高频课设电信1201C组二队

1、湖南工程学院课 程 设 计 任 务 书课程名称 高频电子线路 题 目 调幅接收机设计 专业班级 学生姓名 指导老师 刘 望 军 审 批 陈 爱 萍 任务书下达日期 2014年06月06日设 计 完成日期 2014年06月 日 设计内容与设计要求一设计内容1、 设计一个调幅接收机。 2、 已知条件：电源±12V，主要器件有MC1496、集成音频功放（如LA4102）、晶体管，8/0.25W扬声器等。 3、主要技术指标要求：工作频率范围535 kHz1605kHz，中频465 kHz，调制信号为1kHz，输出功率P0=100mW，灵敏度50V。 4、晶体管、集成音频功放等器件可自由选择，

2、或根据实验箱器件来选用。二设计要求 1、设计思路清晰，画出整体设计框图；2、给出具体设计思路，画出单元电路；3、单元电路进行分析计算，确定器件参数；4、（*调试步骤）编写设计说明书；5、画出整机原理图。 6、由于涉及单元电路多，每个同学可以各自重点负责其中一个单元电路，然后合作完成整个发射机设计。参考调幅收音机原理！主要设计条件1、提供函数信号发生器、示波器；2、提供直流电源一台；3、必要的元器件和导线等；4、高频电路实验箱。说明书格式1） 课程设计封面；2） 设计任务书；3） 说明书目录；4） 设计总体思路，基本原理和框图；5） 单元电路设计分析；6） 实验调试；7） 总结与体会；8） 附录

3、；9） 参考文献；10）整机原理图。进度安排 第1天：下达设计任务书，介绍课题内容与要求； 第2、3天：查找资料，确定总体设计方案，设计方案论证； 第48天：硬件电路设计，单元电路原理和计算分析； 第9天：书写论文，画整机原理图 第10天：整理资料，准备答辩。（共两周时间）参考文献 1、高吉祥主编，高频电子线路，（第2版），高等教育出版社。 2、谢自美主编，电子线路设计.实验.测试，华中理工大学出版社。 3、谢嘉奎主编，电子线路（非线性部分），高等教育出版社。 4、彭介华主编，电子技术课程设计指导，高等教育出版社。目 录第1章 设计总体思路，基本原理和框图11.1、设计总体思路和基本原理11.

4、2、总体电路设计的框图2第2章 单元电路设计分析以及仿真22.1、谐振输入回路原理分析22.2、高频小信号放大电路以及仿真分析32.3、本地振荡产生电路模块分析以及仿真分析52.4、混频电路模块设计72.5、频放大器(包括AGC电路)的设计82.6、检波电路的设计92.7、前置放大电路的设计102.8、音频功率放大电路10第3章 总结与体会11附录13参考文献14整机原理图15第1章 设计总体思路，基本原理和框图1.1、设计总体思路和基本原理本设计总体有六大功能模块组成，分别是：高频小信号放大电路、本振电路产生模块、混频电路模块、中频放大电路、检波电路、音频放大电路（包括了前置放大和音频功率放

5、大电路模块）。1、其中高频小信号放大电路模块将接收到的微弱信号（载波频率为fs=535k1605k）经过高频小信号放大器放大器将有用信号进行放大，并抑制干扰信号；2、混频模块是实现将放大的信号和本振电路模块产生的信号一起输入经过混频电路进行变频，并能选出中频信号465k的（fi=fo-fs）；3、中频放大电路时将465k的调幅信号进行功率的放大；4、检波电路即对信号进行解调，将信号变成变成低频音频调制信号；5、最后低频放大电路进行功率放大以实现对喇叭的驱动。整体电路的仿真思路：本课程设计采用的EWB升级版软件Multisim采用535kHz的中心频率，电压的幅值为50uV（选取的最小灵敏度值）

6、，即谐振输入的为535kHz的正弦波，然后此正弦波经过高频小信号放大，本地振荡电路产生一个1MHz的正弦波，再将535kHz和1MHz的正弦波进行三极管混频成为465kHz在的中频信号，并有谐振回路对465kHz的信号进行选择，再对465kHz信号进行中频放大、检波、滤波、音频放大后去驱动喇叭。1.2、总体电路设计的框图调幅接收机的总体设计的框图如下图1.1所示。本次课程设计是四个同学一组共同完成此设计，我重点负责本振电路模块的设计。图1.2.1 调幅接收机的总体设计的框图第2章 单元电路设计分析以及仿真2.1、谐振输入回路原理分析输入回路应使在天线上感应到的有用信号在接收输入端呈最大值，设输

7、入回路初级电感为L1，次级回路电感为L2，选择C1和C2使初级回路和次级回路均调谐于接收机的工作频率。在设定回路的LC参数时，应使L 值较大。因为Q=W0L/R(R为回路电阻，由回路中的电感绕线电阻和电容引线电阻形成)，Q值越大，回路的选择行就越好，但电感值也不能太大，电感值大则电容值就应小，电容值的大小则分布电容就会影响回路的稳定性，一般取C>>Cie（Cie 为高频放大电路中晶体管的输入电容）。2.2、高频小信号放大电路以及仿真分析电路的选择分析：高频小信号放大器按器件分可分为晶体管放大器，场效应管放大器，集成电路放大器 ；按通带分可分为窄带放大器，宽带放大器 ； 若按负载分可

8、分为谐振放大器，非谐振放大器。因从谐振回路耦合过来的信号太微弱，所以必须要将其进行放大，采用高频小信号电路和分析方法。使用共射极放大，这个电路结构简单，能够满足对我们想要的535k-1605k进行不失真放大。具体电路如图2.2.1所示。电路的参数设计：直流工作点的计算， 取IEQ=1mA， VEQ=0.5V, VECQ=4V,则，R5/IEQ=0.5k,R3=VBQ/6IBQ=BBQ*/6ICQ=10k, R2=(VCC-VBQ)/VBQ*R3=27.5 k计算谐振回路的参数， 取Q0=1000，则geo=1/ Q0 2f0 L=0.29mS，采用的晶体管3DG100C, =50,查表的，。这

9、里取P1、P2接入系数均为0.25，负载电阻R6=1k，gbe=IE/26=0.77mS,gm=IE/26=38mS ，共射晶体管输入导纳由此可得:gie=0.96mS rie=1/gie=1k Cie=1.5mS/w=23pF共射晶体管输出导纳，由此可得：gOe=0.06mS COe=0.5mS/w=7pF 共射晶体管正向传输导纳由此可得：，取中心的谐振频率为f0=535kHz，L=10uH,则C=1/(2f0)2 L=8.86nF C= C-P12 COe -P22 Cie8860pF 可以求得单级并在工作频率下的放大倍数：Auo= Vo/Vi =P1P2Yfe / g =P1P2Yfe

10、/ (gp+P12goe+P22gie)=6.53其中P1、P2 为接入系数， Yfe 是晶体管的反向传输导纳， Q0是回路的品质因数， W0 是载波频率，L是回路电感，R4 是射极偏置电阻，C3是工作电容， C2 是耦合电容， C4、 C1是高频旁路电容。图2.2.1 高频小信号放大仿真电路图电路的仿真结果如下图2.2.2所示：图2.2.2 高频小信号电路仿真结果2.3、本地振荡产生电路模块分析以及仿真分析本地振荡电路是为解调器提供与输入信号载波同频率的信号，根据要求采用正弦波信号源代替本地振荡。我们这里选择的简单的克拉泼振荡器，如图2.3.2所示。电路的振荡频率可以由下面的计算公式求得。可

11、以求得所要fo。fo=1/2,这里的C=C4 可见，fo只取决于L和C4的大小，而与C2、C3基本上无关。于是可以增加C1、C2(不必减小电感L)以减小晶体管电容对频率的影响，提高了频率的稳定度。改变C4可以改变振荡器的频率而不影响反馈系数，改变C2、C3可以调节反馈系数而不会影响振荡频率。这里我们设计的是产生一个1MHz的本振信号。首先设计三极管静态工作点，使之工作于线性放大区，然后是相位平衡条件保证满足正反馈;起振条件AuFu1和振荡频率f012最后是要能实现稳频。计算所得参数：CC4=3nFf01MHz交流等效电路图如下图2.3.1所示：由交流等效图的电流示意方向可以判断出由电容C2实现

12、为正反馈。反馈系数F=XC1/X其中X为C1和C2的串联值。图2.3.1 本地振荡交流等效电路图图2.3.2 本地振荡产生电路电路的仿真结果如下图2.3.3所示：图2.3.3 本地振荡电路仿真结果2.4、混频电路模块设计高频电路中的混频器利用电路中的非线性，可以对两个输入信号进行频率加或减，产生和频信号或差频信号。本实验采用晶体三极管作混频电路,产生混频信号，将高频信号转化成中频信号。这里是将高频小信号放大电路模块产生的535kHz正弦波信号基极耦合输入和本地振荡电路产生的1MHz的正弦波信号射极耦合输入，然后通过晶体三极管进行混频并谐振产生465kHz的中频信号输出。仿真的电路图如下图2.4

13、.1所示，从图中我们也可以看出仿真结果是正确的。仿真电路的仿真结果波形图如下图2.4.2所示。图2.4.1 晶体三极管混频仿真电路图2.5、频放大器(包括AGC电路)的设计中放电路基本工作原理：中频放大电路由两极中频放大器组成，末级中频放大器的前面及后面均设有465kHz的中频选频回路，以对中频信号进行放大和选频。第一级中频放大器的输入信号是来自变频级的中频信号，第二级中频放大器的输出信号经第三中频变压器的耦合送入检波器进行解调。中频放大电路的结构如下图示。下面截取了第一级中频放大器（保留了选频网络部分），其中利用两个二极管的串联来为晶体管提供基极稳压，并利用RP1作为Q1的基极偏置电阻，R5

14、作为Q2的基极偏置电阻，R3则对二极管起限流保护作用，作为AGC控制电路的反馈电阻，从音量电位器的上端接出连接到第一级中频放大的基极，从而实现自动增益控制。经过计算确定仿真参数后，仿真电路电路如下图2.5.1所示。图2.5.1 中频放大电路图2.6、检波电路的设计检波的基本工作原理：中频放大器输出的中频信号经中频变压器T3二次绕组送入检波二级管D3，利用二级管的单向导电特性，把中频信号的负半周削去，变成只有正半周的中频脉动信号。这个脉动信号中包含有直流成分，残余的中频信号及音频包络三部分。利用C12，R6构成低通滤波器，滤除残余的中频信号，C13是隔直电容，滤除直流分量，检波后的音频信号电压降

15、落在音量电位器RP2上，经电容耦合到下一级低频放大电路。检波后得到的直流电压作为自动增益控制的AGC（后面模块将讲到）电压被送到受控的第一级中频放大管的基极。为了避免由于电容放电惰性引起的惰性失真。R,C应满足下列关系：为了避免由于检波器的交直流负载不同而引起的底部切割失真，应满足下列关系：m为调幅系数，为调制信号角频率。记过计算后检波电路仿真电路图如下图2.6.1所示图2.6.1 检波电路仿真图2.7、前置放大电路的设计前置放大电路基本工作原理：从音量电位器的滑动端与地之间取出的音频电压信号，经C15耦合，加在Q3的发射结两端。由于VT4已经设置在放大状态，音频信号被Q3放大后从集电极输出。

16、从集电极输出的高频噪声信号将被C16旁路。由于Q3集电极的负载是输入变压器T4的一次绕组，它是一个电感器件，当音频信号电流流过时，将在一次绕组两端产生感生的音频信号电压。通过T4一次绕组与二次绕组的电感耦合，即可将音频信号电压送入功率放大器。其中R7从稳压端接到Q3基极，提供基极偏置电压。前置放大电路如下图2.7.1所示。图2.7.1 前置放大电路仿真图2.8、音频功率放大电路功率放大电路基本工作原理：在功率放大电路的输入端，利用二次绕组具有中心抽头的输入变压器T4，将输入信号分为两个幅度相等、相位相反的信号。分别控制两只功放管，使两只功放管轮流导通，分别放大输入信号的正、负半周。在功率放大电

17、路的输出端，利用一次绕组具有中心抽头的输出变压器T5，将两个功放管输出的半周信号，在二次绕组中合成为一个完整的信号波形。其中，利用R21，R20的分压作为Q5的静态偏置电压，利用R22,R23的分压作为Q4的静态偏置电压。R21，R22为可调电阻，可以适当调节以改变Q4，Q5的静态工作点，以保证信号输出的准确性。加上D4，D5主要是为了减小此电路信号的交越失真。音频功率放大仿真电路图如下图2.8.1所示：图2.8.1 音频功率放大电路仿真图第3章 总结与体会经过这次课程设计，使我更加牢固的掌握了有关高频电子线路方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查

18、终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！以及如何提高电路的性能等等，掌握了焊接的方法和

19、技术，通过查询资料，也了解了收音机的构造及原理。在设计课程中，我学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。 回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论是很重要的。在设计

20、的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。 实验过程中，也对团队精神的进行了考察，让我们在合作起来更加默契，在成功后一起体会喜悦的心情。果然是团结就是力量，只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要你认真钻研，认真思考，亲自实践，你就会发现你所面对的困难并不是那么的难。附录1、仿真总图所用的所有元器件清单如下表。QuantityDescriptionRefDes4CAPACITOR, 10uFC15, C14, C11, C101CAPACITOR, 10nFC161RESISTOR

21、, 50kR121RESISTOR, 560kR131RESISTOR, 25.5kR143CAPACITOR, 510pFC17, C18, C211POWER_SOURCES, GROUND05DC_POWER, 4.5 VV4, V1, V3, V2, V51RESISTOR, 56R156CAPACITOR, 1uFC19, C20, C12, C6, C4, C221RESISTOR, 22kRP12RESISTOR, 100R16, R172RESISTOR, 560R18, R262RESISTOR, 10kR19, R32RESISTOR, 220R20, R251RESISTOR, 3kR212POTENTIOMETER, 1kR22, R241RESISTOR, 220kR231POTENTIOMETER, 10kR112INDUCTOR