【導(dǎo)讀】本課題研究超外差接收機(jī)中頻放大器電路。超外差接收機(jī)是使用本地產(chǎn)生一個(gè)振蕩。這樣的方式可以很大程度上提高遠(yuǎn)程通信接收高頻頻率信號和弱小信號的能力。1919年，科學(xué)家們利用超外差原理制作出了超外差接收機(jī)。數(shù)以及設(shè)計(jì)仿真等操作都做了相關(guān)的解釋。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。以及對應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)。之后介紹了本課題設(shè)計(jì)中所運(yùn)用到的Multisim軟件。析其性能指標(biāo)并結(jié)合本課題的需求，確定使用超外差式接收結(jié)構(gòu)。機(jī)的部分模塊電路進(jìn)行設(shè)計(jì)與仿真。第三章則是混頻器的測試和研究。根據(jù)課題中要求的參數(shù)，設(shè)計(jì)出符合課題的中頻放大器電路。第五章為本課題的結(jié)論。選擇性以及頻率響應(yīng)特性。在實(shí)際的研究設(shè)計(jì)過程中，首先必須了解所設(shè)計(jì)的器件，并

　　

【正文】 圖 41 所示，其中圖（ a）為變壓器式耦合、圖（ b）電容分壓式耦合。計(jì)算機(jī)信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 32 （ a） (b) 圖 41 單調(diào)諧中頻放大器級間耦合 雙調(diào)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(gè)回路，這樣的中頻放大器我們簡稱為雙調(diào)諧中頻放大器。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。 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。圖 42 所示為電容耦合方式。 圖 42 雙調(diào)諧中頻放大器電容耦合方式 多級中頻放大器 通常情況下，調(diào)幅接收機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中多為一級中頻放大器，而在其他一些接收第四章 中頻放大器 27 機(jī)結(jié)構(gòu)中，為了使系統(tǒng)得到更穩(wěn)定的增益，從而提高接收機(jī)的靈敏度，我們都才用多級中頻放大器來實(shí)現(xiàn)。 多級中頻放大器同樣包括多級單調(diào)諧中頻放大器和多級雙調(diào)諧中頻放大兩種。 中頻放大器主要技術(shù)要求 增益 在接收機(jī)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(dāng)輸出信號的信噪比不變時(shí)，中放增益越高，接收機(jī)系統(tǒng)的靈敏度也就越好。 選擇性 中頻放大器的選擇性表示接收機(jī)系統(tǒng)從經(jīng)過混頻器的輸出信號中選取出有用的信號，同時(shí)排除干擾信號的能力，通常也用矩形系數(shù)來 表示。 接收機(jī)的選擇性，由中頻放大器的 LC 諧振電路確定。 LC 諧振回路通常包括單調(diào)諧和雙調(diào)諧兩種。當(dāng)諧振回路的特性曲線接近理想的特性曲線， 此 時(shí)中頻放大器的選擇性也就越好，并且抑制干擾信號的能力也就越強(qiáng)。如圖 43 所示的是中頻放大器的理想和實(shí)際的諧振曲線。 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)輸入信號經(jīng)過中頻放大器時(shí)，高頻信號將會(huì)被減弱，從而導(dǎo)致信號的干擾問題。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。 在一般的調(diào)幅式接收機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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。 穩(wěn)定性 在接收機(jī)系統(tǒng)工作時(shí)，中頻放大器的工作溫度以及電源電壓都會(huì)發(fā)生變動(dòng)，一般高質(zhì)量的接收機(jī)在工作時(shí)，當(dāng)中頻放大器中的電壓等在一定范圍內(nèi)有規(guī)律的變化時(shí)，其增益、選擇性以及通頻帶等基本上無變化，同樣也避免了電路 中 產(chǎn)生自激的可能。 中頻放大器的各項(xiàng)技術(shù)要求都是互相兼顧的，為了更方便和準(zhǔn)確的研究，我們應(yīng)該仔細(xì)選取合適的器件去搭建電路。 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。 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)。比如頻率特征較高，導(dǎo)通截止特性也非常明顯。 2N2222A 晶體管大多用作開關(guān)電路，本次課題中，利用 2N2222A晶體管進(jìn)行中頻頻率的放大。 （ 1） 通過 Multisim 軟件分析 2N2222A 晶體管的特性曲線在 Multisim 軟件上添加2N2222A 晶體管模塊，同時(shí)接入 IV 分析儀，確定其特性曲線。如圖 44 所示。 圖 44 2N2222A 晶體管特性曲線的測量 單擊運(yùn)行按鈕，雙擊 IV 分析儀，就得到了 2N2222A 晶體管的特性曲線。如圖 45所示。 計(jì)算機(jī)信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 32 圖 45 2N2222A 晶體管特性曲線 （ 1） 中頻放大器電路原理圖設(shè)計(jì)及其仿真 圖 46 中頻放大器電路原理圖 及仿真 電路圖中三級放大管 選用 2N2222A 晶體管，其中 R R R3 組 成的是直流第四章 中頻放 大器 33 偏置電路， C3 為耦合電容， 波特圖示儀可以用來觀察中頻放大器的通頻帶，通過調(diào)節(jié)電容電阻的大小可以調(diào)節(jié)通頻帶。仿真波形圖如下： 圖 47 仿真波形 電壓放大倍數(shù)為 K= =100， 電壓增益即為： G=10 lg100=20dB。 改變電容 C1=10uF，得到仿真波形如圖 48 所示。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。 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。 改變電阻 R4= 千歐，仿真波形如圖 410 所示。 計(jì)算機(jī)信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 36 圖 410 仿真波形 此時(shí)對高頻頻率沒有放大作用。 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(jìn)行放大的工作特性。 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 。 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。由于時(shí)間的原因沒能制作出相對應(yīng)的實(shí)物，但是通過本次課題的設(shè)計(jì)，我也學(xué)到了很多東西。 本章小結(jié) 本章主要介紹的是超外差式接收機(jī)中頻放大器電路的設(shè)計(jì)，在文章一開始對中頻放大器的結(jié)構(gòu)以及工作原理進(jìn)行了分析，接著介紹了比較常見的幾種中頻放大器的類型，同時(shí)也介紹了它們的優(yōu)點(diǎn)所在，體現(xiàn)出中頻放大器在接收機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的重要性。在介紹了中頻放大器的一些性能及 指標(biāo)要求后，根據(jù)課題給出的要求，設(shè)計(jì)符合課題的中頻放大器電路。最后通過 Multisim 軟件實(shí)現(xiàn)仿真操作。 第五章 總結(jié) 38 第五章 總結(jié) 本次課題主要介紹了超外差接收機(jī)中頻放大器電路，同時(shí)在文章開頭對本次選題的背景意義以及國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀都作了比較詳細(xì)的介紹。接著對各類接收機(jī)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究與分析，并對它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)也一一作了描述。之后對接收機(jī)系統(tǒng)的各類性能指標(biāo)也進(jìn)行了一定的解釋。最后對本次課題選擇超外差式接收機(jī)的原因作了相關(guān)的分析與介紹。 在本次超外差接收機(jī)中頻放大器電路設(shè)計(jì)中，本文對超外差式接收機(jī) 總體結(jié)構(gòu)中的各模塊電路進(jìn)行了研究與測試。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。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)。 在第 三章混頻器電路的設(shè)計(jì)中，首先介紹了混頻器的構(gòu)成及工作原理，并詳細(xì)介紹了其性能 。 之后介紹了本課題設(shè)計(jì)中所運(yùn)用的 Multisim 仿真軟件。 章節(jié) 結(jié)尾 主要設(shè)計(jì)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(jìn)行了仿真操作。 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。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)。 在本次課題的設(shè)計(jì)研究中，和其他同學(xué)一樣，我也遇到了很多問題。比如對模電知識(shí)缺少更深入的了解，在電路設(shè)計(jì)中，也往往不是非常清楚各部件在電路中的作用； 因?yàn)槭?初次使用 Multisim 仿真軟件，我對 Multisim 軟件不是很了解，也不知道 如何 利用Multisim 軟件設(shè)計(jì)電路并進(jìn)行仿真操作。于是通過查閱相關(guān)的書籍資料，了解了 使用Multisim 軟件的 基本方法 。本次課題的電路設(shè)計(jì)中，一開始也不知道怎樣去設(shè)計(jì)，通過查閱文獻(xiàn)資料并虛心向老師同學(xué)們 請教，克服了課題中的一些困難，論文也因此最終成型。只是由于時(shí)間關(guān)系我沒能夠制作出相關(guān)的實(shí)物，加上自己本身對模電 中的 知識(shí)并不是非常的了解，所以對本次課題的設(shè)計(jì)研究也沒有完全的掌握，為此我感到非常的遺憾。通過對本次課題的學(xué)習(xí)，我更是學(xué)到了堅(jiān)持不懈、不怕吃苦，在學(xué)習(xí)態(tài)度上更應(yīng)該是腳踏實(shí)地。 致謝 39 致謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中使我和同學(xué)關(guān)系更進(jìn)了一步，有什么不懂的大家都一起商量，同學(xué)之間的相互胡幫助，使我對課題研究中有了更好了解。所以在這里我非常的感謝幫助我的同學(xué)。 在此我更要感謝我的導(dǎo)師時(shí)老師，在課題研究的方向、文獻(xiàn) 資料的閱讀以及最后的課題設(shè)計(jì)中，導(dǎo)師都給了我很多的建議和指導(dǎo)，使我能夠順利的完成畢業(yè)論文。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。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。在此我向老師們表示最 真 摯的謝意，感謝大學(xué)四年來 對 我的幫助。 參考文獻(xiàn) 40 參考文獻(xiàn) [1] 袁之麟 . 無線電接收設(shè)備 [M]. 天津 :科學(xué)技術(shù)出版社 , :4962 [2] 黃志偉 . 無線發(fā)射與接收電路設(shè)計(jì)（第二版） [M]. 北京：航空航天大學(xué)出版社， :120180 [3] 王志強(qiáng) . 無線接收機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .微波電子學(xué) [M].(4):455459 [4] S. 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