基于Multisim的无线调频接收机设计

姜皓月

摘要：本文设计了无线调频接收机系统，并利用Multisim仿真软件进行测试，天线接收的微弱信号经各模块处理后，扬声器能够准确传出理想的音频信号。

关键词：调频接收机;高频电路;仿真

中图分类号：TN702 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）03-0026-02

随着现代新技术的飞速发展，无线通信被认为是世界上最好的通信方式，分为模拟无线通信和数字无线通信。由于模拟无线电通信的众多优点和技术成熟，近年来数字无线通信得到了迅速发展。本设计是基于Multisim仿真软件的无线调频接收机，用于用来接收FM无线电信号、广播电视信号和建立独立的无线通信网络。

1 整体设计方案

本设计主要分为四个模块，分别为高频小信号放大电路、混频器与本地振荡器、鉴频器以及音频放大器。系统框图如图1所示。其工作原理是天线接收到的高频信号较小且相对较弱，然后被高频小信号放大电路放大后变为否进入混频器。本机振荡器输出另一高频信号也进入混频器，经混频后，混频器的输出为含有、、（+）、（-）等频率分量的信号。混频单元内含调频回路，选出中频信号（-），经过鉴频器解调出低频调制信号，由音频功率放大电路放大，最终得到理想的音频信号。由于天线接收到的高频信号经过混频成为固定的中频，再加以放大，这使使接收机具有高灵敏度、高选择性和稳定功率。

2 各模块设计方案

2.1 高频小信号放大电路

高频小信号放大电路是用来放大高频小信号的器件。在接收机中，高频放大器放大FM信号（它除载频信号外还有边频分量）。根据高频放大器的放大对象为载波信号，通常使用晶体管作为放大器。利用Multisim仿真的电路图如图2所示。

在本模块中，C508和T501高通滤波器在放大器的输入端去除低频干扰信号，小信号谐振放大器是接收机的前端电路，该电路不仅放大高频信号，而且具有一定的频率选择功能。因此，晶体管的集电极负载是LC并联谐振电路。该模块设计增益高，频率选择性好，工作可靠稳定。

2.2 混频器与本地振荡器

混频电路是一种典型的频率转换电路，将高频放大信号与本地振荡器信号相结合，输出一个中频信号。在本模块中，我们设计第一本振信号为35.915MHz左右，第二本振信号为10.245MHz左右。将高频小信号放大电路得到的46MHz信号作为输入信号先经第一混频获得第一中频（频率选定为10.7MHz），再经过第二混频产生第二中频（频率选定为455kHz）。采用两次混频可以使频率较高的信号，变为频率较低的中频信号，以便于信号的放大和滤波。

本模块中，采用MC3326芯片来实现该模块的各项功能。该芯片包括振荡器、混频器、载波检测电路、正交检波器和表头驱动电路，具有完整的双变频系统，可以满足输入频带宽，工作电压低（2.0V～7.0V），能量低，灵敏度高等要求。MC3326芯片实现的功能齐全，不仅能实现混频功能，芯片内部电路还含有本地振荡器和鉴频部分，大大节省了成本。

2.3 鉴频器

鉴频器电路实际上为一个解调电路，将混频器与本地振荡器信号混频后得到的中频信号解调为调制信号，也就是天线接收的音频信号。在本模块中，输入信号为第二中频455kHz，经过鉴频器解调，得到理想的音频信号，作为音频放大器的输入信号。为降低成本，该模块使用MC3326芯片内含的鉴频电路。

2.4 音频放大器

从鉴频电路解调出的音频信号比较微弱，不能满足设计要求，所以在输出端通常采用低频功率放大电路，本设计中该模块的输入信号为音频信号，所以该模块采用音频放大器。TDA2030集成功放电路由较少的元器件组成，它的装置调整十分便捷，并且有很好的性能指标，广泛应用于收音机的制作。该模块中，我们采用TDA2030芯片来实现各项功能。如图3所示。

3 结语

本文给出了无线调频接收机的整体及各模块设计方案，得到了工作频率范围、通频带、增益、灵敏度等主要性能指标，利用Multisim仿真软件测试了为电路设定的参数指标。但是该设计仅为初步研究，仍存在许多不足之处，需要后期不断地完善和改进。当发射机与接收机进行联合调试时，才能准确地验证该设计的合理性与存在的不足。

参考文献

[1] 曾兴雯，刘乃安，陈健，等.高频电路原理与分析（第六版）[M].西安：西安电子科技大学出版社，2018.

[2] 屈保中，张继涛，刘艺柱.基于Multisim的电路仿真分析与设计[J].河南工业职业技术学院学报，2009（03）：329-332.

[3] 吴兴宏，王明秋.基于NIMultisim10.0的高頻电路仿真与分析[J].郧阳师范高等专科学校学报，2009（03）：52-54.

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