基于MC1496的调幅接收机设计的文献综述

毕业设计（论文）文献综述院系：光电与通信学院年级专业：09电子信息工程姓名：林剑杭学号：0906012211题目名称：调幅接收机的设计与实现指导老师评语：指导教师签名：年月日调幅接收机设计的文献综述【内容摘要】：调幅接收机是一种常用的广播通信工具,有多种制作形式。例如超外差式调幅接收机和点频调幅接收机。本文主要介绍点频调幅接收机的电路设计与调试方法.此种调幅接收机主要有五部分组成,输入回路,高频放大,本机振荡,解调和音频放大.输入回路是选择接收信号的部分,需要调谐于接收机的工作频率;高频放大是将输入信号进行放大,同样需要调谐于接收机的工作频率;解调是将已调信号还原成低频信号;本机振荡则是为解调器提供与输入信号载波同频的信号;最后的音频功放则是将声音信号放大。【关键词】：放大器MC1496芯片运放调幅接收机一、课题研究背景信息传递是人类社会生活的重要内容，没有通信，人类社会是不可想象的，从故到今的烽火到亟待的旗语，都是人们寻找快速远距离的通信手段.近年来，电子工业发展非常惊人，当然这些进步都成了人类生活不可缺少的东西，1937年莫尔斯发明的有线电报开创了利用电传递信息的新时代。1876年贝尔发明的d电话已成为我们日常生活中通信的重要工具，1918年，调幅无线广播条幅接收机问世，1936年，商业电视广播开播,伴随着人类的文明、社会的进步和科学技术的发展，电信技术也是以一日千里的速度飞速发展，然而无线通信在现在的生活中更是重要，我们常用的手机，无线电话还有各种电器的遥控器等，大到航天小到小孩玩具都离不开发射和接收设备。调频与调幅是目前应用最广的两种发送接收方式，随着社会发展调幅方式越来越成为现代设备的必要工作方式[1]。研究关于调幅接收机的设计，过去，全部的调谐系统都是人工操作，即采用机械调谐可变电容器或者调整线圈中的磁芯来活得所需的谐振频率。这种机械调谐的方法要求机器复杂的机械装置，而且在整个设备中占据相当大的空间。而目前调频式或调幅式接收机，一般都采用超外差式，它具有灵敏度高、工作稳定、选择性好及失真度小等优点[2]。本课题的研究目的是提供一种可以便捷调幅，并巩固已学的理论知识，能够使我们建立接收机的整机概念，了解接收机整机各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算接收机的各个单元电路：高频放大级、主振级、中放级、检波级及音频放大器的参数设计、元器件选择、电路的焊装与调试。初步掌握小型调幅波接收机的调整及测试方法[3]。二、基本原理及实现方法2.1超外差式调幅接收机的原理框图天线接收到高频信号经输入回路送至高频放大器,输入回路选择接收机工作频率范围内的信号,高频放大电路将输入信号放大后送至混频电路。本振信号是频率可变的信号源,外差式接收机本振信号的频率f0与接收信号的频率fs之和为固定中频fi,内差式接收机本振信号频率f0与接收信号的频率fs之差为固定中频fi。本振输出也送至混频电路,混频输出为含有fs,f0,f0+fs,f0-fs频率成分的信号。中频放大器放大频率为中频fi的信号,中频放大器输出送至解调电输入回路高放混频中频放大AGC2本机振荡AGC1解调音频放大路。解调器输出为低频信号,低频功放电路将解调的后的低频信号进行功率放大,推动扬声器工作或推动控制器工作。自动增益控制电路AGC1,AGC2产生控制信号,控制高频放大级及中频放大级的增益。2.2点频调幅接收机的原理框图天线接收到的信号传到输入回路,输入回路用来选择接收到的信号。并且输入回路应该调谐于接收机的工作频率。被选择后的信号传到高频放大器部分,经过选频放大。并且选频回路同样要调谐于接收机的工作频率。经过高频放大后的信号传到由模拟乘法器构成的解调电路,将已调信号还原成低频信号。由于模拟乘法器用作检波时必须有一与接收信号同频的本振信号,因此用本机振荡来提供与输入信号载波同频的信号。经过解调后的低频信号传入音频放大器电路,放大后再传到扬声器,发出声音。2.3最终方案的选取综合比较两种方案可知,点频调幅接收机明显较超外差式调幅接收机简单,对于课程设计的可行性来说,优选点频调幅接收机。在超外差式调幅接收机中,输入回路高频放大解调音频放大本机振荡要采用两个自动增益控制器。接收机利用接收信号中的载波控制其增益以保证输出电平信号恒定的能力称为自动控制能力。在课程设计中采用自动增益故意控制电路,我们能够做到的精度有限,很可能影响最后的总体结果。2.4天线回路的设计天线在无线电通信技术中是起到发射或接收电磁波的作用，天线性能的优良与否，往往在无线通信中起到事半功倍的作用。从原理上讲，发射天线和接收天线是互易的，但在实际应用中还是有差别的。一副在某一段频率上发射性能优良的天线，一定也是在该段频率上接收性能优良的接收天线，但随便一条能接收的天线，却不一定也是优良的发射天线。一般来说（除了发射和接收共用的天线），发射天线为了突出和强调发射效果，往往采用谐振天线（窄带天线），而接收天线却往往采用非谐振天线（宽带天线），即使接收天线回路在某些频率上存在谐振，但天线回路衡量谐振程度的品质因数（Q值）还是比较低的，这样的天线基本上可以看成是非谐振天线。如果用想同一条天线来完成全波段接收，包括V/U波段，甚至到1G以上频率的接收，最好是选择一些厂家经过专门设计的宽带天线，有些宽带天线可以工作在500kHz-1500MHz的频率范围内，但宽带天线（非谐振天线）接收弱信号的效果总是不如窄带天线（谐振天线）。2.5高频放大部分电路的设计高频小信号放大电路的稳定性是一项重要的指标，单管共发射极放大电路用作高频放大器时，晶体管反相传输导纳对放大器输入导纳的作用，会引起放大器工作不稳定。当放大器采用下面所示的共射-共基级联放大器时，共基电路的特点是输入阻抗很低输出阻抗很高，当它和共射电路连接时相当于放大器的负载导纳很大，此时放大器的输入导纳晶体管内部的反馈影响相应减小，甚至可以不考虑内部反馈的影响。在对电路进行定量分析时，可以把两个级联晶体管看做一个复合管。这个复合管的导纳参数由（y参数）由两个晶体管的电压，电流和y参数决定。一般选用同型号的晶体管作为复合管，那么他们的导纳参数可以认为是相同的，只要知道这个复合管的等效导纳参数，就可以把这类放大器看成一般的共射级放大器。经过y参数的理论计算分析知，级联放大器的增益计算方法和单管共射电路的增益计算方法相同，但是稳定性却大大提高。2.6本机振荡电路的设计本机振荡即正弦波振荡器，产生频率为f的等幅振荡信号。其振荡信号与输入信号载波同频。振荡信号要输入解调器。2.7解调电路的设计检波即调幅波的解调，从输入的调幅波中还原调制信号。可见，检波器是调幅接收机的核心电路，衡量它性能的指标主要有检波效率、检波失真、等效输入电阻等。为了了解解调，我们首先来看调制的过过程。调幅就是用低频调制信号去控制高频振荡（载波）的幅度，使高频振荡的振幅按调制信号的规律变化。把调制信号和载波同时加到一个非线性元件上(例如晶体二极管或晶体三体管)，经过非线性变换电路，就可以产生新的频率成分，再利用一定带宽的谐振回路选出所需的频率成分就可实现调幅。幅度调制信号按其不同频谱结构分为普通调幅（AM）信号，抑制载波的双边带（DSB）信号，抑制载波和一个边带的单边带（SSB）信号。解调时可以用同步检波或者包络检波。利用模拟乘法器的相乘原理，实现同步检波是很方便的，其工作原理如下：在乘法器的一个输入端输入抑制载波的双边带信号()coscosssmcvtVtt，另一输入端输入同步信号（即载波信号）()cosccmcvtVt，经乘法器相乘，可得到输出信号：上式中第一项是所需要的低频调制信号分量，后两项是高频分量，可用滤波器滤掉，从而实现了双边带信号的解调。()()()11coscos(2)241cos(2)4oEscEcmsmEcmsmcEcmsmcvtKvtvtKVVtKVVtKVVt1()cos()2ssmcvtVt若输入信号为单边带振幅调制信号，即，则乘法器输出的输出：上式中第一项是所需要的低频调制信号分量，后两项是高频分量，也可用滤波器滤掉。如果输入信号()svt为有载波振幅调制信号，同步信号为载波信号()cvt,利用乘法器的相乘原理同样能够实现解调。设()(1cos)cosssmcvtVmtt，()cosccmcvtVt，则输出电压：（条件：26,xcysVVmVvv为大信号）上式中第一项是直流分量；第二项是所需要的低频调制信号分量，后面三项是高频分量，用隔直电容及滤波器可滤掉直流分量和高频分量，从而实现有载波振幅调制信号的解调。2.8音频放大部分电路的设计音频功率放大器是调幅接收机的最后部分,用来将解调后的低频的微弱的语音信号进行功率放大，给扬声器提供一定的输出功率。当负载一定时希望输出功率尽可能的大，输出信号的非线性失真尽可能的小，效率尽可能的高.功放的常见电路形式有OTL电路和OCL电路。有用集成运算放大器和晶体管组成的电路也有用专用集成电路的功放.本次课程设计中采用的是集成运放组成的功放。集成运算放大器是一种线性集成电路，使用起来较为方便。三、总结与展望1()()()cos()cos211coscos(2)44oEsmcmccEcmsmEcmsmcvtKvtvtttKVVtKVVt()()()111coscos224211cos(2)cos(2)44oEscEcmsmEcmsmEcmsmcEcmsmcEcmsmcvtKvtvtKVVKmVVtKVVtKmVVtKmVVt随着电子产品的发展，晶体管收音机有所减少，集成电路逐渐成为主流模块用来制作收音。同时在收音机装调的基础上，掌握一些维修方法，利用所学的电子技术知识，通过改变收音机电路，增加收音机功能，培养自己创造性思维的能力。作为一个电子方面的大学生，在今后的工作中难免需要很强的实践动手能力，所以这次课程设计实践对我来说是很值得珍惜的好机会。这次课程设计，虽然短暂，但却给了我一次自主设计电路的机会。在设计过程中，以前书本上的内容第一次完完全全的在实际中实现，并且遇到了书本中不曾学到的情况。未来随着科学技术的不断发展，对无线的要求要必将越来越严格。因此高精度的设计也就越显重要。参考文献[1]谢自美主编,电子线路设计、实验、测试,华中科技大学出版社[2]刘泉主编,通信电子线路,武汉理工大学出版社[3]杨翠娥主编,高频电子线路实验与课程设计,哈尔滨工程大学出版社[4]张肃文主编,高频电子线路,高等教育出版社