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毕业设计（论文）

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超外差调幅接收机设计

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超外差调幅接收机设计

摘要：超外差调幅接收机是无线通信领域中的关键设备之一，具有广泛的应用前景。本文针对超外差调幅接收机的设计进行了深入研究，首先分析了超外差调幅接收机的基本原理和工作流程，然后介绍了超外差调幅接收机的设计方法和技术要点，最后通过仿真实验验证了设计方案的可行性。本文的研究成果对于提高超外差调幅接收机的性能、降低成本以及促进无线通信技术的发展具有重要意义。

随着科技的不断发展，无线通信技术已经渗透到人们生活的方方面面。超外差调幅接收机作为无线通信系统中不可或缺的组成部分，其性能的优劣直接影响到整个通信系统的质量。近年来，随着我国无线通信事业的快速发展，对超外差调幅接收机的设计要求也越来越高。为了提高超外差调幅接收机的性能，降低成本，本文针对超外差调幅接收机的设计进行了深入研究。

第一章超外差调幅接收机概述

1.1超外差调幅接收机的基本原理

1.超外差调幅接收机的基本原理基于超外差技术，这是一种常见的无线电接收技术，其核心是通过混频器将接收到的射频信号转换为一个固定频率的中间频率（IF）信号，以便于后续的信号处理。在超外差调幅接收机中，这个过程涉及到将射频（RF）信号与一个本振（LO）信号进行混频，产生一个包含所需信息的中频信号。具体来说，射频信号和本振信号在混频器中相遇，由于混频器的非线性特性，它们会产生两个频率分量：一个是本振信号频率与射频信号频率之差，即中频信号；另一个是本振信号频率与射频信号频率之和，即镜频信号。为了只选择中频信号，通常在混频器之后会加入一个带通滤波器（BPF）来抑制镜频信号。例如，在VHF频段的接收机中，射频信号的频率范围大约为30MHz到300MHz，而本振信号的频率通常设定在900MHz左右，混频后的中频信号大约为870MHz到930MHz。

2.中频信号经过带通滤波器后，会被放大器放大到适当的电平，以便于进行后续的解调。在这一步骤中，放大器的性能对于接收机的整体性能至关重要。放大器的增益、噪声系数和线性度等因素都会影响到接收机的灵敏度、选择性以及动态范围。以一个实际应用为例，一个超外差调幅接收机的放大器增益通常设定在60dB左右，这样可以确保接收机在弱信号条件下也能正常工作。同时，放大器的噪声系数应控制在2dB以下，以确保信号的质量。

3.解调是超外差调幅接收机的关键步骤之一，它将中频信号中的调制信息提取出来。在调幅（AM）信号的情况下，常用的解调方法是包络检波。包络检波器通常由二极管构成，它能够检测出中频信号的包络，并将其转换为基带信号。为了提高解调效率，常常会在包络检波器之前加入一个限幅器，以消除中频信号中的噪声和干扰。例如，一个典型的限幅器可以提供20dB的限幅效果，这样可以有效地减少噪声的影响，提高接收机的信噪比。解调后的基带信号经过低通滤波器（LPF）处理后，可以恢复出原始的音频信号或者数据信号。以调幅广播接收为例，中频信号经过解调后，通过低通滤波器可以还原出调制前的音频信号，该信号随后可以被音频放大器放大并输出到扬声器。

1.2超外差调幅接收机的发展历程

1.超外差调幅接收机的发展历程可以追溯到20世纪初。最早的超外差接收机出现在1910年代，当时主要用于军事通信。随着第二次世界大战的爆发，超外差技术得到了迅速发展，成为军事通信中的标准配置。在战后的民用通信领域，超外差调幅接收机也逐渐普及。例如，在1950年代，美国联邦通信委员会（FCC）规定调幅广播的频率范围为535kHz到1605kHz，这一规定推动了超外差调幅接收机在广播领域的广泛应用。

2.20世纪60年代至70年代，随着半导体技术的进步，超外差调幅接收机的电路设计变得更加紧凑和高效。晶体管和集成电路的广泛应用使得接收机的体积和功耗显著降低，同时提高了性能和可靠性。在这一时期，超外差调幅接收机开始被集成到便携式收音机中，如索尼的Walkman，这一产品在1979年推出后，迅速成为全球热销产品，推动了超外差调幅接收机在消费电子领域的普及。

3.进入21世纪，随着数字技术的快速发展，超外差调幅接收机的设计也发生了显著变化。数字信号处理（DSP）技术的应用使得接收机能够更好地抑制干扰，提高信号质量。同时，软件无线电（SoftwareDefinedRadio,SDR）的概念出现，使得超外差调幅接收机的设计更加灵活和可扩展。例如，一些现代的SDR接收机可以支持多种调制方式和频率范围，通过软件更新即可实现不同通信标准的转换。据市场调研数据显示，2019年全球SDR市场价值约为30亿美元，预计到2025年将增长至