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理工科超外差调幅收音机设计报告

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理工科超外差调幅收音机设计报告

摘要：本论文针对传统超外差调幅收音机的电路结构和工作原理进行分析，提出了一种基于单片机的超外差调幅收音机设计方案。通过优化电路参数和采用先进的数字信号处理技术，提高了收音机的接收灵敏度、抗干扰能力和选台稳定性。设计实现了模块化，方便维修和升级。实验结果表明，该方案能够有效提高收音机的性能，满足现代通信的需求。

随着无线电通信技术的不断发展，收音机作为一种传统的信息传播工具，在现代社会中仍然具有广泛的应用。超外差调幅收音机因其具有较好的接收性能和稳定的选台功能，成为众多无线电爱好者研究和制作的对象。然而，传统超外差调幅收音机在电路设计、性能提升和可靠性方面存在一定的局限性。针对这些问题，本文提出了一种基于单片机的超外差调幅收音机设计方案，旨在提高收音机的性能和可靠性。

第一章超外差调幅收音机概述

1.1超外差调幅收音机的工作原理

1.超外差调幅收音机的工作原理基于超外差技术，该技术通过将接收到的射频信号与一个本振信号进行混频，产生一个固定的中频信号，然后对中频信号进行放大、检波和滤波处理，最终恢复出音频信号。这种设计能够有效地抑制干扰信号，提高接收灵敏度。例如，一个典型的超外差调幅收音机可能使用1.6MHz的本振频率来接收88-108MHz的调频广播信号，通过混频产生的10.6MHz中频信号，再经过中频放大器放大至1.2V左右，之后进入检波器，通过二极管检波将中频信号转换为音频信号，最后通过耳机或扬声器输出。

2.在超外差调幅收音机中，本振信号的频率需要比接收信号高一个中频值，这个中频值通常固定为455kHz。例如，当接收一个频率为100MHz的调幅广播信号时，本振信号需要设置为100MHz+455kHz=104.55MHz。这样的设计使得中频信号在放大和处理过程中保持稳定，便于后续的信号解调。实际应用中，中频放大器通常采用共射极放大电路，增益可达60dB以上，以满足信号放大的需求。

3.超外差调幅收音机的选台稳定性依赖于本振频率的准确性和可调性。在实际应用中，本振频率的调整通常通过一个可变电容器来实现，使得接收到的信号能够在不同的频率范围内进行切换。例如，一个调频收音机可能需要能够在88-108MHz的范围内接收信号。通过调整本振频率，可以实现对不同频率信号的准确接收。在实际的电路设计中，本振频率的稳定度对于收音机的整体性能至关重要，通常要求本振频率的稳定度在±10kHz以内，以确保收音机在不同环境下的良好性能。

1.2超外差调幅收音机的电路结构

1.超外差调幅收音机的电路结构通常包括射频放大器、混频器、本振器、中频放大器、检波器、低频放大器和输出级等主要部分。射频放大器的主要作用是放大接收到的弱射频信号，以便后续处理。在实际应用中，射频放大器的增益通常在20-40dB之间。例如，在接收FM广播信号时，射频放大器的输入信号强度可能在-100dBm左右，经过放大后输出信号强度可达到-50dBm，提高了后续电路的处理能力。

2.混频器是超外差调幅收音机的核心部分，其主要功能是将射频信号与本振信号进行混频，产生一个固定的中频信号。混频器通常采用二极管混频器或晶体管混频器。在二极管混频器中，常用的二极管有硅二极管和锗二极管，它们具有不同的频率响应特性。例如，硅二极管具有较高的截止频率，适用于高频信号处理。混频后的中频信号通常为455kHz，这个值是由本振频率与接收信号频率之差决定的。

3.本振器是超外差调幅收音机的另一个关键部分，其作用是产生一个与本振频率相对应的稳定信号，作为混频器的本振信号。本振器的稳定性对收音机的整体性能影响很大。在实际电路中，本振器通常采用LC振荡器或晶体振荡器。LC振荡器具有较高的频率稳定性，但受温度和电源电压影响较大。晶体振荡器则具有非常稳定的频率，但成本较高。例如，在接收88-108MHz的FM广播信号时，本振器需要产生一个大约104.55MHz的信号，以确保中频信号稳定在455kHz。中频放大器通常采用两级共射极放大电路，增益约为60dB，以满足后续检波器对中频信号的要求。

1.3超外差调幅收音机的性能指标

1.超外差调幅收音机的性能指标主要包括灵敏度、选择性、频率稳定性和非线性失真等。灵敏度是指收音机能够接收到的最小信号强度，通常以dBm为单位表示。例如，一个灵敏度为1μV的收音机意味着它能够在1μV的输入信号下正常工作。选择性是指收音机对邻近频率信号的抑制能力，通常以频率偏移来衡量。一个具有良好选择性的收音机能够在接收一个频率信号的同时，