摘要。信息传递是人类社会生活的重要内容，没有通信，人类社会是不可想象的，从故到今的烽火到亟待的旗语，都是人们寻找快速远距离的通信手段。
近年来，电子工业发展非常惊人，当然这些进步都成了人类生活不可缺少的东西，2023年莫尔斯发明的有线电报开创了利用电传递信息的新时代。2023年贝尔发明的d**已成为我们日常生活中通信的重要工具，2023年，调幅无线广播条幅接收机问世，2023年，商业电视广播开播……伴随着人类的文明、社会的进步和科学技术的发展，电信技术也是以一日千里的速度飞速发展，然而无线通信在现在的生活中更是重要，我们常用的手机，无线**还有各种电器的遥控器等，大到航天小到小孩玩具都离不开发射和接收设备。
关键词：超外差，调频，混频。
超外差接收机包括以下几个部分：射频滤波放大器、混频器、中频滤波放大器、检测器。其中射频滤波放大和中频滤波放大，就是滤波和放大功能。
混频器其实就是一个乘法器，它的主要功能是将经过射频放大的信号和本地振荡产生的本振信号相乘，得到上下变频信号。检测器可以采用相干检测器、鉴频器、鉴相器或正交相干检测器。
1 设计方案。
1.1 设计任务描述。
设计题目：超外差式调频接收机。
设计目的：了解在高频（也包括低频）电子线路中所学过的单元电路在实际系统中的应用，掌握此接收机的组成，可实现的电路等。
基本要求：（1）设计一个超外差式调频接收机，2）设计指标。
a、接收频率范围 85～108mhz
b、灵敏度 ≤1mv
c、选择性 ≥50db
d、频率特性通频带为200khz
e、输出功率 ≥100mw
1.2 设计方案。
电路的开始部分是由高频放大电路和本振信号混频，输出一个中频信号。因为这是超外差调频接收机，所以混频电路和调幅接收机有着明显的不同，在调频电路中，本振电路是独立的。在放大电路部分，采用场效应管共源极放大电路。
本振电路才用lc振荡电路，两个信号分别输入混频器，得到一个中频信号。
为了得到高的增益，而整个电路的增益取决于中放，同时也抑制了邻近干扰。在中频放大电路的输出端，接一个限幅器，其目的是如果直接接鉴频器，很可能得到很多不需要的波形，用滤波器很难滤除，所以在鉴频器的输入端加一级限幅器，去除不需要的波，使输出更为纯净。鉴频器是将原调制信号解调出来，在本次设计中采用比例鉴频器。
为了能够得到我们所需要的效果，在电路的最后采用低频放大电路。超外差式收音机的中频放大电路采用了固定调谐的电路，这 - 特点使它比其他接收机优越得多，综合起来有如下优点：
(1) 用作放大的中频，可以选择那些易于控制的、有利于工作的领率 ( 我国采用的中频频率为 465 千赫 ) 以便适合于管子和电路的性质，能够得到较为稳定和最大限度的放大量。
(2) 各个波段的输入信号都变成了固定的中频，电路将不因外来频率的差异而影响工作，这样各个频带就能够得到均匀的放大，这对于频率相差很大的高频信号 ( 短波 ) 来说，是特别有利的。
(3) 如果外来信号和本机振荡相差不是预定的中频，就不可能进入放大电路。因此在接收一个需要的信号时，混进来的干扰电波首先就在变频电路被剔除掉，加之中频放大电路是一个调谐好了的带有滤波性质的电路，所以接收机的选择性指标很高。
2原理。2.1 工作原理。
超外差式接收机能够大大提高接收机的增益、灵敏度和选择性。因为不管电台信号频率如何都变成为中频信号，然后都能进入中频放大级，所以对不同频率电台都能够进行均匀地放大。中放的级数可以根据要求增加或减少，更容易在稳定条件下获得高增益和窄带频响特性。
此外，由于中频是恒定的，所以不必每级都加入可变电容器选择电台，避免使用多联同轴可变电容器，而只需在调谐回路和本振回路用一只双连可变电容器就可完成选台。超外差电路的典型应用是超外差接收机，其优点是：①容易得到足够大而且比较稳定的放大量。
②具有较高的选择性和较好的频率特性。③容易调整。缺点是电路比较复杂，同时也存在着一些特殊的干扰，如像频干扰、组合频率干扰和中频干扰等。
随着集成电路技术的发展，超外差接收机已经可以单片集成。
2.2 电路方框图。
3各电路功能。
3.1 高频放大电路。
高频放大器是用来放大高频信号的器件，在接收机中，高频放大器放所放大的对象是已调信号，它除载频信号外还有边频分量）。根据高放的对象是载频信号这一情况，一般采用管子做放大器件，而且并联谐振回路作为负载，让信号谐振在信号载频（若有边频分量，便要设计回路的通频带能通过边频，使已调信号不失真）。这样做的好处是：
1）回路谐振能抑制干扰；2）并联回路谐振时，其阻抗很大，从而可输出很大的信号。
对高放的主要要求是：(1) 工作稳定：放大器可能会产生正反馈，它影响放大器的稳定工作，严重时，会引起振荡，使放大器变成振荡器，从而完全破坏了放大器的正常工作。
因此，在正常工作中要保证放大器远离振荡状态而稳定的工作。（2）选择性好，有一定的通频带。（3）失真小，增益高，并且工作频率变化时增益变动不应过大，工作频率越高，晶体管的放大能力越小，增益越低。
增益变化太大时，则灵敏度相差将很悬殊。高频放大电路如图3-1所示。
图3-1 高频放大电路。
图中了l、c、ct1及ct2为输入、输出回路元件，他们均调谐于信号频率，rs及cs为自编元件，决定工作点。ln及为中和元件。在高频时，为了抵消之反馈，采用了ln及。
当（即ln及串联的谐振频率低于工作频率，ln于之路呈感性）且等效电感之感抗值与相等时，则与数值相等，符号相反，互相抵消。调节可使=。
图3-1-2 等效电路。
图3-1-2中管子用交流等效电路代替，图中未考虑，即不考虑反馈，只考虑正向放大，由此图可求出输出电压。图3.1.
2中为接线电容，为漏极输出电容，与l谐振，其谐振电阻为，将与=合并为()，便得谐振时的输出电压为。
于是电压增益为。
对场效应管，主要关心电压增益，至于功率增益，由于放大器的输入电流很小，输入端就不消耗什么功率，因而功率增益很高，于是功率增益便不太重要。
3.2 混频器。
混频器是一个变频电路，一般用相乘器，高频放大电路和本地振荡电路的输出信号加到混频器的输入端，得到一个差频。调谐回路的输出，进入混频级的是高频调制信号，即载波与其携带的调制信号。经过混频，输出载波的波形变得很稀疏其频率降低了，但音频信号的形状没有变。
通常将这个过程 ( 混濒和本振的作用 ) 叫做变频。从频谱观点上来看，混频的作用就是将已调波的频谱不失真的从的位置上，因此，混频电路是一种典型的频谱搬移电路，可用相乘器和带通滤波器来实现这种搬移。如图3.
3.1所示。
图3-2-1频谱电路。
混频电路的原理是：把本机振荡产生的高频等幅振荡信号f1，与输入回路选择出来的广播电台的高频已调波信号f2同时加到非线性元件的输入端。利用元件的非线性作用（晶体管的非线性作用）进行混频。
混频结果：输出频率为f1、f2以及频率为f1+f2、f1－f2、……高次谐波等多种信号。
在本次设计中我们采用二极管环型混频器，二极管环型混频器的优点是工作频带宽，可达到几千兆赫，噪声系数低，混频失真小，动态范围等，但其主要缺点就是没有混频增益。由于混频器处于接收机的前端，它的噪声电平高低对整机有较大的影响，因此要求混频器的噪声系数越小越好。由于混频依靠非线性特性来完成，因此在混频过程中会产生各种非线性干扰，如组合频率，交叉调制，互相调制等干扰。
这些干扰将会严重的影响通信质量，因此要求混频电路对此应能有效的抑制。
图3-2-2二极管环型混频电路。
图3.3.2是二极管混频电路的原理图，图中us、rs1为输入信号源，ul、rs2为本振信号源，rl为中频信号的负载。
为了保证二极管工作在开关状态，本振信号ul的功率必须足够大，而输入信号us功率必须远小于本振功率。实际二极管环型混频器组件各端口都必须接入滤波匹配网络，分别实现混频器与输入信号源本振信号源、输出负载之间的阻抗匹配。
因为中频比外来信号频率低且固定不变，中频放大器容易获得比较大的增益，从而提高收音机的灵敏度。在较低而又固定的中频上，还可以用较复杂的回路系统或滤波器进行选频。它们具有接近理想矩形的选择性曲线，因此有较高的邻道选择性。
如果器件仅实现变频，振荡信号由其它器件产生则称之为混频器。
二极管环形混频器。
四个二极管组成平衡电路如下图所示。构成的二极管环形混频电路中，各二极管均工作在受参考信号控制的开关的状态，它是另一类开关工作的乘法器。
3.3 中频放大电路。
中频放大电路的任务是把变频得到的中频信号加以放大，然后送到检波器检波。中频放大电路对超外差收音机的灵敏度、选择性和通频带等性能指标起着极其重要的作用。
下图（a）是lc单调谐中频放大电路，图（b）为它的交流等效电路。图中b1、b2为中频变压器，它们分别与c1、c2组成输入和输出选频网络，同时还起阻抗变换的作用，因此，中频变压器是中放电路的关键元件。
中频变压器的初级线圈与电容组成lc并联谐振回路，由于并联谐振回路对诣振频率的信号阻抗很大，对非谐振频率的信号阻抗较小。所以中频信号在中频变压器的初级线圈上产生很大的压降，并且耦合到下一级放大，对非谐振频率信号压降很小，几乎被短路（通常说它只能通过中频信号），从而完成选频作用，提高了接收机的选择性。
由lc调谐回路特性知，中频选频回路的通频带b＝f2- f1＝fd/ql，式中ql是回路的有载品质因数。ql值愈高，选择性愈好，通频带愈窄；反之，通频带愈宽，选择性愈差。
3.4 鉴频电路。
鉴频器的任务是从调频信号中检出调制信号，它包括变换部分及振幅检波器部分。普通鉴频器的线性范围较宽，调整较易；但由可以看到，u=正比于前级集电极电流的基波幅度icm1，鉴频前若无限幅器，则icm1不为常数，于是u=将随icm1即接收信号的大小改变，而不能去掉寄生调幅的影响。故用普通鉴频器时，前面必须使用限幅器。
但限幅器要求较大的输入信号，这导致限幅前高频级数的增加哦。比例鉴频器可改正这一缺点，它能同时完成限幅及鉴频的任务，其输入信号不必太大。比例鉴频器的u=为普通鉴频器的一半。
但因比例鉴频器有限幅作用，其输入信号即鉴频器输入端初级回路电压约只有0.1v即可工作。所以在本次设计中采用了比例鉴频器，其单元电路图如下所示：
图3-4-1 鉴频电路。
图中c1是高频滤波电容，r及c是减重网路，它用来提高抗干扰性。其作用原理是：在发射机中用加重网络加重高音，接收时用减重网络削弱高音，于是不存在高音频率失真。
这样一来，减重网路把高音端的干扰削弱了，故接收机的信噪比得以提高；或者说，减重网络压缩了通频带，减小了噪声。图3.6.
1中电容c上的输出电压在高音时因c的电抗减小而下降。
确定电路参数：
1） 选择振幅检波二极管。
2） 选定回路电容。
3） 求回路电感
4） 选定及，求及
验算：在比例鉴频中，，故。
（5）求负载电阻 =4-8
(6)求，因为k可按下式求出：
故。(7)求u=
3.5 完整的电路。
4 总结。4.1 超外差接收机优点。
容易得到足够大而且比较稳定的放大量。② 具有较高的选择性和较好的频率特性。这是因为中频频率fi是固定的，所以中频放大器的负载可以采用比较复杂、但性能较好的有源或无源网络，也可以采用固体滤波器，如陶瓷滤波器、声表面波滤波器等。
③ 容易调整。除了混频器之前的天线回路和高频放大器的调谐回路需要与本地振荡器的谐振回路统一调谐之外，中频放大器的负载回路或滤波器是固定的，在接收不同频率的输入信号时不需再调整。
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