【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 帶寬和工作穩(wěn)定性好等。 高頻放大器的設(shè)計(jì)根據(jù)增益高、噪聲低、通頻帶寬和穩(wěn)定性好的要求，使用級(jí)聯(lián)三極管放大電路可以實(shí)現(xiàn)增益高的要求，為了減小噪聲可以在兩級(jí)之間加一個(gè)較大的耦合電容，最主要的是以選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載，一方面可以起到濾波作用，而且可以提高電路的高頻特性。為了使電路能夠更穩(wěn)定的工作，可以在兩個(gè)集電極之間加一個(gè)大電感作為高頻扼流圈，減小反饋。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，電路設(shè)計(jì)如下圖： 圖 34 超外差式接收機(jī) 超外差式接收機(jī)框圖 ： 圖 2 超外差式接收機(jī)工作原理： 天線(xiàn)接收已調(diào)制音頻信號(hào)，因?yàn)殚L(zhǎng)距離傳輸后高頻信號(hào)也產(chǎn)生了衰減，所以要先對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行高頻小信號(hào)放大，放大后的信號(hào)和本地載波一起輸入混頻器，混頻后得到中頻信號(hào)。中頻信號(hào)進(jìn)行中頻放大，放大后的中頻信號(hào)輸入到天線(xiàn)回路 變頻 中頻放大 檢波 音頻功 放 耳機(jī) 天線(xiàn) 高頻課程設(shè)計(jì) 10 檢波器中進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)后得到的信號(hào)便是我們所需要的音頻信號(hào)，因?yàn)閭鬏斶^(guò)程中有衰減，最后再對(duì)解調(diào)信號(hào)進(jìn)行音頻功放，通過(guò)耳機(jī)得到發(fā)射機(jī)發(fā)射出來(lái)的聲音信號(hào)。 超外差式接收機(jī)電路設(shè)計(jì) 超外差式接收機(jī)包括高頻放大、變頻、中頻放大、檢波和功率放大五 個(gè)部分。下面就各個(gè)模塊進(jìn)行闡述和設(shè)計(jì)。 高頻 小信號(hào) 放大模塊 此電路的作用是用來(lái)對(duì)接受信號(hào)得放大。它擁有增益高、噪聲低，通頻帶寬，工作穩(wěn)定性好得特點(diǎn)。對(duì)于此類(lèi)電路，它的輸入回路和負(fù)載是諧振回路，而且諧振回路中心頻率很高，使得電路在高頻環(huán)境下工作，由于諧振回路得出現(xiàn)，使得高頻小信號(hào)調(diào)諧放大器不僅有放大的作用，還起著濾波選頻的作用。 J6J5J4J1+ 12+ 12圖 1 1 （ a ） 單調(diào)諧小信號(hào)放大 圖 1 1 （ b ）雙調(diào)諧小信號(hào)放大 R41 5K R54 70R 1 54 .7 KR 1 64 70C21 04C61 04C1中周內(nèi)電容C51 04 C 1 11 04C 1 91 04C 1 2中周內(nèi)電容C 1 51 0pC 1 31 04C 1 4中周內(nèi)電容Q13 D G 6 Q23 D G 6T H 1T H 2T H 6T H 7T3T2T1T P 6T P 3C 2 31 04W31 00 KW41 00 KR 2 21 0KR 2 31 5K 高頻小信號(hào)放大原理圖 變頻模塊 變頻電路是時(shí)變參量線(xiàn)性電路的一種典型應(yīng)用。如一個(gè)振幅較大的振蕩電壓υ 0（使器件跨導(dǎo)隨此頻率的電壓作周期變化）與幅度較小的外來(lái)信號(hào) υ S同時(shí)加到作為時(shí) 變參量線(xiàn)性電路的器件上，則輸出端可取得此二信號(hào)的差頻或和頻，完成變頻作用。如果此器件本身既產(chǎn)生振蕩電壓又實(shí)現(xiàn)頻率變換（變頻），則稱(chēng)為自激式變頻器或簡(jiǎn)稱(chēng)變頻器。如果此非線(xiàn)性器件本身僅實(shí)現(xiàn)頻率變換，本振信號(hào)由另外器件產(chǎn)生，則稱(chēng)為混頻器。 變頻電路的作用是使接收到的高頻信號(hào)變?yōu)橹蓄l信號(hào)，實(shí)現(xiàn)方法是加一個(gè)本地載波和接收信號(hào)一起加到混頻器中，本地載波是變頻電路自身產(chǎn)生的，它的頻率等于調(diào)制是加的載波頻率，通過(guò)變頻后得到一個(gè)上邊帶頻率和一個(gè)下邊帶頻率，通過(guò)濾波器選擇我們所需要的下邊頻帶即中頻信號(hào)。 電路框圖如下圖所示： 高頻課程設(shè)計(jì) 11 圖 35 三極管變頻電路設(shè)計(jì)如下圖所示： 圖 36 檢波器模塊 又叫中頻放大器，其作用是將變頻級(jí)送來(lái)的中頻信號(hào)進(jìn)行放大，一般采用變壓器耦合的多級(jí)放大器。中頻放大器是超外差式 超外差式接收機(jī) 的重要組成部分，直接影響著 超外差式接收機(jī) 的主要性能指標(biāo)。質(zhì)量好的中頻放大器應(yīng)有較高的增益，足夠的通頻帶和阻帶（使通頻帶以外的頻率全部衰減），以保證整機(jī)良好的靈敏度、選擇性和頻率響應(yīng)特性。 檢波的作用是從中頻調(diào)幅信號(hào)中取出音頻信號(hào)，常利用二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于二極管的單向?qū)щ娦?，中頻調(diào)幅信號(hào)通過(guò)檢波二極管后將得到包含有多種 頻率成份的脈動(dòng)電壓，然后經(jīng)過(guò)濾波電路濾除不要的成份，取出音頻信號(hào)和直流分量。音頻信號(hào)通過(guò)音量控制電位器送往音頻放大器，而直流分量與信號(hào)強(qiáng)弱成正比，可將其反饋至中放級(jí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制 。 功率放大模塊 因?yàn)樾盘?hào)經(jīng)過(guò)前面幾級(jí)電路也存在損耗，所以為了得到強(qiáng)音頻信號(hào)，必須對(duì)解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行功率放大。放大可以采用甲類(lèi)功放實(shí)現(xiàn)。 綜合發(fā)射機(jī)和超外差式接收機(jī)兩個(gè)部分，就可以實(shí)現(xiàn)中頻調(diào)幅波信號(hào)的無(wú)線(xiàn)傳輸。 無(wú)線(xiàn) 傳輸系統(tǒng)的連 調(diào) 實(shí)驗(yàn)連 調(diào)就是在實(shí)驗(yàn)箱上把發(fā)射機(jī)的各個(gè)部分合理連接起來(lái)，發(fā)送音頻信號(hào)，把接收接的各個(gè)模塊合理 連接，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的接收。由于條件限制，所以本次聯(lián)調(diào)只做了發(fā)射部分。 首先對(duì)使用的實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。實(shí)驗(yàn)箱包含 10個(gè)模塊。分別是： 模塊 1：?jiǎn)卧x頻電路模塊 高頻課程設(shè)計(jì) 12 模塊 2：小信號(hào)選頻放大模塊 模塊 3：正弦波振蕩及 VCO 模塊，這個(gè)模塊的作用是保證輸出信號(hào)和輸入信號(hào)一致，是輸出穩(wěn)定； 模塊 4： AM 調(diào)制及檢波模塊，這個(gè)模塊的作用是實(shí)現(xiàn)信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅、雙邊帶調(diào)幅、單邊帶調(diào)幅等各種條幅方式。另外還可以通過(guò)這個(gè)模塊可以實(shí)現(xiàn)同步解調(diào)； 模塊 5： FM鑒頻模塊一 模塊 6： FM鑒頻模塊二 模塊 7：混頻及變頻模塊，這個(gè)模塊的作用是把高頻 信號(hào)變?yōu)橹蓄l信號(hào)； 模塊 8：高頻功放模塊，這個(gè)模塊的作用是對(duì)已調(diào)制的高頻信號(hào)進(jìn)行功率放大，確保信號(hào)可以正常傳輸； 模塊 9：波形變換模塊 模塊 10：綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)K，這個(gè)模塊是實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)年P(guān)鍵模塊，音頻信號(hào)由此輸出，也是由此接收，所以說(shuō)無(wú)論是信號(hào)的發(fā)射還是接收都要通過(guò)這一模塊。 實(shí)驗(yàn)箱布局圖 連 調(diào)過(guò)程 發(fā)射機(jī)部分使用到了發(fā)射機(jī)部分由實(shí)驗(yàn)箱上的模塊 4， 8， 10 構(gòu)成。發(fā)射機(jī)搭建步驟是： 1. 測(cè)試示波器、信號(hào)源、信號(hào)線(xiàn)的好壞 2. 將模塊 10 的 S1 的 2撥上，即選通音樂(lè)信號(hào)，經(jīng) U4放大從 J6 輸出，調(diào)節(jié) W2 使 J6處信號(hào)峰 峰值為 200mV 左右，連接 J6和 J5 將音頻放大信號(hào)送入模擬乘法器的調(diào)制信號(hào)輸入端。同時(shí)將 1MHz（峰 峰值 500mV 左右）的載波從 J1端輸入。 3. 調(diào)節(jié) W1 使得有載波出現(xiàn)，調(diào)節(jié) W2 從 J3 處觀(guān)察輸出波形，使調(diào)幅度適中。 4. 將 AM 調(diào)制的輸出端（ J3）連到集成線(xiàn)性寬帶功率放大器的輸入端 J7，從 TH9 處可以觀(guān)察到放大的波形。 5. 將已經(jīng)放大的高頻調(diào)制信號(hào)連到模塊 10 的天線(xiàn)發(fā)射端 TX1,并按下開(kāi)關(guān)J2，這樣就將高頻調(diào)制信號(hào)從天線(xiàn)發(fā)射出去了，觀(guān)察 TH3 處波形。 6. 觀(guān)察各處波形的作用是檢驗(yàn)各部分輸出的信號(hào)是否正常，這 樣才能確保 高頻課程設(shè)計(jì) 13 信號(hào)可以發(fā)射出去。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 步驟 1 得到音頻信號(hào)，輸出波形是方波，幅度是 200mV。 載波信號(hào)是正弦波，頻率是 1MHz，幅值是 500mV，這兩個(gè)信號(hào)輸入到模擬乘法器中，便可以得到已調(diào)信號(hào)，得到的調(diào)制信號(hào)是方波包絡(luò)，幅值是 284mV。已調(diào)信號(hào)輸入到集成線(xiàn)性放大電路進(jìn)行功率放大，放大后的信號(hào)是幅值增大方波包絡(luò)。輸出波輸入到模塊10后按下發(fā)射開(kāi)關(guān)，信號(hào)就可以發(fā)射出去了。 接收機(jī)由天線(xiàn)回路、變頻電路、中頻放大電路、檢波器、音頻功放、耳機(jī)等六部分組成，各部分電路中元件的功能與作用前述單元電路中己講述，參見(jiàn)各章。實(shí)驗(yàn)箱上由模塊 2， 4， 7， 10構(gòu)成。 接收機(jī)調(diào)試過(guò)程如下： 1. 將模塊 10 的天線(xiàn)接收到的高頻信號(hào)（中波調(diào)幅發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)，由另一臺(tái)實(shí)驗(yàn)箱提供）送入模塊 7的 J4，將模塊 7 的 J6 連到模塊 2的 J5。 2. 將模塊 2 的 J6 連到模塊 4的 J7，從模塊 4的 J10 輸出的信號(hào)連接到模塊 10 的耳機(jī)輸入端。 3. 慢慢調(diào)諧模塊 7的雙聯(lián)電容調(diào)諧盤(pán)，使接收到音樂(lè)信號(hào)。 4. 觀(guān)察各點(diǎn)波形，并記錄下來(lái)。 高頻課程設(shè)計(jì) 14 MC1496 介紹 在調(diào)制解調(diào)模塊，使用到了一款核心的芯片 MC1496，它的作用是實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制及解調(diào)，下面就這款芯片做一詳細(xì)介紹： 這類(lèi)器件用于輸出電壓是輸入電壓（信號(hào)）和轉(zhuǎn)換電壓（載波）乘積場(chǎng)合。典型應(yīng)用包括抑制載波調(diào)幅，同步檢波， FM 檢波，鑒相器。更多的應(yīng)用信息請(qǐng)參照ON半導(dǎo)體公司 AN531 的應(yīng)用手冊(cè)。 MC1496 的特性如下： 極佳的載波抑制性能 增益和信號(hào)處理可調(diào) 高共模抑制比 典型值為 85dB 器件內(nèi)部含有 8個(gè)三極管 多種封裝形式 如右圖 基本操作信息 載波饋通是指輸出電壓 信號(hào)中未調(diào)制的載波（信號(hào)電壓為 0）。 空載波由差分放大器中的電流來(lái)平衡（通過(guò)偏置電阻調(diào)節(jié)，圖 5中的 R1）。 載波抑制 載波抑制是指每個(gè)邊帶的載波輸出與信號(hào)電壓的比值。 載波抑制與輸入的載波等級(jí)有很大關(guān)系（如圖 22 所示），低等級(jí)的載波不能夠使上部開(kāi)關(guān)器件完全導(dǎo)通，致使信號(hào)增益降低，由此減少載波抑制。較最優(yōu)載波等級(jí)較高的載波信號(hào)會(huì)引起不必要的器件與電流的載波饋通，并導(dǎo)致載波抑制降低。 MC1496 的最優(yōu)載波輸入 信號(hào)是 60mV 有效值的正弦波，頻率在 500KHz 附近，在調(diào)制中推薦使用此載波信號(hào) 。 載波饋通依賴(lài)于信號(hào)波 的電壓等級(jí) VS 。所以輸入電壓信號(hào)大的時(shí)候載波抑制可以最小化，但是在輸入三極管對(duì)前必須添加線(xiàn)性操作部分，否則在器件的調(diào)制信號(hào)輸出端會(huì)出現(xiàn)畸變，會(huì)與載波抑制混淆。此時(shí)需要在輸入信號(hào)幅值端加裝上拉限定（參看圖 20）。最優(yōu)的載波等級(jí)在圖 22 中給出，此時(shí)可以