1、本 科 毕 业 设 计立体声调频发射接收电路设计所在学院 专业班级 电子与信息工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 I摘 要随着现在社会的快速发展，人们都电子产品的要求越来越高，因而电子产品无论从制作上还是从销售上都要求很高。要制作一个应用性比较好的电子产品就离不开高频电路，大到超级计算机、小到袖珍计算器，很多电子设备都有高频电路。高频电路大部分应用于通信领域，信号的发射、传输、接收都离不开高频电路。通信技术在我们的生活中广泛应用，而我所学的是电子信息工程，有一部分涉及的是通信技术，所以对于这次设计，我选择了超外差式调频接收机。在以前应用最广泛的是调频接收机，随着科学技术的发
2、展，出现了超外差式调频接收机。所谓超外差，是指将所要接收的电台在调谐电路里调好以后，经过电路本身的作用，就变成另外一个预先确定好的频率，然后再进行放大和检波。这个固定的频率，是由差频的作用产生的。如果我们在收音机内制造 . 个振荡电波 ( 通常称为本机振荡 ) ，使它和外来高频调幅信号同时送到一个晶体管内混合，这种工作叫混频。由于晶体管的非线性作用导致混频的结果就会产生一个新的频率，这就是外差作用。采用了这种电路的接收机叫外差式收音机，混频和振荡的工作，合称变频。在本次设计中，其目的是得到一个调频接收机机。在超外差式调频接收机的设计过程中，应将其分为高频放大、混频、本振、中放、限幅、鉴频、低频
3、放大七个部分。整个电路的设计必须注意几个方面。选择性好的级，应尽可能靠近前面，因在干扰及信号都不大的地方把干扰抑制下去，效果最好。如干扰及信号很大，则由于晶体管的非线性，将产生严重的组合频率及其他非线性失真，这时滤除杂波比较困难。为此，在高级接收机中，输入电路常采用复杂的高选择电路。为了使混频和本振分别调到最佳状态，要采用单独的本振。总的来说，设计一部接收机时必须全面考虑，妥善处理一些相互牵制的矛盾，特别要抓住主要矛盾（稳定性、选择性、失真等） ，才能使得接收机有较好的指标。关键词：超外差；调频；本振；混频IIAbstractWith the rapid development of soci
4、ety now, people are increasingly demanding electronic products, electronic products and therefore in terms of production or from the sales are demanding.Applied to create a better electronic products to high.frequency circuits can not be separated, large supercomputers to small pocket calculators, m
5、any electronic devices are high.frequency circuits.Most high.frequency circuits used in communications, signal emission, transmission, reception can not do without high.frequency circuits.Communication technology is widely used in our lives, and I have learned is that electronic and information engi
6、neering, a part of the communication technology is involved, so for this design, I chose the superheterodyne FM receiver.The most widely used in the past is the FM receiver, with the scientific and technological development, there has been superheterodyne FM receiver.The so.called super.heterodyne,
7、refers to the station to receive a good tune in the tuning circuit and after the role of the circuit itself to become another pre.determined frequency, and then zoom in and detection.The fixed frequency, is the role of difference frequency generated.If we create within the radio . a radio wave oscil
8、lations (often referred to as the local oscillator), and external high.frequency AM signal it sent to a transistor at the same time mixing, this kind of work is called mixing.Nonlinear effect transistor led to the mixing of the results will produce a new frequency, which is heterodyne effect.Used th
9、is kind of circuit is called a heterodyne radio receiver, mixing and oscillations of the work, collectively known as conversion.In this design, the goal is to get an FM receiver machine.Superheterodyne FM receiver in the design process, it should be divided into high.frequency amplification, mixer,
10、local oscillator, in place, limiting, frequency, low frequency amplification of seven parts.The circuit design must pay attention to several aspects.Selectivity level, should be as close to the front, not because of the interference and signal interference suppression big place to go, the best resul
11、ts.Such as interference and signal is large, the transistors nonlinear, will have a combination of frequency and other severe nonlinear distortion, then filter out the clutter is more difficult.To this end, the senior receiver, the input circuit often used to complex, high.select circuit.To make mix
12、ing and vibration are transferred to the best of the state, to adopt a separate local oscillator.Overall, the design of a receiver must be fully considered and properly deal with each other to contain the conflict, in particular, to seize the principal contradiction (stability, selectivity, distorti
13、on, etc.) in order to make the receiver a better indicator.Key words: Superheterodyne; FM,;local oscillator; mixerIII目 录第 1 章 绪论 .11.1 国内立体声调频技术的发展概况 .11.2 课题背景 .2第 2 章 调频立体声原理 .32.1 什么是调频 .32.2 调频原理 .32.3 什么是立体声 .42.4 立体声信号的产生流程 .42.5 立体声信号的解码 .6第 3 章 主要设计研究内容 .73.1 设计任务 .73.2 主要性能指标 .7第 4 章 调频立体声发
14、射电路 .94.1 BA1404 芯片介绍 .94.2 BA1404 引脚功能及原理 .94.3 BA1404 各项参数 .94.4、发射电路设计 .114.4.1 预加重电路 .114.4.2 射频匹配网络 .124.4.3 外接振荡器电路 .124.4.4 总体设计 .13第 5 章 调频立体声接收电路设计 .155.1 MC3361 芯片介绍 .155.2 MC3361 引脚功能及原理 .155.3 MC3361 各项参数 .165.4 TA7343 芯片介绍 .175.5 TA7343 引脚功能及原理 .175.6 调频接收机的工作原理 .185.7 调频接收机各部分主要功能介绍 .1
15、8IV5.7.1 输入调频回路 .185.7.2 高频放大器 .185.7.3 中频放大器 .195.7.4 鉴频电路 .205.7.5 混频电路 .205.8 总的接收电路总体设计 .21设计心得 .23致 谢 .24参考文献 .25附录 1 调频接收机电路 PCB 图 .261第 1 章 绪论1.1 国内立体声调频技术的发展概况20 世纪 70 年代，欧美国家的调频立体声广播已经普及，各广播电台、唱片公司录制立体声技术也相当成熟。而在我国当时广播系统只有中波和短波广播，调频立体声广播还是一项空白。为尽快开创和建立我国的调频立体声广播，一个是筹建调频发射台，一个是广播中心要有足够的立体声节目
16、源供其广播。当时的广播中心只能录制单声道节目，既不具备录制立体声设备，也不掌握录制立体生的拾音技术，急需开展立体声技术引进与开发工作。对此广电部很快下达了成立立体声研制小组的指示，其任务一是尽快制定录制立体声硬件设备标准和特点，其二是研讨立体声节目制作方法及其制式比较；其三是推广和扩大立体声节目录制种类，既能制作供广播专用的立体声节目源，又要能录制供市场需求的立体声唱片和盒式带。经过调研小组的研制与开发，便成功研制出立体声调音台专用的声响调节器，同时组装出简单的六路立体声调音台。在此基础上研制小组还参考了大量国际上先进的立体声技术设备，包括立体声调音台、立体声录音机、立体声盒式机、立体声效果器
17、、立体声刻录机、刻纹机、压片机等，并提出了技术引进方案。不久，广电部又决定组团赴西德、法国进行立体声技术考察，先后对西德、法国等城市的广播电台、唱片公司、电声专业科研机构和生产机构和生产厂家进行详尽的考察与座谈。同时观看了在大、小不同演播室进行立体声录音现场拾音方法，从语言录音、广播剧到大型交响乐直接录制立体声，并现场聆听了立体声效果回国后不久，该技术首先在中央人民广播电台加以应用、推广，研讨不同立体声录音制式的拾音方法及其优缺点，与此同时中央电台邀请了西德里亚斯广播电台录音专家巴钦来华授课，并请全国各地广播电台录音工程技术人员参加。在 20 世界 80 年代初，中央人民广播电台为配合中央电台
18、第三套调频立体声开播，首批引进了立体声、多音道录制设备，设备引进后先行安装在条件最佳的原广播大楼音乐厅并很快投入使用，录制了大量首批符合质量标准的立体声节目，为中央电台第三套调频立体声开播及时提供了充足的立体声节目源。调频立体声技术是在单声道和音频立体声技术的基础上发展起来的，是两者有机结合的产物。它即发挥了调频广播所具有的信噪比高，抗干扰能力强，重放频带宽等优点，又充分利用了低频立体声的优点，获得层次分明，富有立体感的“空间”声像的立体声音响效果，给人以身临其境的艺术感受。对调频立体声广播的制式有以下几点基本要求：（1）可兼容性（2）立体声高保真性（3）足够的覆盖面积（4）抗干扰性（5）现有
19、频道的利用率（6）低成本，简单可靠研究调频立体声广播，不仅可以给广大人民带来完美的广播音质，而且在景区，厂矿，乡镇等其他通信方式不算发达或者经费紧张的地区，广播无疑是最理想的传播信息和娱乐大众的方式。而且广播的传播速度极快，能在最短的时间内将有用的信息传到各个角落，无一遗漏，尤其对于应对突发紧急事件上有着无法比拟的优势，通过研究立体声调频广播，可以2不断添加新鲜科技进入广播领域，在给人们带来快乐的同时，也能不断优化设计，降低能耗，节约成本，以期实现广播事业的蓬勃发展。1.2 课题背景随着广播科技进步， 、广播节目套数不断增加，对立体声节目源的需求量日益增加。这样一来便给广播的发展带来良好机遇。
20、中央电台调整规化，加快对单声道机房的改建工作，所引进的设备也开始多功能、多样化，跨入当时国际上广播电台的先进行列。至此从 20 世纪 80 年代开始，在熟练掌握了立体声和多音道录音技术的基础上，加上多功能、多制式的先进设备，使得中央台立体声节目制作产生了质与量的飞跃，实现了调频立体声开播以来的跨越式发展，涌现出大量优秀广播作品，吸引了众多广播的忠实听众，从而续写了广播事业发展的又一华丽乐章。3第 2 章 调频立体声原理2.1 什么是调频所谓调频，就是把要传送的信息（例如语言、音乐）作为调制信号去控制载波（高频振荡信号）的瞬时频率，使其按调制信号的规律变化。设调制信号： （2-1）tVtcos载
21、波振荡电压为： （2-2）Aa根据定义，调频时载波的瞬时频率 随 成线性变化，则调频波的数字表达式如tt下：（2-3）tVKttafof sincs或 （2-4）tmtAtfof i式中： 是调频波瞬时频率的最大偏移，简称频偏，它与调制信号的振幅成VKf正比。比例常数 Kf 亦称调制灵敏度，代表单位调制电压所产生的频偏。式中： 称为调频指数，是调频瞬时相位的最大偏移，Ffmff 它的大小反映了调制深度。由上公式可见，调频波是一等幅的疏密波，可以用示波器观察其波形。2.2 调频原理调频波的频谱如下所示调频（FM） 就是用高频载波信号的频率来装载音频信号，即用音频信号（调制信号）来调制高频载波信号
22、的频率，从而使原为等幅恒频的高频载波信号的频率随着调制信号的幅度而变化，但其幅值不变（如图 2.1 所示）。频率被音频信号调制过的高频信号叫已调频信号，简称调频信号。调幅信号和调频信号统称为已调制信号，或简称为已调信号。一音频信号经过一个 FM 调制器后输出波形如图 2.2 所示图 2.1 调制器框图FM调制器音频信号 调制信号4图 2.2 调频原理图调频广播所能传输的音频频带较宽，宜于传送高保真音乐节目，并且它的抗干扰能力较强。这是因为调频信号的幅值是固定不变的，可以用限幅的方法，将由干扰而产生的调频信号的幅值的变化有效地消除掉。同时，它比 AM 的发射功率也可减小，这是因为调幅信号的幅值一
23、般都比载波的幅值大，有效发射功率比发射机发射的功率小得多。而调频信号的幅值和载波的幅值一样大，在发射机功率发射功率一样时，调频信号的有效发射功率要比调幅信号的有效发射功率大。但由于调频广播工作于超短波波段，其缺点是传播距离短，覆盖范围小，且易于被高大建筑物等物体所阻挡。然而人们恰恰利用了这一点，不同地区或城市可使用同一或相近的频率，而不致引起相互干扰，提高了频率利用率。2.3 什么是立体声立体声，就是指具有立体感的声音。自然界发出的声音是立体声，但我们如果把这些立体声经记录、放大等处理后而重放时，所有的声音都从一个扬声器放出来，这种重放声（与原声源相比）就不是立体的了。这时由于各种声音都从同一
24、个扬声器发出，原来的空间感（特别是声群的空间分布感）也消失了。这种重放声称为单声。如果从记录到重放整个系统能够在一定程度上恢复原发生的空间感（不可能完全恢复），这种具有一定程度的方位层次等空间分布特性的重放声，称为音响技术中的立体声。2.4 立体声信号的产生流程1、将 L（左声道）和 R 信号（右声道）进行叠加（即 L+R）我们称这种和信号为 M 信号；将 L 信号与 R 信号相减即 L.R，我们称这种信号为 S 信号（如图 2.3）。 图 2.3 输入信号波形图2、将 S 信号调制于 38KHZ 的副载波（调幅制 AM），调制后再将 38KHZ 的已调波通过一个称为平行器的将 38KHZ 副
25、载波抑制掉，仅留下 38KHZ 已调波的上下边带分量。将 S 信号进行这样的处理目的是使 S 信号变成S（如下图 2.4）。图 2.4 调制后副载波波形图5抑制副载波的目的是因为调幅波在能量的角度上看载频占有最大的能量，而边频幅度（上下边带）不超过载频幅度的 1/2，也就是说，边频能量最多只 有载波的 50%，当调制度达到 100%时边频的能量一共只占 1/3，如果调制度再少一些，比例还将更少。但是，信息是靠边带来传送的，所以幅度恒定的副载 波是无用的，将它抑制掉这对提高信噪比和节约发射机的发射功率都有好处。然而，在接收端就必须要将抑制了的 38KHZ 载波信号进行恢复才能正确解调出 S 信
26、号，而且恢复的 38KHZ 载波信号必须要和发射端的 38KHZ 在相位上保持一致。那末如何解决这个问题呢？可行的办法是在发射端发送一个导频控制信号此信 号用以在接收机中从新建立 38KHZ 的副载波。3、将 L+R 信号和上下边带信号与 19KHZ 导频信号同时加到环形调制器中进行混合叠加成为立体声复合信号。4、将立体声复合信号与主载波（88108MHZ）以 FM 方式进行调制后发射出去。立体声产生流程图如图 2.5 所示：图 2.5 立体声产生流程图2.5 立体声信号的解码立体声信号的主要部分是差信号S，在单声道接收机中此信号被去加重电路滤除了，在立体声解码中就必须依靠 S 信号，将 S
27、信号和 M 信号相加减来获得 L、R 信号。M+S=（L+R）+（L.R）=2L、M.S=（L+R）.（L.R）=2R。立体声解码电路是通过一个环形检波器来实现以上的功能的这里重点介绍一下 19KHZ 倍频电路和环形检波器电路。1、19KHZ 倍频电路这部分电路实际上是恢复 38KHZ 副载波电路。19KHZ 的导频信号从 B1 取出送到 D1 和 D2进行全波整流，输出 38KHZ 的半波脉冲信号，BG2 将信 号放大，由于其波形是脉冲波所以它包含有丰富的谐波成分，而我们需要的是其基波（即一次谐波）所以 BG2 的负载是一个 LC并联选频电路，它谐振于 38KHZ，所以 38KHZ 的基波将得到最大的输出，经 B2 耦合将信号送至环形检波器从而达到恢复 38KHZ 副载波。这里由于 38KHZ 的副载波是由发送端的 19KHZ导频信号所产生的，所以它与发送端的 38KHZ 副载波是同步的。调频调制器（多路输入）高 频预加重矩 阵电 路左声道话筒50-15000Hz高 频预加重右声道话筒38kHz 负载波主控震荡器 19KHz（多路输入）87108MHz调频繁波倍频器副信道S=LR平衡调制器倍频及功率放大主信道M=L+RLR RL负载波抑制双边带调幅波19kHz导频信号
