电子毕业设计-宽带调频接收机

1 宽带调频接收机 ［摘要］： 近年来，随着半导体工艺技术和设计方法的迅速发展，无线通信技术在工业， 通信，军事等各个行业，己成为广泛发展的一种通信方式。 本文从基本的模拟电路,及调频调幅入手，分析和设计了一种调频接收机的 设计，并对设计进行了仿真验证。 ［关键词］：调频，接收机，ＭＣ３３６１ [Abstract]: In recent years, as semiconductor process technology and design methods of the rapid development of wireless communications technology in the industrial, communications, military and other industries, has become a widespread means of communication development. In this paper, the basic analog circuits, starting with AM and FM, the analysis and design of an FM receiver design, simulation and design verification. [Key words]: FM, receiver, MC3361 QQ 64134703 QQ 64134703 2 目 录 1 概述........................................................................................................................................... 3 2 调频接收机组成........................................................................................................................ 4 2.1 主要技术指标.................................................................................................................... 4 2.2 调频接收机的工作原理 .................................................................................................... 4 3 关键元器件及行业软件简介..................................................................................................... 6 3.1 MC3361简介 .................................................................................................................... 6 3.2 常见的 PCB及线路图设计软件........................................................................................ 9 3.2.1 Proteus的简介 .............................................................................................................. 9 3.2.2 Allegro软件................................................................................................................. 10 3.2.3 PADS/POWERPCB软件.............................................................................................. 10 3.2.4 PROTEL软件 .............................................................................................................. 10 3.2.5 Mentor软件 ................................................................................................................. 11 3.2.6 Orcad软件 .................................................................................................................. 11 3.2.7 Spice软件.................................................................................................................... 11 3.3 本设计采用 PROTEL 软件设计...................................................................................... 12 4 系统电路设计 ......................................................................................................................... 13 4.1 高频功率放大电路 .......................................................................................................... 13 4.2 混频电路 ......................................................................................................................... 14 4.3 中频放大电路.................................................................................................................. 14 4.4 鉴频电路 ......................................................................................................................... 15 4.5 系统整机电路设计 .......................................................................................................... 16 5 系统调试 ................................................................................................................................. 17 5.1 小信号放大的调试 .......................................................................................................... 17 5.2 发射与接收 ..................................................................................................................... 17 6 结束语 ..................................................................................................................................... 18 7 致谢......................................................................................................................................... 19 8 附录......................................................................................................................................... 20 8.1 参考书目 ......................................................................................................................... 20 8.2 整机原理图 ..................................................................................................................... 22 QQ 64134703 QQ 64134703 3 1 概述 从 1897 年马可尼实验室证明了运动中无线通信的可应用性，到 1978 年贝 尔实验室开发了真正意义上的大容量蜂窝式移动电话系统，人类延续着对无线通 信的兴趣和追求。时至今日，无线通信己经在世界各地得到广泛使用，而且由于 新用户的不断增 长导致了对各种新业务更加强 烈的需求 。 然而，最重要的需求来源是当今通信领域中最强大的增长推动力一一一互联 网。互联网的急速发展为用户提供越来越丰富的信息和内容，随着用户大量使用 诸如无线电话、笔记本电脑、掌上电脑、PDA 以及自动信息设备等便携式通信设 备，必定会把无线通信产业推向新的高度。 第一代无线通信系统 (1G)，即模拟技术，己被第二代无线通信系统 (2G). 即数字业务所取代，并以此来满足用户群对容量和性能的要求。同样的，用户对 语音和数据通信的清晰、可靠 以及无所不在的可用性要求将会进一步推动第三 代无线通信 (3G) 技术及业务取得突破性进展。 基于摩尔斯信号的通信是人类最早的无线通信方式，它仍应用在海事移动通 信、航空移动通信、广播、卫星通信当中。由于摩尔斯电码信号通信的传统性、 经济性和有效性，它在海事移动通信中仍占主导地位，特别是船与船、船与岸、 岸与船之间的摩尔斯通信更是占据通信业务总量的 80%以上。 基于 PC 机的 MORSE 电码信号自动处理己经实现，但在海事移动通信中，它 还是受到一些客观条件的约束，缺泛方便性和灵活性。 新兴的ＮＦＣ技术脱胎于无线设备间的“非接触式射频识别”(RFID)及互 连技术，它可以满足任何两个无线设备间的信息交换、内容访问、服务交换，并 且使之更为简约——只要任意两个设备靠近而不需要线缆接插，就可以实现相互 间的通信。这将任意两个无线设备间的“通信距离”大大缩短。 NFC 技术可以实现智能事务处理：当你手里拿着手机，在一个音乐会的广告 海报前面，把手机靠近海报，它就能实现手机与海报网站的连接；要想买票入场， 可以利用嵌在手机中的智能卡支付票款。 本设计拟在ＭＣ３３６１的基础上，基于模拟电子技术，对宽频接收机作些 探讨。 QQ 64134703 QQ 64134703 4 2 调频接收机组成 2.1 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 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。 2.2 调频接收机的工作原理 一、阐述通信系统总体结构 通信系统由信源、信宿和信道三部分组成。其中，我们通常将数据的发送方 称为信源，而将数据的接收方称为信宿 通信系统的一般模型 QQ 64134703 QQ 64134703 5 图一 调频接收机组成框图 一般调频接收机的组成框图如图一所示。其工作原理是：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。 输入回路 高频放大 混 频 低频功放 中频放大 本机振荡 天线 QQ 64134703 QQ 64134703 6 3 关键元器件及行业软件简介 3.1 MC3361简介 在本实验中采用了 MC3361芯片，所以工作原理中的混频、中频放大、鉴频、 低频放大等其他功能电路全部由 MC3361实现。 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 : QQ 64134703 QQ 64134703