1、主要内容利用集成电路接收机设计基本的点频(调频)接收机电路。
通过本次电路设计，掌握调频接收机电路的设计及调试方法，了解集成电路单片接收机的性能及应用，进而加深对高频电子线路课程理论知识的理解，训练、提高电路设计及电子实践能力。
2、基本要求利用集成电路接收机设计基本的点频(调频)接收机电路。
电路的技术指标为： (1) 工作频率 6.5MHz s f =； (2) 输出功率0.3W o P =(8L R =Ω)； (3) 中频10.7MHz I f =； (4) 灵敏度10μV 。
3、主要参考资料[1] 阳昌汉. 高频电子线路. 哈尔滨：高等教育出版社，2006.[2] 张肃文，陆兆雄. 高频电子线路(第三版). 北京：高等教育出版社，1993. [3] 谢自美. 电子线路设计·实验·测试. 武汉：华中科技大学出版社，2000. [4] 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计. 北京：电子工业出版社，2002.完成期限 2月28日-3月4日 指导教师 专业负责人2011 年 2 月 25 日调频接收机设计报告一、 电路原理1、 电路原理及用途调频接收机的工作原理图1 组成框图一般调频接收机的组成框图如图一所示。
其工作原理是：天线接受到的高频信号，经输入调谐回路选频为fS，进入混频器。
第一本机振荡器输出的高频信号f 1亦进入第一混频器，则混频级的输出为含有fS、f1、（fS+ f1）、（fS–f1）等频率分量的信号。
混频器的输出接滤波器电路，选出第一中频信号f3= f1–fS, f3与第二本机振荡器输出的高频信号f2进入第二混频器，第二混频器的输出信号的频率成分有f3、f2、f2+ f3、f2- f3、滤波器选出第二中频信号，再经中频放大器放大，获得足够高增益，然后鉴频器解调出低频调制信号fΩ，由低频功放级放大，驱动扬声器。
从天线接收到的高频信号fS ，经过混频、滤波成为固定中频 fI =f1–fS的接受机，称为超外差式接受机。
这种接收机的灵敏度较高，比较性较好，性能也比较稳定。
2．主要技术指标调频接收机的主要技术指标有：1．工作频率范围接收机可以接受到的无线电波的频率范围称为接收机的工作频率范围或波段覆盖。
接收机的工作频率必须与发射机的工作频率相对应。
如调频广播收音机的频率范围为88～108MH，是因为调频广播收音机的工作范围也为88～108MHz 2．灵敏度接收机接收微弱信号的能力称为灵敏度，通常用输入信号电压的大小来表示，接收的输入信号越小，灵敏度越高。
调频广播收音机的灵敏度一般为10uV。
3．选择性接收机从各种信号和干扰中选出所需信号（或衰减不需要的信号）的能力称为选择性，单位用dB（分贝）表示dB数越高，选择性越好。
调频收音机的中频干扰应大于50dB。
4．频率特性接收机的频率响应范围称为频率特性或通频带。
调频机的通频带一般为200KHz。
5．输出功率接收机的负载输出的最大不失真（或非线性失真系数为给定值时）功率称为输出功率。
图二高频功率放大电路共射级接法的晶体管高频小信号放大器如上图所示。
它不仅要放大高频信号，而且还要有一定的选频作用，因此晶体管的负载为LC并联谐振回路。
在高频情况下，晶体管本身的极间电容及连接导线的分布参数等会影响的频率和相位。
晶体管的静态工作点由电阻RA2,RA3,RA4及RA6决定，其计算方法与低频单管放大器相同。
从天线ANTA1接收到的高频信号经过CA1、CCA1、LA1组成的选频回路，选取信号为fs=10.7MHZ的有用信号，经晶体管QA1进行放大，由CA3、TA1初级组成的调谐回路，进一步滤除无用信号，将有用信号经变压器和CB1耦合进入MC3361。
2.混频电路因为中频比外来信号频率低且固定不变，中频放大器容易获得比较大的增益，从而提高收音机的灵敏度。
在较低而又固定的中频上，还可以用较复杂的回路系统或滤波器进行选频。
它们具有接近理想矩形的选择性曲线，因此有较高的邻道选择性。
如果器件仅实现变频，振荡信号由其它器件产生则称之为混频器。
图三（a）二极管环形混频电路原理电路VSVS图三（b）二极管环形混频电路等效电路四个二极管组成平衡电路如上图所示。
构成的二极管环形混频电路中，各二极管均工作在受参考信号控制的开关的状态，它是另一类开关工作的乘法器。
二极管双平衡组件用作双边带调制电路时，由于变压器的低频响应差，调制信号一般必须加到 I 端口，载波信号加到 R 端口，所需双边带信号从 L 端取出。
二极管环形混频器产品已形成完整的系列，它用保证二极管开关工作所需本振功率电平的高低进行分类，其中常用的是 L evel 7 ， L evel 17 ，L evel 23 三种系列，它们所需的本振功率分别为 7dBm(5mW) ， 17dBm(50mW) 和 23dBm(200mW) ，显然，本振功率电平越高，相应的 1dB 压缩电平也就越高，混频器的动态范围也就越大。
对应于上述三种系列， 1dB 压缩电平所对应的最大输入信号功率分别为1dBm(1.25mW) 、10dBm(10mW) 、15dBm(32mW) 。
二极管环形混频器具有工作频带宽（从几十千赫到几千兆赫）、噪声系数低（约 6dB ）、混频失真小、动态范围大等优点。
二极管环形混频器的主要缺点是没有混频增益，端口之间的隔离度较低，其中 L 端口到 R 端口的隔离度一般小于 40dB ，且随着工作频率的提高而下降。
实验表明，工作频率提高一倍，隔离度下降 5dB 。
具有如下特点：a 、结构上四个二极管接成环形。
作为混频时，环形的两个对角端AB 和CD 通过变压器接入本振信号VL 和有用信号VS 。
b 、如果电路平衡,则各端口是相互隔离的,即L 端口的本振信号不会通到R 端,R 端口的有用信号不会窜入L 端,有用信号和本振信号均不会通到I 端。
c 、有增益,存在损耗.作为混频器时,混频损耗的理论值为4dBd 、为调幅器时,考虑到高频变压器的低频频率特性差的缺点,调制信号改从端口输入,载波信号从端口输入,,从端输出振幅调制信号。
3.中频放大电路中频放大电路的任务是把变频得到的中频信号加以放大，然后送到检波器检波。
中频放大电路对超外差收音机的灵敏度、选择性和通频带等性能指标起着极其重要的作用。
下图（a ）是LC 单调谐中频放大电路，图（b ）为它的交流等效电路。
图中B 1、B 2为中频变压器，它们分别与C 1、C 2组成输入和输出选频网络，同时还起阻抗变换的作用，因此，中频变压器是中放电路的关键元件。
中频变压器的初级线圈与电容组成LC 并联谐振回路，由于并联谐振回路对诣振频率的信号阻抗很大，对非谐振频率的信号阻抗较小。
所以中频信号在中频变压器的初级线圈上产生很大的压降，并且耦合到下一级放大，对非谐振频率信号压降很小，几乎被短路（通常说它只能通过中频信号），从而完成选频作用，提高了接收机的选择性。
由LC 调谐回路特性知，中频选频回路的通频带B ＝f 2- f 1＝fd/QL ，式中Q L 是回路的有载品质因数。
Q L 值愈高，选择性愈好，通频带愈窄；反之,通频带愈宽，选择性愈差。
中频变压器的另一作用是阻抗变换。
因为晶体管共射极电路输入阻抗低，输出阻抗高，所以一般用变压器耦合，使前后级之间实现阻抗匹配。
一般收音机采用两级中放，有3个中频变压器（常称中周）。
第一个中频变压器要求有较好的选择性，第二个中频变压器要求有适当的通频带和选择性，第三个中频变压器要求有足够的通频带和电压传输系数，由于各中频变压器的要求不同，匝数比不一样，通常磁帽用不同颜色标志，以示区别，所以不能互换使用。
图四（a ）中频放大电路图四（b）中频等效电路4.鉴频电路下图是回路鉴频器的原理图。
它是由三个调谐回路组成的调频-调幅调频变换电路和上下对称的两个振幅检波器组成。
第一类是调频-调幅调频变换型。
这种类型是先通过线性网络把等幅调频波变换成振幅与调频波瞬时频率成正比的调幅调频波,然后用振幅检波器进行振幅检波。
第二类是相移乘法鉴频型。
这种类型是将调频波经过移相电路变成调相调频波,其相位的变化正好与调频波瞬时频率的变化成线性关系,然后将调相调频波与原调频波进行相位比较,通过低通滤波器取出解调信号。
因为相位比较器通常用乘法器组成,所以称为相移乘法鉴频。
第三类是脉冲均值型。
这种类型是把调频信号通过过零比较器变换成重复频率与调频信号瞬时频率相等的单极性等幅脉冲序列,然后通过低通滤波器取出脉冲序列的平均值,这就恢复出与瞬时频率变化成正比的信号。
下图是双失谐回路鉴频器的原理图。
它是由三个调谐回路组成的调频-调幅调频变换电路和上下对称的两个振幅检波器组成。
初级回路谐振于调频信号的中心频率 ,其通带较宽。
次级两个回路的谐振频率分别Ｗ01 、Ｗ02 ,并。
使Ｗ01 、Ｗ图五双失谐回路鉴频器的原理图下图是双失谐回路鉴频器的幅频特性,其中实线表示第一个回路的幅频特性,虚线表示第二个回路的幅频特性,这两个幅频特性对于Ｗc 是对称的。
当输入调频信号的频率为Ｗc 时,两个次级回路输出电压幅度相等,经检波后输出电压Ｕ0 = Ｕ01 - Ｕ02。
当输入调频信号的频率由Ｗc向升高的方向偏离时, Ｌ2Ｃ2回路输出电压大,而Ｌ1Ｃ1 回路输出电压小,则经检波后Ｕ01 <Ｕ02 ,则Ｕ0 = Ｕ01 - Ｕ02 < 0。
当输入调频波信号的频率由Ｗc向降低方向偏离时, Ｌ1Ｃ1回路输出电压大, Ｌ2Ｃ2回路输出电压小,经检波后Ｕ01 >Ｕ02 ,则Ｕ0 = Ｕ01 - Ｕ02 > 0 。
2、电路工作状态或元件参数的确定1)设置静态工作点由于放大器工作在小信号放大状态，而且有下式：U BQ =Rb1/(Rb1+Rb2)VCCI EQ =(UBQ-UBEQ)/Re=ICQU CEQ =Vcc-ICQ(Rc+Re)IBQ=ICQ/β取晶体管的静态工作点：IEQ=1.5mAUEQ=3VUCEQ=9V则RE =UEQ/IE=1.5KΩ则RA6=1.5kΩ取流过RA3的电流基极电流的7倍，则有：RA3=UBQ /7IBQ=17.6K取18KΩ则RA2+WA1=(12-3.7)/3.7*18=40K则取RA2=5.1K WA1选用50K的可调电阻以调整静态工作点 2）计算谐振回路参数其中 gbe ={IE}mA/26βS=1.15mSGm ={IE}mA/26S=58mSYie= (gbe+jwcbe)/[1+rbe(gbe+jwcbe)] =1.373*10-3S+j2.88*10-3S则有 gie =1.373ms rie=1/gie=728ΩCie=2.88mS/w=22.5pFY oe =(jwcbbcbcgm)/[1+rbb(gbe+jwcbe)]+jwcbe=0.216mS+j1.37mS则有 goe =0.216mS coe=1.37mS/w=10.2pF计算回路总电容CΣCΣ=1/(2πf0)2L=1/[(2*3.14*10.7*106)2*1.8*10-6] =123pFC=CΣ-p12Coe-p22Cie=120-0.432*22.5-10.2=119pF则有 CA3=119pF 取标称值120pF3）确定耦合电容及高频滤波电容高频电路中的耦合电容及滤波电容一般选取体积较小的瓷片电容，现取耦合电容CA2=0.001uF，旁路电容CA4=0.1uF,滤波电容CA5=0.1uF电压增益：A V0=-u/ui=-p1p2yfe/gΣ=-p1p2yfe/p12goe+p22gie+G=(N2=-N1)dB通频带：BW=2Δf0.7=f/QL放大器的选择性：K r0.1=B0.1/B0.73、仿真及仿真结果分析利用模拟示波器测试混频输出信号4设计电路的性能评测输入数据，经过仿真后，得到设计要求的技术指标：达到了能够恢复调制发射机的原始信号，对其进行调制三、结论及心得体会在拿到设计题目后的几天里，查阅了图书馆，书店，和internet网，查阅了大量的调频接收机设计的资料，并且整理了它们。