超外差式调幅接收机课程设计

吉林建筑大学

电气与电子信息工程学院

高频电子线路课程设计报告

设计题目： 超外差调幅接收机设计 专业班级： 电子信息工程111 学生姓名： 樊 海 燕 学 号： 10211137 指导教师： 王超 高晓红 设计时间： 2014.12.08－2013.12.19

教师评语：

（一）设计题目

超外差调幅接收机设计

（二）目的、内容及要求

1.设计内容

（1）、掌握超外差调幅接收机原理；

（2）、设计接收机的各个单元电路，画出单元电路图；

（3）、应用EDA软件（multisim软件）对所设计电路进行仿真验证。

（4）、总电路图技术指标: 接收频率范围535～1605KHz，输出功率150mW，灵敏度50μV。 2.设计目的与要求

（1）、联系课堂所学知识，增强查阅、收集、整理、吸收消化资料的能力，为毕业设计做准备。

（2）、培养一定的独立分析问题、解决问题的能力。对设计中遇到的问题能通过独立思考、查阅有关资料，寻找解决问题的途径。

（3）、熟练掌握Multiuse、MATLAB、System View等软件的仿真

（4）、掌握超外差调幅接收机的工作原理，以及对其电路模块高频小信号放大器、混频器、本地振荡器、中频放大器、检波器、低频放大器等的电路、原理、功能的巩固理解。

（三）工作原理

超外差式接收机的核心是混频器部分。混频器的作用是将收到的不同的载波频率转变为固定的中频。这种作用就是所谓的外差作用，这也是超外差式接收机名称的由来。由于中频是固定的，因此中频放大器的选着性与增益与接收机的载 波频率无关。这就克服了直接放大式的缺点。

超外差式接收机能够大大提高接收机的增益、灵敏度和选择性。因为不管电台信号频率如何都变成为中频信号，然后都能进入中频放大级，所以对不同频率电台都能够进行均匀地放大。中放的级数可以根据要求增加或减少，更容易在稳定条件下获得高增益和窄带频响特性。此外，由于中频是恒定的，所以不必每级都加入可变电容器选择电台，避免使用多联同轴可变电容器，而只需在调谐回路和本振回路用一只双连可变电容器就可完成选台。超外差电路的典型应用是超外差接收机，其优点是：(1)容易得到足够大而且比较稳定的放大量。(2)具有较高的选择性和较好的频率特性。(3)容易调整。缺点是电路比较复杂，同时也存在着一些特殊的干扰，如像频干扰、组合频率干扰和中频干扰等。随着集成电路技术的发展，超外差接收机已经可以单片集成。

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（四）总体方案

超外差式调幅接收机，整个电路由六部分组成，分别为高频小信号放大、混频、本振、中频放大、检波、低频放大。

（1）高频小信号放大：高频放大器是用来放大高频信号的器件，在接收机中，高频小信号放大所放大的对象是已调信号，它除载频信号外还有边频分量。运用并联谐振回路作为负载。

（2）混频：混频是将高频放大信号和本振信号混合，输出一个中频信号，在调幅电路中，本振信号必须是独立的，这是与调幅电路最大的一个区别。混频电路是一种典型的频谱搬移电路，可以用相乘器和带通滤波器来实现这种搬移。

（3）本振：本振电路用LC谐振回路来产生一个稳定的本地振荡频率，将这个稳定的谐振频率与高频放大输出信号混频，得到一个中频信号。混频器和本振放在一起叫做变频器。

（4）中频放大：如果外来信号和本机振荡相差不是预定的中频，就不可能进入放大电路。因此在接收一个需要的信号时，混进来的干扰电波首先就在变频电路被剔除掉，加之中频放大电路是一个调谐好了的带有滤波性质的电路，所以

接收机的选择性指标很高。超外差式接收机能够大大提高收音机的增益、灵敏度和选择性。因为不管电台信号频率如何都变成为中频信号，然后都能进入中频放大级，所以对不同频率电台都能够进行均匀地放大。中放的级数可以根据要求增加或减少，更容易在稳定条件下获得高增益和窄带频响特性。此外，由于中频是恒定的，所以不必每级都加入可变电容器选择电台，避免使用多联同轴可变电容器，而只需在调谐回路和本振回路用一只双连可变电容器就可完成接收。

（5） 检波：将音频信号或视频信号从高频信号(无线电波)中分离出来叫解调也叫检波。检波分为同步检波和包络检波。

（6） 低频放大：一般从检波电路输出的信号都比较小，为了得到我们所需的信号，必须将输出信号进行放大。一般采用运算放大器进行放大。

（五）单元电路设计

1、高频小信号放大器

高频放大器是用来放大高频信号的器件，高频放大器与低频相比较，它的工作频率高，但整个工作频带宽度比较窄。在接收机中，高频放大器所放大的对象是已调信号，它除载频信号外还有边频分量。根据高放的对象是载频信号这一情况，一般采用晶体管做放大器件，而且用并联谐振回路作为负载，让信号谐振在信号载频。对于高频小信号放大器来说，由于信号小，可以认为它工作在晶体管的线性范围内。允许把晶体管看成线性元件，可以看成有源线性四端网络。

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对高频放大器的主要要求是:

(1) 工作稳定：放大器可能会产生正反馈，它影响放大器的稳定工作，严重时，会引起振荡，使放大器变成振荡器，从而完全破坏了放大器的正常工作。因此，在正常工作中要保证放大器远离振荡状态而稳定的工作。 （2）选择性好，有一定的通频带。

（3）失真小，增益高，并且工作频率变化时增益变动不应过大，工作频率越高，晶体管的放大能力越小，增益越低。增益变化太大时，则灵敏度相差将很悬殊。 （4）噪声系数小，尽量减小本级的内部噪声。

图1高频小信号放大电路

图1中LN及CN为中和元件。在高频时，为了抵消Cdg之反馈，采用了LN及CN。当wLN?1wCN?wLe（即LN及CN串联的谐振频率低于工作频率w，LN于CN之路呈感性）且等效电感Le之感抗值wLe与1wCdg相等时，则IN与Ir数值相等，符号相反，互相抵消。调节CN可使wLe=1wCdg。Cds为漏极输出电容，Cds?C?CT2?CM与L谐振，其谐振电阻为R0,将Ri与R0=Q0w0L合并为k0?U0Ugs?gmR0L(R0L?Ri//R0)，便得谐振时的输出电压为

U0?gmUgsR0L

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