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实验2. 调频接收机

实验二. 调频接收机
一. 实验目的和实验器材
1.设计制作一个基于MC3372的调频接收机,掌握无线语音(或者数据)接收技术。

实验一与实验二联调,构成一个无线电语音(或者数据)收发系统。

2.实验器材
(1)常用电子装配工具。

(2)万用表。

(3)示波器。

(4)扫频仪。

(5)调频接收机的元器件如表2.1所示。

表2.1 调频接收机电路元器件
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二. MC3372的主要特性
MC3372是MOTOROLA公司生产的单片窄带调频接收电路,最高的工作频率达100MHz,具有-3dB输入电压灵敏度,信号电平指示器具有60dB的动态范围,工作电压范围为2.0~9.0V,功耗在V CC=4.0V,静噪电路关闭时耗电仅为3.2mA。

工作温度范围为–30~+70℃。

MC3372芯片内部包含有振荡电路、混频电路、限幅放大器、积分鉴频器、滤波器、静噪开关、仪表驱动等电路。

MC3372类似MC3361和MC3359等接收电路,除了用信号仪表指示器代替MC3361的扫描驱动电路外,其余功能特性相同。

MC3372则可使用455kHz陶瓷滤波器或LC谐振电路,主要应用于语音或数据通讯的无线接收机。

MC3372采用DIP-16、TSSOP-16或者SO-16三种封装形式,引脚封装形式如图2.1所示。

图2.1 MC3372引脚封装形式
MC3372引脚功能如下:
引脚端1(Crystal Osc 1),Colpitts振荡器的基极,使用高阻抗和低电容的探头,可观察到一个450mVpp交流波形。

引脚端2(Crystal Osc 2),Colpitts振荡器的发射极,典型的信号电平为200mVpp。

注意,信号波形与引脚端1的波形相比较有些失真。

引脚端3(Mixer Output),混频器输出,射频载波成分是叠加在455 kHz信号上,典型值是60mVpp。

引脚端4(VCC),电源电压范围为–2.0~9.0V,VCC和地之间加退耦电容。

引脚端5(Limiter Input),IF放大器输入,混频器输出通过455kHz的陶瓷滤波器后输入到IF 放大器,典型值是50mVpp。

引脚端6和7(Decoupling),IF放大器退耦,外接一个0.1μF的电容到VCC。

引脚端8(Quad Coil),积分调谐线圈,呈现一个455 kHz 的IF信号,典型值500mVpp。

引脚端9(Recovered Audio),恢复的音频信号输出,是FM解调输出信号,包含有载波成分,典型值是800mVpp。

经过滤波后,恢复音频信号,典型值是500mVpp。

引脚端10(Filter Input),滤波放大器输入。

引脚端11(Filter Output),滤波放大器输出,典型值400mVpp。

引脚端12(Squelch Input),抑制输入。

引脚端13(RSSI),RSSI输出。

引脚端14(Mute),静音输出。

引脚端15(Gnd),地。

引脚端16(Mixer Input),混频器输入,串联输入阻抗:在10MHz时为309–j33,在45MHz时为200–j13。

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三. 调频接收机电路结构
基于MC3372的调频接收机(10.7MHz )电路如图2.2所示。

MC3372的内部振荡电路与引脚1和引脚2的外接元件组成第二本振级,第一中频IF 输入信号10.7MHz 从MC3372的引脚16输入,在内部第二混频级进行混频,其差频为:10.700-10.245=0.455MHz ,也即455kHz 第二中频信号。

第二中频信号由引脚3输出,由455kHz 陶瓷滤波器选频,再经引脚5送入MC3372的限幅放大器进行高增益放大,限幅放大级是整个电路的主要增益级。

引脚8的外接元件组成455kHz 鉴频谐振回路,经放大后的第二中频信号在内部进行鉴频解调,并经一级音频电压放大后由引脚9输出音频信号,送往后级的功率放大电路。

引脚12~引脚15为载频检测和电子开关电路,通过外接少量的元件即可构成载频检测电路,用于调频接收机的静噪控制。

MC3372内部还置有一级滤波信号放大级,加上少量的外接元件可组成有源选频电路,为载频检测电路提供信号,该滤波器引脚10为输入端,引脚11为输出端。

引脚6和引脚7连接第二中放级的退耦电容。

图2.2 MC3372的调频接收机电原理图
四. 调频接收机制作与调试
1.印制电路板制作
按印制电路板设计要求,设计MC3372的调频接收机电路的印制电路板图,一个参考设计[51]
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如图 2.3所示。

印制电路板制作过程请参考“全国大学生电子设计竞赛技能训练”一书。

注意:MC3372有DIP-16、TSSOP-16或者SO-16三种封装形式。

(a )元器件布局图
(b )印制电路板图
图2.3 MC3371 10.7MHz 应用电路印制电路板图
2.元件焊接
按图2.3(a )所示,将元器件逐个焊接在印制电路板上,元件引脚要尽量的短。

U 1最好采用
插座安装,插座的缺口标记与印制电路板相应标记对准,注意不要装反。

集成电路插入插座时也要注意不要插反。

元件焊接方法与要求请参考“全国大学生电子设计竞赛技能训练”一书有关章节。

3.调试
装配完毕后,检测引脚端3、7和9,应有图2.4所示波形。

参数测量方法请参考“全国大学生电子设计竞赛技能训练”一书有关章节。

(a)引脚端3的波形(b)引脚端7的波形
(c)引脚端9滤波前的波形(d)引脚端9滤波后的波形
图2.4 引脚端3、7和9引脚端的波形图
五. 实验报告
1. 完成规定的实验内容。

2. 总结实验结果,完成实验报告。

六.说明
1. 接收机需要的音频和数字解码等外围电路需要学生自己设计。

2. 制作过程可以在实验室、创新实验室等地完成。

3. 实验一与实验二联调,构成一个无线电语音(或者数据)收发系统。

4. 如果器材采购困难,可以更换器件型号或者采用模块完成实验。

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