宽带中频放大电路的设计

课程设计说明书第I页宽带中频放大电路的设计摘要现在科技发展日新月异的时代，尤其是电子产品更新更是迅速，要制作一个应用性比较好的电子产品就离不开高频电路。对于我们所学的通信和电信专业，在高频电子线路方面应用最广泛的是调频接收机，对于我们这次课程设计，我做的是宽带中频放大电路的设计，即是调频接收机中的一部分，随着科学技术的发展，出现了超外差方式的调频接收机。在超外差式调频接收机的设计过程中，应将其分为高频放大、混频、本振、中放、限幅、鉴频、低频放大七个部分。整个电路的设计包括超外差方式的框图和原理的介绍，中频放大器的组成和作用以及整个电路的输入级、两级中放和输出级原理和电路分析。在应用方面，超外差方式的接收机对于电子产品的性能提高和单片机集成有更重要的作用。关键词：调频接收机，超外差，中频放大器课程设计说明书第II页目录1绪论........................................................................................................................12超外差方式................................................................................................................12.1工作原理................................................................................................................................12.2电路方框图............................................................................................................................23中频放大器的组成和作用......................................................................................43.1电路组成................................................................................................................................43.2中频放大器最主要的作用....................................................................................................44中频放大器原理及电路............................................................................................44.1电路原理框图........................................................................................................................44.2电路分析................................................................................................................................54.2.1输入级.....................................................................................................................54.2.2中间级第一级：双调谐放大器.............................................................................54.2.3中间级第二级：单调谐放大器.............................................................................84.2.4输出级...................................................................................................................105整机电路技术指标..................................................................................................106元件表......................................................................................................................11结论............................................................................................................................12致谢............................................................................................................................13参考文献......................................................................................................................14课程设计说明书第1页1绪论随着现在社会的快速发展，人们对电子产品的要求越来越高，因而电子产品无论从制作上还是从销售上都要求很高。要制作一个应用性比较好的电子产品就离不开高频电路。通信技术在我们的生活中广泛应用，而我所学的是电子信息工程，有一部分涉及的是通信技术，对于这次设计，在应用最广泛的是调频接收机，随着科学技术的发展，出现了超外差方式的调频接收机。在超外差式调频接收机的设计过程中，应将其分为高频放大、混频、本振、中放、限幅、鉴频、低频放大七个部分。整个电路的设计必须注意几个方面，尤其是中频放大电器是一个接收机中一个重要器件，中频放大器由于工作频段较低而且固定，其性能可以做得很好，从而达到满意的接收效果。对中频放大器电路的主要要求是工作稳定，失真小，增益高，选择性好，有足够宽的通频带。由此在中间级用双调谐放大器对宽频带放大电路进行展宽，也就是提高上限截止频率。通过课程设计，使我们加强对高频电子技术电路的中频放大电路的理解，学会查寻资料﹑方案比较，以及设计计算等环节。进一步提高分析解决实际问题的能力，给我们创造一个动脑动手﹑独立开展电路实验的机会，锻炼分析﹑解决高频电子电路问题的实际本领，真正实现由课本知识向实际能力的转化；通过典型电路的设计与制作，加深对基本原理的了解，增强学生的实践能力。2超外差方式2.1工作原理所谓超外差，是指将所要接收的电台在调谐电路里调好以后，经过电路本身的作用，就变成另外一个预先确定好的频率，然后再进行放大和检波。这个固定的频率，是由差频的作用产生的。如果我们在收音机内制造一个振荡电波(通常称为本机振荡)，使它和外来高频调幅信号同时送到一个晶体管内混合，这种工作叫混频。由于晶体管的非线性作用导致混频的结果就会产生一个新的频率，这就是外差作用。采用了这种电路的接收机叫外差式收音机，混频和振荡的工作，合称变频。超外差式调频接收机，应将其分为高频放大、混频、本振、中放、限幅、鉴频、低频放大七个部分。整个电路的设计必须注意几个方面。选择性好的级，应尽可能靠近前面，因在干扰及信号都不大的地方把干扰抑制下去，效果最好。课程设计说明书第2页如干扰及信号很大，则由于晶体管的非线性，将产生严重的组合频率及其他非线性失真，这时滤除杂波比较困难。为此，在高级接收机中，输入电路常采用复杂的高选择电路。为了使混频和本振分别调到最佳状态，要采用单独的本振。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。2.2电路方框图以下是超外差接收机的方框图，如图1所示输入调谐回路VV1高频放大混频中频放大鉴频低频功放扬声器本机振荡天线V1V2V7V5V6V4图1超外差接收机框图从天线收到的微弱高频信号V1先经过一级或几级高频小信号放大器（这部分往往也可以省略不用）放大为V2。然后送到混频器与本地振荡器所产生的等幅振荡电压V3相混合，所得到的输出电压V4包络线形状不变，仍与原来的信号小型相似，但载波频率则转换为V2与V3两个高频频率之差（或和）。这中做中频。中频电压V4再经中频放大器放大为V5，送入检波器，得检波输出电压V6。课程设计说明书第3页最后V6再经中频放大器放大为V7，送到扬声器（或耳机）中转变为声音信号。根据此次课程设计的要求，超外差式调频接收机，整个电路由六部分组成，分别为高频放大、混频、本振、中放、鉴频、低频放大。（1）高频放大器：高频放大器是用来放大高频信号的器件。根据高放的对象是载频信号这一情况，一般采用管子做放大器件，而且并联谐振回路作为负载，让信号谐振在信号载频（若有边频分量，便要设计回路的通频带能通过边频，使已调信号不失真）。这样做的好处是：1）回路谐振能抑制干扰；2）并联回路谐振时，其阻抗很大，从而可输出很大的信号。（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，在调频电路中，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，可以用相乘器和低通滤波器来实现。（3）本振电路：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。（4）放大电路：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）鉴频器：在鉴频器部分，采用比例鉴频器，普通鉴