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通信电路课程设计

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窄带中频放大电路
摘 要
超外差收音机接收天线将广播电台播发的高频的调幅波接收下来, 经过变频级把外来的各调幅波信号变换成一个低频和高频之间的固定频率—465KHz( 中频) , 然后进行放大, 再由检波级检出音频信号, 送入低频放大级放大, 推动喇叭发声。而超外差电路中的中频放大电路的任务是把变频得到的中频信号加以放大, 然后送到检波器检波。中频放大电路对超外差收音机的灵敏度、 选择性和通频带等性能指标起着极其重要的作用。

关键词: 超外差, 固定频率, 中频放大

目 录
1 绪论 2
1.1 课题描述 2
1.2 基本原理及框图 2
2 窄带中频放大器 3
2.1 中频放大电路原理及框图 3
2.1.1 输入级 3
2.1.2 一级放大和二级放大 4
2.1.3 输出级 5
3 中频放大器总电路图及微变等效电路 5
3.1 中频放大电路总电路图 6
3.2 中频放大电路微变等效电路 6
4 元器件列表 7
总结 8
参考文献 9

1 绪论
1.1 课题描述
本学期学习了《通信电路》这门课程, 对无线电通信的理论知识有了进一步的理解和认识。这次课程设计能够经过实践来考察理论知识的掌握情况, 同时也能加深对理论知识的理解, 提高设计能力。
低频信号有效的发射出去需要经过高频信号调制, 利用高频信号作为载波, 对信号进行传递, 能够用不同的调制方式。在无线电广播中可分为调幅制、 调频制两种调制方式。当前调频式或调幅式收音机, 一般都采用超外差式, 它具有灵敏度高、 工作稳定、 选择性好及失真度小等优点。这次课程设计我选用的是超外差式调幅收音机。而且重点讲解超外差电路当中的窄带中频放大电路。
1.2 基本原理及框图

输入回路
混频
中频放大
检波
前置放大
功放
本机振荡
AGC电路
超外差收音机把接受到的电台信号本机振荡信号同时送入变频管进行混频, 并始终保持本机振荡频率比外来信号频率高465KHz, 经过选频电路取两个信号的”差频”进行中频放大。因此, 在接收波段范围内信号放大量均匀一致, 同时, 超外差收音机还具有灵敏度高、 选择性好等优点。其框图如图1.2-1所示。

图1.2-1 超外差收音机框图

输入回路从天线接收到的众多广播电台发射出的高频调幅波信号中选出所需接收的电台信号, 将它送到混频管, 本机振荡产生的始终比外来信号高465KHz的等幅振荡信号也被送入混频管。利用晶体管的非线性作用, 混频后产生这两种信号的”基频”、 ”和频”、 ”差频”……, 其中差频为465KHz, 由选频回路选出这个465KHz的中频信号, 将其送入中频放大器进行放大, 经放大后的中频信号再送入检波器检波, 还原成音频信号, 音频信号再经前置低频放大和功率放大送到扬声器, 由扬声器还原成声音。
2 窄带中频放大器
2.1 中频放大电路原理及框图
载波经变频以后, 有原来的频率变换成一个465KHz的中频信号, 这个中频信号电压较弱, 必须进行放大, 然后在进行解调。中频放大器就承担着中频电压放大的任务中频放大电路的耦合一般用中频变压器耦合, 也有的使用陶瓷滤波器和阻容耦合。本机采用两极放大, 变压器耦合的中频放大电路。在电路中, 要兼顾选择性和通频带, 尽可能地使谐振曲线趋于理想曲线; 对于增益分配, 功率增益要控制在40dB左右。其框图如图2.1-1所示。
输入级
一级放大
二级放大
输出级

图2.1-1 中频放大电路框图
2.1.1 输入级
中频放大电路的输入级为阻抗变换电路, 阻抗变换电路是一种将实负载阻抗变换为前级网络所要求的最佳负载阻抗的电路。阻抗变换电路对于提高整个电路的性能具有重要作用。
考虑信号源内阻Rs和负载电阻RL后, 并联谐振回路的电路如图2.1.1-1所示。

图2.1.1-1 阻抗变换电路
回路的空载Q值为
==
而回路有载Q值为
==
此时的通频带为
=
其中, 回路总电导= + + = ,回路总电阻=Rs//RL//Re0,gs和gL 分别是信号源内电导和负载电导。
2.1.2 一级放大和二级放大
第一级中放电路常常是自动增益控制的受控级, 同时为防止第二级中放电路输入信号过大而引起失真, 因此第一级中放电路增益要取小一些, 一般为15 dB左右。第二级中放一般不加自动增益控制, 为满足检波电路对输入信号电平的要求, 第二级中放增益要尽可能大一些, 为25 dB左右; 对于工作状态, 为了便于自动增益控制, 应使增益随ICO的变化越明显越好, 为此, 第一级中频放大管的集电级电流IC1应在0.3mA-0.6mA之间, 即功率增益AP与集电极电流ICO关系曲线较陡峭部分, 而第二级中频放大电路的输入信号较大, 必须使其工作在线性区, 以得到最大增益而又不发生饱和失真, 一般IC2应为1mA左右; 对于调谐回路, 普及型收音机两极中放所用的三个中频变压器一般都是单调谐回路, 而在高级收音机中, 一般采用两极双调谐中频变压器和一级单调谐中频变压器。
中频变压器一般称为中周, 是超外差收音机的重要元件, 在电路中起选频和阻抗变换的作用。
其中电压增益振幅为
Au0=
回路通频带即放大器带宽为
BW==
谐振频率为
=
2.1.3 输出级
中频放大电路的输出级是射极跟随器。其特点为输入阻抗高, 输出阻抗低, 电压放大系数略低于1, 负载能力强。也可认为是一种电流放大器。常作阻抗变换和级间隔离用。
三极管按共集(Common Collector)方式连接。就是基极与集电极共地, 基极输入信号, 发射极输出, 亦称为共集电极放大器。动态电压放大倍数小于1并接近1, 且输出电压与输入电压同相可是输出电阻低, 具有电流放大作用, 因此有功率放大作用。
它从基极输入信号, 从射极输出信号。它具有高输入阻抗、 低输出阻抗、 输入信号与输出信号相位相同的特点 。其电路图如图2.1.3-1所示。

图2.1.3-1 射极跟随器
3 中频放大器总电路图及微变等效电路
3.1 中频放大电路总电路图
如图3.1-1所示。

图3.1-1 中频放大电路原理图
根据2.1.2中各个公式可计算出上图中C为200pF,L为0.0148uH,C1～C4均为耦合电容或旁路电容。晶体管采用3CG322A。
3.2 中频放大电路微变等效电路
如图3.2-1所示。

图3.2-1 微变等效电路
经过微变等效电路可计算各个参数分别为
电压增益: =-
谐振频率: =
回路有载Q值:
回路通频带: BW==
4 元器件列表
NPN型三极管 V1,V2
电容C 200pF
电感L 0.0148uF
电阻若干
其它电容和电感若干

总结
课程设计是培养学生综合运用所学知识, 发现、 提出、 分析和解决实际问题, 锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。
设计过程中查阅了大量的有关通信电路方面的书籍, 巩固了以前所学过的知识, 而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。经过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合的必要性, 只有理论知识是远远不够的, 只有把所学的理论知识与实践相结合起来, 从理论中得出结论, 才能真正为社会服务, 从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题, 能够说得是困难重重, 这毕竟跟平时的理论还是存在着很大的差异, 难免会遇到过各种各样的问题, 同时在设计的过程中发现了自己的不足之处, 对以前所学过的知识理解得不够深刻, 掌握得不够牢固。总之, 经过这次课程设计之后, 我发现自己的不足之处还很多, 我下去以后一定把以前所学过的知识重新温故。

参考文献
[1] 沈伟慈 通信电路［M］. 西安: 西安电子科技大学出版社. .6
[2] 张肃文 高频电子线路［M］. 北京: 高等教育出版社. 1984
[3] 罗伟雄 通信电路与系统［M］. 北京: 北京理工大学出版社. .9
[4] 杨素行 模拟电子技术基础简明教程［M］. 北京: 高等教育出版社. .2
[5] Ferrel G. Stremler. Introduction Communication Systems ［M］. 1997