【正文】 本科生畢業(yè)論文 (設計 ) 題目（中文）： 自動調(diào)頻接收機的設計與實現(xiàn) （英文）： The Design and Achievement of Automatic FM Receiver 自動調(diào)頻接收機的設計與實現(xiàn) 本科畢業(yè)論文（設計）誠信聲明 本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文是本人在指導老師的指導下，進 行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權爭議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。 這塊集成電路中包含了調(diào)頻接收機中天線接收、振蕩器、混頻器、 AFC(頻率自動控制 )電路、中頻放大器 (中頻頻率為 70kHz)、中頻限幅器、中頻濾波器、鑒頻器、低頻靜噪電路、音頻輸出等全部功能，還專門設有搜索調(diào)諧電路、信號檢測電路及頻率鎖定環(huán)路。系統(tǒng)的穩(wěn)定性強，具有精確的自動調(diào)頻能力。 Automatic FM。接收信息所用的接收機，俗稱為收音機。 隨著廣播技術的發(fā)展，收音機也在不斷更新?lián)Q代。隨著電子技術的發(fā)展， “收音機 ”的 形式也在發(fā)生演變。其性能越來越好，功能也越來越強大。要制作一個應用性比較好的電子產(chǎn)品就離不開高頻電路，大到超級計算機、小到袖珍計算器，很多電子設備都有高頻電路 [1]。通信技術在我們的生活中廣泛應用，而我所學的 是電子信息科學與技術專業(yè)，有一部分涉及的是通信技術，所以對于這次設計，我選擇了超外差式調(diào)頻接收機的設計方案 [2]。人們不斷追求生活方式的多樣化和個性化；電子科學的發(fā)展和無線通信的快速發(fā)展給人們工作和生活注入了新的色彩；人們可以隨心所欲地享受著無線通信工具所帶來的樂趣。不僅如此，現(xiàn)在的人們都喜歡追求生活的個性化，它在家庭領域也將會給人們帶來很大的樂趣，利用一個小型的無線廣播臺和一個微型的收音機就可實現(xiàn)在家庭的任何角落播放自己喜歡的音樂，會給人們帶來無 限的樂趣。而另外一種便攜式收音機能做到操作簡單、較大功率輸出和聲音輸出，這類收音機主要滿足老年人的需求。 protel99se 是所有電路畫 自動調(diào)頻接收機的設計與實現(xiàn) 3 圖軟件中使用最多的一種軟件， 采用設計庫管理模式 [5]。本設計 以耳機充當信號接收天線，由于集成芯片很難集成大容值的電容器件，所以在集成芯片 TDA7088 的周圍按一定的規(guī)則接入電容，組成相應的功能電路 [6]。 尚待進一步解決的問題 雖然在國內(nèi)外調(diào)頻接收技術已經(jīng)得到長足發(fā)展，但是依然存在一些問題亟待解決。 設計的基本內(nèi)容 本設計采用的是 TDA7088芯片作為處理的核心部分 [8]。經(jīng)過解調(diào)后的信號再經(jīng)過由三極管組成的低頻放大器，然后通過耳機輸出到 耳 朵 [9]。 2 任務分析與方案論證 任務分析 任務分析包括設計任務、基本要求和發(fā)揮部分要求三個部分。 基本要求 （ 1）實現(xiàn)自動調(diào)頻接收； （ 2）接收頻率范圍： 88MHz~108MHz； （ 3）最大不失真輸出功率大于或等于 10mW。 發(fā)揮部分要求 （ 1）可實現(xiàn)多種自動程控頻率搜索模 式（如全頻率范圍搜索，特定 頻率范圍內(nèi)搜索等）， 全頻率范圍搜索時間 ≤ 2分鐘； （ 2）能顯示接收頻率范圍內(nèi)的調(diào)頻電臺載頻值，顯示載波頻率的誤 差 ≤ 177。 設計方案論證 方案一 本方案使用芯片 FS2020，其包含混頻器、中頻放大器、鑒頻器 自動調(diào)頻接收機的設計與實現(xiàn) 5 和低頻功放模塊，從天線接收到的信息經(jīng)過高頻放大電路放大。接著將 中頻信號放大，再經(jīng)過鑒頻器的作用解調(diào)出調(diào)制信號，送入低頻功放模塊增大功率，驅(qū)動喇叭發(fā)聲。需要外加天線，還需通過調(diào)節(jié)可變電容的大小來實現(xiàn)調(diào)頻。普通調(diào)頻收音機是利用輸入回路接收調(diào)頻信號，調(diào)節(jié)輸入回路電容，以手動調(diào)諧的方式來實現(xiàn)調(diào)臺目的，而自動搜索調(diào)頻收音機采用電調(diào)諧方式選擇電臺，省去了可變電容器。 本方案使用 TDA7088 集成芯片，其能夠?qū)崿F(xiàn)自動選臺操作。使用時只要按下搜索按鈕，收音機就會自動搜索電臺，當它搜索到一個電臺后，會準確地調(diào)諧并停止 下來。當調(diào)諧到頻率最高端后，就需要按下復位按鈕，讓收音機本振頻率回到最低端才能重新開始搜索電臺。 電腦選臺自動搜索調(diào)頻收音機其核心器件是一塊 TDA7088集成電路，其內(nèi)部框圖見圖 。 混 混 混 混 混 混 混 混 混 混 混 混 混 混 混 混混 混 混 混混 混 混 混本 機 振 蕩A F C 混 混混 混 混 混 圖 核心器件 TDA7088 集成電路內(nèi)部框圖 取代可變電容器的是變?nèi)荻O管，它是一種特殊的二極管。偏壓增大， PN結變厚， PN結電容變小；偏壓降低， PN結變薄，則 PN結電容增大。電路中變?nèi)荻O管接在本機振蕩電路上，可以改變振蕩頻率。如果把接收機收到的廣播電臺的高頻信號，都變換為一個固定的中頻載波頻率（僅自動調(diào)頻接收機的設計與實現(xiàn) 7 是載波頻率發(fā)生改變，而其信號包絡仍然和原高頻信號包絡一樣），然后再對此固定的中頻進行放大、解調(diào)，再加上低頻放大器，就成了超外差式接收機。 常用的超外差調(diào)頻接收機原理框圖如圖 ，當天線接收到的高頻信號經(jīng)過輸入調(diào) 諧回路選頻為 f1 再經(jīng)高頻放大器放大，進入混頻器；本機振蕩器輸出的另一高頻信號 f2亦進入混頻器，則混頻器的 輸出為含有 f f (f1＋ f2)、 (f2f1)等頻率分量的信號。從天線接收到的高頻信號經(jīng)過混頻成為固定的中頻 f2f1，故成為超外差式接收機。 調(diào)頻通信系統(tǒng) 如 下 圖 。在調(diào)頻發(fā)射階段通過頻譜搬移的方式，將調(diào)制信號的頻譜搬到高頻段，因為高頻信號便于傳輸。 混 混 混 混 混 混 混 混 混 混 圖 調(diào)頻廣播系統(tǒng) （ 1）調(diào)頻信號的一般表達式 為式 ； Ufm(t)=Ucosф(t) （ 式 ） 式中 U是 FM波的振幅， ф(t)是 FM信號的瞬時相位 。 Kf是 FM波的調(diào)頻靈敏度 ， UΩ (t)是 調(diào)制信號 。 （ 3）調(diào)頻信號的解 調(diào) ； 調(diào)頻信號的解調(diào)就是利用鑒頻器從調(diào)頻波 Ufm(t)中恢復出原調(diào)制信號 UΩ (t)的過程。 Philip 公司的 TDA7088 芯片則采用正交鑒頻的方法，所謂正交鑒頻即將輸入 FM 信號經(jīng)移相網(wǎng)絡后生成與原FM信號正交的參考信號電壓，它與輸入 FM信號電壓同時加入乘法器，乘法器輸出再經(jīng)過低通濾波器濾波后，便可還原調(diào)制信號。 實際上，信道內(nèi)存在噪聲和干擾是不可避免的 ，它們在經(jīng)過前級帶通濾波器后，與有用信號一起加至解調(diào)器，這使解 調(diào)器輸出端除了有用的 FM信號外，必然伴隨有干擾和噪聲。 這個一定的數(shù)值的輸入信噪比，就是所謂門限值。 4 電路設計 TDA7088引腳圖 TDA7088引腳排列如圖 ： 圖 TDA7088