【文章內容簡介】 帶寬和工作穩(wěn)定性好等。 高頻放大器的設計根據(jù)增益高、噪聲低、通頻帶寬和穩(wěn)定性好的要求，使用級聯(lián)三極管放大電路可以實現(xiàn)增益高的要求，為了減小噪聲可以在兩級之間加一個較大的耦合電容，最主要的是以選頻網(wǎng)絡作為負載，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，可以在兩個集電極之間加一個大電感作為高頻扼流圈，減小反饋。 根據(jù)設計要求，電路設計如下圖： 圖 34 超外差式接收機 超外差式接收機框圖 ： 圖 2 超外差式接收機工作原理： 天線接收已調制音頻信號，因為長距離傳輸后高頻信號也產(chǎn)生了衰減，所以要先對接收到的信號進行高頻小信號放大，放大后的信號和本地載波一起輸入混頻器，混頻后得到中頻信號。中頻信號進行中頻放大，放大后的中頻信號輸入到天線回路 變頻 中頻放大 檢波 音頻功 放 耳機 天線 高頻課程設計 10 檢波器中進行解調，解調后得到的信號便是我們所需要的音頻信號，因為傳輸過程中有衰減，最后再對解調信號進行音頻功放，通過耳機得到發(fā)射機發(fā)射出來的聲音信號。 超外差式接收機電路設計 超外差式接收機包括高頻放大、變頻、中頻放大、檢波和功率放大五 個部分。下面就各個模塊進行闡述和設計。 高頻 小信號 放大模塊 此電路的作用是用來對接受信號得放大。它擁有增益高、噪聲低，通頻帶寬，工作穩(wěn)定性好得特點。對于此類電路，它的輸入回路和負載是諧振回路，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)，使得高頻小信號調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 ） 單調諧小信號放大 圖 1 1 （ b ）雙調諧小信號放大 R41 5K R54 70R 1 54 .7 KR 1 64 70C21 04C61 04C1中周內電容C51 04 C 1 11 04C 1 91 04C 1 2中周內電容C 1 51 0pC 1 31 04C 1 4中周內電容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 高頻小信號放大原理圖 變頻模塊 變頻電路是時變參量線性電路的一種典型應用。如一個振幅較大的振蕩電壓υ 0（使器件跨導隨此頻率的電壓作周期變化）與幅度較小的外來信號 υ S同時加到作為時 變參量線性電路的器件上，則輸出端可取得此二信號的差頻或和頻，完成變頻作用。如果此器件本身既產(chǎn)生振蕩電壓又實現(xiàn)頻率變換（變頻），則稱為自激式變頻器或簡稱變頻器。如果此非線性器件本身僅實現(xiàn)頻率變換，本振信號由另外器件產(chǎn)生，則稱為混頻器。 變頻電路的作用是使接收到的高頻信號變?yōu)橹蓄l信號，實現(xiàn)方法是加一個本地載波和接收信號一起加到混頻器中，本地載波是變頻電路自身產(chǎn)生的，它的頻率等于調制是加的載波頻率，通過變頻后得到一個上邊帶頻率和一個下邊帶頻率，通過濾波器選擇我們所需要的下邊頻帶即中頻信號。 電路框圖如下圖所示： 高頻課程設計 11 圖 35 三極管變頻電路設計如下圖所示： 圖 36 檢波器模塊 又叫中頻放大器，其作用是將變頻級送來的中頻信號進行放大，一般采用變壓器耦合的多級放大器。中頻放大器是超外差式 超外差式接收機 的重要組成部分，直接影響著 超外差式接收機 的主要性能指標。質量好的中頻放大器應有較高的增益，足夠的通頻帶和阻帶（使通頻帶以外的頻率全部衰減），以保證整機良好的靈敏度、選擇性和頻率響應特性。 檢波的作用是從中頻調幅信號中取出音頻信號，常利用二極管來實現(xiàn)。由于二極管的單向導電性，中頻調幅信號通過檢波二極管后將得到包含有多種 頻率成份的脈動電壓，然后經(jīng)過濾波電路濾除不要的成份，取出音頻信號和直流分量。音頻信號通過音量控制電位器送往音頻放大器，而直流分量與信號強弱成正比，可將其反饋至中放級實現(xiàn)自動增益控制 。 功率放大模塊 因為信號經(jīng)過前面幾級電路也存在損耗，所以為了得到強音頻信號，必須對解調后的信號進行功率放大。放大可以采用甲類功放實現(xiàn)。 綜合發(fā)射機和超外差式接收機兩個部分，就可以實現(xiàn)中頻調幅波信號的無線傳輸。 無線 傳輸系統(tǒng)的連 調 實驗連 調就是在實驗箱上把發(fā)射機的各個部分合理連接起來，發(fā)送音頻信號，把接收接的各個模塊合理 連接，實現(xiàn)信號的接收。由于條件限制，所以本次聯(lián)調只做了發(fā)射部分。 首先對使用的實驗箱進行簡單介紹。實驗箱包含 10個模塊。分別是： 模塊 1：單元選頻電路模塊 高頻課程設計 12 模塊 2：小信號選頻放大模塊 模塊 3：正弦波振蕩及 VCO 模塊，這個模塊的作用是保證輸出信號和輸入信號一致，是輸出穩(wěn)定； 模塊 4： AM 調制及檢波模塊，這個模塊的作用是實現(xiàn)信號的標準調幅、雙邊帶調幅、單邊帶調幅等各種條幅方式。另外還可以通過這個模塊可以實現(xiàn)同步解調； 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，這個模塊的作用是把高頻 信號變?yōu)橹蓄l信號； 模塊 8：高頻功放模塊，這個模塊的作用是對已調制的高頻信號進行功率放大，確保信號可以正常傳輸； 模塊 9：波形變換模塊 模塊 10：綜合實驗模塊，這個模塊是實現(xiàn)無線傳輸?shù)年P鍵模塊，音頻信號由此輸出，也是由此接收，所以說無論是信號的發(fā)射還是接收都要通過這一模塊。 實驗箱布局圖 連 調過程 發(fā)射機部分使用到了發(fā)射機部分由實驗箱上的模塊 4， 8， 10 構成。發(fā)射機搭建步驟是： 1. 測試示波器、信號源、信號線的好壞 2. 將模塊 10 的 S1 的 2撥上，即選通音樂信號，經(jīng) U4放大從 J6 輸出，調節(jié) W2 使 J6處信號峰 峰值為 200mV 左右，連接 J6和 J5 將音頻放大信號送入模擬乘法器的調制信號輸入端。同時將 1MHz（峰 峰值 500mV 左右）的載波從 J1端輸入。 3. 調節(jié) W1 使得有載波出現(xiàn)，調節(jié) W2 從 J3 處觀察輸出波形，使調幅度適中。 4. 將 AM 調制的輸出端（ J3）連到集成線性寬帶功率放大器的輸入端 J7，從 TH9 處可以觀察到放大的波形。 5. 將已經(jīng)放大的高頻調制信號連到模塊 10 的天線發(fā)射端 TX1,并按下開關J2，這樣就將高頻調制信號從天線發(fā)射出去了，觀察 TH3 處波形。 6. 觀察各處波形的作用是檢驗各部分輸出的信號是否正常，這 樣才能確保 高頻課程設計 13 信號可以發(fā)射出去。 實驗現(xiàn)象 步驟 1 得到音頻信號，輸出波形是方波，幅度是 200mV。 載波信號是正弦波，頻率是 1MHz，幅值是 500mV，這兩個信號輸入到模擬乘法器中，便可以得到已調信號，得到的調制信號是方波包絡，幅值是 284mV。已調信號輸入到集成線性放大電路進行功率放大，放大后的信號是幅值增大方波包絡。輸出波輸入到模塊10后按下發(fā)射開關，信號就可以發(fā)射出去了。 接收機由天線回路、變頻電路、中頻放大電路、檢波器、音頻功放、耳機等六部分組成，各部分電路中元件的功能與作用前述單元電路中己講述，參見各章。實驗箱上由模塊 2， 4， 7， 10構成。 接收機調試過程如下： 1. 將模塊 10 的天線接收到的高頻信號（中波調幅發(fā)射機發(fā)射的信號，由另一臺實驗箱提供）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 輸出的信號連接到模塊 10 的耳機輸入端。 3. 慢慢調諧模塊 7的雙聯(lián)電容調諧盤，使接收到音樂信號。 4. 觀察各點波形，并記錄下來。 高頻課程設計 14 MC1496 介紹 在調制解調模塊，使用到了一款核心的芯片 MC1496，它的作用是實現(xiàn)信號調制及解調，下面就這款芯片做一詳細介紹： 這類器件用于輸出電壓是輸入電壓（信號）和轉換電壓（載波）乘積場合。典型應用包括抑制載波調幅，同步檢波， FM 檢波，鑒相器。更多的應用信息請參照ON半導體公司 AN531 的應用手冊。 MC1496 的特性如下： 極佳的載波抑制性能 增益和信號處理可調 高共模抑制比 典型值為 85dB 器件內部含有 8個三極管 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 信號中未調制的載波（信號電壓為 0）。 空載波由差分放大器中的電流來平衡（通過偏置電阻調節(jié)，圖 5中的 R1）。 載波抑制 載波抑制是指每個邊帶的載波輸出與信號電壓的比值。 載波抑制與輸入的載波等級有很大關系（如圖 22 所示），低等級的載波不能夠使上部開關器件完全導通，致使信號增益降低，由此減少載波抑制。較最優(yōu)載波等級較高的載波信號會引起不必要的器件與電流的載波饋通，并導致載波抑制降低。 MC1496 的最優(yōu)載波輸入 信號是 60mV 有效值的正弦波，頻率在 500KHz 附近，在調制中推薦使用此載波信號 。 載波饋通依賴于信號波 的電壓等級 VS 。所以輸入電壓信號大的時候載波抑制可以最小化，但是在輸入三極管對前必須添加線性操作部分，否則在器件的調制信號輸出端會出現(xiàn)畸變，會與載波抑制混淆。此時需要在輸入信號幅值端加裝上拉限定（參看圖 20）。最優(yōu)的載波等級在圖 22 中給出，此時可以