任务名称
1997年_D题:调幅广播收音机
任务要求
难度

一、任务
利用所提供的元器件(附有资料)制作一个中波广播收音机。
二、要求
1.基本要求
(1)接收频率范围:540kHz~1600kHz;
(2)调谐方式:手动电调谐;
(3)输出功率:≥100mW;
(4)测量灵敏度、选择性、镜像抑制比和电调谐特性(测量时用信号发生器直接注入);写明测试方法,记录实测值,画出曲线。
2.发挥部分
(1)自动和手动搜索电台并有存储功能(可利用所提供的锁相环器件,或其它方法实现);
(2)可预置电台数目:预置电台数目≥10 个;
(3)显示预置电台序号;
(4)特色与创新(例如:提高性能指标,全机用单一+3V 电源供
电,节电,显示电台频率等)。

三、说明
1.电调谐特性是指输入信号与变容二极管控制电压之间的关系曲线。
2.所提供的元器件清单(其它元器件自备)
(1)调幅收音机单片机集成电路(带有小功率放大器),型号:CX1600P/M;
(2)调幅收音机输入回路线圈和磁性天线;
(3)变容二极管,型号:SVC341;
(4)本振线圈;
(5)用于电调谐的锁相频率合成器集成电路,型号:LC7218(可选件);
(6)7.2MHz 晶体(可选件)。
3.在设计报告前附一篇 400 字以内的报告摘要。
*此题是全国专家组与 SONY 公司专家合作的命题, SONY 公司提供了专用 IC 芯片和英文资料等。

评审标准

参考答案

GPT-4o给出的设计方案:


为了实现一个可调谐的中波广播接收机,我们设计了以下方案:

  1. 输入调谐电路: 使用LC调谐电路调谐目标频率;
  2. 中频放大器: 使用集成的CX1600P/M单片机放大中频信号;
  3. 检波电路: 通过检波电路提取音频信号;
  4. 放大电路: 使用LC7218放大音频信号;
  5. 输出电路和扬声器: 最终输出至少100mW的音频信号。

论证

  1. 频率范围: 调谐电路覆盖540kHz至1600kHz的标准中波广播频段;
  2. 手动调谐: 通过可调电容调谐目标频率;
  3. 输出功率: 通过LC7218的最后一级功放确保达到≥100mW输出功率。

指标理论分析

  1. 灵敏度: 使用高增益中频放大器,提高接收灵敏度;
  2. 选择性: 通过严格的带通滤波器减少邻频干扰;
  3. 镜像抑制: 通过高Q值的LC调谐电路提高镜像抑制效果。

原理图设计要点

  1. 调谐电路: 使用LC电路(L表示电感,C表示可变电容SVC341);
  2. 中频放大: 利用CX1600P/M单片实现信号放大;
  3. 检波电路: 简单的二极管检波电路;
  4. 音频放大: 使用LC7218进行功率放大;
  5. 输出电路: 确保输出≥100mW。

核心器件设计要点

  1. CX1600P/M: 集成的中频放大和检波电路,高增益,低噪声;
  2. SVC341: 低损耗,可变电容,用于高精度调谐;
  3. LC7218: 高效功率放大器,确保100mW输出,
  4. 磁性天线和振荡器: 高Q值,用于提高选择性;

重要功能的C代码(有MCU情况下)

#include <xc.h>

void setup() {
    // 初始化调谐电路及相关寄存器
    TRISA = 0x00; // 设置为输出
}

void tune_frequency(int freq) {
    // 当接收频率变化的时候自动调谐相应的接收频率
    int varactor_value = calculate_varactor_value(freq);
    set_varactor(varactor_value);
}

int main() {
    setup();
    while (1) {
        int current_freq = get_user_input();
        tune_frequency(current_freq);
    }
}

本方案通过使用适当的LC调谐电路和高增益放大器,确保实现频率范围540kHz至1600kHz内的稳定接收,并通过检波器和音频放大电路实现音质输出,符合题目要求。


本题目考察的主要知识点:

  1. 调幅广播接收机原理:理解调幅广播信号的接收和处理过程,包括调谐、放大和检波等环节。
  2. 频率调谐电路:掌握LC调谐电路的设计,以及如何使用可变电容(如题目中提供的SVC341)进行频率调谐。
  3. 信号放大电路:对中频放大和音频放大电路的设计有深入理解,确保接收到的信号能有效放大。
  4. 镜像抑制:理解镜像信号的产生和抑制方法,确保接收机的选择性和灵敏度。
  5. 功率放大与音频输出:熟悉如何使用功率放大器(如LC7218)实现≥100mW的音频输出,确保音质清晰。
  6. 测试与测量:了解如何测试和测量接收机的各项性能指标,包括灵敏度、选择性和镜像抑制比等。
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