机所必需的电路，有独立的调幅振荡器、调幅双平衡混频器、调幅和调频中频放大器、调幅和调频解调器、AGC电路、AFC电路和功率放大器等。为使外接元件少且便于集成，ULN2204内部大量采用直接耦合的电路形成；工作电压范围宽。UNL2204内部设有精密稳压电路，而且外加电源电压的范围大，其允许变动的范围为312V；用集成双差分放大电路组成混频器，提高了对信号中干扰成分的抑制能力；灵敏度高。具有5级中频放大，级间均采用直接耦合。前4级可以加AGC控制；外接元件少。中频放大直接耦合，无需外接元件。整个功率放大部分只接1只退耦电容；功率放大器的输入阻抗高，约为200千欧姆；调幅收音机与调频收音机的转换十分简单，仅用1只2*2波段开关，控制UNL2204内部的电子开关，完成调幅收音与调频收音的转换。此调频调幅接收机的电源供给采用自带直流稳压电源直接供给。关键词：调频调幅接收机ULN2204集成电路FM-AM ReceiverAbstractThe development of general over the radio tubes, transistors to integrated circuits. IC Radio as the use of fewer components, reliability, low power consumption, low cost, light weight, small size, etc., has begun to replace discrete transistor radio. This receiver is used in single-chip FM-AM IC ULN2204. UNL2204 IC has the following characteristics: its internal includes almost necessary for the radio circuit, independent amplitude modulation oscillator, amplitude modulation double-balanced mixer, IF amplifier AM and FM, AM and FM demodulator, AGG circuit, AFC circuit and power amplifier. To enable small and easy to integrate external components, ULN2204 house a large number of direct-coupled circuit formation; wide operating voltage range. UNL2204 are equipped with sophisticated internal regulator circuit, and the external power supply voltage range, which allows changes in the range 312V; pairs of differential amplifier with the integrated circuit mixers improve the components of the signal interference suppression capabilities; sensitivity high. With a 5-IF amplification, direct coupling between stages are used. 4 can be added before the AGC control; fewer external components. IF amplification direct coupling dont have access external components. Then the power amplifier part of a retreat is only dual capacitor; power amplifier input impedance high, about 200 thousand ohms; AM radio and FM radio conversion is very simple, only a 2 * 2 band switch, the control electronics within the UNL2204 switch, the completion of AM radio and FM radio conversion. The FM-AM receiver with built-in power supply DC power supply directly to the supply. Key words:FMAMReceiverULN2204IC目 录1绪论11.1课题背景.11.2课题概论12调频收音机设计22.1调频广播与单声道调频收音机的基本组成.22.1.1调频波的特点22.1.2调频广播的优点32.1.3 单声道调频收音机基本组成及信号流程42.2调频头电路42.2.1 调频头电路的组成、作用与要求52.2.2 输入回路72.3高频放大电路72.3.1晶体管共基极高放电路.82.3.2场效应管共源极高放电路92.4变频电路112.5自动频率控制电路（AFC）122.6调频头电路实例分析132.7中频放大电路132.7.1作用与性能要求132.7.2电路分析142.7.3调谐回路的种类162.7.4典型实例分析173结论.18参考文献19附录20致谢.23武汉纺织大学2013届毕业设计论文3电路攀枝花学院专科毕业设计（论文） 调频收音机电路设计1武汉纺织大学2013届毕业设计论文绪 论1.1课题背景随着科学技术的不断发展,新颖的调频收音机的不断出现,技术不断的提高,设计出来的收音机外型精致和小巧。从分离元件到集成电路，这标志着收音机的内部电路简单。用一个集成块就能完成所有的工作。从早期的调幅收音机到现在的调频收音机，我们可以想象收音机的不断的改进和不断创新，使收音机的发展空间愈来愈大。现在，出现了新一代高科技产品数字调频收音机，功能强大，性能优良，设计精巧耐用。1.2课题概述调频收音机电路设计，主要采用两块集成块，这两块集成块分别是IC1 TA7335P和IC2 FS2204。IC1集成块具有对调频广播信号进行放大、与本振信号差拍混频的功能；IC2集成块具有对调频中频信号进行放大、鉴频，对调幅信号进行高频放大、与本振信号差拍混频，对调幅中频信号进行放大、检波、低频放大、功率放大等功能。两块集成块和一些分离元件组成了调频收音机。该电路即可以实现调幅也可以实现调频，具有两项功能。可以说这是高科技的产物1武汉纺织大学2013届毕业设计论文2 调频收音机设计22.1调频广播与单声道调频收音机的基本组成2.1.1调频波的特点（一） 调频波的形成调制是通过用待传送的音频信号（即调制信号）去控制高频载波的振幅、频率或相位来实现的。（二） 频偏调频波是一种等幅疏密波，疏密变化的程度用频偏来表示。频偏是调频广播中的一个重要概念，它表示为某时刻调频波的频率与调制前高频载波的频率之差，在调频过程中，频偏随音频信号强弱变化，音频信号强，频偏大，音频信号弱，频偏小。为保证高保真广播所需要的带宽和有效地利用有限的频道间隔，国际上规定调频广播所允许的最大频偏为75kHz.（三） 广播频段和传播特点调幅广播中的中波段载频范围为5251605kHz，短波段载频范围一般在2.626.1MHz，前者主要靠地波传播，后者应用在短波段靠电离层反射来传播，调频广播工作在超短波段，其范围在30300MHz，各国采用频率范围大小不一样，我国采用的是国际标准波段，即87108MHz。由于调频广播工作在超短波段，其工作频率大约为调幅中波广播频率的100倍，因此其传输特性与一般中波、短波的调幅广播有很多不同之处，主要特点有：直线传播，传播距离一般在几十至上百km，易受金属物体、高山、楼房等障碍物的反射。2.1.2调频广播的优点调频（FM）广播与调幅（AM）广播相比，主要具有以下几个优点。（一） 抗干扰能力强，噪声低1.各电台间干扰少由于调频广播为视距广播，因此各电台间相互干扰大大减少。2.易克服干扰所引起的幅度变化一般工业、家用电器等外界及本机内部干扰都以幅度调制方式出现，所以，这种干扰对调幅收音机来说很难克服，而调频收音机中因为有限幅器，能够切除这种幅度干扰，使得调频收音机的信噪比较高，不易出现噪声。（一） 频带宽、音质好3武汉纺织大学2013届毕业设计论文调幅广播目前规定中波广播的频道间隔为9kHz，考虑到选择性，中频通频带只能限制在9kHz以内，致使放声的最高频率最多只能在47kHz，所以，高音频分量难以重现，不能保证音质。调频广播电台间隔规定为200kHz，单声道调频收音机通频带为180kHz，立体声收音机通频带为198kHz，因此，放音频率范围可达2015000kHz，这就可以实现高质量的声音广播。对于同一个调频调幅收音机，即使在低放及节目相同情况下，调频也比调幅收听效果好很多。（二） 解决电台拥挤，频率不够分配的困难调频段的开发不仅可以增加200个频道。而且由于它是视距传播，所以，数百km外又可重复使用同一频率，这样采用交叉布台的方法，在我国幅员辽阔的情况下，可大大增加可用的频道数目。2.1.3 单声道调频收音机基本组成及信号流程（一） 基本组成如2.1.3图所示为单声道调频收音机基本组成方框图，它也采用超外差式，由输入回路、高频放大、混频、本振、中放、限幅、鉴频、音频放大及自动频率控制电路（AFC）等电路组成。（1） 调频收音机的调谐器，通常设有高频放大电路，它由输入回路、高频放大、混频与本振电路组成。调幅收音机的调谐电路，一般不设高频放大电路。（2） 调频收音机变频后的中频频率为10.7MHz，而调幅收音机变频后的中频频率为465kHz，两者电路形式基本相同。（3） 调频波的干扰主要表现为幅度干扰，为此调频收音机中在中放电路后设有限幅电路，以切除幅度干扰。这是调幅收音机没有的，也是不能有的。（4） 由于调频收音机接收的是调频波，要想从中解调出音频信号，需采用频率解调电路，即鉴频电路。调幅收音机采用的是检波电路，以进行幅度解调。（5） 调频收音机中，由于本机振荡频率较高，为了防止由于电源电压与温度变化而引起的振荡频率漂移，还附设有自动频率控制电路（AFC），这是一般3调幅收音机中没有的。4 高放混频中频放大鉴频音频放大本机振荡AFC输 入回 路2.1.3图单声道调频收音机电路方框图（二） 信号流程如2.1.3图所示，由天线接收到的信号，经过输入回路的选频，将所选出的等幅调频波先送入高频放大电路进行放大，以增加输入信号的幅度，然后变频，变换成10.7MHz固定中频的调频波。这里的中频调频信号，保持了原调频信号频率偏移特性，只是载频频率变低。限幅电路的作用是把经过中频放大后的调频波上的幅度干扰切除掉，保持调频波的等幅特性。经过限幅电路去掉噪声干扰后，信号被送至鉴频电路，通过鉴频电路解调作用，将调频波中的频率变换转换成信号幅度的变化，于是得到与发射台相对应的音频信号。音频信号再经过低放、功放电路组成的音频放大电路放大，推动扬声器发出声音来。与AM收音机相比，其低放、功放电路基本相同，可公用。2.2调频头电路2.2.1 调频头电路的组成、作用与要求（一）组成与作用调频头也称调频高频头或高频调谐器，它主要由输入回路、高频放大电路、变频电路组成，见2.2.1图所示调频头的作用是选择所要接听的调频电台信号，并将它放大、混频，变为10.7MHz的固定中频信号，输至中频放大电路。4输入回路高频放大混频本机振荡中放AFCAGC2.2.1图调频头电路方框图（二）性能要求调频头既是调频接收电路中工作频率最高、信号最微弱的部位，又是决定整机选择性、灵敏度的关键部件。因此，对调频头的电路结构、元器件质量及工艺要求较严格。1要有良好的选择性调频头既要能选择出所要接听的电台的信号，又应能对其它电台的信号及干扰信号有效地加以抑制。尤其是镜频干扰和中频干扰，必须靠调频头来抑制，一旦进入中频放大级以后，中频滤波器是无能为力的。2. 噪声系数要小输入信噪比与输出信噪比的比值，叫噪声系数。调频头处在整机最前端，降低调频头的噪声（采用低噪声元件和降低线路本身噪声等措施），是收音机的噪声功率大大下降，噪声系数大大减小，扬声器可发出没有任何杂音的“干净”的声音。3线性要好，动态范围大，增益适当调频头要有很好的线性工作状态和能够承受大信号的较大的工作范围，同时还要有适当的增益。4本振辐射要小本振信号可视为一种干扰源，若其向外辐射，则对接收机造成干扰。为此，本机振荡不要过强，波形失真要小，一般对本振部分加屏蔽。有些高保真收音机甚至把整个调频头全屏蔽起来。52.2.2 输入回路调频收音机输入回路分为固定调谐式输入回路和可变调谐式输入回路。（一）固定调谐式输入回路固定调谐式输入回路的谐振频率为87108MHz的调频波段中间（98MHz）附近的固定值。由于调频收音机的频率覆盖比较窄，通常使波段两端的灵敏度较高，中间有些失真，增益较低，为补偿波段中间的增益，将输入回路的谐振频率调到中间。采用固定调谐式输入回路的调频头，一般使用双连可变电容器，一连用于本振谐振回路，一连用于高放输出端谐振回路，这样可以基本满足普通调频收音机对灵敏度与选择性的要求。输入回路的天线多采用拉杆天线，有单杆和双杆之分，单杆对地不平衡，双杆对地平衡。1单杆不平衡天线输入回路单杆不平衡天线输入回路，如2.2.2图所示，其特点是结构简单。A图为电容耦合，L1、C1组成的输入回路，75鞭状天线接收的信号通过C2耦合到输入回路，经筛选后，输入回路选择出的信号经C3耦合到高放级。B图为电感耦合，天线接收的信号通过电感L1、L2耦合到输入回路，在由C2将输入回路选择出的信号耦合到高放级。电容耦合在天线与输入回路的匹配和传输均匀性上，不如电感耦合好，但结构简单，普通接收机多采用电容耦合的方式。 图2.2.2输入回路2双杆平衡天线输入回路双杆平衡天线输入回路，如2.2.2图所示。它有单调谐和双调谐之分，A图为单调谐回路，它通过L1、L2之间的耦合作用，将天线接收到的信号耦合到输入回路，再由C2将输入回路选择出的信号送到高放级。对要求较高的收音机，单调谐6回路满足不了选择性既好，增益又高的要求，常采用B图所示的双调谐回路。 武汉纺织大学2013届毕业设计论文 图2.2.2双杆平衡天线输入回路（二）可变调谐式输入回路高档的调频收音机，常采用可变调谐式输入回路，如2.2.2图所示。改变输入回路的可变电容，使其与所要接收电台的信号频率发生谐振，其它频率的干扰受到很大衰减，既增强了选择性，又提高了抗干扰能力。此电路多采用三连或多连可变电容器。天线接收的电台信号，通过L1、L2耦合到由L2、C1a、C2、C3、C4和C5组成的输入回路。C4、C5组成电容分压器，起减小高放级输入阻抗的旁路作用，提高回路Q值，C5两端的电压送到高放级。7图2.2.2可变调谐式输入回路2.3高频放大电路2.3.1晶体管共基极高放电路8调频头的晶体管高频放大电路一般采用共基电路，这是由于共基电路的截止频率高、内部反馈小、工作稳定性好、有较好的增益，适于高频放大，并且共基电路输入阻抗低，容易与天线输入阻抗相匹配。如2.3.1图所示如下图所示，该电路为晶体管共基极高放电路。其中，L1、C2组成固定调谐式单杆不平衡直接耦合输入回路。输入回路选择出的信号由变压器耦合到高频放大管基极，进行高频放大后，再由C5、C6a、C7、C8与L2组成的可变调谐回路对信号进一步选择。即调节C6a，使调谐回路谐振于所要接收的电台频率上，从而对无用电台信号或干扰信号加以抑制，从而选择出所要接收的电台信号，经C9耦合到混频管。R1、R2、R3为该电路偏置电阻，AGC（自动增益控制电路）控制电压经R2加至高放管基极。C6a从容量最大变化到最小时，调谐回路从低端87MHz变化到高端108MHz。C5、C7用于调谐回路在高端与本振回路进行统调。C8容量较大，对高频相当于短路，主要起隔直作用。图2.3.1共基极高放电路2.3.2场效应管共源极高放电路在性能要求较高的调频收音机中，高放管多采用场效应管。这是因为场效应管与晶体管相比具有阻抗较高，动态范围大，噪声系数低等优点。将场效应管应用于高放电路，可大大提高对大信号的承受能力，减小失真，提高整机的选择性。如2.3.2图所示，为场效应管高放电路，为提高增益，它接成共源极电路。该图中，L1、L2、C1、C2与C3组成可变调谐式输入回路；AGC电压从中放级输出取得，经R4、C12、R1滤波，由R1提供给场效应管栅极，在输入信号电压增大时，管子武汉纺织大学2013届毕业设计论文压变负，跨导减小，增益下降，即反向AGC；R2为源极电阻，负偏压从R2上取得；R3为漏极电阻，提供电源电压；L4、C8、C9与C10组成并联谐振回路；C6为中和电容，起抵消漏栅电容内部反馈的作用。2.3.2图结型场效应管的高放电路2.4变频电路调频头变频级有采用单管完成本振和变频功能的，也有采用两只分别完成本振和混频功能的。单管完成本振与变频功能的电路，与调幅收音机电路基本相同，此处不再重复。电压一种简单实用的混频电路如2.4图所示。其中，三极管T1实现频率变换，将天线接收到的高频调制信号（f1）与三极管T2和晶振组成的本机振荡器的输出信号（f2）进行混频，由LC选频网络选出的中频信号（f2-f1）。频率变换的原理是，利用三极管集电极电流ic与输入vbe之间的非线性关系实现频率变换。变换后的调制参数（调制频率和频率偏移）保持不变，仅载波频率变换成中频频率。对于上图所示电路，由于高频调制信号从混频管的基极输入，本机振荡信号从混频管的发射极注入，故称这种电路为基极输入、发射极注入式混频电路。这种电路的特点是：信号的相互影响较小，不易产生牵引现象，但要求本振的输出电压较大，以便使三极管T1工作于非线性区，实现频率变换。混频管T1的静态工作点由R1、R2及 R3决定（在电源电压+Vcc确定时）。为使混频管在大信号输入下进入非线性工作区，静态工作电流ICQ不能太大，否则非线性作用消失，混频增益将大大下降。但ICQ也不能太小。实验表明+Vcc=+6V时,ICQ9取 (0.30.5)mA较合适。三极管T2 和晶振JT组成的本机振荡电路称为电容反馈三点式振荡电路，又称“考毕兹”电路。电路的反馈系数F=C7/C5。振荡频率主要由晶振的频率决定，因此频率稳定度较高。分析表明，振荡频率f0的表达式 10f0= 式中，Lq为晶振的等效电感，与频率有关，对于频率为几十兆赫的晶振，Lq约为几毫亨；C为谐振回路总电容，由晶振的等效电容C0、Cq与外接电容C4、C5及 C7共同决定。若选C4C5,C4C7,则C= 式中，Cq为(0.0050.1)pF，C0为(25)pF，所以C4的取值比较小才能对晶振的频率实现微调，一般C4为几皮法几十皮法的小微调电容。本机振荡电路的静态工作点主要由R4、R5、R6及R7决定。为使本机振荡器输出较大的电压，静态电流ICQ应较大，但也不能太大，否则会使振荡输出的波形发生畸变，产生高次谐波，影响混频级电路的性能。实验表明+Vcc=+6V时，ICQ取(0.40.8)mA较好。电容C3为本机振荡器的输出耦合电容。由于混频管工作在非线性状态，易引起各种信号的干扰，如中频干扰、镜像干扰等，采用晶振构成的本机振荡电路，可以减少干扰，必要时，在混频级前加一级高频调谐放大器，可大大抑制镜像干扰。10图2.4双管构成的混频电路112.5自动频率控制电路（AFC） 自动频率控制电路简称AFC电路，它是一个闭合环路，如2.5图所示：高 放混 频中 放FM 解调本 振AFC滤波器110CB/pFVB/V1010-1530图2.5自动频率控制方框图及变容二极管特性曲线从鉴频电路得到的电压正比于偏离10.7MHz中频的频偏的大小，若用这个电压控制本振回路中的可控元件，就可改变本振频率。它是利用接收机失谐时鉴频电路输出的直流电压控制本振频率，使接收机自动处于最佳调谐状态，这时鉴频电路反馈的AFC电压最小。控制本振频率的最常见方法是采用变容二极管，其特性曲线见上图所示。将变容二极管置于本振调谐回路中，当AFC控制电压加在变容二极管两端，随着AFC电压的变化，变容二极管的等效结电容CB也随之变化，其结果使AFC电压控制本振电路的谐振频率。2.6调频头电路实例分析请见附录A为调频头实例电路。L1、C2组成单杆不平衡天线输入回路。天线接收的信号通过C17耦合到输入回路，其通频带在87108MHz，此输入回路筛选后的信号由C3耦合到高放级。高放级VT1采用共基极电路，其负载是由L2、C5、C6组成的可变调谐回路。可变电容，它与本振回路中C1b构成双连可变电容，C5为微调电容，C6为补偿电容。R1、R2、R3构成VT1偏置电路，C4为旁路电容，C8为耦合输出电容。VT2为变频管，既完成本振功能又实现混频。其中，C1b、C12、C10、C14与L4组成本振回路。C12为振荡反馈电容，C14为微调电容，C13为补偿电容；L3、C9、R4构成串联谐振回路，起中频陷波作用，抑制中频干扰。由C8输出的高频信号与C12输出的本振信号，同时加到VT2输入端，利用VT2非线性作用产生10.7MHz中频信号。中频12选频回路T1与本振回路串接，由于中频选频回路中电容对频率较高的本振信号相当于短路，本振回路中L4电感对中频信号也相当于短路，故这两个回路相互影响很小。变容二极管VD4通过隔直电容C15跨接在本振回路两端。当调谐准确时，变频输出中频信号10.7MHz，此时VAFC为零，本振频率不受其影响；当本振频率发生漂移，则它与接收的高频信号差频也将偏离10.7MHz，这时鉴频电路将输出正或负的VAFC直流电压，该电压经R8加至变容二极管VD4的负极，使其电容量增大或减小，使本振频率恢复正常。二极管VD3是阻尼二极管，VD5、VD6起稳压作用，为高放管VT1与变频管VT2提供偏压。、2.7 中频放大电路2.7.1作用与性能要求（一）作用将变频级输出的中频10.7MHz信号加以放大，提高灵敏度；对中频信号进一步筛选，提高选择性；并且送到鉴频器进行鉴频。(二) 性能要求中放级性能的好坏，在很大的程度上决定着收音机整机的灵敏度、选择性、失真度和自动增益控制等主要的技术指标。对中频放大器主要性能的要求有：1. 增益高要保证有60dB左右功率增益，一般中放级采用两级放大。2. 选择性好中频放大器多采用谐振于10.7MHz并联谐振回路作负载，由此大大提高整机的选择性。3. 稳定性好中放级工作在10.7MHz信号下，如果不考虑其工作时的稳定性要求，将容易出现失真、自激现象等等。4. 通频带要有一定的宽度中频信号的中心频率为10.7MHz，广播电台发射信号的频谱宽度规定为9KHz。这样，送入中频放大级的信号频率约为88108MHz，要对整个频谱内的信号均匀放大，就要求中放级的通频带要有一定的宽度。2.7.2电路分析（一）电路组成13中频放大电路一般由两级中频放大器和三个中频变压器组成，如2.7.2图所示。中频变压器有两个作用，其一，变压器的初级线圈与槽路电容组成固定中频的选频回路，对信号作进一步的筛选；其二，利用变压器耦合实现阻抗匹配，并将信号耦合至下一级。中频变压器I第一级中频放大器中频变压器II第二级中频放大器变频ABC图2.7.2中放电路的组成变频后的10.7的中频信号，经过中频变压器1的筛选后，送往第一级中频放大器放大；中频变压器2对放大后的中频信号进一步的加以筛选，再送到第二级中频放大器放大，中频变压器3将选出的信号送往检波器。应当指出，三个中频变压器工作原理是相同的，但是对它们的要求不同，参数也有所不同。要求变压器1有良好的选择性，变压器2有一定的通频带和选择性，变压器3有较宽的通频带和较好的选择性。在实际的电路中，三个变压器的位置不可更换。2.7.3调谐回路的种类中频变压器就是调谐回路。它可分为单调谐回路、双调谐回路和陶瓷滤波器。各种外差式收音机的类别、档次不同，对增益、选择性通频带等指标的要求也不同，选用的中频变压器也不同。1单调谐回路14单调谐中放回路每级只有一个LC并联谐振电路，有时为展宽谐振回路通频带，往往在回路两端并联一阻尼电阻。如2.7.3图所示为单级单调谐中放电路。要说明的是，为了电路稳定，实际电路中往往还要设置中和电容，如2.7.3图C9,这是因为晶体管本身存在极间电容，一般几pF。对低频信号工作时，这些电容容抗较大，近似开路，对电路影响不大。但高频率信号工作时，其容抗较小，将有高频电流通过，特别是基极和集电极级间电容Cc，能把集电极输出的一部分信号反馈回基极输入端，形成内部反馈，由此能使中放管产生自激。如增加中和电容C9，由于中频变压器T初级抽头接电源，使初级上下两端相位正相反（对抽头而言）。这样，输出信号从C9加到基极的电流i9相位刚好和极间反馈电流ic相反。如果适当选择C9的大小，就可以使这两个电流大小相等，从而相互抵消。由此可知，所谓中和，就是人为的外加一反馈电流和管内极间电容所造成的反馈电流大小相等相位相反，从而相互抵消。单调谐回路结构简单，便于调整。其谐振曲线较尖锐，虽对10.7MHz中频信号能产生很高压降，有较好选择性，但对距10.7MHz中心频率稍远一些的信号衰减过大，致使音质欠缺。fo0f(MHz)V(输出电压)15图2.7.3中频调谐回路谐振特性2.双调谐回路单调谐中频放大器具有结构简单，调整方便，应用广泛等特点，但它很难同时满足选择性和通频带两方面的要求。在较高档次收音机中多采用双调谐中频放大器。双调谐耦合回路是指两个谐振于同一个中心频率f0的LC并联谐振回路，它们间通过电感或电容耦合的方法，形成一个双调谐耦合回路，其频率响应除决定于各调谐回路的Q值外，很大程度上还与两回路间电感或电容耦合松紧有关。耦21合较松时为单峰曲线，耦合较紧时为双峰曲线。如2.7.3图所示。V(输出电压)F(MHz)0Fo(10.7MHz)图2.7.3双调谐回路谐振曲线从上图我们可以看到，双调谐耦合回路如果调整得当，可以获得接近理想的矩形曲线。因此，双调谐回路中频放大器可以满足收音机对通频带与选择性的同时要求，即矩形曲线内信号得到均匀放大，而曲线外干扰信号得到急剧衰减。双调谐耦合回路的缺点是：结构复杂，调整困难。2.7.4典型实例分析收音机实验箱超外差式收音机的中频放大电路，采用典型的单调谐中放电路，请见附录B所示。它有两级发射极中频放大电路，并在各级的输入、输出端配接了单调谐回路。电容器C5与中频变压器T1的初级线圈并联，组成LC谐振回路。改变初级线圈的电感量，可使回路对10.7MHz的中频信号在初级线圈上产生很大的压降，通过初、次级线圈之间的耦合作用，加到晶体管VT2的基极。偏离谐振频率的信号，在初级线圈上产生的压降较小，很难耦合到下一级去，这样就可将不需要的信号抑制掉。10.7MHz中频信号经VT2放大，由T2初级与C9组成的谐振回路再一次选频。这样，中放电路就大大提高了整机的选择性。此外，中频变压器还起到阻抗变换的作用。由于共发射极电路的输入阻抗低，输出阻抗高，可以通过适当选择中频变压器的初级抽头和次级线圈的匝数，实现阻抗匹配，提高中频放大电路的增益。第二级中频放大器与第一级原理相同，只是它的工作电流比16第一级高。放大了的中频信号，由T3初级线圈与C11组成的谐振回路作进一步选择，经过变压器耦合送到鉴频器。电路中的C8、C10是旁路电容，使交流接地，这样放大信号将被加在晶体管b-e间。R3、R7和R6分别为VT2、VT3的偏置电阻，R7又是自动增益控制电阻，R8是VT3的发射极电阻，起电流负反馈作用，可以稳定工作点。3 结 论经过十三周的努力，我很荣幸的做出了毕业设计，能够将大学三年所学到的知识运用到毕业设计中，这是多么让人感到高兴啊。这次设计让我从中受到了许多启发，从启发中学到了知识。调频收音机这个课题，我比较熟悉。从接收信号到处理信号等一系列过程，最终通过扬声器放出声音来。这是一个系统，系统里面分了许多分支。调频收音机的组成，它由：天线、输入回路、高频放大电路、变频电路、中频限幅电路、AFC电路、鉴频电路与去加重电路、低频功率放大电路及扬声器构成。其中各个部分电路的作用、性能指标和工作原理，尤其使用了两块集成电路，可以说调频收音机可以由两块集成电路构成。电路组装后期，就是电路调试，各电压的测量与计算，测工作电点的波形。这次设计给我带来了许多乐趣，它让我知道怎样将平时学到的知识应用到实际的工作中，能够做到学以致用。我很感谢出这个课题的老师，这个课题非常好，它涉及的内容比较多，有一定的难度。我是一个喜欢挑战难度的人。虽然刚开始遇到了比较棘手的问题，但是凭借自己的努力，最终问题被彻底的解决了。对于一个即将走出校园迈向社会的一名大学生，更应努力的学习。大学三年，我的收获许许多多的知识，我坚信自己能够找到一份好的工作。18攀枝花学院本科毕业设计（论文） 致谢 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 致谢武汉纺织大学2013届毕业设计论文参 考 文 献191谢自美主编,电子线路设计、实验、测试 ,华中科技大学出版社2刘泉主编,通信电子线路,武汉理工大学出版社3杨翠娥主编, 高频电子线路实验与课程设计, 哈尔滨工程大学出版社4张肃文主编,高频电子线路,高等教育出版社5 全国大学生电子设计竞赛获奖作品精选. 北京理工大学出版社. 20036 程佩青 . 数字信号处理教程 . 清华大学出版社 . 2004年月7 全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇编. 北京理工大学出版社. 20048 邱关源 . 电路 . 高等教育出版社 . 1999年6月120 附录附录1：EMC仿真软件介绍 EMC仿真软件能够为我们提供了一个非常有效的高频和高速电磁仿真设计工具，它集高速电路建模、仿真和优化为一体，用仿真代替实验，可以快速的帮助工程师完成高速电路EMC设计，实现信号完整性，减少研发费用，缩短研发周期。 目前，国际上商业的EMC仿真软件有许多种，主要应用于高速PCB电路设计、各种类型的高频滤波器设计、高频天线和波导设计、LTCC设计、传输线设计(包括微带、带状线和同轴电缆等)、信号完整性设计和电磁分析等。大多数EDA软件都采用模块化设计，不同的模块实现不同的功能，用户可以根据需要选择模块自己进行软件配置。下面对四种典型的EMC仿真设计软件进行介绍。Ansoft High-Frequency and High-Speed Designers该软件由Ansoft Corporation公司设计，主要有高频设计、信号完整性和电磁设计的软件产品。高频设计产品主要包括：(a)3D电磁场有限元高频设计工具HFSS；(b)RF、高速和通讯设计工具DESIGNER； (c)RF混合信号Ic和高性能信号完整性设计工具NXXlM 。信号完整性设计产品主要包括：(a)多层板、集成电路包和3D设计工具3D EXTRACTOR；(b)功率和信号完整性分析工具Siwave；(c)高速Ic的快速模拟分析工具TPA。 电磁设计和分析工具主要包括：(a)2D和3D方式进行电磁和热量分析工具Maxwell 2D和3D；(b)系统建模工具SIMPLORER；(c)磁性元件设计工具PEXPRT；(d)电子结构旋转后的性能评估工具RMXPRT。SimLab EMC Simulation Software该软件由德国Simlab软件公司设计，主要包括PCBMOd、CableMod、RaidaSim软件产品。PCBMod是模拟EMCEMI、信号完整性的强大工具，可进行2D和3D模拟，可以从主要的EDA数据库引入PCB设计数据，主要采用时域和频域分析方法，测量节点上的电压分配、元件的电流分布、散射参数、阻抗曲线、辐射等。CableMod是系统互连的分析工具，可用于建模和复杂电缆结构的模拟，可进行2D模拟，主要采用时域和频域分析方法，测量节点上的电压分配、元件的电流分布、散射参数、阻抗曲线、辐射等。RaidaSim是PCB、线束及设备的辐射计算工具，可进行2D和3D模拟，引入电流密度分布，计算近场和远场，2D和3D图