高频电子线路调幅接收机电路设计

1、辽辽 宁宁 工工 业业 大大 学学 高频电子线路高频电子线路 课程设计（论文）课程设计（论文） 题目：调幅接收机电路设计题目：调幅接收机电路设计 院（系）：院（系）：电子与信息工程学院电子与信息工程学院 专业班级：专业班级： 电子电子 101 班班 学学 号：号： 100404016 学生姓名：学生姓名： 刘洋刘洋 指导教师：指导教师： 杨恭威杨恭威 教师职称：教师职称： 副教授副教授 起止时间：起止时间： 2013.6.28-2013.7.7 高频电子线路课程设计（论文） ii 课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电子与信息工程学院 教研室：通信工程 学 号100

2、404016学生姓名刘洋专业班级电子 101 班 课程设计（论 文）题 目 调幅接收机电路设计 课程设计（论文）任务 要求： 1设计一个单边带解调电路图。 2包括解调，低频放大两部分，其中低频放大倍数 10 倍。 3分析其工作原理 4用 ewb 仿真，能够观察输入输出波形 参数：设调制信号频率 1000hz,载波频率 100000hz 指导教师评语及成绩 平时成绩（20%）： 论文成绩（50%）： 答辩成绩（30%）： 总成绩 ： 指导教师签字： 学生签字： 年 月 日 高频电子线路课程设计（论文） iii 摘 要 调幅接收机的工作原理，是将通过天线接收到的电磁波转变为已调波电流， 然后从已调

3、波电流中检出原始信号。最后再用听筒或扬声器将检波取出的音频电 流转变为声能，人就能听到发射机发送的语言、音乐等信号。 整个电路分为五部分，输入回路、高频小信号放大电路、本地震荡器、检波 器和低频放大器。输入回路是选择接收信号的部分,需要调谐于接收机的工作频 率;高频小信号放大电路是将输入信号进行放大,同样需要调谐于接收机的工作频 率，为了提高接收机的灵敏度;检波器是将已调信号还原成低频信号;本地振荡器 则是为检波器提供与输入信号载波同频的信号;最后的低频放大器则是将声音信 号放大，通过扬声器或耳机中转变为声音。 关键词：检波器；接收天线；本地振荡器；低频放大器 高频电子线路课程设计（论文） i

4、v 目录 第 1 章 总体方案的设计与选择 .1 1.1 方案设计 .1 1.2 方案选择 .2 第 2 章 各单元电路设计 .2 2.1 输入回路的设计 .2 2.2 高频小信号放大电路的设计 .3 2.3 检波器电路设计 .6 2.4 本地震荡电路设计 .7 2.5 低频放大电路的设计 .8 第 3 章 调幅接收机电路设计 .10 3.1 整体电路图及工作原理 .10 3.2 整体电路分析仿真 .11 第 4 章 课程设计总结 .13 参考文献 .14 附录 .15 高频电子线路课程设计（论文） 1 第 1 章 总体方案的设计与选择 1.1 方案设计 方案一： 整个电路分为四部分，输入回路

5、、高频小信号放大电路、检波器和低频放大 器。 方案二： 高频小信 号放大器 检波器 低频放大器 本地振荡器 扬声器 输入回路 图 1.2 方案二 整个电路分为五部分，输入回路、高频小信号放大电路、本地震荡器、检波 器和低频放大器。 高频小信 号放大器 检波器 低频放大器 扬声器 输入回路 图 1.1 方案一 高频电子线路课程设计（论文） 2 1.2 方案选择 本地振荡器则是为检波器提供与输入信号载波同频的信号，因方案一没有本 地震荡而达不到设计的要求，所以选择方案二。 输入回路是选择接收信号的部分,需要调谐于接收机的工作频率;高频小信号 放大电路是将输入信号进行放大,同样需要调谐于接收机的工作

6、频率，为了提高 接收机的灵敏度;检波器是将已调信号还原成低频信号;本地振荡器则是为检波器 提供与输入信号载波同频的信号;最后的低频放大器则是将声音信号放大，通过 扬声器或耳机中转变为声音。 第 2 章 各单元电路设计 2.1 输入回路的设计 输入回路应使在天线上感应到的有用信号在接收机输入端呈最大值。设输入 回路初级电感为，次级电感，选择和使初级回路和次级回路均调谐于 1 l 2 l 1 c 2 c 接收机工作频率。在设定回路的 lc 参数时，应使 l 值较大。因为 q=l/r（r 为 0 w 回路电阻，由电感绕线电阻和电容引线电阻形成） ，q 值越大，回路的选择性就越 好。但电感值也不能太大

7、，电感值大则电容值就应小，电容值太小则分布电容就 会影响回路的稳定性，一般取 cc 。为便于调整，实际电路中电容 c 常用固定 ie 电容和可变电容并联的形式。在设计输入回路时，还要考虑它与天线之间，以及 它与下一级放大电路之间的阻抗匹配。所以，要事先确定天线的等效阻抗，以及 放大电路的等效输入阻抗。输入回路可以采用部分接入的方法，改善下一级电路 对输入回路选频性能的影响。 高频电子线路课程设计（论文） 3 2.2 高频小信号放大电路的设计 高频小信号放大器的工作稳定性是一项重要的质量指标，单管共发射级放 大电路用作高频放大器时，由于晶体管的反向传输导纳 yre对放大器的输入导纳 yi作用，会

8、影响放大器的工作不稳定。 图 2.1 输入回路电路 图 2.2 高频小信号放大电路 高频电子线路课程设计（论文） 4 当放大器采用图一所示共射共基级联时放大器时，由于共基电路的特点 是输入阻抗很低和输出阻抗很高，当它和共射电路连接时相当于放大器的负载导 纳很大，此时放大器的输入导纳晶体管内部的ly ieloerefeie yyyyyyy)/( 反馈影响相应的减弱，甚至可以不考虑内部的反馈的影响 在对电路进行定量分析时,可把两个级联晶体管看成一个复合管,这个复合管 的导纳参数(y 参数)由两个晶体管的电压,电流和导纳参数决定.一般选择用同型 号的晶体管作为复合管,那么它们的导纳参数可认为是相同的

9、,只要知道这个复合 管的等效导纳参数,就可以把这类放大器看成一般的共射级放大器。 用分别代表复合管的输入导纳 反向传输导纳,正向传ofriyyyy 、 输导纳和输出导纳,在一般的工作频率范围内, 是晶体管的输入导纳, 晶体管的, refeoefeiefereie yyyyyyyy， ie y oe y 输出导纳, 晶体管的正向传输导纳, 是放大器的负载导纳,则复合管的等效 fe yly y 参数： fe oefe oefefe f re fe fe oe re fe oeie fe oefe oe fereoeie o oere fe re oefe oerere r ie oefe fere

10、 ie oefe fereoeiefeie i y yy yyy y y y y y y y yy y yy yyyyy y yy y y yy yyy y y yy yy y yy yyyyyy y )( )( )( 2 2 由以上几式可知：与单管的情况大体相等,在说明级联放大器的增益fiyy 和 计算方法和单管的共射级电路的增益计算方法相同; ,这说明级联放大器工作稳定性大大) 30 1 ( 的约为远小于单管情况的 re r re fyyyy 提高。 高频电子线路课程设计（论文） 5 电路,防止高频信号电流为去耦、的偏置电阻，和为、 57214365 crttrrrr 通过公共电源引起不必

11、要的反馈。变压器的组成单调谐回路,在设置 41 ctr和电容 该电路的静态工作点时,应使两管子的集射电压大致相等,这样能够充分发挥 ceq v 两个管子的作用,使放大器达到最佳直流工作状态.设： pflcl krkr kr krvvvvvvvvv vrivrivv，krvvmai qceqbqeqcqceqce qcccqcccqcqeqc 100/120 6824 20 227 . 57 . 052/ 111,1,1 0 2 4 36 4 5121221 71722711 ）（，则设回路电感量 ，则 ，取，则）（设 。则 根据整机增益的分配，高频放大器的电压增益应为 1000。 其增益为 .

12、 . . . . i c i v v vp v vo a 当耦合系数 n=1/2 时：)1/( 1 . ryvvf ii )1)(2 1 . ryyy y a f l o f v 式中，是复合管的输出导纳，从式可知，共射-共基复合管的输出导纳oy 为集电极负载导纳， 是下一级放l re oyyy . ; ,n 1 2 2 0 . iy jwl jwcgy2 i y 大器的输入导纳，。 ie iyy2 在的条件下，测得 3dg6 的 y 参数为:vvmaimhf ceez 8,2,30 , 则：symsypfcmsg refeieie 350,40,12,2 ieieie jwcgy 当回路谐振

13、时， ，2 0 i l ygy 高频电子线路课程设计（论文） 6 lwqr g p00 0 11 式中，是回路空载品质因数，用 nxo-100 磁环绕制的 0 q 10 )1)(2)1)(2 ;200, 1 2 0 1 0 . 0 1 ryyngy y ryyy y a lqt f iere f f l f v r 。 是回路电感， 2.3 检波器电路设计 检波即调幅波的解调，从输入的调幅波中还原调制信号。调幅信号常用的解 调方法有两种,即包络检波和同步检波的方法，本次课程设计采用同步检波方法。 根据课题设计要求，选定模拟乘法器 mc1496 构成的检波电路。 因 ewb 中没有 mc1496

14、 乘法器模块，故电路原理图中用 q1q9 及三个 500 电 阻构建 mc1496 内部电路。 q1、q2 与 q3、q4 组成双差分放大器，q5、q6 组成的单差分放大器用以激励 q1q4。q7、q8 及其偏置电路组成差分放大器 q5、q6 的恒流源。引脚 8 与 10 接 入输入电压 u1，1 与 4 接另一输入电压 u2，输出电压从引脚 6 与 12 输出。引脚 2 与 3 外接电阻 re，对差分放大器 q5、q6 产生串联电流负反馈，以扩展输入电 压 u2 的线性动态范围。引脚 14 为负电源端（双电源供电时）或接地端（单电源 供电时） ，引脚 5 外接电阻 r5，用来调节偏置电流 i

15、5 及镜像电流 i0 的值。 图 2.3 中，a 处接本地震荡电路，b 处接高频小信号电路输出信号，c 处输出 检波后信号。 高频电子线路课程设计（论文） 7 2.4 本地震荡电路设计 本机振荡电路的输出是发射机的载波信号源，要求它的振荡频率应十分稳定。 一般的 lc 振荡电路，其日频率稳定度约为，晶体振荡电路的 q 值可 2 10 3 10 达数万，其日频率稳定度可达，因此，本机振荡电路采用晶体振荡器。 5 10 6 10 图 2.3 同步检波电路 高频电子线路课程设计（论文） 8 如上图所示，左边是是一个改进型电容三点式振荡电路，它由 3 个电容与晶 体管构成。电路中晶体管的静态工作点由

16、3 个电阻决定，在设置静态工作点时， 应使晶体管工作在放大区，一般晶体管的集电极的 icq不易过大，因为过大会引 起输出波形失真，产生高次谐波，一般可取 0.5ma4ma。 上图的右边是一个共集电极电路（射极跟随器） ，它在电路中起到缓冲隔离 的作用。其目的是让振荡级与别的电路隔开，从而不影响振荡器的稳定度。 2.5 低频放大电路的设计 功率放大器的作用是给音响放大器的负载(扬声器)提供一定的输出功率。 l r 图 2.4 本地震荡电路 高频电子线路课程设计（论文） 9 当负载一定时，希望输出的功率尽可能的大，输出信号的非线性失真尽可能的小， 效率尽可能的高，功率放大器的常见电路形式有 otl

17、(output transformerless)电 路和 ocl（output capacitorless）电路。有用集成运算放大器和晶体管组成的功 率放大器，专用的集成电路功率放大器。本设计采用的是集成电路功率放大器来 实现的 下面是由五端运放组成的典型功率放大电路: 图 2.5 低频放大器 高频电子线路课程设计（论文） 10 第 3 章 调幅接收机电路设计 3.1 整体电路图及工作原理 图 3.1 整体电路图 高频电子线路课程设计（论文） 11 工作原理：整个电路分为五部分，输入回路、高频小信号放大电路、本地 震荡器、检波器和低频放大器。 输入回路是选择接收信号的部分,需要调谐于接收机的工

18、作频率;高频小信 号放大电路是将输入信号进行放大,同样需要调谐于接收机的工作频率，为了提 高接收机的灵敏度;检波器是将已调信号还原成低频信号;本地振荡器则是为检波 器提供与输入信号载波同频的信号;最后的低频放大器则是将声音信号放大，通 过扬声器或耳机中转变为声音。 3.2 整体电路仿真 用集成模拟乘法器 mc1496 构成的同步检波解调部分在软件中的仿真。仿真电 路如下图,其中输入的两个信号一个是 am 调幅信号,另一个是与载波同频率的本 振信号。 运行解调电路后的仿真结果如下图，即是解调后的低频波形 图 3.2 解调部分的仿真波形 高频电子线路课程设计（论文） 12 将解调后低频信号输入由集成运放组成的音频放大器中，由音频放大器起放 大作用。 放大后的低频信号再驱动扬声器发声。 音频放大部分的仿真结果： 图 3.3 音频放大波形 高频电子线路课程设计（论文） 13 第 4 章 课程设计总结 本次课程设计为调幅接收机。整个电路分为五部分，输入回路、高频小信 号放大电路、本地震荡器、检波器和低频放大器。输入回路是选择接