1、编号： (高频电路设计与制作)实训论文说明书题 目： 调频接收机 院 （系）： 信息与通信学院 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2012 年 12 月 27 日桂林电子科技大学实训（论文）报告用纸 第 0 页 共 2 页 摘 要随着科学技术的发展，调频收音机的应用十分广泛，尤其消费类占有相当的市场。从分立元件组成的收音机到集成电路组成的收音机，调频收音机技术以达到十分成熟的地步。从普通的调幅收音机到高级调频收音机，调频收音机以较高的技术含量和较高的音质得到了广泛的欢迎。在本次设计中，主要是利用集成电路 CXA1691BM 搭建成为接收机电路。该系统要求能对不同波形的话音信号进行调制
2、、发送、接收和解调。CXA1691BM 是一个单芯片FM/AM 收音 IC 专用无线收录机，由索尼公司生产。使用它来制作收音机可以实现通信的可靠性、通信的距离、设备的微型化、省电和轻巧等。CXA1691BM 是一块适用于单声道便携式或手掌式超小型调频收音机的专业电路。应用时外围元件少，成本低廉，电路简单，调试方便，性能稳定等等优点，可以优先选择该电路设计制作收音机。关键词：CXA1691BM；调频；接收机桂林电子科技大学实训（论文）报告用纸 第 1 页 共 2 页 AbstractWith the development of science and technology, the FM ra
3、dio is widely used, especially the consumer a considerable market. Radio from discrete components to integrated circuits consisting of radio, FM radio technology to reach a mature stage. From ordinary AM radio to advanced FM radio, FM radio with high technological content and high sound quality has
4、been widely welcomed.In the design, mainly to take advantage of the integrated circuit CXA1691BM structures become the receiver circuit. The system required for modulating the voice signal of the different waveforms, the transmission, reception and demodulation. CXA1691BM is a single-chip FM / AM ra
5、dio IC dedicated wireless radio cassette recorders manufactured by Sony. Use it to produce the radio can be achieved the reliability of communication, the communication distance, the miniaturization of the device, saving and lightweight, etc CXA1691BM a mono portable or palm small FM radio professio
6、nal circuit. Fewer external components in the application, and low cost, simple circuit, commissioning, stable performance advantages, Radio Select the circuit design.Key words: CXA1691BM；frequency modulation；receiver桂林电子科技大学实训（论文）报告用纸 第 0 页 共 1 页 目 录引言 .11 设计思路 12 电路工作原理与元件介绍 22.1 原理框图 22.2 工作原理 22
7、.3 元件 CXA1691BM.23 电路设计任务 53.1 接收频率范围 53.2 信噪比 53.3 输出功率 53.4 工作电源 .54 单元电路设计 54.1 高频小信号谐振放大电路 54.2 谐振选频网络和本振电路 64.3 混频电路 64.4 中频放大电路 64.5 鉴频电路 75 电路的焊接和调试方法 76 实验结论与收获 7谢 辞 .9参考文献 10附 录 11桂林电子科技大学实训（论文）报告用纸 第 0 页 共 13 页 引言随着无线通信的进步，无线调频接收机也在飞速地发展。作为一个适用性非常广泛的技术，无线调频接收机的用途覆盖了无线电通信、电视广播、无线电广播、雷达定位、遥测
8、遥控、卫星通信以及蜂窝移动通信系统等各个领域。本次实训进行了对无线接收机的焊接和调试，该电路具有接收功能，能接收电台，具有原理简单，电路清晰的特点。由于调频广播具有信噪比小、抗干扰性强、扩大了广播频道及经济费用少等优点。能接收 88108MHz 调频广播，用于简单的接收。1 设计思路由于调频接收机分为高频小信号放大器，本地振荡器，混频器，中频放大器，鉴频器以及低频放大器六部分。1、高频小信号放大器对于高频小信号放大器来说，由于信号小，可以认为它工作在晶体管（或场效应管）的线性范围之内。这就允许把晶体管看成线性元件了，因此可作为有源线性四端网络来分析。2、本地振荡器本振电路用 LC 谐振回路来产
9、生一个稳定的本地振荡频率，将这个稳定的谐振频率与高频放大输出信号经过混频器混频，从而输出一个中频信号。3、混频器晶体管混频器的主要优点是变频增益较高，有二极管组成的环形混频器的优点是它有组合频率少、动态范围大、噪声小、本振电压为反向辐射的特点。4、中频放大器如果外来信号和本机振荡相差不是预定的中频，就不可能进入放大电路。因此在接收一个需要的信号时，混进来的干扰电波首先就在变频电路被剔除掉，加之中频放大电路是一个调谐好了的带有滤波性质的电路，所以接收机的选择性指标很高。5、鉴频器在此设计中，我选用了比例鉴频器，虽然课堂上我们并没有学习这一节，但是有基础是可以慢慢摸索的。在电路参数相同的条件下，比
10、例鉴频器的输出只有相位鉴频器的一半，可以说，比例鉴频器的限幅作用是以降低输出为代价的。但是，比例鉴频器也有一个优点就是可以提供一个适合于自动增益控制的电压。6、低频放大器一般从鉴频器输出的信号都比较小，为了得到我们所需的信号，必须将输出信号桂林电子科技大学实训（论文）报告用纸 第 1 页 共 13 页 进行放大。一般采用三极管放大电路来实现这一功能。因为本次设计是音频信号，所以采用运算放大器效果比较好。2 电路工作原理与元件介绍2.1 原理框图如图 2.1 所示，即该设计所需求的调频接收机的原理方框图。2.2 工作原理工作原理为：把从天线上接收到的微弱的高频信号 v1 先经过一级或几级高频小信
11、号放大器（而这部分往往也可以省略不用）放大为 v2。然后送至混频器与本地振荡器所产生的等幅震荡电压 v3 相混合，所得到的输出电压 v4 包络线形状不变，仍与原来的信号波形相似，但是载波频率则转换为 v2 与 v3 两个高频频率之差（和） 。这叫做中频。中频电压 v4 再经过中频放大器放大为 v5，送入鉴频器，经鉴频得到输出电压v6。最后 v6 再经低频放大器放大为 v7，送到扬声器中转变为声音信号。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。图 2.1 调频接收机的原理方框图桂林电子科技大学实训（论文）报告用纸 第 2 页
12、共 13 页 2.3 元件 CXA1691BM芯 片 CXA1691BM 作 为 核 心 ， 其 内 部 包 含 中 频 放 大 器 、 调 幅 检 波 器 、 调 幅 混 频器 、 调 频 鉴 频 器 、 AGC 自 动 增 益 控 制 、 AFC 自 动 频 率 控 制 及 音 频 功 放 等 功 能 。下 图 为 CXA1691BM 的 管 脚 分 布 图 。调 频 信 号 由 TX 接 收 ， 经 C1 送 入 IC 的 12 脚 进 行 高 放 、 混 频 ， 9 脚 外 接CC 调 谐 回 路 选 频 ， 7 脚 外 接 CD 本 振 回 路 ， 混 频 后 的 中 频 信 号 由
13、 14 脚 输 出 经10.7MHz 陶 瓷 滤 波 器 CF2 选 频 后 进 入 17 脚 进 行 中 放 ， 并 经 内 部 鉴 频 ， IC 的 2脚 外 接 鉴 频 网 络 ， 鉴 频 后 的 音 频 信 号 亦 由 23 脚 输 出 ， 再 经 C15 耦 合 到 24 脚进 行 功 放 推 动 扬 声 器 。下 表 为 CXA1691BM 的 各 个 管 脚 的 功 能 说 明 。图 2.3 CAX1691BM 管脚分布图桂林电子科技大学实训（论文）报告用纸 第 3 页 共 13 页 表 1 CXA1691BM 的 管 脚 功 能No. Symbol Description1 G
14、ND2 FM DISCRI Phase-shift circuit Connect ceramic discriminator3 NF Negative feedback pin4 VOL CONT Connect variable resistor for electronic volume control5 AM OSC AM local oscillation circuit6 AFC AFC variable capacitor pin7 FM OSC FM local oscillation circuit8 REG OUT Regulator pin 1.25 V (Typ.)9
15、FM RF Connect FM RF tuning coil10 AM RF IN AM RF input pin11 NC12 FM RF IN FM RF input pin13 GND(FE GND)14 FM/AM FE OUT IF output pin of FM and AM. Connect IF filter.15 BAND SELECT FM and AM bands selection switch pin. During GND it becomes AM and during open it becomes FM.16 AM IF IN Input pin of A
16、M IF.17 FM IF IN Input pin of FM IF.18 NC19 METER Meter drive circuit(For tuning indicator)20 GND21 AFC/AGC AFC pin of W band.During AM, it determines time constant of AGC.22 AFC/AGC AFC pin of J band.During AM, it determines time constant of AGC.23 DET OUT Detection output pin24 AF IN Power amplifi
17、er input pin25 RIPPLE FILTER Ripple filter26 VCC Power supply pin27 AF OUT Power amplifier output pin桂林电子科技大学实训（论文）报告用纸 第 4 页 共 13 页 28 GND Power GND3 电路设计任务3.1 接收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。频率范围：88108kHz。3.2 信噪比在电路中某一指定点处的信号功率 Ps与噪声功率 Pn之比，称为信号噪声比，简称信噪比（signal-noi
18、se ratio） ，以 Ps/Pn（或 S/N）表示。信噪比80dB3.3 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。输出功率350mW3.4 工作电源在调频接收机的设计中，用 5V 直流电源给电路供电。4 单元电路设计4.1 高频小信号谐振放大电路晶体管高频小信号放大器不仅要放大高频信号，而且还要有一定的选频、滤波作用，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。1 2 3 4ABCD4321DCBATitleNumber R evisio nSizeBDate: 26 -De
19、c-201 2 Sh eet of File: G:及及及及及及及及及及及及及及及及及及及及及及及及.ddbDrawn B y:C 710 3C 310 UFE1ANTT190 18GNDC 220 PFC 147 PFR 210 kGNDR 410 0kR 651 0图 4.1 高频小信号放大电路桂林电子科技大学实训（论文）报告用纸 第 5 页 共 13 页 4.2 谐振选频网络和本振电路9 脚 外 接 CC 调 谐 回 路 选 频 ， 7 脚 外 接 CD 本 振 回 路 ， 分 别 如 下 图 所 示 。4.3 混频电路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
20、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。二极管环形混频器产品已形成完整的系列，它用保证二极管开关工作所需本振功率电平的高低进行分类。二极管环形混频器具有工作频带宽（从几十千赫到几千兆赫） 、噪声系数低（约6dB） 、混频失真小、动态范围大等优点。4.4 中频放大电路中频变压器的初级线圈与电容组成 LC 并联谐振回路，它谐振于中频 465kHz。由于并联谐振回路对谐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
21、（通常说它只能通过中频信号） ，从而完成选频作用，提高了收音机的选择性。中频变压器的另一作用是阻抗变换。因为晶体管共射极电路输入阻抗低，输出阻抗高，所以一般用变压器耦合，使前后级之间实现阻抗匹配。一般收音机采用两级中放，有 3 个中频变压器（常称中周） 。第一个中频变压器要求有较好的选择性，第二个中频变压器要求有适当的通频带和选择性，第三个中频变1 2 3 4ABCD4321DCBATitleNumber R evisio nSizeBDate: 26 -Dec-201 2 Sh eet of File: G:及及及及及及及及及及及及及及及及及及及及及及及及.ddbDrawn B y:L14.
22、5TC 1118 PFC 103-30 PF图 4.2.1 谐振选频回路1 2 3 4ABCD4321DCBATitleN umber R evisio nSizeBD ate: 26 -D ec-201 2 Sh eet of File: G :及及及及 及及及及及及及及及 及及及及及及 及及及及及 .ddbD raw n B y:L24.5T-TC 1222 PFC 253-30 PF图 4.2.2 本振回路桂林电子科技大学实训（论文）报告用纸 第 6 页 共 13 页 压器要求有足够的通频带和电压传输系数，由于各中频变压器的要求不同，匝数比不一样，通常磁帽用不同颜色标志，以示区别，所以不
23、能互换使用。4.5 鉴频电路实现调频信号解调的鉴频电路可分为三类,第一类是调频-调幅调频变换型。这种类型是先通过线性网络把等幅调频波变换成振幅与调频波瞬时频率成正比的调幅调频波,然后用振幅检波器进行振幅检波。第二类是相移乘法鉴频型。这种类型是将调频波经过移相电路变成调相调频波,其相位的变化正好与调频波瞬时频率的变化成线性关系,然后将调相调频波与原调频波进行相位比较,通过低通滤波器取出解调信号。因为相位比较器通常用乘法器组成,所以称为相移乘法鉴频。第三类是脉冲均值型。这种类型是把调频信号通过过零比较器变换成重复频率与调频信号瞬时频率相等的单极性等幅脉冲序列,然后通过低通滤波器取出脉冲序列的平均值
24、,这就恢复出与瞬时频率变化成正比的信号。5 电路的焊接和调试方法焊接在装配工作中，焊接技术很重要，收音机元件的安装，主要利用锡焊，它不但能固定零件，而且能保证可靠的电流通路，焊接质量的好坏，将直接影响收音机质量。安装时请先装低矮或耐热的元件(如电阻)，然后再装大一点的元件(如中周、变压器)，最后装怕热的元件(如三极管)。在 调 试 前 必 须 确 保 收 音 机 能 接 收 到 沙 沙 的 电 流 声 （ 或 电 台 ） ， 若 听 不 到 电 流 声或 电 台 ， 应 先 检 查 电 路 的 焊 接 有 无 错 误 、 元 件 有 无 损 坏 ， 直 到 能 听 到 声 音 才 可 做 以下
25、 的 调 整 实 验 。收音机的调整有三种：（1）调中频即是调中频调谐回路中放电路是决定收音电路的灵敏度和选择性的关键所在，它的性能优劣直接决定了整机性能的好坏。调整中频变压器，使之谐振在 FM/10.7MHz 频率，这就是中放电路的调整任务。（2）调覆盖即是调本振谐振回路在调频收音机中，决定接收频率的是本机振荡频率与中频频率的差值，而不是输入回路的频率，因此，调覆盖实质是调本振频率和中频频率之差。因此调覆盖即调整本振回路，使它比收音机频率刻度盘的指示频率高 FM/10.7MHz。在本振电路中，改变振荡线圈的电感值（即调节磁芯）可以较为明显地改变低频端的振荡频率（但对高频端也有影响） 。改变振
26、荡微调电容的电容量，可以明显地改变高频端的振荡频率。图 4.4 选手号码显示部分桂林电子科技大学实训（论文）报告用纸 第 7 页 共 13 页 （3）统调即是调输入回路统调又称为调整灵敏度，本机振荡频率与中频频率确定了接收的外来信号频率，输入回路与外来信号的频率的谐振与否，决定了超外差收音机的灵敏度和选择性（即选台功能） ，因此，调整输入回路使它与外来信号频率谐振，可以使收音机灵敏度高，选择性较好。调整输入回路的选择性也称为调补偿或调跟踪，因此，调整谐振回路的谐振频率主要是调整灵敏度，使整机各波段的调谐点一致。调整时，低端调输入回路线圈在磁棒上的位置，高端调天线接收部分的与输入回路并联的微调电
27、容。利用这三种调试方法即可调试出本次试验的电路。6 实验结论与收获本次实训我所做的内容是调频接收机。我们使用工业板进行焊接以及调试，相对比而言，算是比较简单。但是在具体的焊接和调试的时候，却有很多细节的问题需要注意和重视。本次高频实训的重点就在于电路板的焊接，只要焊接过关，基本能够调试出电路板。所以，在焊接的时候就要注意以下几点。首先，要安装先装低矮或耐热的元件，然后再安装比较大的和不耐热的元件。在焊接前一定要检查好电阻、电容是否完好，否则会造成很大的问题。电路里还有一些元器件没有，就需要找好替代，电阻可以使用相近的代替，而电容就需要考虑电路的性能以及其他各部分的问题，否则重要的电路功能就会造
28、成大影响。关键电路的电容一定不能替代，而其他部分小电容可以选择相近的替换，大电容看电路性质替换。其次，一定要注意焊接的顺序和保留管脚的长度，过长或过短都会造成虚焊或是假焊，对之后的调试有很大的影响。第三，千万不要将电感和电容接错方向，要认清管脚的正负，才能开始进行焊接。所以，焊接时候一定要非常注意和小心。最后，特别是贴片芯片的安装与焊接，要看清楚管脚，尽快焊接完成。不然会导致芯片的损坏。虽然松香可以帮助很好的焊接好贴片芯片，但是一定不能太多，否则会造成电路之间无法连通，那么电路板也没有用了。焊接好电路板之后，就要对焊接好的电路板上的元件进行检测。可以使用万用表检测电容和电阻有没有在焊接过程中损
29、坏的。而后就是对电路板的调试，将电路板通电之后，先检查电源的灯是否亮了。亮了就是电路没有什么太大的问题。刚上电就可以听见丝丝的杂音，先调节本振回路上的电容与电感，频率调节便于我们找到电台。这部分的调节一定要小心，陶瓷电容不便多调节，否则就会损坏，而电感的调节上，由于螺丝刀带有一些磁性，会改变电感上的参数，导致按压住电感时，电台声音就会清楚一些，而移开就没有那么清楚。这个问题一直到调试结束的时候都没有办法解决。桂林电子科技大学实训（论文）报告用纸 第 8 页 共 13 页 对于另一边清晰度的调节，也是相同的。而控制声音大小的变阻器，个人感觉不太需要调节，所以就没有动。对于清晰度，每个人的感觉都不
30、太相同。可能是可调电感的问题，调节多了就没有什么用了，所以换了一回。在焊接的时候，由于焊接水平有限，还有可能焊接的不够好，造成了有一些杂音。基本上所有的调节都是在于本振和清晰度的调节，其他部位基本没有什么问题。调试时，最大的问题就是相互之间的干扰，要注意频率的选择。由于我们是接收机要和发射机配合，那么就需要减少外部的干扰和频率选择上要找一个没有电台的频率，最好是超过 100MHz 的频率。这样接受的相对而言也会清晰一些，杂音也小了很多。还有本身电路板焊接的时候，有些元件虚焊的问题，导致调节电感的时候，由于焊点上的焊锡过少，焊点松动使收到的信号没有那么的清楚，主要是接触不良的问题。解决了以上的种
31、种问题之后，电路板的调试就结束了。可以正常的使用，防止碰坏和人为损伤就可以达到使用的目的。本次实训，使我明白了一般的电子产品的设计及制作过程，尝试到了动手制作电子产品的乐趣，加深了对专业基础课程知识的学习和了解。自己参与电子产品的设计和制作，培养了我理论联系实际的能力，提高了我分析问题和解决问题的能力，增强了独立工作的能力，同时也加强了独立分析能力，也培养了与其他同学的合作、共同探讨、共同前进的精神，最终按时把所要制作的电子产品完成。桂林电子科技大学实训（论文）报告用纸 第 9 页 共 13 页 谢 辞在过去的两个星期之中，通过自己的努力以及老师同学的帮助，终于完成了本次实训。虽然刚开始的时候
32、，觉得这个题目很难，但是经过查阅资料，终于做出了这次的实训。在这段时间之中，我学习到了很多东西。首先，我要感谢我的老师给予的帮助。因为有老师的悉心指导，我的实训任务才能按时完成。老师渊博的专业知识，严谨的态度，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，平易近人的人格魅力对我影响很大。实训中有不明白的地方老师都能悉心指导，对于做错的地方，老师指正其错误，并细心讲解，把我的思路往正确的方向上指引，当我遇到问题时，老师不厌其烦地回答我的问题，让我收获良多。其次，我还要感谢和我一起做实训的同学，当我遇到问题感到困扰时，他们同我一起分析，一起探讨，共同学到了知识，共同进步，在实训中还增进了我们的
33、友谊。最后，还要感谢科协的同学，他们的值班，让我们可以安心做实训。元器件不用担心，做板工具归类整理让我们要用时一借就有。时间很快的过去了，在这短短的时间之内，我巩固的自己所学的知识，还学到了许多课外的知识，让我对自己专业有更深一步的理解，还学到了做任何事情所要有的态度和心态。做事情要一丝不苟，对于出现的问题要仔细分析，做好记录，从中发现问题并找到解决问题的方法，还要有恒心和毅力，不要遇到难题就退缩，要积极面对它，不耻下问，向同学老师寻求帮助。从实训中还学到了合作的重要性。桂林电子科技大学实训（论文）报告用纸 第 10 页 共 13 页 参考文献1 曹才开，高频电子线路原理与实践，湖南：中南大学
34、出版社，20102 孙蓓、忠义，电子工艺实训基础，北京：化学工业出版社，20073 王季平,调频同步广播技术的最新发展及应用J.广播与电视技术,2005(9)4 黄翠翠,叶磊，高频电子线路，北京邮电大学出版社，20095 曹才开，高频电子线路原理与实践，湖南：中南大学出版社，2010桂林电子科技大学实训（论文）报告用纸 第 11 页 共 13 页 附 录元件清单No. 元件名称 大小 个数 封装1 可调电阻 20k R1 VR-KR2 10kR3R4 100kR5510 R6150 R72.2k R8100 R92 电阻220 R10AXIAL0.347PF C120PF C2C7C9103C
35、8C23C18C22104C1618PF C1122PF C1250 C19474 C203 瓷片电容1PF C13RAD0.1C5C6C4C17C34 电解电容 10UFC21RB.1/.2桂林电子科技大学实训（论文）报告用纸 第 12 页 共 13 页 C24C144.7UFC15C10 VC15 可调电容 3-30PFC25 VC14.5T L1 L-16 可调电感4.5T-T L2 L-17 陶瓷滤波器 10.7MHz Y2 10.7MHZ8 陶瓷谐振器 10.7MHz Y1 RAD0.29 三极管 9018 T1 TO-92C10 天线接口 ANT E1 SIP1-TEST11 集成
36、块 CXA1691BM IC1 SOP-2812 二极管 IN4007 D1 DIODE0.413 发光二极管 LED D2 LED14 电源接线端子 +5V J1 SIP415 耳机插座 音频输出 J2 SPEAK电路原理图桂林电子科技大学实训（论文）报告用纸 第 13 页 共 13 页 1 2 3 4ABCD4321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 26-Dec-2012 Sheet of File: G:及及及及及及及及及及及及及及及及及及及及及及及及.ddbDrawn By:MUTE1FMCISCRI2NF3VOL4AMOSC5AFC6fm osc7
37、reg8fm rf9am in10nc11fm in12fe gnd13am/fm if out14bandselect15am if in16fm if in17nc18meter19if gnd20agc afc21agc afc22det out23af in24ripple filter25vcc26af out27gnd28IC1 CXA1691BMR310KC22104C23473C21100UFC610UFC510UFC154.7UFC410UFC20474C9103R10220R5100kC24100UF1 23Y210.7MHzR9100R82.2kC1950C8103C7103C310UFGNDR120kL14.5T L24.5T-TE1ANTT19018GNDVCCGNDGNDC144.7UFC220PFC147PFR210kGNDGNDR4100kR6510C16104Y110.7MHzGNDC1118PF C1222PFC131PFJ2VCC1 2 3 4J1+5VD1IN4007C1710UFC18104GNDC103-30PFC253-30PFR7150D2LED
