基于Multisim的無線調頻接收機設計

姜皓月

摘要：本文設計了無線調頻接收機系統，并利用Multisim仿真軟件進行測試，天線接收的微弱信號經各模塊處理后，揚聲器能夠準確傳出理想的音頻信號。

關鍵詞：調頻接收機;高頻電路;仿真

中圖分類號：TN702 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）03-0026-02

隨著現代新技術的飛速發展，無線通信被認為是世界上最好的通信方式，分為模擬無線通信和數字無線通信。由于模擬無線電通信的眾多優點和技術成熟，近年來數字無線通信得到了迅速發展。本設計是基于Multisim仿真軟件的無線調頻接收機，用于用來接收FM無線電信號、廣播電視信號和建立獨立的無線通信網絡。

1 整體設計方案

本設計主要分為四個模塊，分別為高頻小信號放大電路、混頻器與本地振蕩器、鑒頻器以及音頻放大器。系統框圖如圖1所示。其工作原理是天線接收到的高頻信號較小且相對較弱，然后被高頻小信號放大電路放大后變為否進入混頻器。本機振蕩器輸出另一高頻信號也進入混頻器，經混頻后，混頻器的輸出為含有、、（+）、（-）等頻率分量的信號。混頻單元內含調頻回路，選出中頻信號（-），經過鑒頻器解調出低頻調制信號，由音頻功率放大電路放大，最終得到理想的音頻信號。由于天線接收到的高頻信號經過混頻成為固定的中頻，再加以放大，這使使接收機具有高靈敏度、高選擇性和穩定功率。

2 各模塊設計方案

2.1 高頻小信號放大電路

高頻小信號放大電路是用來放大高頻小信號的器件。在接收機中，高頻放大器放大FM信號（它除載頻信號外還有邊頻分量）。根據高頻放大器的放大對象為載波信號，通常使用晶體管作為放大器。利用Multisim仿真的電路圖如圖2所示。

在本模塊中，C508和T501高通濾波器在放大器的輸入端去除低頻干擾信號，小信號諧振放大器是接收機的前端電路，該電路不僅放大高頻信號，而且具有一定的頻率選擇功能。因此，晶體管的集電極負載是LC并聯諧振電路。該模塊設計增益高，頻率選擇性好，工作可靠穩定。

2.2 混頻器與本地振蕩器

混頻電路是一種典型的頻率轉換電路，將高頻放大信號與本地振蕩器信號相結合，輸出一個中頻信號。在本模塊中，我們設計第一本振信號為35.915MHz左右，第二本振信號為10.245MHz左右。將高頻小信號放大電路得到的46MHz信號作為輸入信號先經第一混頻獲得第一中頻（頻率選定為10.7MHz），再經過第二混頻產生第二中頻（頻率選定為455kHz）。采用兩次混頻可以使頻率較高的信號，變為頻率較低的中頻信號，以便于信號的放大和濾波。

本模塊中，采用MC3326芯片來實現該模塊的各項功能。該芯片包括振蕩器、混頻器、載波檢測電路、正交檢波器和表頭驅動電路，具有完整的雙變頻系統，可以滿足輸入頻帶寬，工作電壓低（2.0V～7.0V），能量低，靈敏度高等要求。MC3326芯片實現的功能齊全，不僅能實現混頻功能，芯片內部電路還含有本地振蕩器和鑒頻部分，大大節省了成本。

2.3 鑒頻器

鑒頻器電路實際上為一個解調電路，將混頻器與本地振蕩器信號混頻后得到的中頻信號解調為調制信號，也就是天線接收的音頻信號。在本模塊中，輸入信號為第二中頻455kHz，經過鑒頻器解調，得到理想的音頻信號，作為音頻放大器的輸入信號。為降低成本，該模塊使用MC3326芯片內含的鑒頻電路。

2.4 音頻放大器

從鑒頻電路解調出的音頻信號比較微弱，不能滿足設計要求，所以在輸出端通常采用低頻功率放大電路，本設計中該模塊的輸入信號為音頻信號，所以該模塊采用音頻放大器。TDA2030集成功放電路由較少的元器件組成，它的裝置調整十分便捷，并且有很好的性能指標，廣泛應用于收音機的制作。該模塊中，我們采用TDA2030芯片來實現各項功能。如圖3所示。

3 結語

本文給出了無線調頻接收機的整體及各模塊設計方案，得到了工作頻率范圍、通頻帶、增益、靈敏度等主要性能指標，利用Multisim仿真軟件測試了為電路設定的參數指標。但是該設計僅為初步研究，仍存在許多不足之處，需要后期不斷地完善和改進。當發射機與接收機進行聯合調試時，才能準確地驗證該設計的合理性與存在的不足。

參考文獻

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Abstract：This paper designs a wireless FM receiver system and tests it with Multisim simulation software. After the weak signal received by the antenna is processed by each module， the speaker can accurately output the ideal audio signal.

Key words：FM receiver; high frequency circuit; simulation