高频电子线路课程设计报告

设计课题：调频接收调试电路的设计

系别：电子科学系

专业：电子科学信息与技术

                        目录

 一、引言………………………………………………………………3

 二、设计目的… ………………………………………………………3

 三、总体方案设计………………………………………………………3

3.1 设计思路………………………………………………………3

3.2 调频接收调试电路的总体方框图……………………………4

 四、设计原理分析………………………………………………………4

 五、总电路设计…………………………………………………………5

5.1 调频接收调试电路的总电路图………………………………5

5.2 单元电路的设计………………………………………………5

5.3  MC3357的极限参数…………………………………………8

 六、单元电路调试步骤…………………………………………………8

      6.1 调试前硬件的检查…………………………………………8

      6.2 调试过程……………………………………………………9

 七、总结与心得体会…………………………………………………10

 八、实验数据…………………………………………………………11

 九、元器件清单………………………………………………………11

 十、参考文献…………………………………………………………11

                       调频接收机的设计

一、引言

    人类自从发现能利用电波传递信息以来，就不断研究出不同的方法来增加通信的可靠性、通信的距离、设备的微形化、省电化、轻 巧化等。人们对接收信息所用的接收电路，也慢慢地趋于这种要求。目前的无线电接收机不单只能收音，且还有可以接收影像的电视机、数字信息的电报机等。

    随着广播技术的发展，以接收电路为核心的接收机也在不断更新换代。自1920年开发了无线电广播的半个多世纪中，以接收电路为核心制造的收音机经历了电子管收音机、晶体管收音机、集成电路收音机的三代变化，功能日趋增多，质量日益提高。20世纪80年代开始，收音机又朝着电路集成化、显示数字化、声音立体化、功能电脑化、结构小型化等方向发展。这就对接收电路提出了新的挑战。

二、设计目的

    通过课程设计，使学生加强对高频电子技术电路的理解，学会查询资料，方案比较，以及设计计算等环节。进一步提高分析解决实际问题的能力，创造一个动手动脑、独立开展电路实验的机会，锻炼分析、解决高频电子电路问题的实际本领，真正实现由课本知识向实际能力的转化，通过典型电路的设计与制作，加深对基本原理的了解，增强学生的实践能力。具体要求如下：

    1、掌握调幅收接收机的基本工作原理。

    2、掌握调幅接收机的调试过程及故障排除。

    3、培养学生掌握电路设计的基本思想和方法。

    4、培养学生分析问题、发现问题和解决问题的能力。

三、总体方案设计

3.1 设计思路

    由天线收到的调频信号经高频放大后送到一混频级，与倍频后的一本振来的信号进行混频，将高频信号变为中频信号（一中频，仍为调频信号），经10.7MHz滤波器滤波后送到二混频级，与二本振来的信号混频，将信号再变为二中频，再经465KHz滤波器滤波和中频放大，通过限幅级消除干扰（传输过程中的干扰一般表现为寄生调幅），再由鉴频器解调还原为声音信号，送到低频放大器放大后推动喇叭发声。

3.2 调频接收调试总体方框图如下图：

                                   方框图

四、设计原理分析

     1、中放的任务，是把变频器输出的中频信号放大后，输入到检波器。在超外差接收机中，信号放大的任务大部分是由中频放大器来完成的。中放级的好坏对接收机的灵敏度、选择性、失真和自动增益控制等主要指标有着决定性的影响。因此对中放的要求是：增益高，稳定性好，具有良好的通频带特性。也就是说，对于干扰信号抑制能力强，选择性要好，而对信号本身的影响或衰减要小，自动增益控制对整机频带影响要小。

     2、在调频接收机的情况下，载波的振幅大小并不包含有用的信号，这就使我们有条件利用限幅的办法把调频波中由噪声产生的调幅分量完全消除后，再送到鉴频器去。起着消除这种调幅分量作用的电路，叫做限幅器。限幅电路除了能有效地抑制干扰外，还有一个作用就是保持输出信号的幅度稳定不变。如果输入信号的振幅高于某一规定值时，由于限幅作用，它的输出信号幅度也不会发生改变。

     3、 鉴频器又称频率检波器，它的任务就是从调频波中检出原调制信号。要完成这个任务，一般要分为两步进行。第一步先将等幅的调频波改变成振幅随频率变化的调幅波，使其幅度变化的规律和频率变化的规律相同。第二步再用振幅检波器除去载波，最后得到音频信号。

五、总电路设计

5.1 调频接收机的总电路图如下图：

 

5.2 单元电路的设计

由于目前集成电路都把限幅，鉴频和中频放大器做在一起，因此只要选用一块合适的集成电路就行了。一般要注意有足够的增益、良好的限幅特性和鉴频线性，希望输入灵敏度高一些，由于限幅级在集成电路内部，一般厂家给出—3dB限幅灵敏度作为其输入灵敏度的指标。本设计选用窄带调频接收电路MC3357芯片来实现这些功能：

            

     MC3357是美国MOTOROLA公司生产的单片窄带调频接收电路，主要应用于语音通讯的无线接收机。片内包含振荡电路、混频电路、限幅放大器、积分鉴频器、滤波器、抑制器、扫描控制器及静噪开关电路。主要应用在二次变频的通讯接收设备。其主要特性如下：
    ·低功耗（在Vcc=6.0V，耗电典型值仅为3.0mA）
    · 极限灵敏度：5.0uV(-3bB)（典型值）
    · 少量的外接元件
    · DIP16和SO-16两种封装形式
    · 推荐使用性能更优越的MC3372接收电路

                 MC3357窄带调频接收电路

 MC3357的内部振荡电路与1脚和2脚的外接元件组成第二本振级，第一中频IF输入信号10.7MHz从MC3357的16脚输入，在内部第二混频级进行混频，其差频为：10.700-10.235=0.465MHz，也即465kHz第二中频信号。
    第二中频信号由3脚输出，由465kHz陶瓷滤波器选频，再经5脚送入MC3357的限幅放大器进行高增益放大，限幅放大级是整个电路的主要增益级。8脚的外接元件组成455kHz鉴频谐振回路，经放大后的第二中频信号在内部进行鉴频解调，并经一级音频电压放大后由9脚输出音频信号。

       MC3357单片窄带调频接收电路典型应用方框图

                  MC3357测试电路图

5.3  MC3357的极限参数(Ta=25℃)

六、单元电路调试步骤

6.1 调试前硬件的检查:

   （1）检查电路是否有错，检查模块是否装错和是否有漏装的元件。

   （2)检查各单元电路接入位置是否正确。

   （3)检查电路中电解电容正负极性是否有误。

   （4）检查电路板是否有断裂、搭线，各焊点是否确实焊牢，正

     面元件是否相互碰触。

6.2 调试过程

    1、确定元器件焊接无误后，集成电路处可焊相应插座，便于集成电路的拔插，但功放集成电路必需按其规定接好散热片。

    2、检查各级直流工作点，若有不符合者，可调整相应分立元件的有关部分。集成电路则应先检查外围电路是否有故障，最后才考虑换集成块。

    3、 鉴频器的调试：具体电路如下图所示，信号发生器中心频率置465KHz，并用1KHz的信号进行调频，频偏5KHz，幅度约为80Mv，经0.01uF的电容由MC3357的5脚送入，调整中周L7电感大小，使输出信号正常，幅度最大，失真很小。   

       

       4、二混频的调试：信号发生器中心频率置10 .7MHz，并用1KHz的信号进行调频，频偏5KHz，幅度约为3mV，经0.01uF的电容由MC3357的16脚送入，观察输出信号应正常，幅度最大，失真很小。

 

七、总结与心得体会

为期两个星期的高频课程设计，我们设计的是调频接收机。在课程设计之前，我们通过各个渠道查找资料后分析验证，经过多次的修改和整理，作了如上的设计思路。虽然这次设计一开始是按照设计要求去完成的，但由于在实际操作中，出现了比较大的问题，导致以上的准备资料，在实际操作中都未能派上用场。

首先是做电路板的问题。班里几个基础好的同学负责做这个模块的电路板，但由于时间和其他实际问题，做出来的电路板出现了一点缺陷，以致在时间有限的情况下，不可能再去刻电路板，所以整个课程设计我们是拿实验室的高频实验箱直接调试的。同时，因为我们基础有限，未能参加刻电路板这一程序，也导致我们对整体的电路图和元器件缺乏认识。

其次对这个课题的理解问题。一开始，我们组看到课题叫调频调试接收后，一直没弄明白这个课程设计要做的是什么。在网上和书上都没能找到相应的资料。因为高频的知识本来就不容易懂，特别对于我们女生来说，这些知识尤其能以理解透，所以查找资料和查阅基础知识，花了我们很长的时间。这些都应归咎于自己基础知识的匮乏。

最后的是调试问题。在拿到高频实验箱直接连电路的时候，却发现调频信号怎样也调不出来。我们换了多个实验箱和多个示波器，甚至连探头和接线都换了好多个，还是未能调出频率为10.7MHz的调频信号。最后指导老师给我们拿来了据说价格不菲的高级信号发生器，准确无误地设置了频率为10.7MHz的调频信号接入示波器中，才出来了频率约为0.998KHz的解调信号。

在这次的课程设计中，我们通过动手实践操作，进一步学习和掌握了有关高频原理的有关知识，特别是动手操作方面，加深了对调幅接收调试技术的认识，进一步巩固了对高频知识的理解，也对模块的基本工作原理和调试仪器有了一定的了解。在设计时我们根据课题要求，复习了相关的知识，还查阅了相当多的资料，这也在一定程度上拓宽了我们的视野，丰富了我们的知识。这次的高频课程设计重点是通过实践操作和理论相结合，提高动手实践能力，提高科学的思维能力，更在两周的时间了解了更多的有关调频的课程精髓。

在实验室有限的条件和自己有限的知识里，非常感谢指导老师诲人不倦的精神。在接触课程设计之前，因为这门课程的难度很深度，我对高频是敬而远之的心态，所以基础知识以及逻辑推理思维方面都是相当欠缺。在对高频的实验模块操作方法所知甚少和对调试知识几乎一无所知的程度，最后完成了课程设计的要求，要非常感谢指导老师耐心的指导和同学们热心的帮助。

八、实验数据

    本次操作的灵敏度从信号发生器直接读出、解调信号是在示波器上直接读出、失真度用失真测试仪测出，具体数据如下表：

九、元器件清单

十、参考文献

[1]张肃文. 《高频电子线路第四版》       高等教育出版社

[2]王格能.《电子产品设计指导》          电子工业出版社

[3]樊昌信.《通信原理教程第二版          电子工业出版社

[4]李传强.《工业设计》                  电子工业出版社