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1、 超外差接收机设计论文 课题名称: 超外差式接收机的设计制作 专业名称： 电 子 信 息 工 程 小组成员： 指导老师： 长春工程学院摘 要超外差式接收机主要由五部分组成，先通过预选部分(包括射频部分和预选器)选择初始信号，再由混频器将射频转换成中频，提高电路性能，然后经过中频放大器放大，之后由音频检波器将信号转换为初始的源信息，最后经过音频功率放大器推动扬声器输出信号。这五个部分的组合作用实现了对信号的接收，检波，放大和输出的过程，本论文将通过介绍分析这五个部分的电路来了解超外差式接收机的工作原理，进而为其制作创造条件。关键词： 预选电路，混频器，中频放大器，检波，功率放大器Abstract
2、Specialized superheterodyne receivers type mainly by five parts, first through the primary part (including rf part and the primary) to select the initial signals, again by the mixer will convert rf intermediate frequency, improve the circuit performance, then through intermediate frequency amplifier
3、 amplification, after the audio detectors will signal conversion for initial source information, finally after audio power amplifier drive a speaker output signal. The five part of the combination between realize the signals, detection, amplification and output of the process, this paper will be thr
4、ough the introduction and analysis of the five part of the circuit to understand the work principle of specialized superheterodyne receivers, and then to make the create conditions.Keywords：Primary circuit, mixers, intermediate frequency amplifier, detection, power amplifier1 超外差式接收机的结构利用超外差式电路的接收机叫
5、做超外差式接收机，它的特点是利用电路将输入信号和本机信号放到混频器中得到可放大的中频信号，再利用其它的检波和放大及滤波电路得到质量较高的信号。超外差的实质就是将调制波不同频率的载波，变成固定的且频率较低的中频载波（简称中频）。在广播、电视、通讯领域，超外差接收方式被广泛采用，如图2.2。通过变频，将所要收听的电台的高频信号变成另外一个预先确定好的频率，然后再进行中频放大和检波。其原理图和结构框图分别如图1和图2所示。图1超外差式接收机原理图图2超外差式接收机原理框图2超外差式接收机的结构部分超外差式接收机主要由五部分组成，预选电路，混频器，中频放大器，检波，功率放大器，下面分别对其工作原理进行
6、分析。21 预选部分预选部分包括射频（RF）部分和预选器，用来选择初始信号，对其他信号加以抑制，再将初始信号送往混频器进行处理。2.1.1射频部分的作用根据灵敏度，一个电路可能没有或有多个RF放大器，其优点有：l 能扩大增益，提高灵敏度；l 能提高信噪比；l 有助于抑制镜像频率；l 提高信号选择性2.1.2 预选器电路在预选器电路中，其任务是接收广播电台发射的无线电波，并从中选择出所需电台信号。本电路选择利用串联谐振回路选频。原理图如图3所示。图中LC谐振回路是收音机输入回路，改变电容C使谐振回路固有频率f=与无线电发射频率相同，从而引起电磁共振，谐振回路两端电压最大，将该电波接收下来。其原因
7、是当串联谐振回路谐振时，有电压关系：电感端电压U=QE,电容分压U=QE，图3谐振回路 所以谐振时电容与电感两端分压比电源电压大很多倍，即为电压 22 混频电路混频电路是超外差式接收机的关键部分，此电路的质量对收音机的灵敏度和信噪比都有很大影响。它将接收的高频信号转变为中频信号，然后将其送往中频放大器。2.2.1 混频电路的原理图混频电路混频过程是将频谱线性搬移的过程，完成此功能关键是要获得两个信号的乘积，然后就可以完成所需的线性搬移功能。混频电路是超外差式接收机的关键部分，此电路的质量对收音机的灵敏度和信噪比都有很大影响。如图4是变频电路的原理图，通过三极管的非线性产生新的频率，再通过低通滤
8、波器将产生的高频分量 图4混频电路的原理图此电路是二极管平衡式混频器，具有电路简单，组合分量少，输出频谱纯净，工作频带宽等优点，经常运用于高频通信系统中。2.2.2 混频原理完成频谱线性搬移功能的关键是要获得两个输入信号的乘积，能找到这个乘积项，就可完成所需的频谱线性搬移功能。设输入到混频器中的输入已调波信号uc和本振电压uc分别为uc=Uccostcosct , uL=ULcosLt这两个信号的乘积为（设相乘系数k=1）UI=UcULcostcosctcosLt =1/2 UcULcostcos(L + c)t + cos(L-C)t如果带通滤波器的中心频率取为I =L - C，带宽为2，那
9、么乘积信号UI经带通滤波器滤除高频分量(L + C)项后，可得中频电压为 uI =1/2 UcULcostcosIt=UIcostcosIt比较uc与uI的表达式可以看出，两信号的包络成线性关系，但载波频率发生了变化。频谱由原来的c变为现在的，实现了由高频到中频的转换，即为混频过程。2.2.3 混频电路的干扰问题在接受机中，加在混频器输入端除有用的输入信号外往往还有多个干扰信号。常见的干扰有有噪音干扰，副波道干扰，交调干扰，互调干扰 ，包络失真与阻塞干扰等。这些混频失真将严重影响通信质量。在通信中通常采用下列措施改善这种问题：压低前级输入信号强度；中频频率应选择在频段外；减少组合频率分量。23
10、 中频放大器信号在经过变频以后，由原来的频率变换成一个较低的频率，即中频，这个电压是比较弱的，需要进行放大，然后再进行检波。而中频放大器就承担了放大中频信号的任务。2.3.1中频放大电路的选择性和通频带进入中频放大器的是调幅信号，占有一定的频带宽度，为了放大后没有失真，需要对中频信号有放大作用的同时对其他信号不予放大，这就要求谐振回路具有理想的选频特性，对电路的品质因数有一定的要求。2.3.2中频变压器的作用（1）选频作用。中频变压器的初级与电容构成并联的谐振回路，利用其特点完成选频作用，当中频信号经过并联的谐振回路时产生较大的压降，经过耦合作用到下一级，从而完成了中频信号的放大，同时抑制了其
11、他干扰信号。（2）阻抗变换作用。变频电路与中频放大器之间是靠中频变压器耦合的，利用阻抗变换原理可实现前后级之间的阻抗变换，从而使中频获得较大的增益。24 检波电路检波即为调幅波的解调，其过程也是信号频谱搬移的过程，将高频载波端的频谱搬移到低频段，过程正好与调制相反，可分为包络检波和同步检波两大类。2.4.1二极管大信号检波器检波电路的它的作用是对中频载波信号进行检波，检波后的残余中频及高次谐波再通过滤波电路滤除干扰信号，二极管大信号检波器简单的原理图如图5所示，其波形变化如图6。图5二极管大信号检波原理图图6二极管大信号检波前后波形25 低频放大电路2.5.1 低频小信号放大电路音频信号经过放
12、大后带负载能力还很差，不能直接推动扬声器工作，还需进行功率放大。其原理图如图7。 图7小信号放大电路原理图2.5.2 音频功率放大器一个功率放大器通常由输入级、中间级和输出级组成。前两级为电压放大电路，通常工作在小信号状态；后一级为功率输出级，通常接成射极输出器的方式，向负载提供足够大的输出功率，工作在大信号状态。 功率放大电路具有以下特点：具有足够大的输出功率。为了得到足够太的功率输出，要求功放管的电压和电流都有足够大的输出幅度，因此管子往往在接近极限状态下工作。效率要高。由于输出功率大，因此直流电源消耗的功率也大，这就存在一个效率问题。效率就是负载得到的有用信号功率和电源供给的直流功率的比
13、值 ，这个比值越大，意味着效率越高。非线性失真要小。功率放大电路是在大信号下工作，所以不可避免地会产生非线性失真，而且同一功放管输出功率越大，非线性失真就越严重。3. 论文总结通过这次论文，我们了解如何在多个资料之间建立联系，再从中筛选出有价值的信息，并且把这些信息和原理电路联系在一起。同时我也深刻地认识到课程设计能够加深对课本的了解，若没有对课本有一个较好的理解和贯通，很难得到准确的结论，而且在理解上会有很大的困难。在这次课程设计过程中，我遇到了几个自己不能解决的问题，通过同学的帮助最终把问题解决，在此，我才知道自己的电子知识还是不够，而且我们所学的理论知识是很有用的，没有坚实的知识基础，是不可能完成设计的。只有在不断地错不断地改，不断地交流不断地广见识的基础上，才能不断地完善自身，迎接更大的挑战。参考文献：1 王卫东.高频电子电路.北京：电子工业出版社，2011.2 张凤祥.第22届全国计算机新科技与计算机教育学术会议论文集.北京：科学教育出版社，2011. 3 童诗白,华成英.模拟电子技术基础. 北京：高等教育出版社，2009.4 高频电子线路辅导.曾兴雯 陈健 刘乃安.西安电子科大出版社5 高频电子线路实验与课程设计.杨翠娥.哈尔滨工程大学出版社