调频接收机设计报告
一 实验目的
通过本实验，要求掌握、基本的调频接收机电路的组和调试方法，了解集成电路单片接收机的性能及应用。
二 调频接收机的主要技术指标
1．工作频率范围
接收机可以接受到的无线电波的频率范围称为接收机的工作频率范围或波段覆盖。接收机的工作频率必须与发射机的工作频率相对应。如调频广播收音机的频率范围为88～108MH，是因为调频广播收音机的工作范围也为88～108MHz
2．灵敏度
接收机接收微弱信号的能力称为灵敏度，通常用输入信号电压的大小来表示，接收的输入信号越小，灵敏度越高。调频广播收音机的灵敏度一般为5～30uV。
3．选择性
接收机从各种信号和干扰中选出所需信号（或衰减不需要的信号）的能力称为选择性，单位用dB（分贝）表示dB数越高，选择性越好。调频收音机的中频干扰应大于50dB。
4．频率特性
接收机的频率响应范围称为频率特性或通频带。调频机的通频带一般为200KHz。
5．输出功率
接收机的负载输出的最大不失真（或非线性失真系数为给定值时）功率称为输出功率。
三 MC3361的功能介绍
MC3361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： a 低功耗（在Vcc=4.0V，耗电典型值仅为3.9mA）
b 极限灵敏度：2.6uV(-3bB)（典型值）
c 少量的外接元件
d 工作电压：2.0—8.0V
e DIP16和SO-16两种封装形式
f 工作频率：60MHz(max)
MC3361内部电路如下
:
MC3361集成电路采用16脚双列直插式封装。它具有较宽的电源电压范围(2～9V)，能在2V低电源电压条件下可靠地工作，耗电电流小(当Vcc=3.6V时，静态耗电电流典型值为2.8mA),灵敏度高(在2.0μV输入时典型值为－3dB)，音频输出电压幅值大。它的内电路结构框图如图1所示。IC内设置有双平衡双差分混频器、电容三点式本机振荡器、六级差动放大器构成的调频455kHz宽带中频限幅放大器、双差分正交调频鉴频器、音频放大器及静噪控制电路。
MC3361的内部振荡电路与Pin1和Pin2的外接元件组成第二本振级，第一中频IF输入信号10.7MHz从MC3361的Pin16输入，在内部第二混频级进行混频，其差频为：10.700-10.245=0.455MHz，也即455kHz第二中频信号。
第二中频信号由Pin3输出，由455kHz陶瓷滤波器选频，再经Pin5送入MC3361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。Pin8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Pin9输出音频信号。
Pin12——Pin15为载频检测和电子开关电路，通过外接少量的元件即可构成载频检测电路，用于调频接收机的静噪控制。MC3361内部还置有一级滤波信号放大级，加上少量的外接元件可组成有源选频电路，为载频检测电路提供信号，该滤波器Pin10为输入端，Pin11为输出端。Pin6和Pin7为第二中放级的退耦电容。
四 调频接收机原理简介
调频接收机的工作原理
图（a）调频接收机组成框图
一般调频接收机的组成框图如图(a)所示。接收机由调谐电路、变频器、中频放大器、检波器、音频放大器等部分电路组成。调谐电路是将空中众多的电磁波中选出我们所需要的电台波。变频器时是天线接收到的电磁波和本地振荡信号混合后产生一个中频信号，然后送入中频放大器进行放大。鉴频器是将放大后的中频信号及声音信号从电磁波中分离出来，也叫解调，是调制的反过程。音频信号经过音频放大器放大后通过喇叭发出声音。
工作原理是：天线接受到的高频信号，经输入调谐回路选频为f1，再经高频放大级放大进入混频级。本机振荡器输出的另一高频 f2亦进入混频级，则混频级的输出为含有f1、f2、（f1+f2）、（f2-f1）等频率分量的信号。混频级的输出接调频回路选出中频信号（f2-f1），再经中频放大器放大，获得足够高增益，然后鉴频器解调出低频调制信号，由低频功放级放大。由于天线接收到的高频信号经过混频成为固定的中频，再加以放大，因此接收机的灵敏度较高，选择性较好，性
能也比较稳定。
五 元件清单
1. 示波器一台、万用表一块、低频信号源、12V直流电源、5V直流电源。
2. 集成电路芯片MC3361、晶体管3DG12C、455KH陶瓷滤波器、10.245MHz晶体。
3. 变压器、标称电感、电容、电阻若干。
六 单元电路设计
1高频小信号放大电路
如图(b)所示为共射级接法的晶体管高频小信号放大器。他不仅要放大高频信号，而且还要有一定的选频作用，因此晶体管的负载为LC并联谐振回路。在高频情况下，晶体管本身的极间电容及连接导线的分布参数等会影响的频率和相位。晶体管的静态工作点由电阻RA2,RA3,RA4及RA6决定，其计算方法与低频单管放大器相同。
从天线ANTA1接收到的高频信号经过CA1、CCA1、LA1组成的选频回路，选取信号为fs=10.7MHZ的有用信号，经晶体管QA1进行放大，由CA3、TA1初级组成的调谐回路，进一步滤除无用信号，将有用信号经变压器和CB1耦合进入MC3361。
图(b) 高频小信号放大电路
在MUltisim窗口中，从示波器上观察到输入与输出波形如图(c)所示。
图(c) 小信号放大电路输出波形
2.混频电路
因为中频比外来信号频率低且固定不变，中频放大器容易获得比较大的增益，从而提高收音机的灵敏度。在较低而又固定的中频上，还可以用较复杂的回路系统或滤波器进行选频。它们具有接近理想矩
形的选择性曲线，因此有较高的邻道选择性。如果器件仅实现变频，振荡信号由其它器件产生则称之为混频器。
二极管环形混频器原理分析
四个二极管组成平衡电路 如图(d)所示。构成的二极管环形混频电路中，各二极管均工作在受参考信号控制的开关的状态，它是另一类开关工作的乘法器。
图(d) 二极管环形混频器
这样的结果，导致
图(e) 开关函数
S(t)
与二极管平衡混频器相比，有减少了分量，除了，其他分量都是“垃圾”有利于降低噪声，提高性噪比。
3.中频放大电路
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。
下图（f1）是LC单调谐中频放大电路，图（f2）为它的交流等效电路。图中Tr1、Tr2为中频变压器，它们分别与C1、C2组成输入和输出选频网络，同时还起阻抗变换的作用，因此，中频变压器是中放电路的关键元件。
中频变压器的初级线圈与电容组成LC并联谐振回路，由于并联谐振回路对诣振频率的信号阻抗很大，对非谐振频率的信号阻抗较小。所以中频信号在中频变压器的初级线圈上产生很大的压降，并且耦合到下一级放大，对非谐振频率信号压降很小，几乎被短路（通常说它只能通过中频信号），从而完成选频作用，提高了接收机的选择性。
由LC调谐回路特性知，中频选频回路的通频带B＝f2- f1＝fd/QL，式中QL是回路的有载品质因数。QL值愈高，选择性愈好，通频带愈窄；反之,通频带愈宽，选择性愈差。
图(f1)LC单调谐中频放大电路 图(f2) 等效交流电路
4. 鉴频电路
图(g)是双失谐回路鉴频器的原理图。它是由三个调谐回路组成的调频-调幅调频变换电路和上下对称的两个振幅检波器组成。初级回路谐振于调频信号的中心频率 ,其通带较宽。次级两个回路的谐振频率分别Ｗ01 、Ｗ02 ,并使Ｗ01 、Ｗ02 与Ｗc成对称失谐。即: Ｗ01 - Ｗc = Ｗc - Ｗ02 。
图(g) 双失谐回路鉴频器原理图
图(h)左边是双失谐回路鉴频器的幅频特性,其中实线表示第一个回路的幅频特性,虚线表示第二个回路的幅频特性,这两个幅频特性对于Ｗc 是对称的。当输入调频信号的频率为Ｗc 时,两个次级回路输出电压幅度相等,经检波后输出电压 Ｕ0 = Ｕ01 - Ｕ02
当输入调频信号的频率由Ｗc向升高的方向偏离时, Ｌ2Ｃ2回路输出电压大,而Ｌ1Ｃ1 回路输出电压小,则经检波后Ｕ01 Ｕ02 ,则Ｕ0 = Ｕ01 - Ｕ02 > 0 。 其总鉴频特性如图(h)所示 (见下页)
图(h) 双失谐回路鉴频器总鉴频特性
七.实验内容
(1). 按下开关，调试好小信号放大单元电路，调试好高频功率放大单元电路。
(2). 连接好发射电路和接收电路（连LE2、LE1、LE3、LE4、LE5、LE6、LA1、LB1），同时用实验箱所配的天线（一端带夹子的导线）分别将发射单元的天线ANTE1和本实验单元天线ANTA1连好.
(3). 在不加调制信号的情况下，接通发射电路和接收电路的电源，调节变容二极管单元的L84，用示波器探头测量TTB2，当TTB2处有455 KHz的信号输出时，说明调频单元的工作频率在10.7MHz附近。此时从处加入1KHz，峰峰值为100mV左右的调制信号，则从TTB1处用示波器可观测到输出的解调波。
(4). 当从TTB1处观察鉴频输出信号，此时如果波形失真可以微调LB1和微调L84。注意观察鉴频信号频率与调制信号频率是否一致，幅度大小与调制频偏的关系（调制频率可以通过改变调制信号大小来改变）。如果TTB1处的信号失真，一般要考虑是否调制信号幅度过大以及变容二极管调频产生的调频信号的中心频率偏高10.7MHz太远。
八.心得体会
通过这次的课程设计让我了解了无线电信号的产生、发射和接收过程，懂得了接收机的完全工作原理，也学会了对调频接收机的简单调试。在此之前，我对Multisin这个仿真软件并不会用。通过这次试验的仿真，使我对其也有了一定的了解。
在整个过程中，用时最多的是电路的设计和调试。由于实验室并没有MC3361这个芯片，因此用它所实现的功能必须用分立元件一部分一部分的完成，这使得我们对如何实现中频放大、混频、鉴频、低频功放等有了进一步的认识。但实际接线中有着各种各样的条件制
约，各元件之间的相互影响等，需要进行反复的调试（这需要有足够的耐心），实际结果不可能与理想情况完全一致。所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。
再者，即使理论知识学得再好，若没有实践，那这部分知识仍没有学好。实践中遇到的各种问题，是书本上学不到的。所以说，坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。
九 参考文献
张素文 高频电子线路（第四版） 高等教育出版社 曾兴雯 陈建 高频电子线路辅导 西安电子科技大学出版社 戴俊浩 高频电子线路指导 国防工业出版社
调频接收机设计报告
一 实验目的
通过本实验，要求掌握、基本的调频接收机电路的组和调试方法，了解集成电路单片接收机的性能及应用。
二 调频接收机的主要技术指标
1．工作频率范围
接收机可以接受到的无线电波的频率范围称为接收机的工作频率范围或波段覆盖。接收机的工作频率必须与发射机的工作频率相对应。如调频广播收音机的频率范围为88～108MH，是因为调频广播收音机的工作范围也为88～108MHz
2．灵敏度
接收机接收微弱信号的能力称为灵敏度，通常用输入信号电压的大小来表示，接收的输入信号越小，灵敏度越高。调频广播收音机的灵敏度一般为5～30uV。
3．选择性
接收机从各种信号和干扰中选出所需信号（或衰减不需要的信号）的能力称为选择性，单位用dB（分贝）表示dB数越高，选择性越好。调频收音机的中频干扰应大于50dB。
4．频率特性
接收机的频率响应范围称为频率特性或通频带。调频机的通频带一般为200KHz。
5．输出功率
接收机的负载输出的最大不失真（或非线性失真系数为给定值时）功率称为输出功率。
三 MC3361的功能介绍
MC3361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： a 低功耗（在Vcc=4.0V，耗电典型值仅为3.9mA）
b 极限灵敏度：2.6uV(-3bB)（典型值）
c 少量的外接元件
d 工作电压：2.0—8.0V
e DIP16和SO-16两种封装形式
f 工作频率：60MHz(max)
MC3361内部电路如下
:
MC3361集成电路采用16脚双列直插式封装。它具有较宽的电源电压范围(2～9V)，能在2V低电源电压条件下可靠地工作，耗电电流小(当Vcc=3.6V时，静态耗电电流典型值为2.8mA),灵敏度高(在2.0μV输入时典型值为－3dB)，音频输出电压幅值大。它的内电路结构框图如图1所示。IC内设置有双平衡双差分混频器、电容三点式本机振荡器、六级差动放大器构成的调频455kHz宽带中频限幅放大器、双差分正交调频鉴频器、音频放大器及静噪控制电路。
MC3361的内部振荡电路与Pin1和Pin2的外接元件组成第二本振级，第一中频IF输入信号10.7MHz从MC3361的Pin16输入，在内部第二混频级进行混频，其差频为：10.700-10.245=0.455MHz，也即455kHz第二中频信号。
第二中频信号由Pin3输出，由455kHz陶瓷滤波器选频，再经Pin5送入MC3361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。Pin8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Pin9输出音频信号。
Pin12——Pin15为载频检测和电子开关电路，通过外接少量的元件即可构成载频检测电路，用于调频接收机的静噪控制。MC3361内部还置有一级滤波信号放大级，加上少量的外接元件可组成有源选频电路，为载频检测电路提供信号，该滤波器Pin10为输入端，Pin11为输出端。Pin6和Pin7为第二中放级的退耦电容。
四 调频接收机原理简介
调频接收机的工作原理
图（a）调频接收机组成框图
一般调频接收机的组成框图如图(a)所示。接收机由调谐电路、变频器、中频放大器、检波器、音频放大器等部分电路组成。调谐电路是将空中众多的电磁波中选出我们所需要的电台波。变频器时是天线接收到的电磁波和本地振荡信号混合后产生一个中频信号，然后送入中频放大器进行放大。鉴频器是将放大后的中频信号及声音信号从电磁波中分离出来，也叫解调，是调制的反过程。音频信号经过音频放大器放大后通过喇叭发出声音。
工作原理是：天线接受到的高频信号，经输入调谐回路选频为f1，再经高频放大级放大进入混频级。本机振荡器输出的另一高频 f2亦进入混频级，则混频级的输出为含有f1、f2、（f1+f2）、（f2-f1）等频率分量的信号。混频级的输出接调频回路选出中频信号（f2-f1），再经中频放大器放大，获得足够高增益，然后鉴频器解调出低频调制信号，由低频功放级放大。由于天线接收到的高频信号经过混频成为固定的中频，再加以放大，因此接收机的灵敏度较高，选择性较好，性
能也比较稳定。
五 元件清单
1. 示波器一台、万用表一块、低频信号源、12V直流电源、5V直流电源。
2. 集成电路芯片MC3361、晶体管3DG12C、455KH陶瓷滤波器、10.245MHz晶体。
3. 变压器、标称电感、电容、电阻若干。
六 单元电路设计
1高频小信号放大电路
如图(b)所示为共射级接法的晶体管高频小信号放大器。他不仅要放大高频信号，而且还要有一定的选频作用，因此晶体管的负载为LC并联谐振回路。在高频情况下，晶体管本身的极间电容及连接导线的分布参数等会影响的频率和相位。晶体管的静态工作点由电阻RA2,RA3,RA4及RA6决定，其计算方法与低频单管放大器相同。
从天线ANTA1接收到的高频信号经过CA1、CCA1、LA1组成的选频回路，选取信号为fs=10.7MHZ的有用信号，经晶体管QA1进行放大，由CA3、TA1初级组成的调谐回路，进一步滤除无用信号，将有用信号经变压器和CB1耦合进入MC3361。
图(b) 高频小信号放大电路
在MUltisim窗口中，从示波器上观察到输入与输出波形如图(c)所示。
图(c) 小信号放大电路输出波形
2.混频电路
因为中频比外来信号频率低且固定不变，中频放大器容易获得比较大的增益，从而提高收音机的灵敏度。在较低而又固定的中频上，还可以用较复杂的回路系统或滤波器进行选频。它们具有接近理想矩
形的选择性曲线，因此有较高的邻道选择性。如果器件仅实现变频，振荡信号由其它器件产生则称之为混频器。
二极管环形混频器原理分析
四个二极管组成平衡电路 如图(d)所示。构成的二极管环形混频电路中，各二极管均工作在受参考信号控制的开关的状态，它是另一类开关工作的乘法器。
图(d) 二极管环形混频器
这样的结果，导致
图(e) 开关函数
S(t)
与二极管平衡混频器相比，有减少了分量，除了，其他分量都是“垃圾”有利于降低噪声，提高性噪比。
3.中频放大电路
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。
下图（f1）是LC单调谐中频放大电路，图（f2）为它的交流等效电路。图中Tr1、Tr2为中频变压器，它们分别与C1、C2组成输入和输出选频网络，同时还起阻抗变换的作用，因此，中频变压器是中放电路的关键元件。
中频变压器的初级线圈与电容组成LC并联谐振回路，由于并联谐振回路对诣振频率的信号阻抗很大，对非谐振频率的信号阻抗较小。所以中频信号在中频变压器的初级线圈上产生很大的压降，并且耦合到下一级放大，对非谐振频率信号压降很小，几乎被短路（通常说它只能通过中频信号），从而完成选频作用，提高了接收机的选择性。
由LC调谐回路特性知，中频选频回路的通频带B＝f2- f1＝fd/QL，式中QL是回路的有载品质因数。QL值愈高，选择性愈好，通频带愈窄；反之,通频带愈宽，选择性愈差。
图(f1)LC单调谐中频放大电路 图(f2) 等效交流电路
4. 鉴频电路
图(g)是双失谐回路鉴频器的原理图。它是由三个调谐回路组成的调频-调幅调频变换电路和上下对称的两个振幅检波器组成。初级回路谐振于调频信号的中心频率 ,其通带较宽。次级两个回路的谐振频率分别Ｗ01 、Ｗ02 ,并使Ｗ01 、Ｗ02 与Ｗc成对称失谐。即: Ｗ01 - Ｗc = Ｗc - Ｗ02 。
图(g) 双失谐回路鉴频器原理图
图(h)左边是双失谐回路鉴频器的幅频特性,其中实线表示第一个回路的幅频特性,虚线表示第二个回路的幅频特性,这两个幅频特性对于Ｗc 是对称的。当输入调频信号的频率为Ｗc 时,两个次级回路输出电压幅度相等,经检波后输出电压 Ｕ0 = Ｕ01 - Ｕ02
当输入调频信号的频率由Ｗc向升高的方向偏离时, Ｌ2Ｃ2回路输出电压大,而Ｌ1Ｃ1 回路输出电压小,则经检波后Ｕ01 Ｕ02 ,则Ｕ0 = Ｕ01 - Ｕ02 > 0 。 其总鉴频特性如图(h)所示 (见下页)
图(h) 双失谐回路鉴频器总鉴频特性
七.实验内容
(1). 按下开关，调试好小信号放大单元电路，调试好高频功率放大单元电路。
(2). 连接好发射电路和接收电路（连LE2、LE1、LE3、LE4、LE5、LE6、LA1、LB1），同时用实验箱所配的天线（一端带夹子的导线）分别将发射单元的天线ANTE1和本实验单元天线ANTA1连好.
(3). 在不加调制信号的情况下，接通发射电路和接收电路的电源，调节变容二极管单元的L84，用示波器探头测量TTB2，当TTB2处有455 KHz的信号输出时，说明调频单元的工作频率在10.7MHz附近。此时从处加入1KHz，峰峰值为100mV左右的调制信号，则从TTB1处用示波器可观测到输出的解调波。
(4). 当从TTB1处观察鉴频输出信号，此时如果波形失真可以微调LB1和微调L84。注意观察鉴频信号频率与调制信号频率是否一致，幅度大小与调制频偏的关系（调制频率可以通过改变调制信号大小来改变）。如果TTB1处的信号失真，一般要考虑是否调制信号幅度过大以及变容二极管调频产生的调频信号的中心频率偏高10.7MHz太远。
八.心得体会
通过这次的课程设计让我了解了无线电信号的产生、发射和接收过程，懂得了接收机的完全工作原理，也学会了对调频接收机的简单调试。在此之前，我对Multisin这个仿真软件并不会用。通过这次试验的仿真，使我对其也有了一定的了解。
在整个过程中，用时最多的是电路的设计和调试。由于实验室并没有MC3361这个芯片，因此用它所实现的功能必须用分立元件一部分一部分的完成，这使得我们对如何实现中频放大、混频、鉴频、低频功放等有了进一步的认识。但实际接线中有着各种各样的条件制
约，各元件之间的相互影响等，需要进行反复的调试（这需要有足够的耐心），实际结果不可能与理想情况完全一致。所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。
再者，即使理论知识学得再好，若没有实践，那这部分知识仍没有学好。实践中遇到的各种问题，是书本上学不到的。所以说，坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。
九 参考文献
张素文 高频电子线路（第四版） 高等教育出版社 曾兴雯 陈建 高频电子线路辅导 西安电子科技大学出版社 戴俊浩 高频电子线路指导 国防工业出版社