CD4011设计简易的收音机

成 绩

信息工程学院本科生课程设计报告

课程名称：电子综合设计

设 计 题 目： CD4011制作简易收音机设计

系 别： 计算机与电子工程系

专 业 (方 向)： 电子信息工程 年 级、 班： 学 生 姓 名： 学 号： 指 导 教 师：

2015 年 12 月 20 日

目录

一、【设计目的】 .................................................................. 3 二、【指标要求】 .................................................................. 3 三、【设计的原理】 .............................................................. 3 1、系统模块框图 ............................................................. 3 2、电路工作原理分析 ..................................................... 5 3、各模块工作原理的分析与介绍 ................................. 5 (1)调谐回路模块 .............................................................. 5 (2)高频放大和倍压检波模块 .......................................... 6 (3)低频放大模块 .............................................................. 7 (4)电源放大模块 .............................................................. 7 四、【仿真与仿真结果分析】 .............................................. 8 五、【元器件清单】 ............................................................ 12 六、【总结及改进思路】 .................................................... 12 1、总结 ........................................................................... 12 2、改进思路 ................................................................... 13

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CD4011制作简易收音机设计

一、【设计目的】

1、知道电子元器件的名称并了解他们的特性； 2、学习并掌握简单的电子线路； 3、学习并了解收音机的工作原理；

4、根据电路以及所了解的收音机工作原理掌握其调试方法；

二、【指标要求】

1、通过改变电感和电容的大小来接收中段550kHz到1600kHz内的简易收音机。

2、收音机音频输出基本达到人耳能够听出的程度。

三、【设计的原理】 1、系统模块框图

收音机的基本工作原理可以简单归纳为：第一步要接收到相应频

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调谐回路 高频放大 倍压检波 电源放大 低频放大 图1 系统结构设计框图 率的无线电波，第二步是从无线电波上取出调制在其上的声音信息，第三步为把声音信息还原成人耳能听到的声音。如图1所示，简易的收音机的系统由五大模块组成。调电台信号有调谐回路选择接收后，接收到的无线电信号是非常微弱的，再通过调谐电路后，还需要经过高频放大电路进行高频放大到一定幅度后，才能送往二极管和滤波电容构成的倍压检波电路进行检波，将调幅信号包络解调下来，得到调制前面的音频信号，将音频信号进行低频放大，声音信息此时还是一种幅度很低的电信号，我们人耳是听不到的，在经过晶体管电流放大后，送到扬声器，还原成可闻得声波信号。

根据上述基本工作原理用芯片CD4011设计出了如图2所示的简易收音机的工作原理电路图。

图2 电路原理图 第 4 页 共 13 页

2、电路工作原理分析

电路图如图2所示，通常情况下，这类与非门电路都作在开、关两种状态，即输出高电平和低电平上。事实上，在高低电平的转换过程中，存在一个过渡区，过渡区的中间部分基本上呈线性状态。因此，可以利用反馈电路选择适当的工作状态，使得各与非门都处于放大状态。电路及工作原理如图2所示，分别将每个与非门的输入端并接在一起作反相器用，转换高低电平。L1，C1为接收谐振回路，R1为直流反馈电阻，C2为交流旁路作用，接收到信号经U1A高频放大后，通过C3耦合，送到由D1、D2、R2、C4构成的倍压检波电路进行检波，再经门U1B、U1C、U1D进一步放大后送到耳机输出。途中的C1可选单串可变电容，线圈L可在50MM的磁棒上绕80~100T，耳机应该选用高阻耳机，也可增加一级集成音频放大电路如LM386，或用三极管作阻抗变换，通过增加和减少磁棒上线圈的匝数，以保证收音机处于合适的频率接收范围之内。

注意：(1)CD4011:4-2输入端与非门数字集成电路。

(2)可变电容选用型号为CBM-233P，电容量在5~141p之间变化。电感线圈L用直径0.18mm的漆包线5*3*55mm的磁棒上绕100匝。三极管用9012.电源用4节5号电池。耳机用32欧姆的立体声耳机。

3、各模块工作原理的分析与介绍

(1)调谐回路模块

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图12 高频放大仿真电路图

图13 高频放大前仿真波形图

图14 高频放大后仿真波形图 第 11 页 共 13 页

五、【元器件清单】

表1 元器件清单列表 与非门 4011 U1:A~U1:B 瓷片电容 0.05u C4 电 阻 2M R1 瓷片电容 4.7uF C5 电 阻 47K R2 瓷片电容 20uF C6 电 阻 10K R3 瓷片电容 0.05uF C3 电 阻 2M R4 可变电容 5p~141p CBM_233P 电 阻 瓷片电容 电 感 27K 0.05uF R5 C3 二极管 开 关 2A9P D1、D2 Sw-spst-mom 1.2nH L1 扬声器 LS1 六、【总结及改进思路】 1、总结

通过CD4011芯片制作简易收音机的设计，了解了收音机的工作原理，真正的理解了调制与解调的过程，也了解了 CD4011 芯片的

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引脚的功能和使用方法。同时了解了仿真软件Proteus的使用方法。并且认识到细心的重要性，在画仿真图是有一根线没有连接到位，导致无法做出仿真结果，后来检查了好多遍才找出原因。

2、改进思路

在仿真时电路图中的电路元件CD4011在Proteus中是找不到的，所以用了与非门4011代替，由于CD4011是一个包含4个与非门的CMOS电路，每个与非门有两个输入端一个输出端。当两个输入端有一个输入为0，输出就为0。只有当输入均为1时，输出才为1。当两个输入端都为0时，输出是1。所以CD4011就用图中的4011代替了。简易收音机从接收天线得到的高频天线信号一般非常弱，即使已经增加高频放大器，检波输出的功率通常也只有几毫瓦，用耳机还可以听，但要用扬声器就显得太小，因此在检波输出后增加电流放大器来推动扬声器来工作。如果采取超外差式电路，在收音机本振频率和别接收信号的频率相差一个中频，在混频器之前的选择电路和本振采用统一调谐线，由于中频固定，且频率比高频已调信号低，中方的增益可以可以做得较大，工作也比较稳定，通频带特性也可以做得较理想，这样可以使检波器获得足够大的信号，从而使整个简易收音机出出音质较好的音频信号。

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