【正文】 在此我更要感謝我的導師時老師，在課題研究的方向、文獻 資料的閱讀以及最后的課題設計中，導師都給了我很多的建議和指導，使我能夠順利的完成畢業(yè)論文。 在本次課題的設計研究中，和其他同學一樣，我也遇到了很多問題。 在本次超外差接收機中頻放大器電路設計中，本文對超外差式接收機 總體結構中的各模塊電路進行了研究與測試。由于時間的原因沒能制作出相對應的實物，但是通過本次課題的設計，我也學到了很多東西。 改變電容 C1=10uF，得到仿真波形如圖 48 所示。比如頻率特征較高，導通截止特性也非常明顯。如圖 43 所示的是中頻放大器的理想和實際的諧振曲線。圖 42 所示為電容耦合方式。 在之前的第二章中，我們了解了超外差式接收機一些主要性能，包括增益、靈敏度、選擇性等，而中頻放大器對這些性能的影響更是至關重要。 第三章 混頻器 25 圖 39 低通濾波器電路 仿真結果如下 ： 圖 310 低通濾波器仿真圖計算機信息工程學院畢業(yè)設計說明書 26 從圖中的特性曲線可以看出，輸出的幅值在逐漸變小，可見低通濾波器電路的濾波特性會隨著負載電阻的變化而變化。電路中的 V V V3 和乘法器 A1 組成普通的單頻調幅電路，而乘法器 A2 則是構成了一個混頻器，電阻 R電容 C3 和 T1 組 成一個帶通濾波器。通常，無緣混頻器比較于有源混頻器的一個明顯優(yōu)點就是線性度好，所以其工作頻率較廣。在頻率合成器中，基本上都是利用混頻器完成頻率的各種運算，從而得到易于傳輸?shù)念l率信號。而在接收機系統(tǒng)結構中，混頻器則把接收的高頻信號轉變成中頻信號，利于信號在信道中傳輸。 第二章 接收機 16 圖 211 檢波電路及其仿真 檢波器 把 中頻調幅信號 中 所 包含 的 其他 信號 過濾出來 ， 然后發(fā) 送 到 低頻放大器 。其作用是將接收機接收的高頻信號放大 轉變成中頻信號。 第二章 接收機 12 圖 28 電容反饋式正弦波振蕩仿真電路 圖 29 輸出波形計算機信息工程學院畢業(yè)設計說明書 13 假設需要提高電路結構中的振蕩頻率，則必須減小 L1 值，其中 C1 和 C2 具有分壓作用 . 本課題所用的接收機結構 超外差接收機 本次課題研究的是超外差接收機中頻放大器電路， 采用 超外差式結構，如圖 28所示。仿真后的結果也和使用實際儀器時差不多。作為衡量接收機接收弱信號能力的參數(shù)，靈敏度高 低決定了接收機接計算機信息工程學院畢業(yè)設計說明書 11 收到信號的強弱。在接收機系統(tǒng)中，中頻信道的調諧濾波器影響著接收第二章 接收機 10 機的 選擇性。與此同時，在接收機工作過程中，也存在一些不可避免的問題。由此低中頻接收機得到越來越多的生產(chǎn)和應用。在這種技術下，我們研究了零中頻接收機，它通過使用直接變頻技術，較大程度上抑制了鏡像頻率的產(chǎn)生，因此被稱為近零中頻接收機。這兩個信號 是由一個 混頻器混 合 ，輸出 不同的頻率 的成分被稱為中頻信號 ， 即 fI=fLfc 為中頻頻率。低頻放大器 通過 電壓放大 并 檢測 之前提取出來的 音頻信號 。 第五章為本課題的結論。如今，超外差接收機原理被運用到很多電子產(chǎn)品中，比如藍牙技術、 GPS 導航技術等，如圖 11 和圖 12 就是藍牙接收機和 GPS 接 收機的基本原理框圖。 國內外研究現(xiàn)狀 目前，單片射頻收發(fā)機 正在迅速的發(fā)展中 ，為 了 解決無線通信技術應用的問題提供了 比較 有效的 幫助 。隨著無線電子產(chǎn)品的增多，無線 電 通信技術的運用也 越來越廣泛 。在實際的 研究設計過程中，首先必須了解所設計的器件，并掌握 其原理、性能指標等，然后才進行電路的設計， 最 后用 Multisim 軟件進行仿真測試。 之后 對超外差式接收機 的 部分 模塊 電路進行設計與仿真。超外差接收機是 使 用本地產(chǎn)生 一個 振 蕩波與輸入 的頻率 信號 進行 混頻，再將 這個 輸入信號的頻率轉換成某一個 確 定的頻率的方式 。第二章對現(xiàn)階段使用較多的幾種接收機進行詳細的介紹，同時分析了它們的主要結構、工作原理以及對應的優(yōu)缺點。同時 使 用 Multisim 軟件對其進行仿真 操作 。 這樣的 方 式可以很大程度上提高遠 程通信 接收 高頻 頻率 信號 和 弱 小 信號的 能力 。本課題研究的超外差式接收機可用于較多的無線設備中，比如有藍牙技術和 GPS導航技 術， 所以也就擁有了比 較好的發(fā)展前景。其中射頻接收電路 能夠很大程度 的 降低 接收機系統(tǒng)的成本 和接收機結構的 尺寸。 第三章為混頻器的研究與測試， 對混頻器的工作原理和現(xiàn)有的混頻器結構都做了詳細描述，同時對其中的一些參數(shù)進行仿真。 高頻信號的輸入頻率， 不管 它 如何 變化 ， 只要 經(jīng)過 混頻 之 后 得到 的頻率 都 是固定 不變 的。 1919 年，科學家們利用超外差原理制作成超外差接收計算機信息工程學院畢業(yè)設計說明書 5 機 。因此就 要將信計算機信息工程學院畢業(yè)設計說明書 7 號放大，從而確保整個接收機的正常工作。在零中頻接收機的生產(chǎn)與應用中，我們應該努力 找到 解決這些問題 的方法 。其結構原理框圖如圖 27 所示。 與之對應的，增益也 能夠 定義為三種類型：一般功率增益 GP、 變 化功率的增益GT以及資用增益 GA，其公式分別如下： GP= PLPin （ 21） GT= PLPavs （ 22） GA = PavnPavs （ 23） 而 增益平坦度 (Gain Flatness )是 表示 在 恒 定帶寬范圍內增益 快速變化的 數(shù)值，以分貝（ dB） 來 衡量。 接收機的靈敏度和噪聲分析 在接收機系統(tǒng) 結構 中，一般都采用系統(tǒng)的信噪比來衡量接收機對信號接收能力的好壞，信噪比即為信號功率和噪聲功率的比。它用軟件的方法模擬 了 電子線路 中各個元器件以及 儀器儀表 等，大大增強了軟件的仿真和分析能力。當在電路結構中加入負反饋后能夠很大程度上的穩(wěn)定放大倍數(shù)，并且放大性能也得到了提高，而加入正反饋時，電路中的放大功能會變得不夠穩(wěn)定，同時可能會產(chǎn)生自激。 圖 28 超外差接收機原理框圖 超外差接收機的系統(tǒng)仿真 在一般超外差式調頻接收機系統(tǒng)中，它可以接收短波或者中波調幅廣播。 計算機信息工程學院畢業(yè)設計說明書 15 圖 210 中頻放大電路及其仿真 根據(jù)之前的超外差式接收機系統(tǒng) 結構 原理圖，信號 通過中頻放大器之后，進入檢波器。 第三章 混頻器 19 第三章 混頻器 在現(xiàn)階段的無線通信技術研究中，混頻器是一種比較常見的電路組件，在無線通信領域的研究者扮演著非常重要的角色。一是為了提高電路的性能，二是便于信號頻率在系統(tǒng)工作時的設定。如圖 31 所示 。 平衡混頻器 模擬乘法器混頻器 模擬乘法器混頻器也 被 稱為雙差分平衡混頻器，其電路結構如圖 33 所示。 圖 37 乘法器 A2的輸出信號頻譜計算機信息工程學院畢業(yè)設計說明書 24 按照同樣的方法，我們得到帶通濾波器的輸出信號頻譜，如圖 38 所示。 第四章 中頻放大器 27 第四章 中頻放大器 中頻放大器在無線通信技術中的應用 中頻放大器是超外差式接收機 結構 中極為重要的部分。計算機信息工程學院畢業(yè)設計說明書 32 （ a） (b) 圖 41 單調諧中頻放大器級間耦合 雙調諧中頻放大器 同樣的，在中頻放大器中的晶體管集電極端口接入兩個回路，這樣的中頻放大器我們簡稱為雙調諧中頻放大器。 接收機的選擇性，由中頻放大器的 LC 諧振電路確定。 中頻放大器的各項技術要求都是互相兼顧的，為了更方便和準確的研究，我們應該仔細選取合適的器件去搭建電路。如圖 45所示。 通過分析比較，體現(xiàn)出了中頻放大器電路先選擇頻率然后再進行放大的工作特性。接著對各類接收機系統(tǒng)的整體結構進行了研究與分析，并對它們各自的優(yōu)缺點也一一作了描述。 章節(jié) 結尾 主要設計研究了比較通用的平衡混頻器（模擬乘法器混頻器），并對模擬乘法器混頻器電路進行了仿真操作。通過對本次課題的學習，我更是學到了堅持不懈、不怕吃苦，在學習態(tài)度上更應該是腳踏實地。在此我向老師們表示最 真 摯的謝意，感謝大學四年來 對 我的幫助。本次課題的電路設計中，一開始也不知道怎樣去設計，通過查閱文獻資料并虛心向老師同學們 請教，克服了課題中的一些困難，論文也因此最終成型。 在第 三章混頻器電路的設計中，首先介紹了混頻器的構成及工作原理，并詳細介紹了其性能 。最后通過 Multisim 軟件實現(xiàn)仿真操作。 改變電阻 R4= 千歐，仿真波形如圖 410 所示。如圖 44 所示。 在一般的調幅式接收機系統(tǒng)結構中，中頻放大器的通頻帶帶寬大約是 千赫茲到6 千赫茲左右。 中頻放大器主要技術要求 增益 在接收機系統(tǒng)中，中頻放大器的輸出功率和輸入功率的比值我們稱之為中頻放大器的增益，可定義為： Gp= 中頻輸入功率 中頻輸出功率 () 一 樣也 能夠 表示 為 中頻放大器的輸出電壓和輸入電壓之比，即： Kp= 中頻輸入電壓 中頻輸出電壓 () 通常情況下，當輸出信號的信噪比不變時，中放增益越高，接收機系統(tǒng)的靈敏度也就越好。 通常情況下，在單調諧中頻放大器中，它的級間耦合方式一般有三種，包括自耦變壓器式、變壓器式、電容分壓式。通過 Multisim 軟件搭建模擬乘法混頻器電路，并對混頻電路的輸出波形和頻譜進行了分析比較。如圖 35 所示，其中上面的是乘法器 A2 的輸出波形，下面 的 是 一個帶通濾波器的輸出信號波形 圖 3 5 混頻器輸出波形 第三章 混頻器 23 將圖 34 的混頻電路中的示波器 XSC1 換成頻譜分析儀 XSA1，首先得到乘法器 A1的輸出 信號頻譜，如圖 36 所示 。而 fs 為射頻信號的輸入端，主要接受即將進行頻率轉換的信號。主要用于過濾掉 沒有 用的頻率分量， 以便 輸出有用的中頻頻率。本章介紹