调频收音机设计仿真报告材料

1、调频收音机设计仿真报告资料调频收音机设计仿真报告资料调频收音机设计仿真报告资料适用文档一、绪论调频收音机（FMRadio）不论过去还是此刻向来在人们的生活娱乐中据有特别重要的地位。从老式的晶体管收音机到今日的网络收音机，说明经过广播享受生活向来是人们喜爱的生活方式。听收音机和看电视相同，能够增加好多知识，并且像有声小说这样的读物在电视里是听不到的，并且此刻广播的发展速度也很快，曲艺、歌曲、体育、文艺、谈论等等，能够说应有尽有。当前调频式或调幅式收音机，一般都采纳超外差式，因为它有以下长处：因为变频后为固定的中频，频次比较低，简单获取比较大的放大批，所以收音机的矫捷度能够做得很高。因为外来高频信

2、号都变为了一种固定的中频，这样就简单解决不一样电台信号放大不均匀的问题。因为采纳差频作用，外来信号一定和振荡信号相差为预约的中频才能进入电路，并且选频回路、中频放大谐振回路又是一个优秀的滤波器，其余搅乱信号就被克制了，从而提高了选择性。可是超外差式电路也有不足之处，会出现镜频搅乱和中频搅乱，这二个搅乱是超外差式收音机所独有的搅乱。这在设计电路和调试时应该想法减少这些影响。本次课程设计的任务是设计并制作一个调频收音机，使收音机的调频部分实现88MHz108MHz调频广播接收；并且达成电路设计，有关参数计算；达成各模块仿真，并供应仿真报告；达成印刷电路板设计、制作及安装调试。本次设计采纳的是“高频

3、放大、本振电路、混频、中频放大、鉴频及低频放大电路”的电路单元，其整机拥有矫捷度高、工作稳固、选择性好及失真度小、噪声小等长处；且外头电路元件较少，合适自己着手焊接装置，以达到学习和实践相结合的目的。二、设计方案主要技术指标（1）工作频次范围：收音机接收到的无线电波的频次范围成为收音机的工作频次，在整个接收的范围内满足主要的性能指标，工作频次一定和发射机的频次相对应。调频广播收音机的频次范围为88-108MHz，因为调频广播发射机的频次一般为88-108MHz。中屡次率为465kHz。（2）矫捷度：收音机接收轻微信号的能力称为矫捷度，一般用输入电压来表示。能够接受的信号越小，矫捷度就越高。一般

4、生活中调频收音机的矫捷度为5-30uV。（3）选择性：收音机从各样搅乱信号中选出所需要的信号或衰减不要的信号的能力称为选择性，单位用dB表示。dB数越高选择性越好。调频收音机的中频搅乱大于50dB。（4）通频带：收音机的频次响应范围称为通频带。调频收音机的通频带一般为200kHz。（5）输出功率：收音机的负载输出最大不失真功率称为不失真功率。输出功率应该不小于100mW。设计方案文案大全适用文档（1）方案论证与设计调频收音机主要由天线、高频放大、本振、混频、中频放大、鉴频、低频放大和扬声器几个模块构成。本设计利用三极管的放大特征进行信号的放大，再通过并联谐振选频网络进行频次的选择。采纳分级设计

5、的方式进行各个模块的设计。为防范前后级电路的搅乱，影响，可在两级之间加射极跟从器或许采纳电感耦合的方式将前后级间隔，减少后级电路对前级电路的影响。（2）系统原理框图天线88108MHz10.7MHz喇叭高频放大混频中频放大鉴频低频放大本振电路98.7118.7MHz（3）工作原理介绍调频（FM）收音机由输入回路、高放回路、本振回路、混频回路、中放回路、鉴频回路和音频（低频）功率放大器构成。高频放大后信号与当地振荡电路产生的本振信号进行混频，混频后输出，再将混频信号由中频回路进行选择，提取以中频10.7MHz为载波的调频波。该中频选择回路由10.7MHz滤波器构成。中频调制波经中放电路进行中频放

6、大，而后进行鉴频获取音频信号，经功率放大输出，耦合到扬声器，复原为声音。（4）整体电路图文案大全适用文档所需元件清单以下表元器件名称型号数目/个10k55k2电阻3k42k11k5电位器104（100k可调）1可调电感1220uH2电感0.1uH110mH31pF3电容18pF1150pF210uF12可调电容3/10pF1陶瓷鉴频器J10.7MC11纯铜收音机拉杆天线全长762mm,四节1三极管S90146喇叭（扬声器）Realplay小喇叭扬1声器直径4CM文案大全适用文档电池座可装两节五号电池1电池5号（1.5V）2三、各单元电路设计高频小信号放大电路晶体管高频小信号放大器不但要放大高频

7、信号，并且还要有必定的选频、滤波作用，所以晶体管的负载应为LC并联谐振回路。在高频状况下，晶体管自己的极间电容及连结导线的分布参数等会影响的频次和相位。同时关于此高放，还应满足一下三点要求要求：1）工作稳固。2）选择性好，即有必定的通频带。3）失真小，增益高，且工作频次变化时增益变动不该过大。高频小信号谐振放大电路主要由晶体管、负载、输入信号和直流电源等部分电路构成。晶体管基极正偏，工作在甲类，负载为LC并联谐振回路。该放大电路能够对输入的高频小信号进行反向放大。此中0=12?=88108?，下边以88MHz为例，进行仿真。L1V1Rb1C43V3k2.85uH1pFKey=A100%IO1C

8、1Q110uF2N2369V21.41mVFM88MHz50kHzRb2Re1C310k1k10uFXSC1ExtTrig+_B_+_静态工作点设置以下：文案大全适用文档VCC3VRb13kQ12N2369Rb210kRe11k选频网络以以下图所示:此中电容C=0.1uH，电感为2.85uH的可调电感，两者并联，构成并联谐振网络。仿真结果及分析文案大全适用文档由仿真结果可得电压增益A=26.119/1.373=19.02,满足放大倍数大于10的要求。经过光谱分析仪可得，其输出中心频次位于88.397MHz处。本振电路本次设计采纳西勒电路作为本振电路。西勒电路主要特色就是在回路电感L两头并联了一

9、个可变电容C4，而C3为固定值的电容器，且满足C1、C2远大于C3，C1、C2远大于C4。回路的总等效电容为所以，振荡频次为在西勒电路中，因为C4与L并联，所以C4的大小不影响回路的接入系数。假如C3固定，经过变化C4来改变振荡频次，则RL在振荡频次变化时基本保持不变，从而使输出振幅稳固。此种振荡器的长处是：较易起振，振荡频次也较为稳固，波形失真较小，当参数设置合适时，其频次覆盖系数较大，因此采纳此电路进行电路设计关于一般小功率自动稳幅LC振荡器，静态工作点要远离饱和区，凑近截止区，以获取较大的输出阻抗。一般依据详细电路和电源电压大小集电极电流一般取14mA,在实质偏置参数选准时，在可能条件下

10、发射极偏置电阻尽可能取大一好。参数选择主假如依据满足振荡频次，满足起振条件并有足够的振荡幅度和规定的频次稳固性等要素加以考虑。若以频稳性角度出发回路电容应取大一些，有益于减少并联在回路上的管子极间电容等变化的影响。但C不可以过大，C过大，L会文案大全适用文档变小，Q值会变低，振荡幅度也会变小。为认识决频稳和振幅的矛盾，平常用部分接入。前已谈论反应系数F=C1/C2不可以过大或过小，适合1/81/2.令L=0.1uH则此中的取值范围为98.7MHz118.7MHz，若C3=20pF，则可取C4=10pF的可变电容。因要满足C1,C2C3,C4F=C1/C2取值为1/81/2，可取C1=400pF

11、,C2=410pF。XSC1VCCXFC1L23V123Rb110mH2kQ1C1C3IO2400pF2N236920pFCb1Rb2C410uFC215kRe1L110pF410pFKey=A70%0.1uH1.5kExtTrig+_AB+_+_文案大全适用文档混频电路混频电路是一种频次变换电路，是时变参量线性电路的一种典型应用。如一个振幅较大的振荡电压（使器件跨导随此频次的电压作周期变化）与幅度较小的外来信号同时加到作为时变参量线性电路的器件上，则输出端可获得此二信号的差频或和频，达成变频作用。它的功能是将已调波好的载波频次变化换成固定的中频载频次。而保持其调制规律不变，也就是说它是一个线

12、性频次谱搬电路，关于调频波经过变频电路后仍旧是调频波。不过其载波频次变化了，其调制规律是不变的。本次设计采纳以下晶体管混频电路，本振信号从射极接入，高频信号从基极接入。所以，互相搅乱产生牵引现象的可能性小。同时，关于本振电压来说是共基电路，其输入阻抗较小，不易过激励，所以振荡波形好，失真小。这是它的长处。但需要较大的本振注入功率；可是平常所须功率也只有几十mW，本振电路是完整能够供应的。在集电极接选频网络，从中采纳频次为10.7MHz的中频信号。因此可采纳电感L=2.2uH，电容C=100pF。文案大全适用文档XSA1VCCINTXSC13VXFC1ExtTrigL1C1123IO3_+2.2

13、uH100pFAB+_+_IO1C4R3Q11F1k2N2369C3V1V2FM20mV1F1.5Vpk88MHz50kHz98.7MHzIO20由图可知示波器1中A、B通道分别显示的高频放大信号和本振信号，示波器2显示的是混频以后的波形。文案大全适用文档经过变频器混频以后输出的波形经过测试可知，能够成功混频，并能成功选出所需频次。中频放大电路中频放大器主假如将混频器输出的信号进行大幅度提高,以满足解调电路的需要。其主要质量指标有：电压增益Av、通频带BW0.7、选择性、噪声系数。关于中频放大器,不但需要获取高的增益、好的选择性,还要有足够宽的通频带和优秀的频次响应、大的动向范围等。前级混频器

14、输出频次为10.7MHz，在此次中频放大过程中，应该保持其频次不变，只对其幅值进行放大。可是为了防范搅乱频次的影响，仍旧采纳选频网络对其进行频次选择。选屡次率为10.7MHz,若电容C=1pF，则电感L=220uH。设计的中频放大电路以以下图：文案大全适用文档XSC1V1ExtTrig+XFC1_ABRb13V123+_+_C4L13k1pF220uHC2IO1Q110uFC1IO2V210uF2N23691mVFM10.7MHz50kHzRb2Re1C310k1k10uF经过示波器仿真以下通道B为输入信号，通道A为输出信号，明显能够看出对输入信号进行了几十倍放大。这将有益于以后鉴频电路的正常

15、工作。文案大全适用文档经过光谱分析仪可得，此中心频次为10.890MHz，因为输入信号存在频偏重量，使得结果偏离10.7MHz，可是影响不大。鉴频电路鉴频器的任务是从调频信号中检出调制信号，它包含变换部分及振幅检波器部分。利用LC谐振回路实现振幅鉴频，LC谐振回路构成的频幅变换网络将等幅的信号变换为FM-AM信号，而后利用包络检波电路恢复出原调制信号。因为调频波振幅恒定，所以没法直接用包络检波器解调。因为二极管峰值包络检波器线路简单、性能好，能够将等幅的调频信号变换成振幅也随瞬时频次变化、既调频又调幅的FM-AM波，也就能够经过包络检波器解调此信号。设计的鉴频电路以下：XSC1VCCExtTr

16、ig+_AB3V+_+_IO1R3R2D1C220kQ1100.1uF2N2369V1L1C1R1FM5V0.02uH4700pF5kC3R4C4R510.7MHz50kHz4700pF2kIO24700pF5k文案大全适用文档从示波器能够看出，本鉴频电路实现将调频波变为调频+调相波，而后再进行包络检波，从而提拿出调制信号。从示波器波形能够看出，能够实现鉴频。提取的调制重量频次为50kHz。但考虑到所供应的元件中有10.7MHz的鉴频器，故直接采纳鉴频器元件，同时也能够减少偏差。低频放大电路从鉴频器输出的信号一般很小，所以在输出极一般采纳低频功率放大电路。设计低频放大电路以下：文案大全适用文档

17、XSC1ExtTrig+_ABV1+_+_Rb13VXFC1L1IO21233k10mHC2IO1Q110uFC1V210uF2N23691.41mVpk50kHz0Rb2Re1C310k1k10uF经过示波器仿真以下：通道A为输出信号，通道B为输入信号，从图可得此低频放大电路对输出信号放大了近100倍，有益于驱动喇叭的正常工作。文案大全适用文档四、PCB的设计与制作原理图绘制将前面的各分立模块依据高频放大、本振、混频、中频放大、鉴频以及低频放大的次序连结即可。2.PCB绘制文案大全适用文档3.PCB板的制作经过打孔焊接，达成PCB板的制作，本次制作的成品以下。五、测试模块1）高频放大，经过天

18、线接受信号，再对其进行电压幅值放大。将输出端接上示波器，由示波器获取的波形以以下图。文案大全适用文档2）本振电路，产生98.7MHz118.7MH的正弦波振荡信号。将其输出端接在示波器得正极，示波器负极接地。经过示波器测得波形以下：略微有些许失真颠簸，单整体不影响电路的工作。3）混频电路的测试，将高频放大信号与本振信号接入到三极管的基极与发射极。经过集电极进行混频信号的输出。相同地，将示波器得正极接集电极，负极接地。经过示波器所得波形以下：六、总结本方案特色及存在的问题文案大全适用文档它的弊端是，关于不一样的频次，接收机的矫捷度和选择性变化叫激烈，并且矫捷度因为遇到高放不稳固的影响，不可以过高，所以此刻的接收机几乎全部是超外差式接收机。如何进行仿真是本次课程设计的一个要点所在，只对整个系统的混频电路进行了部分