自動調頻接收機的設計與實現畢業論文(設計)(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 機的設計與實現 2 年來物質生活水平的提高，人們相互之間交往所利用的通信手段也越來越多。人們不斷追求生活方式的多樣化和個性化；電子科學的發展和無線通信的快速發展給人們工作和生活注入了新的色彩；人們可以隨心所欲地享受著無線通信工具所帶來的樂趣。調頻模擬通信是最早的語音通信方式，廣播電臺就是它的一種形式，這種傳統的通信方式在今天依然有著廣泛的應用，并且也向著多樣 化、個性化和微型化的方向發展 [3]；隨著時代的發展，它的作用也在發生著變化，廣播電臺雖然現在已經不是人們獲取信息的一種主要手段，但是它在很多方面依然發揮著主要的作用，它已經走進了我們的生活，在我們小集體范圍內如學生宿舍、賓館等場所，由于其使用方便、價格低廉、技術成熟、可進行一對多的無線廣播等諸多優點，所以將依然會發揮重要作用。不僅如此，現在的人們都喜歡追求生活的個性化，它在家庭領域也將會給人們帶來很大的樂趣，利用一個小型的無線廣播臺和一個微型的收音機就可實現在家庭的任何角落播放自己喜歡的音樂，會給人們帶來無 限的樂趣。 在當今社會，科技已經高度發達，現在的調頻接收裝置更多的是以集成模塊的形式存在于一些大的電子設備中，例如手機、智能電視，這類裝置一般滿足年輕朋友的需求。而另外一種便攜式收音機能做到操作簡單、較大功率輸出和聲音輸出，這類收音機主要滿足老年人的需求。 設計方法 本設計使用 EDA設計軟件 protel99se[4]。 protel99se 是所有電路畫 自動調頻接收機的設計與實現 3 圖軟件中使用最多的一種軟件， 采用設計庫管理模式 [5]。其可以進行聯網設計，具有很強的數據交換能力和開放性及 3D模擬功能，是一個 32 位的設計軟件，可以 完成電路原理圖設計，印制電路板設計和可編程器件設計等工作，可以設計 32個信號層， 16個電源地層和 16個機加工層。本設計 以耳機充當信號接收天線，由于集成芯片很難集成大容值的電容器件，所以在集成芯片 TDA7088 的周圍按一定的規則接入電容，組成相應的功能電路 [6]。本設計的調試要點 ,參照電子線路設計實驗測試 [7]。 尚待進一步解決的問題 雖然在國內外調頻接收技術已經得到長足發展，但是依然存在一些問題亟待解決。例如，接收機能夠接收到的頻道數非常有限；接收機的靈敏度不夠高，調頻廣播收音機的靈敏度一般為 5～ 30uV；調頻接收機的選擇性有待進一步提高。 設計的基本內容 本設計采用的是 TDA7088芯片作為處理的核心部分 [8]。 TDA7088是飛利浦公司開發的 FM收音機集成塊，采用 16 腳雙列扁平封裝，工作電壓為 3V，包含了調頻收音機中天線接收、振蕩器、混頻器、AFC(頻率自動控制 )電路、中頻放大器 (中頻頻率為 70KHz)、中頻限幅器、中頻濾波器、鑒頻器、低頻靜噪電路、音頻輸出等全部功能，還專門設有搜索調諧電路、信號檢測電路及頻率鎖定環路。經過解調后的信號再經過由三極管組成的低頻放大器，然后通過耳機輸出到 耳 朵 [9]。在硬件設計過程中遇到了很多問題， 通過查閱各方資料，我將 自動調頻接收機的設計與實現 4 所有問題都一一解決 [10]。 2 任務分析與方案論證 任務分析 任務分析包括設計任務、基本要求和發揮部分要求三個部分。 設計任務 設計并制作一個自動調頻接收機。 基本要求 （ 1）實現自動調頻接收； （ 2）接收頻率范圍： 88MHz~108MHz； （ 3）最大不失真輸出功率大于或等于 10mW。 （ 4）接收靈敏度小于或等于 50uV。 發揮部分要求 （ 1）可實現多種自動程控頻率搜索模 式（如全頻率范圍搜索，特定 頻率范圍內搜索等）， 全頻率范圍搜索時間 ≤ 2分鐘； （ 2）能顯示接收頻率范圍內的調頻電臺載頻值，顯示載波頻率的誤 差 ≤ 177。5kHz； （ 3）進一步提高靈敏度； （ 4）可存儲已搜索到的電臺，存臺數不少于 20； （ 5）其它。 設計方案論證 方案一 本方案使用芯片 FS2020，其包含混頻器、中頻放大器、鑒頻器 自動調頻接收機的設計與實現 5 和低頻功放模塊，從天線接收到的信息經過高頻放大電路放大。然后再將信號送入 FS2020 中的混頻器，使該信號與本振信號混頻產生差頻信號，即得到中頻信號。接著將 中頻信號放大，再經過鑒頻器的作用解調出調制信號，送入低頻功放模塊增大功率，驅動喇叭發聲。通過以上信號的變化過程分析可知，本設計較自動搜索電臺調頻接收機而言屬于普通調頻接收機。需要外加天線，還需通過調節可變電容的大小來實現調頻。 方案二 自動調頻接收機與普通調頻收音機的主要區別就在于它們的調臺方式不同。普通調頻收音機是利用輸入回路接收調頻信號，調節輸入回路電容，以手動調諧的方式來實現調臺目的，而自動搜索調頻收音機采用電調諧方式選擇電臺，省去了可變電容器。由于不使用可變電容器，所以使用壽命長 (可變電容器容易損壞 )，它的缺點是沒有頻率指示。 本方案使用 TDA7088 集成芯片，其能夠實現自動選臺操作。本電腦選臺調頻收音機設置了 “搜索 ”和 “復位 ”兩個輕觸式按鈕。使用時只要按下搜索按鈕，收音機就會自動搜索電臺，當它搜索到一個電臺后，會準確地調諧并停止 下來。如果想換一個電臺，只需再次按下搜索按鈕，收音機就會繼續向頻率高端搜索電臺。當調諧到頻率最高端后，就需要按下復位按鈕，讓收音機本振頻率回到最低端才能重新開始搜索電臺。 這種 腦選臺自動搜索調頻收音機使用方便，調諧準確， 所以選用 自動調頻接收機的設計與實現 6 方案二。 電腦選臺自動搜索調頻收音機其核心器件是一塊 TDA7088集成電路，其內部框圖見圖 。 集成電路中包含了調頻收音機中天線接收、振蕩器、混頻器、 AFC(頻率自動控制 )電路、中頻放大器 (中頻頻率為 70kHz)、中頻限幅器、中頻濾波器、鑒頻器、低頻靜噪電路、音頻輸出等全部功能， 還專門設有搜索調諧電路、信號檢測電路及頻率鎖定環路。 混 混 混 混 混 混 混 混 混 混 混 混 混 混 混 混混 混 混 混混 混 混 混本 機 振 蕩A F C 混 混混 混 混 混 圖 核心器件 TDA7088 集成電路內部框圖 取代可變電容器的是變容二極管，它是一種特殊的二極管。它的PN結電容隨著 PN結上的偏壓 (反向電壓 )變化而改變。偏壓增大， PN結變厚， PN結電容變小；偏壓降低， PN結變薄，則 PN結電容增大。因此改變 PN 結上的偏壓，就可以改變 PN 結的電容。電路中變容二極管接在本機振蕩電路上，可以改變振蕩頻率。 3 原理分析 超外差接收機 本設計采用超外差 式接收機的工作原理，所謂超外差接收機即輸入信號和本機振蕩信號產生一個固定中頻信號的過程。如果把接收機收到的廣播電臺的高頻信號，都變換為一個固定的中頻載波頻率（僅自動調頻接收機的設計與實現 7 是載波頻率發生改變，而其信號包絡仍然和原高頻信號包絡一樣），然后再對此固定的中頻進行放大、解調，再加上低頻放大器，就成了超外差式接收機。對于超外差接收機，由接受天線、高頻帶通濾波器、高頻放大器、本振、混頻、陶瓷濾波器、