【導(dǎo)讀】本設(shè)計以無線通信作為入口，介紹了目前流行的幾種無線接收機體系結(jié)構(gòu)，通過本設(shè)計深入的了解了無線通信系統(tǒng)的組成，無。本設(shè)計著重分析了無線調(diào)頻接收機的電路原理，并運用集成電路TDA7021T，設(shè)計了一款外圍元件少接收性能優(yōu)良的調(diào)頻接收機。其接收頻率覆蓋范圍廣，包。且接收性能好，電路整潔，操作簡單方便，實用。

　　

【正文】 連用于高放輸出回路，一連用于本振回路。這樣，高放輸入阻抗和天線阻抗均較低 ， 致使輸入回路的有載QL值很低（ QL＜ 10)，所以通頻帶可以大于調(diào)頻廣播的頻率范圍 (20MHz)，因此，只要使回路諧振于波段之中，靈敏度可以做 到較均勻。 2．高頻放大器 1VT 是高頻放大管，這里采用共基電路：這種接法在甚高頻下；比共發(fā)射極電路具有較多的優(yōu)點。晶體管在共基極狀態(tài)下的截止頻率 1f 比共發(fā)射極的截止頻率2f 高得多；共基極電路內(nèi)反饋小，工作穩(wěn)定可靠，能給出較高的穩(wěn)定功率增益；共基極狀態(tài)輸入阻抗較低，容易與天線阻抗匹配。高放管 1VT 的負(fù)載為 一個可變的調(diào)諧回路，它由雙連可變電容器中的一連 1AC 、 微調(diào)電容器 6C 、補償電容器 5C 和高頻線圈 3L 組成。改變 1AC 的容量，就可使高放回路諧振在我們欲接收的電臺頻率上，從而選出欲接收的電臺信號 1AC 從最大旋到最小 (指容量 )時，頻率從低端 87MHz 變到高端 108MHz。 1AC 并聯(lián)的電容器 5C 、 6C 保證了在高頻端與振蕩器的頻率統(tǒng)調(diào)。 1R 為發(fā)射極穩(wěn)定電阻，并為晶體管提供直流通路， 2R 為基極限流電阻，它的一端和固定偏置電壓 B 相連接。高放管 1VT 的直流工作電流一般調(diào)在 ~ 范圍。 3R 用來減小管子 1VT 的輸出阻抗變化對槽路的影響，并可防止自激。 3R 一般取 50~200Ω， 3R 取值過大會降低高頻放大器的增益。 3C 為旁路電容器，為輸入信號加到 1VT 的基 — 射極提供了最短的通路， 4C 為基極旁路電容器。還需要說明的是：在甚高頻下，較小的電容量就能提供足夠低的容抗 1C? 。因此在甚高頻電路中，旁路電容器的容量一般用得不大 (數(shù)千 pF)，而且最好采用瓷介電容器，不能用紙介或電解電容器 (因甚高頻下，有不可忽視的分布電感 )。電源濾波采用扼流圈 ( 6L 、 7L )比濾波 電阻要好，因為扼流圈是用漆包線繞在磁芯上制成的，其交流阻抗 ( L? )很大，而直流電阻很小，其損耗小， 達(dá)到很好的 濾波效果。 3．變頻電路 變頻管 2VT ，既作本機振蕩器，又作混頻器。高頻輸入信號經(jīng)匹配耦合電容器7C 加到 2VT 的發(fā)射極。 12C 為反饋電容器，它將輸出端的一部分 能量反饋到輸入端，以維持振蕩。并且將本機振蕩的信號注入到變頻管的輸入端，與高放送來的信號一起送入變頻管，變頻后的中頻信號，通過輸出端的中頻變壓器 ( 1T 、 2T )選取送到河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計論文 30 中頻放大器去。從而完成變頻任務(wù)。 13C 、 14C 和中頻變壓器 1T 、 2T 的線圈組成變頻管的負(fù)載回路，即第一中頻雙調(diào)諧回路。其初級與本振回路相串聯(lián)，該中頻回路對振蕩頻率呈現(xiàn)很低阻抗，可視 為 短路。另一方面，振蕩回路對中頻來說，阻抗很小，也可視為短路。因此，這兩個回路能各自獨立工作，互相影響很小。 4L 和8C 構(gòu)成中頻陷波器， 時呈現(xiàn)串聯(lián)諧振，使變頻器輸入端的中頻輸入阻抗很低，從而避免了由中頻反饋而引起的中頻自激，提高了變頻器的增益。然而，它對高頻信號頻率和本 振頻率又處于失諧狀態(tài)，起到高頻扼流作用。 4R 為 2VT 的發(fā)射極電阻，并為晶體管提供饋電通路。 6R 為其基極偏置電阻， 9C 為基極旁路電容器。 8C 除了作中頻陷波器串聯(lián)諧振回路電容外，還兼作 4R 的高頻旁路電容器，其容量一般為 300~1000pF，與 4L （ 4L ＝2 81C?)統(tǒng)籌考慮。 4L 還為發(fā)射極提供了直流通路。 7C 的選擇很重要，它使高頻放大器與變頻器之間達(dá)到匹配，還關(guān)系到電路的穩(wěn)定性， 7C 容量過小容易引起電路自激振蕩，過大則使增益下降， — 般取 3~ 為宜。 4．本機振蕩回路 本機振蕩回路由 5L 、 1bC 、 10C 、 11C 組成。與 12C 和變頻管的輸入電容組成三點式振蕩器。維持振蕩所需的反饋能量，通過 12C 提供。這種電路在甚高頻下工作穩(wěn)定，容易起振，電阻 5R 的作用是保證振蕩電壓在波段內(nèi)均勻。 5．自動頻率控制 (AFC) AFC 電路是由 3VD 、 15C 、 7R 和 16C 構(gòu)成的。其中變?nèi)荻O管 3VD 通過耦合電容 15C 跨接于本機振蕩回路的兩端， 7R 為隔離電阻， 16C 是濾波電容。變?nèi)荻O管3VD 的電容量，是隨其兩極間所加的反向偏壓而變化的。 AFC 控制電壓來自鑒頻器的輸出端，經(jīng)電解電容器濾除交流分最后．只將直流成分送到 AFC 的輸入端。當(dāng)收音機準(zhǔn)確調(diào)諧時，鑒頻器輸出的直流電壓為零；當(dāng)本機振蕩器由于某種原因 (如溫度、濕度、電源電壓等 )而改變時，振蕩頻率就會發(fā)生 漂移，假定振蕩頻率升高，那么中頻頻率也升高，此時鑒頻器送出的直流控制電壓不再為零，而是為正零點幾伏的電壓，此電壓經(jīng) 16C 濾波后通過 7R ；加到變?nèi)荻O管上，使變?nèi)荻H管的反偏壓減小，導(dǎo)致容量變大。因變?nèi)荻O管通過 15C 跨接在振蕩回路兩端，使振蕩回路的頻率下降，從而避免了原來振蕩頻率的上升。 AFC 具有捕捉和牽引輸入信號的功能，牽引范圍一般為177。 100kHz。有的收音機帶有 AFC 開關(guān)，使用時為避免過失諧，應(yīng)先斷開關(guān)，待調(diào)準(zhǔn)了電臺后，再接通 AFC 開關(guān)，這樣便可長時間地保持收音機工作在準(zhǔn)確的調(diào)諧狀態(tài)。若希望接收一個強電臺附近的弱電臺信號時，應(yīng)該斷開 AFC 開關(guān)，否則 AFC 將牽引收音機離開弱臺至強臺上，使弱臺信號接收不到。 6．晶體管和工作電流的選擇 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計論文 31 調(diào)頻機中的高放管和變頻管一般選截止頻率大于 600MHz，高頻噪聲系數(shù)及反饋電容小的晶體管。硅管比鍺管的反饋電容小，截止頻率高，漏電流小，因此硅管比鍺管的有用功率增益高，工作穩(wěn)定可靠。從穩(wěn)定增益出發(fā)，高放級管工作電流選 左右，但考慮到管子的噪聲實際工作電流為 。變頻級根據(jù)增益和振蕩電壓在波段內(nèi)的均勻性，一般也選為 ，此時振蕩電壓約 100mV。 中頻部分電路分析 中額部分電路包括三級中頻放大器和鑒頻器。三級放大器采用兩個單調(diào)諧回路和一個雙調(diào)諧回路；鑒頻部分帶有去加重網(wǎng)絡(luò)和 AFC 供電電路。整個電路如圖 43所示。 圖 43 中頻部分電路原理圖 1. 中頻放大器 調(diào)頻機的中頻放大器也是決定靈敏度和選擇性等指標(biāo)的關(guān)鍵部分，其中放級要求增益盡量高。主要原因是為 了提高限幅性能，以便提高整機的信噪比和調(diào)幅抑制比，加寬有效帶寬和減小失真，并改善俘獲特性等。因此，在較高檔的調(diào)頻機中，中放級數(shù)較多，增益做得很高。但普及型收音機中，中放只有三級。本電路的中頻變壓器電感線圈，未全接入集電極回路，為了提高負(fù)載阻抗，采用抽頭接入。 22C 和 26C 是中和電容器。 24C 和 27C 是旁路電容器，使中頻 信號能直接送到4VT 和 5VT 的基極和發(fā)射極間。各中放管集電極串聯(lián)的電阻 11R 、 1R 和 16R 是用來減小晶體管對調(diào)諧回路參數(shù)的影響。因為信號大小變化，特別是大信號限幅時由于管子的工作狀態(tài)和參數(shù)發(fā)生較大變化，即使管子的輸入阻抗有較大的變化，會引河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計論文 32 起回路失諧。這些電阻還有消除寄生 自激的作用，使放大器穩(wěn)定性提高、但增益也會有一定損失。有的在調(diào)諧回路上還并接一只二極管，其作用是，在大信號輸出電壓時，使其適當(dāng)導(dǎo)通，阻抗變小、這樣回路 Q 值降低，通頻帶變寬，可以減小因管子參數(shù)變化引起調(diào)諧回路失諧的影響。 2. 鑒頻器 此電路的鑒頻器采用的是比例鑒頻器。它是由 5VT 、 5T 、 6T 、 6VD 、 7VD 等構(gòu)成的。因其有限幅作用，省去了中放電路的限幅器。 5VT 的負(fù)載電路有兩個特殊聯(lián)接的初次級諧振回路。初級為 1L 、 29C ，次級由 2L 、 30C 以及第三線圈 3L 組成。 3L直接 繞 在 1L 上，一端接到次級線圈 2L 的中心抽頭上，另一端接到 31C 和 32C 的接點E。這樣，加在：極管 6VD 和 7VD 上的電壓 6DU 、 7DU 為第三線圈上的電壓加上或減去第二線圈上電壓的一半，而鑒頻器的輸出 6DU 電壓 (由 E、 O 間取出 )只取決于兩只二極管上電壓的比值。當(dāng)輸入信號的頻率變化時， 67DDUU 的值跟著變化，輸出電壓也隨著變化。然而，當(dāng)輸入信號的幅度變化時 6DU 、 7DU 的大小雖然也改變，但是兩個二極管上 的電壓比值不變，因此輸出電壓與輸入信號幅度的變化無關(guān)，這就起到限幅作用，從而有效地抑制了竄入的脈沖和噪聲干擾。檢出的音頻信號從 22R 端輸出，殘余的中頻信號被 34C 、 35C 濾除， 19R 和 20R 是 6VD 和 7VD 的直流負(fù)載電阻。電阻 17R 、 16R 用來減小 2L 線圈抽頭的不對稱和二極管特性的不平衡。大電容 33C 具有限幅作用，因為它的容量較大 （ 10 F? ） ，短時間的幅度變化在它上面反應(yīng)不出來。電阻 21R 用 來減小寄生調(diào)幅的影響，電阻 22R 和電容 35C 是去加重網(wǎng)絡(luò)，用來衰減預(yù)加重時所抬高的影響，使之恢復(fù)平坦特性，同時噪聲也隨著受到衰減，從而提高廠整機的信噪比。 3. 晶體管及工作電流的選擇 中頻和鑒頻用的晶體管，應(yīng)選擇在 Tf ≥ 100MHz、 C 小的管 。中放各級的工作電流為 1~2mA。各諧振回路電容 21C 和 25C 值均取得較小 (51pF)。這樣回路電感可以相對大一些，以提高諧振阻抗，得到較高的中 頻 增益。鑒頻器中用的二極管，要選用正向電阻小，特性一致的兩個鍺管。 低頻放大部分電路 分析 調(diào)頻收音機的低頻放大電路與調(diào)幅收音機原理相同，包括前置放大和功率放大。由于調(diào)頻收音機具有良好的高保真性能，信噪比高，噪聲小，聲道輸出分為單聲道和立體聲雙聲道單聲道輸出時用一個耳機或喇叭， 立體聲雙聲道輸出時，在鑒頻器后需增加一個立體聲解 調(diào)器，分離出兩個音頻通道，來推動兩個喇叭，形成立體聲音。 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計論文 33 本設(shè)計接收機電路分析 經(jīng)過前面的電路分析可以知道，采用分立元器件設(shè)計超外差式調(diào)頻接收機比較困難，從設(shè)計、制作及調(diào)試上都有困難。所以本設(shè)計以荷蘭菲利蒲半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 TDA7021T 單片集成電路芯片為核心，加上少量的外圍元件構(gòu)成微型低壓低功耗調(diào)頻接收機。 IC 介紹 1. IC 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 集成電路 TDA7021T 內(nèi)集成有高頻放大器、本地振蕩器、混頻器、中頻放大器、中頻濾波器、鑒頻器、音頻功率放大器及噪聲控制電路等。該電路的推 薦電源電壓為 3V。 TDA7021T 采用 16 腳雙列扁平封裝，管腳排列及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 44。 圖 44 TDA7021T 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及封裝管腳圖 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 6 M a y 2 0 0 7 S h e e t o f F i l e : F : \ 原理圖 \ 阿炳 \ 制作電路分析 \ 畢業(yè) 設(shè)計 \ k e c h e n g s he j i \ 集成塊 . d d bD r a w n B y :12kFM 環(huán)形鑒頻器 濾波器穩(wěn)壓V C O++1混頻器+150pF+700 700RF 輸入級13K52K+16K60pF噪音控制電路中頻濾波器中頻濾波器中頻限幅器A F C1 7 0uA1 2 3 4 5 6 7 8910111213141516旁路濾波地 電源 本振 旁路 旁路 旁路功耗控制旁路濾波射頻輸入旁路音頻輸出反饋輸入旁路河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計論文 34 2. IC 工作參數(shù) 表 3 TDA7021T 的工作參數(shù) 參數(shù) 額定值 電源電壓 3V 工作頻率 ~110MHz 靈敏度 4? V 信噪比 60dB 選擇性 ? 46dB 音頻失真度 ? % 輸出 電壓 90mV( LR =100? ) 電路 工作原理分析 在前面的 TDA7021T 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖中很容易的發(fā)現(xiàn)，在該集成電路內(nèi)部集成了接收機的大部分功能電路，所以在運用時，只需外接少量的元件就可以構(gòu)成接收機了。下面就其接收信號工作原理進(jìn)行分析： 調(diào)頻射頻信號從 IC 的第 12 腳進(jìn)入集成電路，經(jīng) IC 內(nèi)部的射頻輸入回路，由內(nèi)部集成的高頻小信號選頻放大器進(jìn)行選頻放大，然后與從 IC 第 5 腳進(jìn)入的本地振蕩信號進(jìn) 行混頻，由混頻產(chǎn)生差頻信號經(jīng)二階有源中頻濾波器，濾除混頻時產(chǎn)生的高頻信號，然后經(jīng) IC 內(nèi)部集成的運算放大器進(jìn)行放大，再經(jīng)一帶通濾波器，隨后經(jīng)電壓比較器進(jìn)行中頻限幅，然后經(jīng)環(huán)形濾波器濾波，鑒頻解調(diào)。經(jīng)解調(diào)后的信號又經(jīng)一放大器放大，在此，有一反饋電路去控制壓控振蕩器（ VCO），這樣就形成一鎖頻電路（ FLL）。經(jīng)放大器放大后的信號進(jìn)入環(huán)形濾波器控制的噪音控制電路，經(jīng)噪聲控制電路后，再由低頻放大器，最后經(jīng)一低頻功率放大器從 IC 的14 腳輸出音頻信號。 IC 外圍電路的設(shè)計 由前面可以知道，該集成電路 TDA7021T 是一