AM超外差收音机的Systemview仿真
目 录
绪 论 ........................................................... 2 第一章 AM超外差收音机工作原理 ................................... 3
1.1 AM调制方式 .............................................. 3 1.2 包络检波原理 ............................................. 4 1.3 AM超外差收音机工作原理 .................................. 5 第二章 AM超外差收音机Systemview仿真 ............................ 6
3.1 Systemview简介 .......................................... 6 3.2 AM超外差收音机仿真电路设计 .............................. 7 3.3 仿真调试过程 ............................................. 8 第三章 AM超外差收音机仿真结果及性能分析 ........................ 11 结束语 ......................................................... 15 参考文献 ....................................................... 16 致 谢 ......................................................... 17
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绪 论
随着信息技术的飞速发展，信息产品也在不断地更新换代。本文给介绍AM超外差收音机。超外差式收音机是指输入信号和本机振荡信号产生一个固定中频信号的过程。如果把收音机收到的广播电台的高频信号，都变换为一个固定的中频载波频率（仅是载波频率发生改变，而其信号包络仍然和原高频信号包络一样），然后再对此固定的中频进行放大，检波，再加上低放级，功放级，就成了超外差式收音机。
超外差式收音机的特点是有频率变换（变频）过程，采用固定调谐的中频放大器。一般包括下面几个部分：变频级、中频放大级、检波级、低频前置放大级、低频功率放大级。其中变频级包括混频器和本机振荡器两个部分。天线接收到的高频调幅信号，经过调谐回路和选择，送入变频级的混频器。本机振荡电路则总是跟踪着接收的信号，产生高一个固定频率的等幅振荡信号，这个信号也送入混频器。送到混频器的两种信号，利用放大器件的非线性特点产生一种新的差频信号。高频调幅信号经过变频级后，只是变换了载波的频率，而调制规律没有改变，仍然是调幅信号。
文中对AM超外差收音机的工作原理，电路设计以及仿真过程进行了分析和验证。并根据仿真结果进行了性能分析，根据实验结果和设计原理的相互印证，证明了AM超外差式收音机的系统是可行的。
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第一章 AM超外差收音机工作原理
1.1 AM调制方式
人们说话时，声带的振动引起周围空气共振，并以340米/秒的速度向四周传播。人类说话的频率范围是300Hz——3400Hz，人能够听到声波在20Hz—20kHz范围内。由于声波在空气中传播时会产生损耗，因此需要通过一些办法来解决信号失真的问题，这种方法就是对中波信号进行调制。
调制的方式有很多种，比如幅度调制（AM）、角度调制，角度调制又可根据调制特性分为调频（FM）和调相（PM）.本章主要对进行幅度调制（AM）方式进行阐述。正弦载波幅度随调制信号而变化的调制，简称调幅（AM），所谓调幅是指是使载波的振幅随着调制信号的变化规律而变化；数字幅度调制也叫作幅度键控（ASK）。调幅的技术和设备比较简单，频谱较窄，但抗干扰性能差，广泛应用于长中短波广播、小型无线电话、电报等电子设备中。
数学表达式如下： 设调制信号为：
UΩ(t)=UΩmcosΩt
UC(t)=Ucmcosωct
AM(t)=Um(1+macosΩt)cosωct
载波信号为： 调幅波的表示为: 1之间。
它保持着高频载波的频率特性，调幅波振幅的包络变化规律与调制信号的变化规律一致。AM调制过程如下：
ma是一个和调制信号幅度Ua成比例的常数，叫作调幅系数，数值应在0～
超外差接收机是利用本地产生的振荡波与输入信号混频，将输入信号频率变
换为某个预先确定的频率的方法。超外差原理最早是由E.H.阿姆斯特朗于1918年提出的。这种方法是为了适应远程通信对高频率、弱信号接收的需要，在外差原理的基础上发展而来的。外差方法是将输入信号频率变换为音频，而阿姆斯特朗提出的方法是将输入信号变换为超音频，所以称之为超外差。1919年利用超
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外差原理制成超外差接收机。这种接收方式的性能优于高频（直接）放大式接收，所以至今仍广泛应用于远程信号的接收，并且已推广应用到测量技术等方面。
1.2 包络检波原理
包络检波的定义是从调幅波包络中提取调制信号的过程：先对调幅波进行整流，得到波包络变化的脉动电流，再以低通滤波器滤除去高频分量，便得到调制信号。实现包络检波过程的电路为包络检波器。包络检波器根据所用器件不同，可分为二极管包络检波器和三极管包络检波器；根据信号的大小不同，又可分为小信号平方律检波器和大信号检波器。二极管峰值包络检波器的原理电路如图1-2-1所示 ：
图1-2-1 二极管包络检波原理图
检波结果的正确性与电阻R和电容C密切相关，若C增大，就会充电慢，，R一定，放电慢，所以波动小，电压也小。若R增大，则充电快，放电慢，C一定，波动小， 则电压大。它的工作原理可以表示成如下过程，即充电比较放电比较，如图1-2-2所示：
图1-2-1 二极管包络检波过程
为了避免切割失真和必须合理的设置R和C的值。这就是二极管包络检波的工作原理。
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1.3 AM超外差收音机工作原理
由于直放式收音机中高频放大器只能适应较窄频率范围的放大，要想在整个中波频段525kHZ—1605kHZ获得一致放大是很困难的。因此用超外差接收方式来代替高放式收音机。
输入回路高频放大混频器中频放大解调器低频放大本地振荡自动增益控制
图1-3-1 超外差接收机原理
超外差收音机通过天线接收信号，通过输入回路输入到下一级进行高频放大，本地产生一个和载波频率相等的频率进行混频，滤除高频信号，得到中频信号。由于信号有衰减，所以需要进行中频放大，然后将中频信号输入到解调器中解调，解调其实就是滤除高频成分，得一个自动增益控制到原始信号，因为原始信号时声音信号，通过多级传输后产生了衰减，所以要进行低频放大，即可还原原始的声音信号了。电路还增加了一个自动增益控制电路，自动增益控制电路的作用是一种在输入信号变化很大的情况下，是输出信号的幅度在很小的范围内变化的一种自动自动控制电路。这就是超外差式收音机的工作原理。
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