调频无线收发器设计
一． 基本原理
调频发射原理
1. 无线电波的发射
振荡电路要有效地向外发射电磁波，就要有足够高的振荡频率，同时振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，这样能有效地把电磁能（电磁波）传播出去。要满足上述两述条件，就需要把振荡电路改造变成开放电路。LC振荡电路及开放电路原理图如下：
在实际应用中常把开放电路的下端跟地连接。跟地连接的导线叫做地线。线圈上部接到比较高的天线上。天线和地线形成了一个敞开的电容器，电磁波就是由这样的开放电路发射出去的。实际发射无线电波的装置中还需在开放电路旁加一个振荡器电路与之耦合，如下图所示，振荡器电路产生的高频率振荡电流通过L2与L1的互感作用，使L1也产生同频率的振荡电流，振荡电流在开放电路中激发出电磁波，向四周发射。
2.调频的意义
调频是一种调制的方法，它是使高频振荡电流的频率随调制信号的强弱而改变的调制方法。
2. 调频发射的实现
在这次调频发射中我们是用三极管直接调频，由三极管组成共基极超高频振荡器，基极与集电极的电压随基极输入的音频信号变化而变化，从而改变高频振荡的频率，最终实现频率的调制。我们将电路设计为信号输入部分、音频放大部分和高频振荡调制部分，声音信号经过microphone转换成电信号，并经过放大级放大后再送至高频振荡级，经过振荡级的处理，形成所学要的FM调频信号，并经过天线发送出去。
调频发射器的结构原理图
FM调频无线发射器仿真图
调频接收原理
1. 无线电接收基本原理
由发射机发出的无线电波，经接收机天线接收，转变为感应电势。从天线感应出的不同频率的已调波信号中选出所需信号的任务由输入电路承担。而输入电路选出的信号,仍是已调波信号，不能用它去直接推动耳机或喇叭，还必须把它恢复成音频信号。这种 从已调波信号中检出音频信号的过程，叫做检波或解调。用来运载音频信号的无线电波叫做载波，使载波的频率按调制信号变化的过程称为调频。被调制后的载波称为已调波。
无线电信号接收原理图
二． 无线调频接收器
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
设计
1.总体框架
电路的开始部分由高频放大电路和本振信号混频，输出一个中频信号。混频电路和调幅接收机有着明显的不同，在调频电路中，本振电路是独立的。本振电路用LC振荡电路，两个信号分别输入混频器，得到一个中频信号。
为了得到高的增益，而整个电路的增益取决于中频放大电路，同时也抑制了邻近干扰。在中频放大电路的输出端，接一个限幅器，其目的是如果直接接鉴频器，很可能得到很多不需要的波形，用滤波器很难滤除，所以在鉴频器的输入端加一级限幅器，去除不需要的波，使输出更为纯净。鉴频器是将原调制信号解调出来，在本次设计中采用比例鉴频器。为了能够得到我们所需要的效果，在电路的最后采用低频放大电路。
天线
输入调频回路
高频放大
混 频
中频放大
鉴频
低频功放
本机振荡
108MHz
10.7MHz 465KHz
调频接收机组成方框图
3. 单元电路设计与参数计算
(1)输入调频回路
又称天线回路。它的主要功能是选择所需电台的信号，抑制不需要的信号与干扰，特别是要滤除中频干扰，同时也要求输入回路的插入损耗小，并使天线阻抗和高放管的输入阻抗相匹配，并传输最大的功率，避免信号来回反射。
（2）高频放大电路
也称射频放大器。它要具有足够的增益，通常约为10dB，而且要求低噪声，这样可降低整个接收机的噪声系数；要求选频放大，以抑制不需要的信号与干扰，要加一定的自动增益控制，以防止输入过强信号时，引起中放级的过载。
（3） 混频器和本机振荡器
混频器的作用是将高频调制信号变换为中频调制信号，所改变的只是被调信号的载频，而信号的调制规律是不能改变的。混频器有不同类型，混频增益约为-10Db--30dB左右。混频器的输出应和中放输入级匹配。
对本机振荡器的要求是：频率可调，并和输入回路及高放负载回路同步调整（统调），以满足选择电台信号及混频器差拍的需要；本振的频率稳定度要高，有时要采用自动频率调整电路（AFC），本振输出的波形要好，谐波成分要少，避免在混频器中产生较多的组合频率干扰；本振的工作要稳定，电压和温度漂移都要求小；另外，还要求本振的辐射小，幅度稳定，大小合适。本振与混频间，一般采用弱耦合方式。
（4）中频放大电路
中频放大电路的任务是把变频得到的中频信号加以放大，然后送到检波器检波。中频放大电路对超外差收音机的灵敏度、选择性和通频带等性能指标起着极其重要的作用。
中频变压器的初级线圈与电容组成LC并联谐振回路，由于并联谐振回路对诣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（通常说它只能通过中频信号），从而完成选频作用，提高了接收机的选择性。
由LC调谐回路特性知，中频选频回路的通频带B＝f2- f1＝fd/QL，式中QL是回路的有载品质因数。QL值愈高，选择性愈好，通频带愈窄；反之,通频带愈宽，选择性愈差。
（6） 低频放大电路
从鉴频器输出的信号一般很小，所以在输出极一般采用低频功率放大电路，如果是音频信号，可以外加一个喇叭。单元电路如图所示：
（5）限幅电路
发射机发出的调频信号，其幅度应该不变，但实际上存在寄生调幅，特别是信号在传输途中会受到干扰的调幅；这种不需要的幅度变化可被鉴频器检出而干扰有用信号。因此必须在鉴频之前用限幅器去掉寄生调幅，使输出调频信号的幅度不变，这样即可提高干扰性。要完成限幅任务，必须使用非线性器件，信号通过非线性元件后，必然产生新的频率。电路图如下：
图中BG为放大管，LC回路为其负载，回路上并联了两个限幅二极管，E1=E2为二极管提供反向偏压。若回路AB两端的高频电压小于E1，则D1及D2均不导电。若高频电压大于E1，则正半周时D2导电，负半周时D1导电。当D1及D2导电时，其内阻甚小，故D1及D2上的电压甚小；而且隔直流电容C1对高频的容抗很小，故输出电压u0近似等于E1，高频电压的最大值被限制在E1电平上。
参数确定：
二极管的电流为：
其中
为二极管的正向内阻。
导电角
应满足
，带入得
于是每个二极管的基波电流幅度为
每个二极管对交流呈现的电阻为
两个二极管并联后对高频的电阻为
浙公网安备 33021202002483