高频电子线路调频接收机课程设计(MC13135)

河北科技师范学院课程设计说明书课程名称：高频电子线路

设计题目：调频接收机

姓名：

系别：机电工程学院

专业班级：电子信息0701

指导教师：

日期：2009-11.30~12.5

调频接收机设计报告

设计者：

指导老师：

一、调频接收机的主要技术指标

调频接收机的主要技术指标有：

1．工作频率范围

接收机可以接受到的无线电波的频率范围称为接收机的工作频率范围或波段覆盖。接收机的工作频率必须与发射机的工作频率相对应。如调频广播收音机的频率范围为88～108MH，是因为调频广播收音机的工作范围也为88～108MHz 2．灵敏度

在标准调制（如调制频率f

Ω= kHz 、频偏△f m =kHz或25kHz、50 kHz、75 kHz ）条件下，使接收机输出端为额定音频功率和规定信噪比的输入信号电平，称为灵敏度。接受的输入信号电平越小，灵敏度越高。调频广播收音机的灵敏度为50µV,

3．中频选择性

接收机6dB带宽和带外的抑制能力称为中额选择性，一般调频收音机的中频6dB带宽为±100kHz,±200kHz处的带宽抑制能应大于40dB手机中频6dB带宽为±5kHz，±10kHz处带外抑制能力应大于40dB。

4．中频抑制比

接收机对输入信号为本机中频信号f I的抑制能力称为中频抑（IFR ）IFR=20㏒(V IF/V S)，式中，V S是输入灵敏度电平，V IF是使输出功率为额定值的输入中频信号电平，单位用dB（分贝）表示dB数越高，中频抑制能力越强。5．镜相抑制比

接收机对输入信号为镜象频率信号（f j）的抑制能力，称为镜像（IRR）IRR=20㏒(V j /V S)式中，V S是输入灵敏度电平，V j是使输出功率为额定值的输入镜像信号电平，单位用dB（分贝）表示dB数越高，镜相抑制能力越强。镜像频比本振频频率高一个中频f I，它与本振频率f o之差仍等于中频f I，f j

率f

j

=f o+f I=f S+2f I ,f S是接收机工作频率。

6．音频响应

接收机在标准调制（如调制频率fΩ=1kHz 、频偏△f m=5kHz或25kHz、50 kHz、75 kHz）和标准输入信号电平（如灵敏度或两倍灵敏度）下音频输出电平和调制频率的输出关系，称音频响应。

7．额定输出功率

接收机的负载上获得的规定的（由接收机指标规定）不失真（或非线性系统为给定值时）功率，称额定输出功率。

二、调频接收机组成

调频接收机的工作原理

图1 组成框图

一般调频接收机的组成框图如图一所示。其工作原理是：天线接受到的高频信号，经输入调谐回路选频为f S，进入混频器。第一本机振荡器输出的高频信号f1亦进入第一混频器，则混频级的输出为含有f S、f1、（f S + f1）、（f S–f1）等频率分量的信号。混频器的输出接滤波器电路，选出第一中频信号f3= f1–f S, f3与第二本机振荡器输出的高频信号f2进入第二混频器，第二混频器的输出信号的频率成分有f3、f2、f2+ f3、f2 - f3、滤波器选出第二中频信号，再经中频放大器放大，获得足够高增益，然后鉴频器解调出低频调制信号f

Ω，由低频功放级放大，驱动扬声器。

从天线接收到的高频信号f S，经过混频、滤波成为固定中频f I = f1– f S的接受机，称为超外差式接受机。这种接收机的灵敏度较高，比较性较好，性能也比较稳定。

三.单元电路设计

1.选频谐振回路

选频谐振回路采用LC谐振回路谐振频率为f =13.3MHz。回路电感L取标称值4.7µH，则由公式f=1/2πLC，可得C=30pF，即C=C5C6/( C6+ C5) ，取C5=50pF，则C6=75pF，C6也可用一个5~25pF的可变电容和一个62pF的电容并联，以方便调试。混频器的输入采用了差分电路，pin22和pin21是差分电路的两个输入端，拟采用单端输入，因此接1000pF 的耦合电容将接收信号从pin22输入，pin21通过0.01µF 耦合电容连接到地。

2.本机振荡回路

选第一本振频率为24MHz，将石英晶振作为等效电感元件接入电路，与C1和C2连接成皮尔斯振荡电路，取反馈系数F= C1 / C2，C1=50pF，则C2 =150pF。由于石英晶振的Q值及频率稳定度极高，故回路电容C1和C2对振荡频率的影响极微，振荡频率和频率稳定度取决于石英晶振。

选第二本振频率10.245MHz，采用晶体振荡器，连接方式与第一本振相同，取C3 =50pF，C4=150pF。

3.中频滤波器

10.7MHz陶瓷滤波器的标准输出阻抗为330Ω，未获得最佳滤波效果，滤波器应接330Ω负载电阻与之匹配。由于第二混频器的输入阻抗为4kΩ，故取R1=360Ω，455KHz陶瓷波滤波器的负载电阻由器件内部提供。pin19处0.1µF 电容既是电源滤波电容，又是滤波器交流到地的旁路电容。

4.鉴频谐振回路

MC13135鉴频器采用的是乘积型相位鉴频器，相位网络由片内电容与pin13外接电阻R3和455kHz谐振回路组成，为实现频率与相位变换是线性的，要求相移曲线在ω=ω0时的相移量为90°，实际使用相移量约为85°即可。当ω=ω0时，谐振回路阻抗较高，相移由片内电容C和外接R3组成的相移电路完成，选择参数使之满足

/ R3)=arctan(1/ω0 R3C)≧85°

arc

C

MC13135的片内电容C≈5pF，则取R3= 39kΩ。

5.低通滤波器

pin17外接RC低通滤波器，根据指标要求fΩH≧3.3kHz和RC低通滤波器

的频率响应特性，f

ΩH =1/2 R2 C7，取R2=1kΩ，则C7 =0.047µF。

6. 低通滤波器参数

当接收信号为20µV时，MC13135解调输出U

Ω约为25mV，根据指标要求音频输出功率为0.1W，即在10Ω负载上的电压V o =PR=1V，这就要求LM386功放的电压增益A V=V o/VΩ=1000/25=40.

LM386功放的增益A V=2R6 /(R4 +R5 ∥RP1)

R6, R5和R4是LM386内部电阻，其中R6=15kΩ, R5=1.35kΩ, R4=150Ω，RP1是pin1、pin8的外接反馈电阻，调整RP1可调节LM386的电压放大倍数取RP1=4.7 kΩ。pin7旁路电容和输入、输出耦合电容的取值为10µF。为有效地抑制高频信号输出，在输出端pin5接高频旁路电路，电容取值0.047µF,电阻取值10Ω。

图2 LM386功放电路图

7.集成接受芯片MC13135

它包括两个振荡器、两个低噪音混频器、VCO变容调谐二极管、高性能限幅放大器、鉴频器、运算放大器。其外接元件主要是LC选频回路，第一本地振荡回路，第二本地振荡回路，第一和第二中频滤波器，鉴频谐振回路。