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正文內(nèi)容

超外差接收機(jī)中頻放大器電路設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2025-07-26 17:26 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 統(tǒng)中的增益指的是功率增益,很容易和電壓增益混淆。這就需要我們根據(jù)實(shí)際電路進(jìn)行分析。在射頻通信系統(tǒng)中,定義了多種功率,主要有以下幾種:PL:通過(guò)負(fù)載獲得的功率;Pin:電路輸入功率;Pavs:信號(hào)源的最大功率;Pavn:電路所能提供的最大功率。與之對(duì)應(yīng)的,增益也能夠定義為三種類(lèi)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= (21) GT= (22) GA = (23) 而增益平坦度(Gain Flatness )是表示在恒定帶寬范圍內(nèi)增益快速變化的數(shù)值,以分貝(dB)來(lái)衡量。 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(chēng)之為接收機(jī)的選擇性。而選擇性往往都是用矩形系數(shù)來(lái)表示。在接收機(jī)系統(tǒng)中,中頻信道的調(diào)諧濾波器影響著接收機(jī)的選擇性。計(jì)算機(jī)信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 為了確保接收機(jī)盡可能的接收失真信號(hào),這就必須保證足夠的線性度。良好的選擇性和接收機(jī)的線性度可以提高接收信號(hào)的質(zhì)量,保證接收機(jī)持續(xù)穩(wěn)定的工作。 接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍 在一般的接收機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中,動(dòng)態(tài)范圍是衡量接收機(jī)性能好壞的一個(gè)非常重要的指標(biāo),它表示的是接收機(jī)處理最大信號(hào)以及檢測(cè)弱信號(hào)的能力,也被定義成最大和最小的輸入信號(hào)的比值,即: 接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍 = () 在接收機(jī)正常工作過(guò)程當(dāng)中,動(dòng)態(tài)范圍D指的是接收機(jī)容許射頻輸入信號(hào)強(qiáng)度的一個(gè)范圍,一般定義為: D(dB)=PRF max —PRFmin (() 式中,PRF max表示最大輸入信號(hào)的功率,PRFmin則表示最小可辨別的信號(hào)的功率,單位為dBm。在實(shí)際的接收機(jī)應(yīng)用中,我們常把接收機(jī)的靈敏度表示為PRFmin,即最小可辨別信號(hào)功率。 接收機(jī)的靈敏度和噪聲分析在接收機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中,一般都采用系統(tǒng)的信噪比來(lái)衡量接收機(jī)對(duì)信號(hào)接收能力的好壞,信噪比即為信號(hào)功率和噪聲功率的比。而在端口網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,則使用噪聲系數(shù)作為這一特性的參數(shù)。計(jì)算公式為: F = = () 將上式轉(zhuǎn)變成分貝數(shù),即 NF=10 1gF在同一時(shí)間的最小信號(hào)強(qiáng)度,接收機(jī)能夠接收到并且維持接收機(jī)正常的工作被稱(chēng)為接收器的靈敏度。作為衡量接收機(jī)接收弱信號(hào)能力的參數(shù),靈敏度高低決定了接收機(jī)接收到信號(hào)的強(qiáng)弱。11 電路仿真軟件Multisim的應(yīng)用 Multisim Multisim 軟件是由美國(guó)國(guó)家儀器公司(NI)的Electronics Workbench 在2007年3月份發(fā)布的。主要包括了PCB設(shè)計(jì)和自動(dòng)布線功能,用于電路板設(shè)計(jì)和仿真測(cè)試。Multisim 。通過(guò)改變電路結(jié)構(gòu)中的元器件的參數(shù),從而使整個(gè)電路性能達(dá)到最佳的狀態(tài),方便我們更準(zhǔn)確的研究與測(cè)試。它用軟件的方法模擬了電子線路中各個(gè)元器件以及儀器儀表等,大大增強(qiáng)了軟件的仿真和分析能力。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(kāi)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。當(dāng)然,Multisim ,比如像計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中常用的萬(wàn)用表、信號(hào)發(fā)生器、示波器和直流、交流電源等。仿真后的結(jié)果也和使用實(shí)際儀器時(shí)差不多。此外,Multisim , 方便我們能夠更加深入的理解電路的特性。Multisim ,這樣就方便了我們對(duì)電路各個(gè)部分的詳細(xì)研究。哪里有疑問(wèn),都可以標(biāo)注在文本框中,隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,和其他很多仿真軟件一樣,Multisim也必定會(huì)幫助我們更好的去研究和分析各種復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)。 Multisim 振蕩電路在模擬電子技術(shù)的研究中變得日益重要起來(lái)。當(dāng)在電路結(jié)構(gòu)中加入負(fù)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(shí),電路中的放大功能會(huì)變得不夠穩(wěn)定,同時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生自激。所以這就要求我們根據(jù)實(shí)際的電路結(jié)構(gòu),使電路產(chǎn)生穩(wěn)定的正弦波輸出信號(hào),方便分析。圖 28是電容反饋式正弦波振蕩電路。第二章 接收機(jī)圖 28電容反饋式正弦波振蕩仿真電路圖 29 輸出波形12假設(shè)需要提高電路結(jié)構(gòu)中的振蕩頻率,則必須減小L1值,其中C1和C2具有分壓作用.計(jì)算機(jī)信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 本課題所用的接收機(jī)結(jié)構(gòu) 超外差接收機(jī) 本次課題研究的是超外差接收機(jī)中頻放大器電路,采用超外差式結(jié)構(gòu),如圖28所示。射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)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(guò)高頻放大器之后進(jìn)入混頻器。而混頻器的另一端輸入時(shí)接收機(jī)本身產(chǎn)生的一個(gè)正弦電壓,我們稱(chēng)之為本地振蕩信號(hào)fL?;祛l器的作用是將接收機(jī)接收的高頻信號(hào)轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的中頻信號(hào),同時(shí)進(jìn)行中頻放大。由于中頻頻率是固定的,所以中頻放大器電路也是穩(wěn)定的,從而確保了接收機(jī)的靈敏度以及穩(wěn)定的工作性。14圖28 超外差接收機(jī)原理框圖 超外差接收機(jī)的系統(tǒng)仿真在一般超外差式調(diào)頻接收機(jī)系統(tǒng)中,它可以接收短波或者中波調(diào)幅廣播。具有高第二章 接收機(jī)靈敏度、低噪聲等優(yōu)點(diǎn)。 15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。其作用是將接收機(jī)接收的高頻信號(hào)放大轉(zhuǎn)變成中頻信號(hào)。圖29為調(diào)諧器中混頻電路的設(shè)計(jì)以及其仿真圖。圖29 混頻電路及其仿真 與一般放大式接收機(jī)相比較,超外差接收機(jī)不僅可以對(duì)高頻率信號(hào)進(jìn)行放大,同時(shí)還可以完成載波頻率的轉(zhuǎn)換以及中頻放大。所以超外差式接收機(jī)的增益和選擇能力較高。圖210為中頻放大電路設(shè)計(jì)及其仿真。14計(jì)算機(jī)信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)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(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖,信號(hào)通過(guò)中頻放大器之后,進(jìn)入檢波器。而檢波器是用于識(shí)別信號(hào)的裝置,檢波器通常用于提取有用的信號(hào)。圖211為檢波電路的設(shè)計(jì)及其仿真。15圖 211 檢波電路及其仿真 檢波器把中頻調(diào)幅信號(hào)中所包含的其他信號(hào)過(guò)濾出來(lái),然后發(fā)送到低頻放大器。圖212為低頻功率放大電路的設(shè)計(jì)與仿真。18計(jì)算機(jī)信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)圖 211 低頻功率放大電路及其仿真17本章主要介紹了超外差、零中頻、低(近零)中頻、寬帶數(shù)字中頻接收機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理,并對(duì)各種結(jié)構(gòu)接收機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)也作了比較分析,同時(shí)還介紹了接收機(jī)的一些第三章 混頻器重要參數(shù),比如:增益、接收機(jī)的選擇性和線性度、噪聲系數(shù)和靈敏度、動(dòng)態(tài)范圍等。之后介紹了本課題設(shè)計(jì)中所運(yùn)用到的Multisim仿真軟件。最后對(duì)本課題所采用的超外差式接收機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分析,并對(duì)各模塊電路作了介紹,最后通過(guò)Multisim軟件進(jìn)行系統(tǒng)仿真。21第三章 混頻器第三章 混頻器19第三章 混頻器在現(xiàn)階段的無(wú)線通信技術(shù)研究中,混頻器是一種比較常見(jiàn)的電路組件,在無(wú)線通信領(lǐng)域的研究者扮演著非常重要的角色?;祛l器的基本作用就是對(duì)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。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。而在接收機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中,混頻器則把接收的高頻信號(hào)轉(zhuǎn)變成中頻信號(hào),利于信號(hào)在信道中傳輸。而混頻器電路是超外差接式接收機(jī)中的重要組成部分,它可以將高頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為中頻頻率信號(hào),直接關(guān)系著接收機(jī)的性能?,F(xiàn)階段,各種類(lèi)型的接收機(jī)大多都采用二極管平衡混頻器或者模擬乘法混頻器。本章介紹了模擬乘法器混頻器,并對(duì)其進(jìn)行仿真。 混頻器的構(gòu)成和基本工作原理在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中,一般都為了滿(mǎn)足兩種需要從而選擇使用混頻器。一是為了提高電路的性能,二是便于信號(hào)頻率在系統(tǒng)工作時(shí)的設(shè)
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