一种调幅定频接收系统论文和设计-陈海都

全文摘要

本实用新型涉及一种调幅定频接收系统。系统包括:主机、天线组件和电路板；所述天线组件接收无线电信号并通过馈线传输至电路板上的选频耦合电路；所述选频耦合电路将广播信号耦合，选出所要接收的定频信号，并传输至所述高频放大电路；所述高频放大电路接收放大所述定频信号，并传输至所述滤波电路；所述滤波电路接收并将所述定频信号的噪声滤除并传输至所述本振混频电路；所述本振混频电路对所述定频信号混频获得中频信号，并传输至所述中频放大电路；所述中频放大电路接收放大所述中频信号，解调出音频信号后传输至所述音频功放电路；所述音频功放电路对所述音频信号进行降噪及放大处理，驱动所述扬声器发声，能够接收固定频率的调幅广播。

主设计要求

1.一种调幅定频接收系统，其特征在于：包括主机、设置于所述主机外部的天线组件和设置于所述主机内部的电路板；所述电路板上设置有依次电连接的选频耦合电路、高频放大电路、滤波电路、本振混频电路、中频放大电路、音频功放电路和扬声器；所述天线组件接收无线电信号并通过馈线传输至所述选频耦合电路；所述选频耦合电路将广播信号耦合，选出所要接收的定频信号，并传输至所述高频放大电路；所述高频放大电路接收放大所述定频信号，并传输至所述滤波电路；所述滤波电路接收并将所述定频信号的噪声滤除并传输至所述本振混频电路；所述本振混频电路对所述定频信号混频获得中频信号，并传输至所述中频放大电路；所述中频放大电路接收放大所述中频信号，解调出音频信号并传输至所述音频功放电路；所述音频功放电路接收所述音频信号，并对其进行降噪及放大处理，驱动所述扬声器发声。

设计方案

2.根据权利要求1所述的调幅定频接收系统，其特征在于：所述高频放大电路包括依次电连接的第一变压器、三极管和第二变压器；所述第一变压器连接于所述选频耦合电路的后端，将所述定频信号的电压升高并输出至所述三极管的基极；所述三极管的集电极连接至第二变压器，发射极连接至电源负极，所述三极管将所述定频信号放大并输出至第二变压器升压输出。

3.根据权利要求2所述的调幅定频接收系统，其特征在于：所述第一变压器的次级线圈和电源正极之间还设置有增益调节电阻。

4.根据权利要求1所述的调幅定频接收系统，其特征在于：所述滤波电路为三阶滤波电路，包括依次连接于所述高频放大电路输出端的第三变压器、第四变压器和第五变压器。

5.根据权利要求1所述的调幅定频接收系统，其特征在于：所述本振混频电路包括连接于所述滤波电路输出端的负增益混频器和连接于所述负增益混频器信号输入端的温补晶振；所述温补晶振产生本振信号传输至所述负增益混频器；所述负增益混频器将所述本振信号和定频信号混频获得中频信号。

6.根据权利要求5所述的调幅定频接收系统，其特征在于：所述本振混频电路还包括连接于所述温补晶振信号输出端的本振信号滤波电路；所述本振信号滤波电路将所述本振信号的谐波滤除。

7.根据权利要求1所述的调幅定频接收系统，其特征在于：所述中频放大电路包括连接于所述本振混频电路输出端的中频放大器和信号强度指示灯；所述中频放大器内部集成有多组放大器；所述多组放大器将所述中频信号放大；所述信号强度指示灯连接于所述中频放大器的驱动输出引脚。

8.根据权利要求1所述的调幅定频接收系统，其特征在于：所述音频功放电路还包括连接于所述中频放大电路输出端的低通滤波器和功率放大器；所述低通滤波器将所述中频放大电路解调出的音频信号所携带的高频噪声滤除后传输至所述功率放大器；所述功率放大器将所述音频信号的电压放大并驱动所述扬声器发声。

9.根据权利要求1所述的调幅定频接收系统，其特征在于：所述天线组件包括环天线；所述环天线具有初级线圈和次级线圈；所述初级线圈上还并联有谐振电容。

10.根据权利要求9所述的调幅定频接收系统，其特征在于：所述天线组件还包括连接于所述次级线圈的天线适配器；所述天线适配器具有场效应管；所述场效应管将所述环天线接收的广播信号放大。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及广播接收领域，特别是涉及一种调幅定频接收系统。

背景技术

调幅广播，即人们所称的AM，是历史上第一种广播制式。AM制式凭借优秀的信号传送能力，可以很好地服务于海洋、山区、边疆和其他边远地区，以及在各种灾难中电力和基础通讯设施被摧毁的地区。因此，AM广播系统现阶段仍然属于国家的重要战略资源。用于接收无线电调幅广播信号的工具通常为调幅接收机，而传统调幅接收机是接收全频段的广播信号，要兼顾整个频段的信号质量就会出现顾此失彼的情况，且调幅广播制式易受干扰，所接收的信号质量较差，无法满足用户需求，导致其收听率不断下滑。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的在于，提供一种调幅定频接收系统，其具有能够接收固定频率的调幅广播、抗干扰能力强、接收质量好的优点。

一种调幅定频接收系统，包括主机、设置于所述主机外部的天线组件和设置于所述主机内部的电路板；所述电路板上设置有依次电连接的选频耦合电路、高频放大电路、滤波电路、本振混频电路、中频放大电路、音频功放电路和扬声器；所述天线组件接收无线电信号并通过馈线传输至所述选频耦合电路；所述选频耦合电路将广播信号耦合，选出所要接收的定频信号，并传输至所述高频放大电路；所述高频放大电路接收放大所述定频信号，并传输至所述滤波电路；所述滤波电路接收并将所述定频信号的噪声滤除并传输至所述本振混频电路；所述本振混频电路对所述定频信号混频获得中频信号，并传输至所述中频放大电路；所述中频放大电路接收放大所述中频信号，解调出音频信号并传输至所述音频功放电路；所述音频功放电路接收所述音频信号，对其进行降噪及放大处理，驱动所述扬声器发声。

本实用新型所述的调幅定频接收系统，具有能够接收固定频率的调幅广播、抗干扰能力强、接收质量好的优点。

进一步地，所述高频放大电路包括依次电连接的第一变压器、三极管和第二变压器；所述第一变压器连接于所述选频耦合电路的后端，将所述定频信号的电压升高并输出至所述三极管的基极；所述三极管的集电极连接至第二变压器，发射极连接至电源负极，所述三极管将所述定频信号放大并输出至第二变压器升压输出。

进一步地，所述第一变压器的次级线圈和电源正极之间还设置有增益调节电阻，用于调节所述高频放大电路的电压增益。

进一步地，所述滤波电路为三阶滤波电路，包括依次连接于所述高频放大电路输出端的第三变压器、第四变压器和第五变压器，用于将定频信号的噪声滤除，提高信号的纯净度，并使信号幅度减小，更好地与后级混频器匹配。

进一步地，所述本振混频电路包括连接于所述滤波电路输出端的负增益混频器和连接于所述负增益混频器信号输入端的温补晶振；所述温补晶振产生本振信号传输至所述负增益混频器；所述负增益混频器将所述本振信号和定频信号混频获得中频信号。

进一步地，所述本振混频电路还包括连接于所述温补晶振信号输出端的本振信号滤波电路；所述本振信号滤波电路将所述本振信号的谐波滤除。

进一步地，所述中频放大电路包括连接于所述本振混频电路输出端的中频放大器和信号强度指示灯；所述中频放大器内部集成有多组放大器；所述多组放大器将所述中频信号放大；所述信号强度指示灯连接于所述中频放大器的驱动输出引脚。

进一步地，所述音频功放电路还包括连接于所述中频放大电路输出端的低通滤波器和功率放大器；所述低通滤波器将所述中频放大电路解调出的音频信号所携带的高频噪声滤除后传输至所述功率放大器；所述功率放大器将所述音频信号的电压放大并驱动所述扬声器发声。

进一步地，所述天线组件包括环天线；所述环天线具有初级线圈和次级线圈；所述初级线圈上还并联有谐振电容。

进一步地，所述天线组件还包括连接于所述次级线圈的天线适配器；所述天线适配器具有场效应管；所述场效应管将所述环天线接收的广播信号放大。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1为本实用新型所述主机的前置面板的结构示意图；

图2为本实用新型所述调幅定频接收系统的总原理框图；

图3是本实用新型所述天线组件的连接示意图；

图4是本实用新型所述天线适配器的电路原理图；

图5为本实用新型所述高频放大电路的原理图；

图6为本实用新型所述滤波电路的原理图；

图7为本实用新型所述本振混频电路的原理图；

图8为本实用新型所述中频放大电路的原理图；

图9为本实用新型所述音频功放电路的原理图。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

请同时参阅图1和图2，其中图1是本实用新型所述主机的前置面板的结构示意图；图2是本实用新型所述调幅定频接收系统的总原理框图。

所述调幅定频接收系统，包括主机10、设置于所述主机外部的天线组件20和设置于所述主机10内部电路板30，所述电路板30上设置有依次电连接的选频耦合电路31、高频放大电路32、滤波电路33、本振混频电路34、中频放大电路35、音频功放电路36和扬声器37；所述天线组件20接收无线电信号并通过馈线传输至所述选频耦合电路31；所述选频耦合电路31将广播信号耦合，选出所要接收的定频信号，并传输至所述高频放大电路32；所述高频放大电路32接收放大所述定频信号，并传输至所述滤波电路33；所述滤波电路33将所述定频信号的噪声滤除并传输至所述本振混频电路34；所述本振混频电路34对所述定频信号混频获得中频信号，并传输至所述中频放大电路35；所述中频放大电路35接收放大所述中频信号，解调出音频信号并传输至所述音频功放电路36；所述音频功放电路36接收所述音频信号，对其进行降噪及放大处理，驱动所述扬声器37发声。

所述主机10外壳的前置面板上设置有电源开关11、音量调节旋钮12、指示灯13、信号表14和高频增益调节旋钮15。所述指示灯13包括信号灯、电源灯和音量指示灯，分别采用不同颜色的LED灯，用于电源指示、音量指示、以及信号强弱指示；所述信号表14用于实时观测所接收信号的强弱；所述高频增益调节旋钮15用于调节高频增益。

请同时参阅图3和图4，图3是本实用新型所述天线组件的连接示意图；图4是本实用新型所述天线适配器的电路原理图。

所述天线组件20设置于所述主机10的外部，并放置于信号较强的地方，用于接收无线电调幅广播信号。所述天线组件20包括环天线和连接于所述环天线次级线圈后端的天线适配器。所述环天线包括线圈圈数较多的初级线圈和线圈圈数较少的次级线圈；所述初级线圈上还并联有谐振电容。所述天线适配器具有场效应管；所述场效应管具有输入阻抗大输出阻抗小的特性，将所述环天线接收的广播信号放大，并通过馈线将无线电信号传输至主机内部的选频耦合电路31进行耦合。这种在天线的次级线圈增加适配器的方法能够有效减小噪声干扰，并且降低后级电路对初级线圈接收的影响，使初级线圈的谐振点明显。

传统调幅接收机的天线均是内置于主机内部，无法将天线和接收机分离开来，当听众想要获得高质量的广播信号时，通常需要带着收音机移动到家里干扰较小或者室外远离干扰源的地方收听，给听众带来麻烦。因此，本调幅定频接收系统中将天线外置，可放置于室外远离干扰源的地方以减少干扰。另外，传统调幅接收机的天线均采用磁性天线，因为磁性天线对磁场信号和电场信号都比较敏感，故本实施例中采用受电场信号影响小的环天线，这样便可以大幅度降低干扰，获得更好的接收质量。

所述选频耦合电路31将广播信号耦合，选出所要接收的定频信号，并传输至所述高频放大电路32。具体地，所述选频耦合电路31连接有一个可调电感，调整此电感可进行选频。本实施例中，选定频率为621K的调幅广播信号进行接收，便可将621K以外的无用信号限制。另外，还可根据实际需要更改频点，其电路原理也是一样的。

请参阅图5，图5为本实用新型所述高频放大电路的原理图。

所述高频放大电路32接收并放大所述定频信号，并将所述定频信号传输至所述滤波电路33。具体地，本实施例中，所述高频放大电路32包括依次电连接的第一变压器T1、三极管Q1和第二变压器T2。所述三极管Q1为NPN三极管，具体型号为2SC3358，另外，该三极管也可以是其他型号。所述第一变压器T1连接于所述选频耦合电路31的后端，将所述定频信号的电压升高并输出至所述三极管Q1的基极；其集电极连接至第二变压器T2，发射极通过R5及C16连接至电源负极，所述三极管Q1将所述定频信号放大并输出至第二变压器T2升压输出。所述高频放大电路32能够很好的与前级匹配，并滤除不需要的信号，如本地较强的747K、756K等信号，并将滤除杂波之后的信号传输至变压器T2进行信号电压的放大。进一步地，还在所述第一变压器T1的次级线圈和电源正极之间还设置有增益调节电阻R1，通过调节R1的阻值可以调节放大级的放大增益。

请参阅图6，图6为本实用新型所述滤波电路的原理图。

所述滤波电路33接收并将所述定频信号的噪声滤除并传输至所述本振混频电路34。具体地，所述滤波电路33为三阶滤波电路，包括依次连接于所述高频放大电路32输出端的第三变压器T3、第四变压器T4和第五变压器T5，并在各级电压器的输入或输出端设置滤波电容。所述滤波电路33进一步提高了定频信号的纯净度，减少了外带噪声和干扰，经滤波电路33滤波后，定频信号的幅度会减小到原来的60％，能够更好地与后级的混频器匹配。

请参阅图7，图7为本实用新型所述本振混频电路的原理图。

本调幅定频接收系统采用超外差电路，需要一个本振信号与所接收的信号进行混频，差频出465K的中频信号。因此，本调幅定频接收系统中设置了本振混频电路34。所述本振混频电路34包括连接于所述滤波电路33输出端的负增益混频器343和连接于所述负增益混频器343信号输入端的温补晶振341；所述温补晶振341产生本振信号传输至所述负增益混频器343；所述负增益混频器343将所述本振信号和接收的定频信号混频获得中频信号。

经计算这个本振信号为1086K(621K+465K＝1086K)，为简化电路并提高频率的稳定性，本实施例中订制了一个1086K的温补晶振。但是，该温补晶振输出的本振信号携带有谐波。因此，进一步地，所述本振混频电路34还包括连接于所述温补晶振341信号输出端的本振信号滤波电路342；所述本振信号滤波电路342将所述本振信号的谐波滤除，以获得纯净的本振信号。所述本振信号滤波电路342包括依次连接于所述温补晶振341信号输出端的第六变压器T6、第七变压器T7和第八电压器T8，并在各个变压器的输入或输出端设置有滤波电容。

所述负增益混频器343为二极管环形混频器，具体型号为SBL-3无源混频器，由于SBL-3无源混频器是负增益的，即信号经过混频器以后，幅度会比混频之前小而不会过载。

请参阅图8，图8为本实用新型所述中频放大电路的原理图。

所述中频放大电路35包括连接于所述本振混频电路34输出端的中频放大器TA7640和信号强度指示灯D1；所述中频放大器TA7640内部集成有多组放大器；所述多组放大器将所述中频信号放大；所述信号强度指示灯D1连接于所述中频放大器的驱动输出引脚。所述中频信号从TA7640的信号输入引脚P13接入，经过TA7640内部的多组放大器放大并解调之后从引脚P9输出音频信号至所述音频功放电路36。

请参阅图9，图9为本实用新型所述音频功放电路的原理图。

所述音频功放电路36还包括连接于所述中频放大电路35输出端的低通滤波器和功率放大器；所述低通滤波器将所述音频信号携带的高频噪声滤除后传输至所述功率放大器；所述功率放大器将所述音频信号的电压放大并驱动所述扬声器37发声。具体地，所述低通滤波器为3个阻值为400欧的电阻和3个电容值为0.1uF的电容组成的RC低通滤波器，以滤除频率为4K以上的噪声信号。当广播信号质量达到正常水平，噪音会小很多，此时如果担心降噪电路影响到音质，可以跳过这个电路，为此，还在电路中连接了一个降噪开关S1，并将该降噪开关设计成拨动开关，设置于所述主机外壳的后置面板上。所述中频放大电路35输出的音频信号经RC低通滤波器降噪处理后，传送至由功率放大器LM386组成的功率放大电路中进行音频功率的放大，放大后的信号便可驱动所述扬声器发声。

以下，从本实用新型所述的调幅定频接收系统的测评进行描述，将调幅定频接收系统与索尼的ICF-SW7600G、根德的YB400、山进的PR-D3L、道奇汽车音响、智跑汽车音响等公认接收性能优秀的设备进行横向测评。测评实验中选取了一个信号极弱的地点，接收621K信号来进行测评；同时人为添加干扰源来测试恶劣接收条件下，待测设备的抗干扰能力。具体测评分两部分进行：一是待测机器搭配原机的天线的测试，二是本设计的环天线配合能外接天线的机器进行测试。待测机器搭配原机的天线的测试结果如下表1所示：

表1

从表1中可看出环天线及定频接收系统出色的接收能力，能捕捉到其他机器使用原机天线无法感应到的极低信号。

本设计的环天线配合能外接天线的机器进行测试的结果如下表2所示：

表2

从表2的数据表明，将本调幅定频接收系统的环天线搭配对比机型能有效提高对比机型的接收能力，而本调幅定频接收系统在对比机器都使用了环天线的情况下仍能保持领先优势，并在音频高频段噪声的抑制上做得很好。抗干扰能力方面，测评中人为加入了干扰源，测试结果是该调幅定频接收机的接收质量优于索尼的ICF-SW7600G和道奇车机，智跑车机凭着DSP的优秀算法，最大限度地将频带以外的干扰抑制掉，因而由干扰所造成的“喀啦”声较少，听感上好些，但有用信号相比本调幅定频接收系统并无实质性的提升。综上所述，本调幅定频接收系统在天线方面，以及电路设计方面的表现都很出色，具有较好的接收质量。

本实用新型所述的调幅定频接收系统，通过对天线以及各级处理电路的改进，具有较好的抗干扰能力，收听质量好，破解了调幅广播接收难的困局。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

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一种调幅定频接收系统论文和设计

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