超外差接收机设计论文

1、超外差接收机设计论文课题名称： 超外差式接收机的设计制作专业名称： 电子信息工程小组成员：刘峰、代广斌、任泓铭、戚月指导老师：姜航长春工程学院超外差式接收机主要由五部分组成，先通过预选部分（包括射频部 分和预选器）选择初始信号，再由混频器将射频转换成中频，提高电路 性能，然后经过中频放大器放大，之后由音频检波器将信号转换为初始 的源信息，最后经过音频功率放大器推动扬声器输出信号。这五个部分 的组合作用实现了对信号的接收，检波，放大和输出的过程，本论文将 通过介绍分析这五个部分的电路来了解超外差式接收机的工作原理，进 而为其制作创造条件。关键i司：预选电路，混频器，中频放大器，检波，功率放大器a

2、bstractspecialized superheterodyne receivers type mainly by five parts, first through the primary part (ineluding rf part and the primary) to select the initial signals, again by the mixer will convert rf intermediate frequency, improve the circuit performanee, then through intermediate frequency am

3、plifier amplification, after the audio detectors will signal con versi on for initial source in formation, fi nally after audio power amplifier drive a speaker output signal. the five part of the combi nation between realize the sign als, detecti on, amplificati on and output of the process, this pa

4、per will be through the introduction and analysis of the five part of the circuit to understand the work principle of specialized superheterodyne receivers, and then to make the create conditions.keywords： primary circuit, mixers, intermediate frequency amplifier, detection, power amplifier1. 超外差式接收

5、机的结构利用超外差式电路的接收机叫做超外差式接收机，它的特点 是利用电路将输入信号和本机信号放到混频器中得到可放大的中 频信号，再利用其它的检波和放大及滤波电路得到质量较高的信 号。超外差的实质就是将调制波不同频率的载波，变成固定的ii 频率较低的中频载波（简称中频）。在广播、电视、通讯领域，超 外差接收方式被广泛采用，如图2.2。通过变频，将所要收听的电 台的高频信号变成另外一个预先确定好的频率，然后再进行中频 放大和检波。其原理图和结构框图分别如图1和图2所示。图2超外差式接收机原理框图2. 超外差式接收机的结构部分超外差式接收机主要由五部分组成，预选电路，混频器，中 频放大器，检波，功率

6、放大器，下面分别对其工作原理进行分析。 2. 1预选部分预选部分包括射频（rf）部分和预选器，用来选择初始信号， 对其他信号加以抑制，再将初始信号送往混频器进行处理。2. 1.1射频部分的作用根据灵敏度，一个电路可能没有或有多个rf放大器，其优点 有： 能扩大增益，提高灵皱度； 能提高信噪比； 有助于抑制镜像频率；提高信号选择性2. 1.2预选器电路在预选器电路中，其任务是接收广播电台发射 的无线电波，并从中选择出所需电台信号。本电路 选择利用串联谐振冋路选频。原理图如图3所示。 图中lc谐振回路是收音机输入回路，改变电容c 使谐振回路固有频率f=与无线电发射频2 兀 4lc率相同，从而引起电

7、磁共振，谐振回路两端电压最 大，将该电波接收下来。其原因是当串联谐振冋路 谐振时，有电压关系： 电感端电压u广些瓦二qec，电容分压u广乞卷二qec，图3谐振回路rr所以谐振时电容与电感两端分压比电源电压大很多倍，即为电压2. 2混频电路混频电路是超外差式接收机的关键部分，此电路的质量对收 音机的灵敏度和信噪比都有很大影响。它将接收的高频信号转变 为中频信号，然后将其送往中频放大器。2. 2. 1混频电路的原理图混频电路混频过程是将频谱线性搬移的过程，完成此功能关 键是要获得两个信号的乘积，然后就可以完成所需的线性搬移功 能。混频电路是超外差式接收机的关键部分，此屯路的质量对收 音机的灵敏度和

8、信噪比都有很大影响。如图4是变频电路的原理 图，通过三极管的非线性产生新的频率，再通过低通滤波器将产 生的高频分量d1t1d2t3图4混频电路的原理图此电路是二极管平衡式混频器，具有屯路简单，组合分量少,输出频谱纯净，工作频带宽等优点，经常运用于高频通信系统中。2. 2. 2混频原理完成频谱线性搬移功能的关键是要获得两个输入信号的乘积，能找到这 个乘积项，就可完成所需的频谱线性搬移功能。设输入到混频器中的输入已 调波信号uc和本振电压uc分别为uc二uccos q tcos w ct , ul二ulcos w lt这两个信号的乘积为(设相乘系数k=l)u' i=uculcos q t

9、cos wet cos wlt二 1/2 uculcost cos (+ wc)t + cos ( w- wq )如果带通滤波器的中心频率取为w i二wl - we,带宽为2q,那么乘 积信号u'i经带通滤波器滤除高频分量(wl+ we)项后，可得屮频电压为ui =1/2 uculcos q tcos w it=ulcos q tcos w it比较uc与ut的表达式可以看出，两信号的包络成线性关系，但载波频率 发牛了变化。频谱由原来的we土 q变为现在的w,土 q ,实现了由高频 到屮频的转换，即为混频过程。2. 2.3混频电路的干扰问题在接受机中，加在混频器输入端除有用的输入信号外

10、往往还 有多个干扰信号。常见的干扰有有噪咅干扰，副波道干扰，交调 干扰，互调干扰，包络失真与阻塞干扰等。这些混频失真将严重 影响通信质量。在通信中通常采用下列措施改善这种问题：压 低前级输入信号强度；中频频率应选择在频段外；减少组合 频率分量。2. 3中频放大器信号在经过变频以后，由原来的频率变换成一个较低的频率, 即中频，这个电压是比较弱的，需要进行放大，然后再进行检波。 而中频放大器就承担了放大中频信号的任务。2. 3. 1中频放大电路的选择性和通频带进入中频放大器的是调幅信号，占有一定的频带宽度，为了 放大后没有失真，需要对中频信号有放大作用的同时对其他信号 不予放大，这就要求谐振回路具

11、有理想的选频特性，对电路的晶 质因数有一定的要求。2. 3. 2中频变压器的作用(1) 选频作用。中频变压器的初级与电容构成并联的谐振 回路，利用其特点完成选频作用，当中频信号经过并联的谐振回 路时产生较大的压降，经过耦合作用到下一级，从而完成了中频 信号的放大，同吋抑制了其他干扰信号。(2) 阻抗变换作用。变频电路与中频放大器之间是靠中频 变压器耦合的，利用阻抗变换原理可实现前后级之间的阻抗变 换，从而使中频获得较大的增益。2. 4检波电路检波即为调幅波的解调，其过程也是信号频谱搬移的过程， 将高频载波端的频谱搬移到低频段，过程止好与调制相反，可分 为包络检波和同步检波两大类。2. 4. 1

12、二极管大信号检波器检波电路的它的作用是对中频载波信号进行检波，检波后的 残余中频及高次谐波再通过滤波电路滤除干扰信号，二极管大信 号检波器简单的原理图如图5所示，其波形变化如图6。图5二极管大信号检波原理图图6二极管大信号检波前后波形2. 5低频放大电路2. 5. 1低频小信号放大电路咅频信号经过放大后带负载能力还很差，不能直接推动扬声器工作，还需进行功率放大。其原理图如图7。图7小信号放大电路原理图2. 5. 2音频功率放大器一个功率放大器通常由输入级、中间级和输岀级组成。前 两级为电压放大电路，通常工作在小信号状态；后一级为功率 输出级，通常接成射极输出器的方式，向负载提供足够大的输 出功

13、率，工作在大信号状态。功率放大电路具有以下特点：具有足够大的输出功率。为了得到足够太的功率输岀，要求功放管的电压和电流都有足 够大的输出幅度，因此管子往往在接近极限状态下工作。效 率要高。由于输出功率大，因此直流电源消耗的功率也大，这 就存在一个效率问题。效率就是负载得到的有用信号功率和电 源供给的直流功率的比值，这个比值越大，意味着效率越高。非线性失真要小。功率放大电路是在大信号下工作，所以不 可避免地会产生非线性失真，而且同一功放管输出功率越大， 非线性失真就越严重。3. 论文总结通过这次论文，我们了解如何在多个资料z间建立联系，再从中筛选岀有价值的信息，并且把这些信息和原理电路联系 在一起。同时我也深刻地认识到课程设计能够加深对课本的了 解，若没有对课本有一个较好的理解和贯通，很难得到准确的 结论，而且在理解上会有很大的困难。在这次课程设计过程中， 我遇到了几个自己不能解决的问题，通过同学的帮助最终把问 题解决，在此，我才知道自己的电子知识还是不够，而且我们 所学的理论知识是很有用的，没有坚实的知识基础，是不可能 完成设计的。只有在不断地