【正文】 頻特性，不僅可以用來(lái)選頻，即在接收到的無(wú)線(xiàn)電波輸入信號(hào)中選擇出有用的頻率分量而且還需要抑制掉無(wú)用的頻率分量或者噪聲干擾，比如在小信號(hào)諧振放大器、諧振功率放大器和正弦波振蕩器中。而且 LC 振蕩還能進(jìn)行信號(hào)的頻幅變換和相頻變換。例如，在斜率鑒頻器和相位鑒頻器電路中。另外用 LC 原件還可以組成 各種形式的阻抗變換電路。所以說(shuō) LC 諧振回路雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但在通信電路中卻是不可缺少的重要組成部分。 2. 參數(shù)計(jì)算： 通過(guò)選頻網(wǎng)絡(luò)選擇出來(lái)的信號(hào)頻率大小是 （ 31） 調(diào)節(jié)可變電容 C 可使 LC 諧振回路的固有頻率等于接收到的信號(hào)頻率，這樣就實(shí)現(xiàn)了諧振，就可以用來(lái)選擇出不同頻率的電臺(tái)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了選擇性功能。 所需要設(shè)計(jì)的收音機(jī)的接收頻率范圍調(diào)幅是 536kHz 到 1605kHz,調(diào)頻是 72MHz 到108MHz，在調(diào)頻電路中所選取的可變電容是 325p 根據(jù)公式（ 31）可以算出電感的大小是 。調(diào)幅電路同理。 調(diào)頻調(diào)幅接收機(jī)選頻網(wǎng)絡(luò)的要求：由于選擇性是它的主要功能所以要具有良好的選擇性；而且頻率覆蓋范圍要足夠?qū)掃@要才能接受到各種所需要的信號(hào)頻率；電壓傳輸系數(shù)要大而且要穩(wěn)定。 變頻電路 1. 電路設(shè)計(jì)： 從上面的變頻電路的結(jié)構(gòu)框圖可以看出變頻網(wǎng)絡(luò)由本機(jī)振蕩和混頻器兩部分組成。接西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 收天線(xiàn)接收到的高頻載波信號(hào) cf 經(jīng)過(guò)選頻網(wǎng)絡(luò)之后進(jìn)入混頻器，這時(shí)本機(jī)振蕩網(wǎng)絡(luò)中也產(chǎn)生一個(gè)本地正弦波高頻信號(hào) Lf 進(jìn)入混頻器中進(jìn)行混頻，產(chǎn)生的中頻信號(hào)是本振信號(hào)和高頻已調(diào)信號(hào)的差頻信號(hào)，通常取： 1fff cL ?? （ 32） 超外差式收音機(jī)中這個(gè)值一本都是取得定值，經(jīng)過(guò)變頻器之后，高頻載波信號(hào)改變的只是頻率，調(diào)幅信號(hào)依然是調(diào)幅信號(hào)，調(diào)頻信號(hào)依然是調(diào)頻信號(hào)，而且輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的頻譜寬度也不變，包絡(luò)形狀在整個(gè)變頻過(guò)程中都是保持不變的。 在變頻電路中，振蕩器是一種能自動(dòng)地將直留電源能量轉(zhuǎn)換為一定的波形的交變振蕩信號(hào)能量的轉(zhuǎn)換電路。正弦波振蕩器在無(wú)線(xiàn)電技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。在通信系統(tǒng)中，正弦波振蕩器可用來(lái)產(chǎn)生發(fā)射機(jī)中運(yùn) 載信息的載波和接收機(jī)中的混頻、變頻或解調(diào)時(shí)所需的本地振蕩信號(hào)。在電子測(cè)量?jī)x器中，正弦波振蕩器是必不可少的基準(zhǔn)信號(hào)源。本機(jī)振蕩采用的是正反饋的方法來(lái)獲得等幅的正弦振蕩波的。 調(diào)幅方式和調(diào)頻方式所采用的變頻電路基本一致，因?yàn)殡娐匪斎氲念l率不一樣，所以只需要更改參數(shù)，所以這里就只介紹調(diào)幅接收機(jī)的變頻電路，下面就用調(diào)幅收音機(jī)的變頻電路來(lái)介紹一下該電路的具體組成，和其中器件所起到的作用。 2. 參數(shù)計(jì)算： 調(diào)幅接收機(jī)變頻電路如圖 33： 圖 33 調(diào)幅接收機(jī)變頻電路 該電路是調(diào)幅收音機(jī)的電路圖，本次課題所設(shè)計(jì) 的調(diào)幅收音機(jī)使用的接收部分是比較經(jīng)典的磁棒線(xiàn)圈方式。 ab 和 cd 分別是繞在磁性棒上的線(xiàn)圈上的兩段，天線(xiàn)接受到信號(hào)后輸入到由 Lab、 Ca、 Cat 組成的高頻調(diào)諧回路，本來(lái)回路中已經(jīng)構(gòu)成了調(diào)諧回路，引入 C3（ 301p）的作用是為了防止電路的諧振頻率不滿(mǎn)足要求以便用其進(jìn)行微調(diào)。 Lb、 Cb、 Cbt、 C3 組成本機(jī)振蕩回路。根據(jù)公式（ 31）和（ 32）可以算出自西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 0000 g lwrLWQ ??00QfBW?激振蕩的最小頻率是 lf 0ffc?? =1000kHz。然后可以算出本機(jī)振蕩電路中所需要的 電感 L 大小為 。 當(dāng)回路諧振時(shí)，回路的感抗值與回路損耗電阻的比值稱(chēng)為品質(zhì)因數(shù) Q （ 33） 又因?yàn)榛芈返耐l帶 BW 為 ： (34) 將本課題所設(shè)計(jì)的電路參數(shù)代入上面的公式中，可以計(jì)算出調(diào)頻的 ?g μS,在代入上面兩個(gè)公式就可以計(jì)算出調(diào)頻的通頻帶 BW=100kHz，同理可以算出調(diào)幅的通頻帶 BW=8kHz。 本機(jī)振蕩器產(chǎn)生的高頻等幅信號(hào)（因?yàn)樽詈笤诨祛l器中是用本振信號(hào)的頻率減去輸入信號(hào)的頻率，所以比外來(lái)信號(hào)頻率高一個(gè)固定中頻）通過(guò) C C1 和 R2 也加到變頻管的基極和發(fā)射極之間進(jìn)行混頻?；祛l的原理是通過(guò)半導(dǎo)體的非線(xiàn)性特性實(shí)現(xiàn)的，本機(jī)振 蕩和輸入信號(hào)相乘，通過(guò)濾波器就產(chǎn)生了差頻信號(hào)。利用三角函數(shù)中積化和差公式： )]**c o s ()**[ c o s ()c o s (*)*c o s ( 212121212211 ???????????? ?????????? ttttt （ 35） 這樣兩個(gè)頻率 ω1和 ω2的玄波信號(hào)相乘就產(chǎn)生了和頻跟差頻 ： 頻率相加 叫上變頻 ]*c o s [ 2121 ???? ??? t）（ 頻率相減 叫下變頻 ]*)c o s [ ( 2121 ???? ??? t 因?yàn)榛祛l電路中信號(hào)的頻率比較大，所以選取 9018 這個(gè)型號(hào)的三極管，這個(gè)型號(hào)的三級(jí)可以使用較大頻率的電路， 60?? 。三極管的特性如圖 34： 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) lcf ?2 1???ggA c 圖 34 三極管線(xiàn)性性能指標(biāo) 半導(dǎo)體三極管的發(fā)射結(jié)是非線(xiàn)性元件主要是由于 PN 結(jié)的非線(xiàn)性特性，所以當(dāng)外來(lái)信號(hào)和本機(jī)振蕩信號(hào)加在發(fā)射極 基極回路時(shí)發(fā)生混頻，產(chǎn)生了需要的差頻 465kHz（調(diào)頻所需要的中頻是 ）。 混頻結(jié)束之后，產(chǎn)生的信號(hào)不僅包括所需要的中頻信號(hào)還有其他干擾，所以需要將其選擇出來(lái)。再通過(guò)接在集電極回路中的 L3 組成的中頻諧振回路，將被放大了的中頻信號(hào)選取出來(lái)，變頻回路的最后是一個(gè)調(diào)諧回路利用公式 。 選擇出需要的中頻信號(hào)?；祛l電路也會(huì)產(chǎn)生電壓增益： （ 36） 設(shè)計(jì)的調(diào)頻收音機(jī)調(diào)頻頭電路的輸出電流是 ，輸入電壓是 6V，所以這里加入了一個(gè)大小為 20kΩ的 分壓電阻 R11。調(diào)幅收音機(jī)的電壓正好合適就不用加入分壓電阻。 變頻電路也是調(diào)頻調(diào)幅接收機(jī)的前端電路對(duì)信號(hào)先做出預(yù)處理，也是超外差式接收機(jī)的重要組成部分。它的工作是把從調(diào)諧回路中選出的有用信號(hào)輸入其中，把輸入信號(hào)的載波頻率變?yōu)楣潭ǖ闹蓄l頻率（調(diào)幅的頻率是 465kHz，調(diào)頻的頻率是），而且在改變頻率的同時(shí)，還需要保持新產(chǎn)生的中頻信號(hào)的包絡(luò)與原始信號(hào)的高頻載波信號(hào)的包絡(luò)完全一致，這樣就能使中頻信號(hào)在經(jīng)過(guò)后續(xù)的處理之后不至產(chǎn)生失真 [20]。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3. 設(shè)計(jì)要求： 變頻回路對(duì)于整個(gè)電路有著至關(guān)重要的 作用，所以對(duì)它的設(shè)計(jì)也有著許多要求： （ 1）為了使最后得到信號(hào)能夠恢復(fù)出原始聲音信號(hào)，在整個(gè)變頻過(guò)程中，得到的中頻信號(hào)在整個(gè)變化中幅度不能有變化要保持與原始信號(hào)一致，而且它的的包絡(luò)不能有任何失真，即中頻信號(hào)與輸入的高頻信號(hào)的信號(hào)出了頻率不一樣在其他方面基本一致。 （ 2） 為了保持良好的信號(hào)追蹤性，始終要使輸出信號(hào)得到的是預(yù)定的中頻頻率，即調(diào)幅信號(hào)的本機(jī)振蕩頻率要比輸入信號(hào)高 465kHz，調(diào)頻信號(hào)的本機(jī)振蕩頻率要比輸入信號(hào)的頻率高 。 （ 3） 為了使整個(gè)接收機(jī)的性能很高，需要變頻電路的工作穩(wěn)定 性要好不會(huì)影響到整體電路，噪聲系數(shù)要小使最后恢復(fù)的聲音信號(hào)清晰，增益也要適當(dāng)。 在設(shè)計(jì)電路中需要注意的是，不同的高頻載波信號(hào)輸入時(shí)，本機(jī)振蕩電路所產(chǎn)生的自激信號(hào)也需要改變，就需要在改變接收回路電容式也同時(shí)協(xié)調(diào)的改變本振回路的電容，這樣才能使混頻器產(chǎn)生的頻率一致保持在要求的中頻頻率上。在改變調(diào)諧回路的諧振頻率時(shí)，必須同時(shí)調(diào)整本振回路的振蕩頻率，這在技術(shù)上面叫做 “統(tǒng)調(diào) ”。如果采用分開(kāi)的兩個(gè)電容來(lái)分別改變調(diào)諧回路和本振回路的頻率這樣工作就會(huì)顯得相當(dāng)麻煩，而且不容實(shí)現(xiàn)無(wú)法保證兩個(gè)電容變化的大小正好合適，所以想出采用 一個(gè)器件可以同時(shí)改變 Ca 和 Cb 的大小，也就是所使用的雙連可變電容。常用的雙連可變電容是等容式的，有許多規(guī)格，常用的例如有 270pF 365pF2 等規(guī)格。使用等容雙連可變電容時(shí)雖然達(dá)到了可以同時(shí)進(jìn)行對(duì)兩個(gè)諧振回路的調(diào)整，但是不能保證得到的諧振頻率有要求的那么精確。所以必須在本機(jī)振蕩回路中的可變電容 Cb 上并聯(lián)一個(gè)小電容 Cbt 用來(lái)進(jìn)行對(duì)整體電容大小進(jìn)行調(diào)整，適當(dāng)?shù)剡x取 Cbt，以便使兩個(gè)回路得到較好的統(tǒng)調(diào)，就可以得到所要求的中頻頻率。在統(tǒng)調(diào)之后，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些偏差，為了更好的保證參數(shù)要求，這里加入了 C3 這個(gè)電 容，是墊振電容用以補(bǔ)償波段高低端的統(tǒng)調(diào)偏差。 混頻電路中有許多非線(xiàn)性器件，非線(xiàn)性器件會(huì)產(chǎn)生輸入信號(hào)的各種組合頻率分量，所以對(duì)于實(shí)現(xiàn)頻譜搬移這一功能是必不可少的。但是另一方面，其非線(xiàn)性器件的非線(xiàn)性特性不但會(huì)產(chǎn)生許多無(wú)用的組合頻率分量，給接收機(jī)帶來(lái)干擾，而且會(huì)使有用的中頻分量的振幅受到干擾，與輸入的高頻信號(hào)振幅不成正比。這兩類(lèi)干擾統(tǒng)稱(chēng)為混頻干擾?；祛l干擾產(chǎn)生了信號(hào)的非線(xiàn)性失真。由于上述兩個(gè)明顯特點(diǎn)，混頻干擾的來(lái)源比其他非線(xiàn)性電路的干擾來(lái)源要多一些。在設(shè)計(jì)中為了防止本機(jī)振蕩產(chǎn)生的干擾信號(hào)對(duì)收音機(jī)造成影響，這里就接 入了一條屏蔽線(xiàn)進(jìn)行屏蔽。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 中頻放大器 1. 中頻放大器的電路組成： 調(diào)頻調(diào)幅接收機(jī)的中頻放大器的電路組成并不是很復(fù)雜，如圖 35： 變頻 A B C 圖 35 中頻放大器電路組成 信號(hào)的流程是：在經(jīng)過(guò)調(diào)頻頭電路后，從混頻器中輸入的中頻信號(hào)，通過(guò)中頻調(diào)諧回路的選擇后，才能送到第一級(jí)中頻放大器放大；放大之后提升了信號(hào)的靈敏性但是還是不能滿(mǎn)足 60dB 增益的要求，所以需要輸入到中頻變壓 器 2 中再對(duì)其進(jìn)行放大。放大的后的中頻信號(hào)在放大過(guò)程中可能會(huì)受到干擾，所以這里再次進(jìn)一步的加以篩選，再送到第二級(jí)中頻放大器放大。得到的信號(hào)就滿(mǎn)足了系統(tǒng)的整增益要求，經(jīng)過(guò)調(diào)諧回路選擇出該信號(hào)，將選出的信號(hào)送往檢波器。應(yīng)當(dāng)指出，雖然采用了三個(gè)中頻變壓器，但是三個(gè)中頻變壓器工作原理是相同的，但是對(duì)它們的要求不同，參數(shù)也有所不同。要求變壓器 1 調(diào)諧回路有良好的選擇性，變壓器 2 的調(diào)諧回路有一定的通頻帶和選擇性，變壓器 3 調(diào)諧回路有較寬的通頻帶和較好的選擇性。雖然三個(gè)電路作用不同，但是在實(shí)際電路中不能改變位置來(lái)改變處理信號(hào)的 過(guò)程。 2. 參數(shù)計(jì)算： 由于不管是調(diào)頻還是調(diào)幅，中頻放大器是一樣的，所以這里就用所設(shè)計(jì)的調(diào)幅接收機(jī)的中頻電路來(lái)分析它的電路組成，如圖 36： 圖 36 中頻放大電路 中頻變壓器一 第一級(jí)中頻放大器 中頻變壓器二 第二級(jí)中頻放大器 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) iUUA 0?cfe Loei Uy YyU ???cUnnU 120 ?LoefeYynn ynnA ???1121lcf ?2 1? 在通過(guò)變頻電路之后得到的中頻信號(hào)通過(guò)中頻變壓器 L3 輸入到 Q2 基極和發(fā)射極之間，在三極管通過(guò)非線(xiàn)性特性對(duì)這個(gè)信號(hào)進(jìn)行放大，防止之后的信號(hào)輸入到諧振回路之中進(jìn)行選擇，選擇之后的信號(hào)輸入到 Q3 中的基極和發(fā)射極之間進(jìn)行第二中放，在調(diào)幅收音機(jī)中這個(gè)三極管既是放大器又是檢波級(jí)，經(jīng)三極管放大后的中頻信號(hào)利用三極管的 b 極的 PN 結(jié)的單向?qū)щ娞?性進(jìn)行檢波。在調(diào)頻接收機(jī)中檢波電路是分離的，接下路會(huì)再次介紹。 因?yàn)榉糯蠛蟮碾妷涸鲆鏋椋? （ 37） 輸入電壓： （ 38） 輸出電壓： （ 39） 所 以 可 得 電 壓 增 益 為 : (310) 在設(shè)計(jì)中調(diào)幅收音機(jī)所采用的三極管是 9018，在靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)， 60?? ，所以工作時(shí)iII 600? ，又因?yàn)橐驗(yàn)檩斎牒洼敵龅呢?fù)載是一樣的，所以 iUU 600 ? ，則根據(jù)上面給出的公式可以得出放大倍數(shù)為 60?A 。 中頻放大器每一級(jí)的末尾都是要構(gòu)成諧振回路根據(jù)公式： 進(jìn)行選頻。 調(diào)頻收音機(jī)設(shè)計(jì)的中頻放大電路輸出電流為 1mA，根據(jù)輸入電壓要求可 以算出分壓電阻 R12 為 18kΩ。根據(jù)交流模型可以計(jì)算出三極管射級(jí)接入的電阻 R15 的大小是470Ω。調(diào)幅收音