朱峰

河南理工大学万方科技学院通信基本电路课程设计调机幅原半理导及体其收调音试姓名：朱峰学号：0828020069专业班级：08电信（1）班指导老师：李辉所在院系: 电气系摘要收音机的发明人类自从发现能利用电波传递信息以来，就不断研究出不同的方法来增加通信的可靠性、通信的距离、设备的微形化、省电化、轻巧化等。

接收信息所用的接收机，俗称为收音机。

随着广播技术的发展，收音机也在不断更新换代，收音机向着小型化、系列化、集成化、低功耗、多功能的方向发展。

而调幅收音机由输入回路、本振回路、混频电路、检波电路、自动增益控制电路（AGC）及音频功率放大电路组成输入回路由天线线圈和可变电容构成，本振回路由本振线圈和可变电容构成，本振信号经内部混频器，与输入信号相混合。

混频信号经中周和455kHz陶瓷滤波器构成的中频选择回路得到中频信号。

至此，电台的信号就变成了以中频455kHz为载波的调幅波。

中频信号进行中频放大，再经过检波得到音频信号，经功率放大输出，耦合到扬声器，还原为声音。

其中，中放电路增益受AGC 自动控制增益控制，以保持在电台信号不同时，自动调节增益，获得一致的收听效果。

关键词：超外差调幅收音机仿真摘要 (2)1、绪论 (4)1.1设计的目的和作用 (4)1.2 设计要求 (4)2、调幅半导体收音机的系统设计 (5)3、各部份电路的具体设计和分析 (6)3.1输入 (6)3.2本机振荡器 (7)3.3变频器 (8)3.4中频放大器 (9)3.5检波器 (10)3.6功率放大器 (11)4、调幅半导体收音机的总电路图及调试 (12)4.1整体电路图 (12)4.2调试并仿真 (13)解调电路 (15)5、心得与体会 (18)6、参考文献 (20)1、绪论1.1设计的目的和作用通过本课题的设计、调试和仿真，加深对《高频电子线路》理论知识的进一步理解，进一步巩固理论知识，学会分析电路、设计电路的步骤和方法，了解收音机各单元之间的关系以及相互影响，从而能正确设计、计算调幅收音机的各单元电路：、输入回路、本机振荡器、变频器、中频放大器、检波器、低频电压放大器、功率放大器等。

进一步掌握所学单元电路以及在此基础上，培养自己分析、应用其他电路单元的能力。

同时经过课程设计，要学会查资料、充分利用互联网等一切可利用的学习资源，增强同学们分析问题解决问题的能力，为将来的毕业设计做铺垫，也为将来走向就业岗位打下一定的基础。

1.2 设计要求根据要求设计一个半导体调幅收音机并进行调试主要技术指标1灵敏度：收音机正常工作（即输出功率和输出信噪比达到额定值）时，天线上感应的最小信号(场强或电势)称为灵敏度。

它反映收音机接收微弱信号的能力。

使用磁性天线接收信号时，用电场强度来表示，其单位是mV／m，一般中波段收音机的灵敏度应不劣于2mV／m；使用外接天线或拉杆天线时，灵敏度用电势表示，单位是μV。

2选择性：调幅广播电台的中心频率是按9kHz间隔来分布的，故收音机的选择性通常用输入信号失谐±9kHz时，灵敏度的衰减程度来衡量，一般要求收音机的选择性大于20ｄB。

3失真度：收音机输出波形与输入波形相比失真的程度称为失真度4.波段覆盖范围：调幅收音机的中波段频率范围为535-1605kHz，而短波范围则为1.6-26 MHz。

2、调幅半导体收音机的系统设计超外差式收音机是目前较普及的收音机，它是由天线、输入回路、本机振荡器、变频器、中频放大器、检波器、低频电压放大器、功率放大器等部分组成。

系统原理图如图2-1所示：图2-1半导体收音机的系统设计框图图中各组成部分的作用如下：天线：接收许多广播电台的高频信号，天线线圈是绕在磁棒上（磁棒具有聚有电磁波磁场的能力）。

输入回路：选出其中所需要的电台信号送入变频级的基极，同时，由本机振荡器产生高频等幅波信号。

本机振荡器：提供本机振荡器信号。

变频器：将天线回路的高频调幅信号变成频率固定的中频调幅信号。

中频放大器：对中频信号进行放大。

检波器：对信号进行幅度检波，从而还原出音频信号。

低频电压放大器：对信号进行电压放大。

功率放大器：对功率进行放大3、各部份电路的具体设计和分析3.1输入天线到收音机第一级放大器之间的电路称为输入电路，它的作用是从天线感应到的各种信息中把需要的信号选择出来，并传送到下一级电路，同时把其它不需要的信号有效的进行抑制。

在电阻、电感及电容所组成的串联电路内，当容抗XC与感抗XL相等时，即XC＝XL，电路中的电压U与电流I的相位相同，电路呈现纯电阻性，这种现象叫串联谐振。

当电路发生串联谐振时，电路中总阻抗最小，电流将达到最大值。

但是发生谐振时，由于感抗和容抗相等，所以电感和电容两端的砠??压有效值相等，即：UL=UC。

又由于其相位相反，因此这两个电压是相互抵消的。

在电容或电感的电压有效值为：UL=UC＝XLI0=ω0LIO=ω0LU/R。

式中ω0L/R称为谐振电路的品质因数，它代表电压比。

即UC/U或UL/U。

品质因数是衡量谐振电路特性的一个重要参数。

如电路中电抗越大，电阻越小，则品质因数越高。

因此电容或电感上的电压值将比外加电压大的多。

一般电感、电容谐振电路的品质因数可达几十甚至几百。

所以串联谐振又叫电压谐振。

在电力系统中，串联谐振将会产生高出电网额定电压数倍的过电压，对电力设备的安全造成很大危害。

在R-L-C串联电路中，出现线路端电压和电流同相位的现象叫串联谐振。

在收音机输入时，使用串联谐振电路。

图3-1串联谐振电路3.2本机振荡器高频振荡电路广泛地应用在电子系统及设备中。

当今随着通信的飞速发展，对本振性能的要求也越来越高。

有关振荡器的理论、设计和技术在近年来也得到了不断的发展。

在射频接收电路中，本地振荡信号源（高频振荡器）一般采用正弦波振荡器，，对振荡器提出的主要指标为振荡频率和振荡幅度的精确性与稳定性。

正弦波振荡电路主要包括LC振荡电路和RC振荡电路。

在要求本地振荡信号频率精度较高的应用中，晶体振荡器频率稳定度比陶瓷振荡电路要高，可以超10-5数量级。

图3-2高频震荡电路3.3变频器本机振荡和混频合起来称为变频电路。

变频电路是以VT1为中心，它的作用是把从输入回路送来的调幅信号和本机振荡器产生的等幅信号一起送到变频级，经过变频级产生一个新的频率，这一新的频率恰好是输入信号频率和本振信号频率的差值，称为差频。

例如，输入信号的频率是535kHz，本振频率是1000kHz ，那么它们的差频就是1000 kHz －535 kHz ＝465kHz；当输入信号是1605kHz时，本机振荡频率也跟着升高，变成2070kHz。

也就是说，在超外差式收音机中，本机振荡的频率始终要比输入信号的频率高一个465kHz。

这个在变频过程中新产生的差频比原来输入信号的频率要低，比音频却要高得多，因此我们把它叫做中频。

不论原来输入信号的频率是多少，经过变频以后都变成一个固定的中频，然后再送到中频放大器继续放大，这是超外差式收音机的一个重要特点。

以上三种频率之间的关系可以用下式表达：本机振荡频率－输入信号频率＝中频图3-3变频电路变频器的作用和原理。

变频器是现今工控领域应用比较广泛的一种可以节能的设备，按控制电机定子电压等级分有高压变频器和低压变频器，其简单的原理就是将原来直接接入电动机定子回路的工频50赫兹的交流电先行输入变频器，在变频过程内部运用电子变流等技术经过整流和逆变过程后变成一种频率可控制变化的交流电再输入到专用的变频电机的定子绕组内，根据不同的需求通过调整频率的高低间接改变电机输出功率大小，特别是在轻载时可以明显的节省电能，是一种高效的节能产品。

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。

可分为交——交变频器，交——直——交变频器。

交——交变频器可直接把交流电变成频率和电压都可变的交流电；交——直——交变频器则是先把交流电经整流器先整流成直流电，再经过逆变过程把这个直流电流变成频率和电压都可变的交流电。

变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容;电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波石电感。

3.4中频放大器AGC为自动增益控制,它的作用是当信号源较强时,使其增益自动降低;当信号较弱时,又使其增益自动增高,从而保证了强弱信号的均匀性，有时需测AGC 电路，框图如下：图3-4 AGC测试框图第一中放加AGC控制,保证整级增益和稳定性. 第二中放保证选择性. 第三中放保证带宽. 音频信号是（Audio）带有语音、音乐和音效的有规律的声波的频率、幅度变化信息载体。

根据声波的特征，可把音频信息分类为规则音频和不规则声音。

其中规则音频又可以分为语音、音乐和音效。

规则音频是一种连续变化的模拟信号，可用一条连续的曲线来表示，称为声波。

声音的三个要素是音调、音强和音色。

声波或正弦波有三个重要参数：频率ω0、幅度A n 和相位ψn ，这也就决定了音频信号的特征。

3.5检波器广义的检波通常称为解调，是调制的逆过程，即从已调波提取调制信号的过程。

对调幅波来说，是从它的振幅变化提取调制信号的过程；对调频波来说，是从它的频率变化提取调制信号的过程；对调相波来说，是从它的相位变化提取调制信号的过程。

狭义的检波是指从调幅波的包络提取调制信号的过程。

因此，有时把这种检波称为包络检波或幅度检波。

由于调幅信号是一个高频信号承载一个低频信号，调幅信号的波包(envelope)即为基带低频信号。

如在每个信号周期取平均值，其恒为零。

若将调幅信号通过检波二极管，由于检波二极管的单向导电特性，调幅信号的负向部分被截去，仅留下其正向部分，此时如在每个信号周期取平均值（低通滤波），所得为调幅信号的波包(envelope)即为基带低频信号，实现了解调（检波）功能。

用在检波电路中的二极管叫检波二极管。

检波（也称解调）二极管的作用是利用其单向导电性将高频或中频无线电信号中的低频信号或音频信号取出来，广泛应用于半导体收音机、收录机、电视机及通信等设备的小信号电路中，由于检波二极管工作在高频电路中。

要求检波二极管的结电容小，截止频率高。

一般用点接触型二极管。

检波是调制的逆过程，也叫做解调．由于调制的方法不同，检波的方法也不同．下面介绍收音机中对调幅波的检波，低通滤波器如图（8）低通滤波器容许低频信号通过, 但减弱(或减少)频率高于截止频率的信号的通过。

对于不同滤波器而言,每个频率的信号的减弱程度不同。

当使用在音频应用时,它有时被称为高频剪切滤波器, 或高音消除滤波器。

3.6功率放大器真实的音频功率放大器的输出音频信号总会有一点失真，并且叠加了噪声（在正弦波上叠加了高频杂波）。

这种失真是较小的，从波形图中也难看出来，只有用失真仪才能测出。