【正文】 .............................. 30 穩(wěn)定性 ................................................................................................................ 30 中頻放大器電路的設(shè)計(jì) ............................................................................................. 30 參數(shù)要求 ............................................................................................................ 30 設(shè)計(jì)步驟 ............................................................................................................ 31 設(shè)計(jì) .................................................................................................................... 31 本章小結(jié) ...................................................................................................................... 37 第五章 總結(jié) ......................................................... 38 致謝 ................................................................ 39 參考文獻(xiàn) ............................................................ 40第一章 緒論 1 第 一 章 緒論 課題背景及其意義 超外差接收機(jī)是 使 用本地產(chǎn)生 一個(gè) 振 蕩波與輸入 的頻率 信號(hào) 進(jìn)行 混頻， 然后 將 這個(gè) 輸入信號(hào)的頻率轉(zhuǎn)換成某一個(gè) 確 定的頻率的方 式 。本文共分為五章： 第一章為緒 論， 著重 介紹的是課題的背景意義 以及課題目 前的研究現(xiàn)狀。第三章 則是混頻器的測試和 研究。這就更需要我們對無線 電 通信技術(shù)進(jìn)行研究 ，使它們得 到更多的運(yùn)用。 圖 11 藍(lán)牙接收機(jī)直接 轉(zhuǎn)換 的基本 結(jié)構(gòu) 圖 圖 12 一般 的 GPS 接收機(jī)結(jié)構(gòu)框圖第一章 緒論 3 本課題的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu) 本課題比較詳細(xì)的介紹了現(xiàn)階段的各類接收機(jī)，主要研究超外差接收機(jī)中頻放大器的電路設(shè)計(jì)，同時(shí)比較全面的介紹了其中的混頻器模塊，并進(jìn)行了設(shè)計(jì)和仿真操作，分析各部分電路功能實(shí)現(xiàn)的主要步驟和仿真結(jié)果。 最后就是 由功率放大器 把 音頻信號(hào)放大， 通過 揚(yáng)聲器或 者 耳機(jī)將音頻電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槁曇?的過程 。其原理圖如圖 25 所示。比如接收機(jī)的選擇性和靈敏度，很大程度上影響了接收機(jī)接收弱信號(hào)的能力，容易丟失部分弱信號(hào)。 電路仿真軟件 Multisim 的應(yīng)用 Multisim Multisim 軟 件 是 由 美國國家儀器公司（ NI）的 Electronics Workbench 在 2020 年 3月 份 發(fā)布的。射頻信號(hào)經(jīng)過遠(yuǎn)距離的傳輸之后，接收設(shè)備所接收到的信號(hào)已經(jīng)非常微弱，接收機(jī)前端的接收天線可以感生出毫伏或者微伏的高頻信號(hào)，通過高頻放大器之后進(jìn)入混頻器。圖 212 為低頻功率放大電路 的 設(shè)計(jì) 與 仿真。 一般情況下，由于非線性器件能夠進(jìn)行頻率的變換，當(dāng)兩個(gè)不同頻率的正弦電壓都作用在非線性器件上的時(shí)候，輸出信號(hào)中就會(huì)產(chǎn)生比較多的頻率組合分量，通常 被稱為組合頻率分量。其中 V4 為交流信號(hào)源，產(chǎn)生本地振蕩信號(hào)，同樣也可以由正弦振蕩電路產(chǎn)生。在接收機(jī)結(jié)構(gòu)的總體增益中， 中頻放大器就占了相當(dāng)大的部分，所以中頻放大器從根本上決定著系統(tǒng)的選擇性。 計(jì)算機(jī)信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 30 圖 43 中頻放大器理想和實(shí)際的諧振曲線 通頻帶 中頻放大器的通頻帶寬度由電路中的調(diào)諧回路決定，假使中頻放大器中諧振回路的通頻帶沒有達(dá)到一定的寬度，這時(shí)候當(dāng)輸入信號(hào)經(jīng)過中頻放大器時(shí)，高頻信號(hào)將會(huì)被減弱，從而導(dǎo)致信號(hào)的干擾問題。計(jì)算機(jī)信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 34 圖 48 仿真波形 電壓放大倍數(shù)為 K= =200，增益為 G=10 lg200=23dB。包括混頻器電路、中頻放大器放電路、檢波器電路以及低頻放大器電路等。同時(shí)我也非常感謝我的任課老師，大學(xué)四年來，在我的學(xué)業(yè)和論文的研究工作中，老師們更是付出了很多的汗水和心血。在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)中，通過加 入穩(wěn)壓電源電路，提高了整體電路的穩(wěn)定性，最終達(dá)到本次課題的預(yù)期目標(biāo)。 圖 49 仿真結(jié)果第四章 中頻放大器 37 通過觀察圖 49 的仿真結(jié)果可以知道，在本次設(shè)計(jì)的中頻放大器電路中，接近理想的中放諧振曲線，基本上符合了課題的要求。 設(shè)計(jì) 本次課題主要設(shè)計(jì)中頻放大器電路， 并采用 2N2222A 通用 NPN 晶體管，和其他很多晶體管相比， 2N2222A 晶體管具有較多明顯的優(yōu)點(diǎn)。 在接收機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，一般多采用雙調(diào)諧中頻放大器中的兩種方式，包括電感耦合方式以及電容耦合方式。 低通濾波器 由于經(jīng)過混頻器的輸出信號(hào)中含有一些不需要的信號(hào)，因此需要加上一個(gè)濾波器對輸出信號(hào)進(jìn)行濾波，從而得到所需要 的中頻頻率信號(hào)。在實(shí)際應(yīng)用中，混頻器還可以根據(jù)電路中的電源 來 分為有源或無源混頻器 兩種類型 。比如在信號(hào)發(fā)射機(jī)中，混頻器的作用就是改變信號(hào)的頻 率，中頻信號(hào)變成了高頻，有利于信號(hào)的傳輸。第二章 接收機(jī) 14 調(diào)諧器由 三部分構(gòu)成，其中包括 高頻放大電路、振蕩 器 電路和混頻 器 電路。當(dāng)然，Multisim 配置了多種 虛擬測試儀器， 比如像計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中常用的 萬用表、信號(hào)發(fā)生器、示波器和直流、交流電源等。而選擇性 往往都是 用矩形系數(shù)來表示，比如 或 。其結(jié)構(gòu)原理如圖 26 所示，同超外差接收機(jī)相比較，其顯著優(yōu)點(diǎn)就是低功耗以及高集成度，而與之前分析的零中頻接收機(jī)相比，低中頻接收機(jī)可以解決信號(hào)失調(diào)等問題。 圖 22為超外差原理圖， 圖 22 超外差原理圖 圖中 fL為 本地振蕩器的 頻率信號(hào) ，輸入信號(hào)是一中心頻率為 fc 的射頻信號(hào)。同時(shí)利用 Multisim 軟件對其進(jìn)行仿真 操作 。在實(shí)際通信技術(shù)的應(yīng)用中，無形中幫助了我們更好的研究。 本文主要通過對中頻放大器電路的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，來 確保 接收機(jī) 系統(tǒng) 良好的靈敏度、選擇性以及頻率響應(yīng)特性。 摘要 超外差接收機(jī)中頻放大器電路設(shè)計(jì) 摘 要 本課 題研究超外差接收機(jī)中頻放大器電路。第五章為本課題的結(jié)論。 在課題設(shè)計(jì)初期，通過查閱書籍文獻(xiàn)，在研究無線通信技術(shù)領(lǐng)域中，由于頻譜資源有限，各類接收機(jī)設(shè)備的頻譜接收都有其固定的頻段。 第四章為中頻放大電路的 仿真設(shè)計(jì) ， 根據(jù)課題 的參數(shù)要求 ，設(shè)計(jì)出符合課題的中頻放大器電路。超外差接收機(jī) 的性能優(yōu)于一般放大式的接收 機(jī) ，所以直到現(xiàn)在 仍 然廣泛應(yīng)用 在 遠(yuǎn)程信號(hào)的接收 中 ，并且廣泛應(yīng)用到技術(shù)測量、工業(yè)控制、儀器儀表、計(jì)算機(jī)通信等領(lǐng)域，同樣也可以應(yīng)用到復(fù)雜環(huán)境下要求較高的系統(tǒng)中去。 低中頻（近零中頻）接收機(jī) 中頻濾波器在低中頻接收機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中要求較低。 接收機(jī)的選擇性和線性度 通常情況下，在接收機(jī)工作中都存在一定的外界干擾，在這種情況下，接收機(jī)仍能夠選擇所需要的信號(hào)，我們稱之為接收機(jī)的選擇性。從 Multisim 7 到現(xiàn)在的 Multisim 10，軟件基本上都保留了最初版本的操作界面，相 比 以前的老版本 ， Multisim 10 新增 了 1200 多個(gè)元器件、 500 多個(gè) SPICE模塊 以及 100 多個(gè)開關(guān)電源模塊，因此增加了仿真電路的規(guī)模以及仿真速度。具有高靈敏度、低噪聲等優(yōu)點(diǎn)?；祛l器的基本作用就是對頻率進(jìn)行變換，當(dāng)然，在不同的電子器件中，混頻器的作用也是各不相同。 計(jì)算機(jī)信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 圖 31 混頻器結(jié)構(gòu) 根據(jù)進(jìn)入混頻器中信號(hào)大小，混頻器可以分為兩類，一是大信號(hào)變頻，二是小信號(hào)變頻。 圖 38 輸出信號(hào)頻譜 通過觀察，我們發(fā)現(xiàn)帶通濾波器的輸出信號(hào)幅值比乘法器 A2 的輸出信號(hào)幅值要大 一些，這是由電路中的變壓器造成的。雙調(diào)諧中頻放大器具有 較 好的選擇性，當(dāng)接收機(jī)對選擇性或者通頻帶的要求比較高時(shí)，雙調(diào)諧中頻放大器就能夠很大程度上的滿足接收機(jī)系統(tǒng)對選擇性的高要求。 中頻放大器電路 的設(shè)計(jì) 參數(shù)要求 （ 1） 中頻頻率 ： 1MHz~10MHz （ 2） 增益： 20~30dB （ 3） 增益平坦度： 1dB 第四章 中頻放大器 31 設(shè)計(jì)步驟 （ 1）提出具體的設(shè)計(jì)方案 （ 2）搭建設(shè)計(jì)的電路原理圖 （ 3）對電路模塊中各個(gè)參數(shù)進(jìn)行仿真。 通過 接入 的波特圖示 儀，觀察增益平坦度為 1dB 時(shí)的頻率變化，如圖 49 所示 。 對中頻放大器電路的設(shè)計(jì)以及仿真中，對中頻放大器的類型以及性能指標(biāo)的要求都作了詳細(xì)介紹。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度以及淵博的專業(yè)知識(shí)，都讓我受益匪淺，除此之外，更是讓我學(xué)到了做人的道理。之后就對混頻器以及中頻放大器進(jìn)行了全面的設(shè)計(jì)。 改變電阻 R4=100 千歐，得到仿真波形如圖 49 所示 . 第四章 中頻放大器 35 圖 49 仿真波形 此時(shí) 對 低頻頻率沒有放大作用。為了解 決這個(gè)問題，這就需要中頻放大器要有足夠的通頻帶帶寬。 系統(tǒng)的選擇性表達(dá)式可以這樣表示： A= KuKuo () 如果用分貝表示，則為： A（ dB） = 10 l g [1+(QLfif?2)2] () 中頻放大器的分類 單調(diào)諧中頻放大器 當(dāng) 中頻放大器的晶體管集電極端口接入單調(diào)諧回路 時(shí) ，這樣的中頻放大器我們就稱之為單調(diào)諧中頻放大器，它具有電路簡單以及 調(diào)試方便 等優(yōu)點(diǎn)。 計(jì)算機(jī)信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 22 圖 34 模擬乘法器混頻器仿真電路完成電路的搭建工作之后，單擊運(yùn)行按鈕，同時(shí)雙擊示波器 XSC1，就得到了混頻器的各輸出波形。在一般的接收機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，為了得到中頻信號(hào)，通常都在非線性器 件的輸出端接入中頻濾波器。 計(jì)算機(jī)信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 圖 211 低頻功率放大電路及其仿真 本章小結(jié) 本章主要介紹了超外差、零中頻、低（近零）中頻、寬帶數(shù)字中