1、調頻收音機設計仿真報告資料調頻收音機設計仿真報告資料調頻收音機設計仿真報告資料適用文檔一、緒論調頻收音機（FMRadio）不論過去還是此刻向來在人們的生活娛樂中據有特別重要的地位。從老式的晶體管收音機到今日的網絡收音機，說明經過廣播享受生活向來是人們喜愛的生活方式。聽收音機和看電視相同，能夠增加好多知識，并且像有聲小說這樣的讀物在電視里是聽不到的，并且此刻廣播的發展速度也很快，曲藝、歌曲、體育、文藝、談論等等，能夠說應有盡有。當前調頻式或調幅式收音機，一般都采納超外差式，因為它有以下長處：因為變頻后為固定的中頻，頻次比較低，簡單獲取比較大的放大批，所以收音機的矯捷度能夠做得很高。因為外來高頻信

2、號都變為了一種固定的中頻，這樣就簡單解決不一樣電臺信號放大不均勻的問題。因為采納差頻作用，外來信號一定和振蕩信號相差為預約的中頻才能進入電路，并且選頻回路、中頻放大諧振回路又是一個優秀的濾波器，其余攪亂信號就被克制了，從而提高了選擇性。可是超外差式電路也有不足之處，會出現鏡頻攪亂和中頻攪亂，這二個攪亂是超外差式收音機所獨有的攪亂。這在設計電路和調試時應該想法減少這些影響。本次課程設計的任務是設計并制作一個調頻收音機，使收音機的調頻部分實現88MHz108MHz調頻廣播接收；并且達成電路設計，有關參數計算；達成各模塊仿真，并供應仿真報告；達成印刷電路板設計、制作及安裝調試。本次設計采納的是“高頻

3、放大、本振電路、混頻、中頻放大、鑒頻及低頻放大電路”的電路單元，其整機擁有矯捷度高、工作穩固、選擇性好及失真度小、噪聲小等長處；且外頭電路元件較少，合適自己著手焊接裝置，以達到學習和實踐相結合的目的。二、設計方案主要技術指標（1）工作頻次范圍：收音機接收到的無線電波的頻次范圍成為收音機的工作頻次，在整個接收的范圍內滿足主要的性能指標，工作頻次一定和發射機的頻次相對應。調頻廣播收音機的頻次范圍為88-108MHz，因為調頻廣播發射機的頻次一般為88-108MHz。中屢次率為465kHz。（2）矯捷度：收音機接收輕微信號的能力稱為矯捷度，一般用輸入電壓來表示。能夠接受的信號越小，矯捷度就越高。一般

4、生活中調頻收音機的矯捷度為5-30uV。（3）選擇性：收音機從各樣攪亂信號中選出所需要的信號或衰減不要的信號的能力稱為選擇性，單位用dB表示。dB數越高選擇性越好。調頻收音機的中頻攪亂大于50dB。（4）通頻帶：收音機的頻次響應范圍稱為通頻帶。調頻收音機的通頻帶一般為200kHz。（5）輸出功率：收音機的負載輸出最大不失真功率稱為不失真功率。輸出功率應該不小于100mW。設計方案文案大全適用文檔（1）方案論證與設計調頻收音機主要由天線、高頻放大、本振、混頻、中頻放大、鑒頻、低頻放大和揚聲器幾個模塊構成。本設計利用三極管的放大特征進行信號的放大，再通過并聯諧振選頻網絡進行頻次的選擇。采納分級設計

5、的方式進行各個模塊的設計。為防范前后級電路的攪亂，影響，可在兩級之間加射極跟從器或許采納電感耦合的方式將前后級間隔，減少后級電路對前級電路的影響。（2）系統原理框圖天線88108MHz10.7MHz喇叭高頻放大混頻中頻放大鑒頻低頻放大本振電路98.7118.7MHz（3）工作原理介紹調頻（FM）收音機由輸入回路、高放回路、本振回路、混頻回路、中放回路、鑒頻回路和音頻（低頻）功率放大器構成。高頻放大后信號與當地振蕩電路產生的本振信號進行混頻，混頻后輸出，再將混頻信號由中頻回路進行選擇，提取以中頻10.7MHz為載波的調頻波。該中頻選擇回路由10.7MHz濾波器構成。中頻調制波經中放電路進行中頻放

6、大，而后進行鑒頻獲取音頻信號，經功率放大輸出，耦合到揚聲器，復原為聲音。（4）整體電路圖文案大全適用文檔所需元件清單以下表元器件名稱型號數目/個10k55k2電阻3k42k11k5電位器104（100k可調）1可調電感1220uH2電感0.1uH110mH31pF3電容18pF1150pF210uF12可調電容3/10pF1陶瓷鑒頻器J10.7MC11純銅收音機拉桿天線全長762mm,四節1三極管S90146喇叭（揚聲器）Realplay小喇叭揚1聲器直徑4CM文案大全適用文檔電池座可裝兩節五號電池1電池5號（1.5V）2三、各單元電路設計高頻小信號放大電路晶體管高頻小信號放大器不但要放大高頻

7、信號，并且還要有必定的選頻、濾波作用，所以晶體管的負載應為LC并聯諧振回路。在高頻狀況下，晶體管自己的極間電容及連結導線的分布參數等會影響的頻次和相位。同時關于此高放，還應滿足一下三點要求要求：1）工作穩固。2）選擇性好，即有必定的通頻帶。3）失真小，增益高，且工作頻次變化時增益變動不該過大。高頻小信號諧振放大電路主要由晶體管、負載、輸入信號和直流電源等部分電路構成。晶體管基極正偏，工作在甲類，負載為LC并聯諧振回路。該放大電路能夠對輸入的高頻小信號進行反向放大。此中0=12?=88108?，下邊以88MHz為例，進行仿真。L1V1Rb1C43V3k2.85uH1pFKey=A100%IO1C

8、1Q110uF2N2369V21.41mVFM88MHz50kHzRb2Re1C310k1k10uFXSC1ExtTrig+_B_+_靜態工作點設置以下：文案大全適用文檔VCC3VRb13kQ12N2369Rb210kRe11k選頻網絡以以下圖所示:此中電容C=0.1uH，電感為2.85uH的可調電感，兩者并聯，構成并聯諧振網絡。仿真結果及分析文案大全適用文檔由仿真結果可得電壓增益A=26.119/1.373=19.02,滿足放大倍數大于10的要求。經過光譜分析儀可得，其輸出中心頻次位于88.397MHz處。本振電路本次設計采納西勒電路作為本振電路。西勒電路主要特色就是在回路電感L兩頭并聯了一

9、個可變電容C4，而C3為固定值的電容器，且滿足C1、C2遠大于C3，C1、C2遠大于C4。回路的總等效電容為所以，振蕩頻次為在西勒電路中，因為C4與L并聯，所以C4的大小不影響回路的接入系數。假如C3固定，經過變化C4來改變振蕩頻次，則RL在振蕩頻次變化時基本保持不變，從而使輸出振幅穩固。此種振蕩器的長處是：較易起振，振蕩頻次也較為穩固，波形失真較小，當參數設置合適時，其頻次覆蓋系數較大，因此采納此電路進行電路設計關于一般小功率自動穩幅LC振蕩器，靜態工作點要遠離飽和區，湊近截止區，以獲取較大的輸出阻抗。一般依據詳細電路和電源電壓大小集電極電流一般取14mA,在實質偏置參數選準時，在可能條件下

10、發射極偏置電阻盡可能取大一好。參數選擇主假如依據滿足振蕩頻次，滿足起振條件并有足夠的振蕩幅度和規定的頻次穩固性等要素加以考慮。若以頻穩性角度出發回路電容應取大一些，有益于減少并聯在回路上的管子極間電容等變化的影響。但C不可以過大，C過大，L會文案大全適用文檔變小，Q值會變低，振蕩幅度也會變小。為認識決頻穩和振幅的矛盾，平常用部分接入。前已談論反應系數F=C1/C2不可以過大或過小，適合1/81/2.令L=0.1uH則此中的取值范圍為98.7MHz118.7MHz，若C3=20pF，則可取C4=10pF的可變電容。因要滿足C1,C2C3,C4F=C1/C2取值為1/81/2，可取C1=400pF

11、,C2=410pF。XSC1VCCXFC1L23V123Rb110mH2kQ1C1C3IO2400pF2N236920pFCb1Rb2C410uFC215kRe1L110pF410pFKey=A70%0.1uH1.5kExtTrig+_AB+_+_文案大全適用文檔混頻電路混頻電路是一種頻次變換電路，是時變參量線性電路的一種典型應用。如一個振幅較大的振蕩電壓（使器件跨導隨此頻次的電壓作周期變化）與幅度較小的外來信號同時加到作為時變參量線性電路的器件上，則輸出端可獲得此二信號的差頻或和頻，達成變頻作用。它的功能是將已調波好的載波頻次變化換成固定的中頻載頻次。而保持其調制規律不變，也就是說它是一個線

12、性頻次譜搬電路，關于調頻波經過變頻電路后仍舊是調頻波。不過其載波頻次變化了，其調制規律是不變的。本次設計采納以下晶體管混頻電路，本振信號從射極接入，高頻信號從基極接入。所以，互相攪亂產生牽引現象的可能性小。同時，關于本振電壓來說是共基電路，其輸入阻抗較小，不易過激勵，所以振蕩波形好，失真小。這是它的長處。但需要較大的本振注入功率；可是平常所須功率也只有幾十mW，本振電路是完整能夠供應的。在集電極接選頻網絡，從中采納頻次為10.7MHz的中頻信號。因此可采納電感L=2.2uH，電容C=100pF。文案大全適用文檔XSA1VCCINTXSC13VXFC1ExtTrigL1C1123IO3_+2.2

13、uH100pFAB+_+_IO1C4R3Q11F1k2N2369C3V1V2FM20mV1F1.5Vpk88MHz50kHz98.7MHzIO20由圖可知示波器1中A、B通道分別顯示的高頻放大信號和本振信號，示波器2顯示的是混頻以后的波形。文案大全適用文檔經過變頻器混頻以后輸出的波形經過測試可知，能夠成功混頻，并能成功選出所需頻次。中頻放大電路中頻放大器主假如將混頻器輸出的信號進行大幅度提高,以滿足解調電路的需要。其主要質量指標有：電壓增益Av、通頻帶BW0.7、選擇性、噪聲系數。關于中頻放大器,不但需要獲取高的增益、好的選擇性,還要有足夠寬的通頻帶和優秀的頻次響應、大的動向范圍等。前級混頻器

14、輸出頻次為10.7MHz，在此次中頻放大過程中，應該保持其頻次不變，只對其幅值進行放大。可是為了防范攪亂頻次的影響，仍舊采納選頻網絡對其進行頻次選擇。選屢次率為10.7MHz,若電容C=1pF，則電感L=220uH。設計的中頻放大電路以以下圖：文案大全適用文檔XSC1V1ExtTrig+XFC1_ABRb13V123+_+_C4L13k1pF220uHC2IO1Q110uFC1IO2V210uF2N23691mVFM10.7MHz50kHzRb2Re1C310k1k10uF經過示波器仿真以下通道B為輸入信號，通道A為輸出信號，明顯能夠看出對輸入信號進行了幾十倍放大。這將有益于以后鑒頻電路的正常

15、工作。文案大全適用文檔經過光譜分析儀可得，此中心頻次為10.890MHz，因為輸入信號存在頻偏重量，使得結果偏離10.7MHz，可是影響不大。鑒頻電路鑒頻器的任務是從調頻信號中檢出調制信號，它包含變換部分及振幅檢波器部分。利用LC諧振回路實現振幅鑒頻，LC諧振回路構成的頻幅變換網絡將等幅的信號變換為FM-AM信號，而后利用包絡檢波電路恢復出原調制信號。因為調頻波振幅恒定，所以沒法直接用包絡檢波器解調。因為二極管峰值包絡檢波器線路簡單、性能好，能夠將等幅的調頻信號變換成振幅也隨瞬時頻次變化、既調頻又調幅的FM-AM波，也就能夠經過包絡檢波器解調此信號。設計的鑒頻電路以下：XSC1VCCExtTr

16、ig+_AB3V+_+_IO1R3R2D1C220kQ1100.1uF2N2369V1L1C1R1FM5V0.02uH4700pF5kC3R4C4R510.7MHz50kHz4700pF2kIO24700pF5k文案大全適用文檔從示波器能夠看出，本鑒頻電路實現將調頻波變為調頻+調相波，而后再進行包絡檢波，從而提拿出調制信號。從示波器波形能夠看出，能夠實現鑒頻。提取的調制重量頻次為50kHz。但考慮到所供應的元件中有10.7MHz的鑒頻器，故直接采納鑒頻器元件，同時也能夠減少偏差。低頻放大電路從鑒頻器輸出的信號一般很小，所以在輸出極一般采納低頻功率放大電路。設計低頻放大電路以下：文案大全適用文檔

17、XSC1ExtTrig+_ABV1+_+_Rb13VXFC1L1IO21233k10mHC2IO1Q110uFC1V210uF2N23691.41mVpk50kHz0Rb2Re1C310k1k10uF經過示波器仿真以下：通道A為輸出信號，通道B為輸入信號，從圖可得此低頻放大電路對輸出信號放大了近100倍，有益于驅動喇叭的正常工作。文案大全適用文檔四、PCB的設計與制作原理圖繪制將前面的各分立模塊依據高頻放大、本振、混頻、中頻放大、鑒頻以及低頻放大的次序連結即可。2.PCB繪制文案大全適用文檔3.PCB板的制作經過打孔焊接，達成PCB板的制作，本次制作的成品以下。五、測試模塊1）高頻放大，經過天

18、線接受信號，再對其進行電壓幅值放大。將輸出端接上示波器，由示波器獲取的波形以以下圖。文案大全適用文檔2）本振電路，產生98.7MHz118.7MH的正弦波振蕩信號。將其輸出端接在示波器得正極，示波器負極接地。經過示波器測得波形以下：略微有些許失真顛簸，單整體不影響電路的工作。3）混頻電路的測試，將高頻放大信號與本振信號接入到三極管的基極與發射極。經過集電極進行混頻信號的輸出。相同地，將示波器得正極接集電極，負極接地。經過示波器所得波形以下：六、總結本方案特色及存在的問題文案大全適用文檔它的弊端是，關于不一樣的頻次，接收機的矯捷度和選擇性變化叫激烈，并且矯捷度因為遇到高放不穩固的影響，不可以過高，所以此刻的接收機幾乎全部是超外差式接收機。如何進行仿真是本次課程設計的一個要點所在，只對整個系統的混頻電路進行了部分