(一)基于Multisim的超外差接收系統
- 寫在前面
- 系統要求
- 基本原理
- 本地振蕩器的設計
- 西勒電路
- Multisim電路及分析
- 仿真結果
- 混頻器的設計
- 中頻放大器的設計
- 檢波器的設計
- 緩沖器的設計
寫在前面
1.本系列為基于Multisim的超外差接收系統,分為五篇,包括(一)本地振蕩器的設計、(二)混頻器的設計、(三)中頻放大器的設計、(四)檢波器的設計和(五)緩沖器的設計,使用的軟體均為Multisim14,
2.上一個系列為基于Multisim的電臺發射系統,分為五篇,包括(一)振蕩器的設計、(二)振幅調制器的設計、(三)高頻功率放大器的設計、(四)低頻功率放大器的設計和(五)緩沖器的設計,使用的軟體均為Multisim14,具體請翻看本人以前的文章!
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4.轉載請標明原創作者,謝謝,
系統要求
1.載波信號頻率
535
?
1605
k
H
z
?
535?1605kHz\,
535?1605kHz
2.中頻信號頻率
465
k
H
z
?
465kHz\,
465kHz
3.調制信號頻率
500
H
z
?
10
k
H
z
?
500Hz?10kHz\,
500Hz?10kHz
基本原理
超外差接收系統的主要任務是從已調制AM波中解調出原始有用信號,原理框圖如圖所示,系統的具體運行程序如下,
1.輸入電路將空中許多無線電廣播電臺發出的信號選擇其中一個送給混頻電路,混頻器將輸入信號的頻率變為中頻,但其幅值變化規律不改變,不管輸入的高頻信號的頻率如何,混頻后的頻率是固定的,我國規定為465kHZ,
2.中頻放大器將中頻調幅信號放大到檢波器所要求的大小,
3.由檢波器將中頻調幅信號所攜帶的音頻信號取下來,送給低頻放大器,
4.低頻放大器將檢波出來的音頻信號進行電壓放大,再由功率放大器將音頻信號放大,放大到其功率能夠推動揚聲器或耳機的水平,
5.最終,由揚聲器或耳機將音頻電信號轉變為聲音,

本地振蕩器的設計
西勒電路
本地振蕩電路產生一個比接收信號高一個中頻的自激正弦波振蕩器,本系統采用西勒振蕩器,西勒電路原理圖如圖所示,

西勒電路是在克拉潑電路基礎上,在電感L兩端并聯一個電容
C
4
?
C_4\,
C4?,電路條件仍是
C
3
<
<
?
C_3<<\,
C3?<<
C
1
?
C_1\,
C1?,
C
4
<
<
?
C_4<<\,
C4?<<
C
1
?
C_1\,
C1?,
C
3
?
C_3\,
C3?與
C
4
?
C_4\,
C4?同數量級,回路總電容為:

并聯諧振回路中,可以計算出諧振頻率的公式:

由以上分析可以看出,西勒振蕩器具有晶體管與回路耦合弱的特點,頻率穩定度高,輸出振蕩電壓幅度基本保持平穩,可在寬頻段作業,適用于產生載波,
Multisim電路及分析
如圖所示,設載波頻率為
664.7
k
H
z
?
664.7kHz\,
664.7kHz,調制信號頻率為
1.65
k
H
z
?
1.65kHz\,
1.65kHz,已調AM信號的調幅度為
m
=
42.86
?
m=42.86\,
m=42.86%(請見之前的文章(二)基于Multisim的電臺發射系統:振幅調制器的設計),
本機振蕩產生的角頻率
w
L
?
w_L\,
wL?送入混頻器與輸入信號的各頻率分量進行混頻,由混頻器的輸出回路選出
w
I
=
w
L
?
w
e
?
w_I=w_L-w_e\,
wI?=wL??we?的中頻及上下邊頻分量,則本地振蕩器的振蕩頻率::
f
L
=
664.7
k
H
z
+
465
k
H
Z
=
1.1297
M
H
z
?
f_L=664.7kHz+465kHZ=1.1297MHz\,
fL?=664.7kHz+465kHZ=1.1297MHz

1.
V
1
?
V_1\,
V1?是電源電壓,提供集電極較高的電壓,為了能產生振蕩,與其連接處應接入一開關,振蕩前開關斷開,振蕩時開關閉合,
2.
R
2
?
R_2\,
R2?與
R
3
?
R_3\,
R3?是偏置電阻,為基極提供偏置電壓,
R
4
?
R_4\,
R4?具有負反饋的作用,細調
R
2
?
R_2\,
R2?與
R
3
?
R_3\,
R3?,改變電路的品質因數
Q
?
Q\,
Q,使三極管作業在放大狀態,
3.集電極添加高頻扼流圈,防止載波影響集電極電流,
4. 電路引數計算程序如下,
首先設定
C
2
=
1
n
F
?
C_2=1nF\,
C2?=1nF、
C
3
=
33
n
F
?
C_3=33nF\,
C3?=33nF,因為已知
C
4
<
<
?
C_4<<\,
C4?<<
C
2
?
C_2\,
C2?,先設定
C
4
=
47
p
F
?
C_4=47pF\,
C4?=47pF,
C
5
?
C_5\,
C5?為可變電容,便于調節,
由下式,得:
L
2
=
0.255
m
H
?
L_2=0.255mH\,
L2?=0.255mH,
C
5
=
25.192
p
F
?
C_5=25.192pF\,
C5?=25.192pF,

仿真結果
仿真時,根據頻率計顯示的數字,適當調節可變電容和可變電阻,直至達到預計頻率,仿真結果中頻率及波形圖如圖所示,起振過后,頻率逐漸趨于穩定,波形較為穩定時,頻率穩定度計算為:



混頻器的設計
請見下一篇(二)基于Multisim的超外差接收系統:混頻器的設計,
中頻放大器的設計
請見下一篇(三)基于Multisim的超外差接收系統:中頻放大器的設計,
檢波器的設計
請見下一篇(四)基于Multisim的超外差接收系統:檢波器的設計,
緩沖器的設計
請見下一篇(五)基于Multisim的超外差接收系統:緩沖器的設計,
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