《超外差收音机》PPT课件.ppt

综合实验综合实验-超外差式收音机超外差式收音机声波和电磁波声波和电磁波【声波】声波声音是辐射振动产生的疏密波。人们说话时，声带的振动引起周围空气共振，并以340米/秒的速度向四周传播，称为声波。【声波频率】声波频率在20Hz20kHz范围内，人能够听到。【声波传递途径】声波只有依赖媒质传递，在不同的媒质中传递的速度不同。声波在媒质中传播产生发射的散射，声音强度随距离增大而衰减，因此，远距离声波传送必须依靠载体来完成，这个载体就是电磁波。【电磁波】电磁波是电磁振荡电路产生的，通过天线传到空中去，即为无线电波。电磁波的传送速度为光速（3108米/秒）。当无线电波在地球表面传送时，其延时效应微乎其微。因此，选择电磁波作为载体是非常理想的。【无线电的发射和接收】广播节目的发送是在广播电台进行。广播节目的声波，经过电声器件转换成声频电信号，并由声频放大器放大；振荡器产生高频等幅振荡信号；调制器使高频等幅振荡信号被声频信号所调制；已调制的高频振荡信号经放大后送入发射天线，转换成无线电波辐射出去。无线电广播的接收是由收音机实现的。收音机的接收天线收到空中的电波；调谐电路选中所需频率的信号；检波器将高频信号还原成声频信号(即解调)；解调后得到的声频信号再经过放大获得足够的推动功率；最后经过电声转换还原出广播内容。综上所述，可以把无线电通信(广播也属于无线电通信范畴)的发送和接收概括为互为相反的三个方面的转换过程，即：传送信息-低频信号、低频信号-高频信号、高频信号-电磁波。调制调制 将音频信号加载在高频载波信号（通常用正弦波）上，经过高频放大后，通过天线发送出去，就形成无线电广播。音频信号加载到载波信号上的过程，称为调制。根据调制方式不同，分成调幅（AM）和调频（FM）。所谓调幅，就是使载波的振幅随着调制信号的变化规律而变化，其实质就是将调制信号频谱搬移到载波频率两侧的频率搬移过程。经过调制后的高频已调波，其波形和频谱都与原来的载波不同，因此调制过程也就是波形和频谱的变换过程。调幅波的特点是载波的振幅受调制信号的控制作周期性的变化。其变化的周期与调制信号的周期相同，而振幅的变化与调制信号的振幅成正比。一、振幅调制，简称调幅一、振幅调制，简称调幅（AM:Amplitude Modulation）从调幅波形可见，它保持着高频载波的频率特性，调幅波振幅的包络变化规律与调制信号的变化规律一致。即当调制信号最大时，调幅波振幅最大；而当调制信号负的绝对值最大时，调幅波振幅最小。调幅波振幅的平均值即是载波振幅。目前，调幅制无线电广播分做长波、中波和短波三个大波段，分别由相应波段的无线电波传送信号。1长波（LW:LongWave）（频率：150kHz415kHz）2中波（MW:MediumWave）（频率：525kHz1605kHz）3短波（SW:ShortWave）（频率：1.5MHz26.1MHz）我国只有中波和短波两个大波段的无线电广播。中波广播使用的频段的电磁波主要靠地波传播，也伴有部分天波；短波广播使用的频段的电磁波主要靠天波传播，近距离内伴有地波。使载波频率按照调制信号幅值的改变而改变的调制方式叫调频。就是使载波的瞬时频率随调制信号的规律而变化。已调波频率变化的大小由调制信号的大小决定，变化的周期由调制信号的频率决定。已调波的振幅保持不变。调频波的波形，就像是个被压缩得不均匀的弹簧，调频波用英文字母FM表示。二、频率调制，简称调频二、频率调制，简称调频（FM：Frequency Modulation）从调频波形可见，调频波振幅保持不变。调频波的频率跟随信号的变化规律而改变。即当调制信号幅度最大时，调频波最密，频率最大；而当调制信号负的绝对值最大时，调频波最稀疏，频率最低。调频制无线电广播多用超短波(甚高频)无线电波传送信号，使用频率约为88MHz-108MHz，主要靠空间波传送信号。目前，地面的广播电视分做VHF(甚高频或称米波)和UHF(特高频或称分米波)两个频段。在我国，VHF频段电视使用的频率范围是48.5MHz-300MHz，划分成1-12频道，UHF频段使用的频率范围是470MHz-956MHz，划分成：3-68频道。它们基本上都是靠空间波传播的。国际上规定的卫星广播电视有6个频段，主要频段是12kMHz，也是靠空间波传播。调频（FM）广播频率是在VHF波段中划分出的一段，规定专门用于广播。电视信号的传播也采用调频方式，由于原理相近，因此可将调频收音机接收头作部分改动，使得收音机不仅能覆盖87108MHz波段，还能达到更低频率或更高频率，这样就能接收到电视伴音。调幅和调频两种方式，各有其优缺点调幅和调频两种方式，各有其优缺点 调调幅（幅（AM）调频调频（FM）优优 点点1.传传播距离播距离远远，覆盖面大，覆盖面大2.电电路相路相对简单对简单 1.传传送音送音频频带较宽频频带较宽（100Hz 5KHz）适宜于高保真音）适宜于高保真音乐乐广播广播2.抗干抗干扰扰性性强强，内，内设设限幅器除去幅限幅器除去幅度干度干扰扰3.应应用范用范围围广，用于多种信息广，用于多种信息传递传递4.可可实现实现立体声广播立体声广播缺点缺点1.传传送音送音频频带频频带窄（窄（200Hz2500Hz），高音缺乏），高音缺乏 2.传传播中易受干播中易受干扰扰，噪声大，噪声大1.传传播衰减大，覆盖范播衰减大，覆盖范围围小小所谓全波段收音机，应包括以上各波段，覆盖全部频率范围。所谓多波段收音机，是指其接收范围没有完全覆盖所有波段。为使短波的频率调整更准确、更为容易，多波段收音机又将短波波段分为若干频段SW1、SW2、SW3通常分为七段。中波其实叫MW，AM制式一种调制方式为何一提起中波人们就想起AM？最简收音机原理最简收音机原理上图中LC谐振回路是收音机输入回路，改变电容C使谐振回路固有频率与无线电发射频率相同，从而引起电磁共振，谐振回路两端电压VAB最大，将该电波接收下来。经高频放大电路放大后，通过由二极管D和滤波电容C1构成的检波电路，将调幅信号包络解调下来，得到调制前的音频信号，再将音频信号进行低频放大，送到喇叭，就完全还原成可闻的声波信号。这就是最简AM收音机（也称高放式收音机）的工作原理，它简单，但可行性、可使用性太差，不适合日常使用。由于高放式收音机中高频放大器只能适应较窄频率范围的放大，要想在整个中波频段525kHZ1605kHZ获得一致放大是很困难的。因此用超外差接收方式来代替高放式收音机。超外差式收音机原理超外差式收音机原理 所谓超外差式，就是通过输入回路先将电台高频调制波接收下来，和本地振荡回路产生的本地信号一并送入混频器，再经中频回路进行频率选择，得到一固定的中频载波（如：调幅中频国际上统一为465KHz或455KHz）调制波。超外差的实质就是将调制波不同频率的载波，变成固定的且频率较低的中频载波。在广播、电视、通讯领域，超外差接收方式被广泛采用。在超外差的设计中，本振频率高于输入频率。用同轴双联可变电容器，使输入回路电容C1-2和本振回路电容C1-1同步变化，从而使频率差值始终保持近似一致，其差值即为中频，即：如接收信号频率是（如果中频用455KHZ）600kHz，则本振频率是1055kHz；1000kHz，则本振频率是1455kHz；1500kHz，则本振频率是1955kHz；由于谐振回路谐振频率，f与C不成线性变化，因此必须有补偿电容对其特性进行修正，以获得在收听范围内f与C近似成线性变化，保证f本振-f信号=f中频为一固定中频信号。超外差方式使接收的调制信号变为统一的中频调制信号，在作高频放大时，就可以得到稳定且倍数较高的放大，从而大大提高收音机的品质。比较起来，超外差式收音机具有以下优点：接收高低端电台（不同载波频率）的灵敏度一致；灵敏度高；选择性好（不易串台）。超外差收音机方框图超外差收音机方框图低放变频检波功放调谐本振中放电源AGCYTX外差超超5251605L1C1L2C2L3C3L4C4fsfLfIfL-fs=fI调谐回路调谐回路调谐回路是由可变电容Ca、Cb和天线线圈L1组成。调节可变电容Ca可使LC的固有频率等于电台频率，产生谐振，以选择不同频率的电台信号。再由L2耦合到下一级变频级。CbCbL1CaCaL2BG1变频回路变频回路回路组成：由混频、本机振荡和选频三部分电路组成。CbCbL1L2Ca CaC3B2B3BG1变频级变频级变频作用：变频级是以晶体管BG1为中心，它兼有振荡、混频两种作用。它的主要作用是把输入的不同频率的高频信号变换成固定的465kHz的中频信号。本振回路本振回路本振条件：正反馈(相位条件）幅度(反馈量要足够大）由晶体管BG1、可变电容Cb、振荡变压器（简称中振或短振)B2和电容C3构成变压器反馈式振荡器。它能产生等幅高频振荡信号，振荡频率总是比输入的电台信号高465kHz。混频电路混频电路由调谐回路和本振电路组成天线所接收信号由L2耦合到BG1的基极，本机振荡信号通过C3耦合到BG1的发射极。两种频率的信号在BG1中混频，混频后由集电极输出各种频率的信号。其中包含本机振荡频率和电台振荡频率的差额等于465kHz的中频信号。变频实例变频实例用同轴来实现同步fL-fs=fIfLfs假定外来信号fs=1000kHz，本振信号fL=1465kHz，则经变频后产生的差频信号fL-fs=465kHz。525-1605（中波的频段）465-465（得到的中频差值）990-2070（本真的频率）选频电路选频电路由B3的初级线圈和谐振电容C组成并联谐振电路，它的谐振频率在465kHz，对465kHz的中频信号产生最大的电压，并且通过次极线圈耦合到下一极去。B3C中放回路中放回路选频级输出的中频信号由BG2的基极输入并进行放大，中放电路中的负载是中频变压器B4和谐振电容C.它们也是并联谐振在中频465kHz。BG2B4C中放级中放级输入电台信号与本振信号差出的中频信号fI恒为某一固定值465kHz，它可以在中频“通道”中畅通无阻，并被逐级放大，即将这个频率固定的中频信号用固定调谐的中频放大器进行放大。而不需要的邻近电台信号和一些干扰信号与本振信号所产生的差频不是预定的中频，便被“拒之门外”，因此，收音机的选择性也大为提高。检波、检波、AGC检波工作由三极管BG3的be结来完成，再由C5滤去残余的中频成分，在检波负载W（音量旋钮音量旋钮）上得到音频信号。检波后，音频信号由C8耦合到下一极去。自动增益控制电路的作用是利用强信号来自动降低中放级的增益。信号越强，反馈回BG2的直流成份越大，BG2的增益越小。这就达到了自动增益控制的目的。低放级低放级主要任务是把音频信号进行放大，使功放级得到更大的音频信号电压，使收音机有足够的音量。功放级功放级把放大后的音频信号进行功率放大，以推动扬声器发出声音。.超外差式收音机工作原理超外差式收音机工作原理图图实训步骤实训步骤 按材料清单清点全套零件：电阻-要按照清单，用万用表测量出每一个的阻值。电容-要测量出好坏，有条件也测出容量大小三极管-要分清B、E、C管脚，并测出电流放大倍数电感、震荡线圈、中周也测出好坏，没有短路或开路现象分门别类标注并妥善保管（每套都没有多余的元件）用万用表检测元器件用万用表检测元器件为防止变压器原边与副边之间短路，要测量变压器原边与副边之间的电阻。输出、输入变压器注意区分初级，可通过测量线圈内阻来进行区分。V5，V6的hFE（放大倍数）相差应不大于20，同学间可相互调整使其配对。对元器件引线或引脚进行镀锡处理。注意：镀锡层未氧化（可焊性好）时可以不再处理。检查印制板的铜箔线条是否完好，有无断线及短路，特别要注意板的边缘是否完好。焊接元器件焊接元器件 焊接是安装电路的基础，我们必须重视他的技巧和注意事项。焊锡之前应该先插上电烙铁的插头，给电烙铁加热。焊接时，焊锡与电路板、电烙铁与电路板的夹角最好成45度，这样焊锡与电烙铁夹角成90度。焊接时，焊锡与电烙铁接触时间不要太长，以免焊锡过多或是造成漏锡；也不要过短，以免造成虚焊。元件的腿尽量要直，而且不要伸出太长，以1毫米为好，多余的可以剪掉。焊完时，焊锡最好呈圆滑的圆锥状，而且还要有金属光泽。所有元器件高度不得高于中周的高度。原件安装原件安装元器件安装质量及顺序直接影响整机的质量与功率，合理的焊接安装需要思考和经验。这次我们安装收音机先安功放，中放，调谐中周这样的次序来。安装内容注意要点一个震荡线圈、三个中周安装到底，外壳焊接。输出、输入变压器检查无误再焊引线七个三极管注意色标、极性电阻立式安装、注意高度;如果躺式，要紧贴电路板。电容标记向外、注意高度双连电容、电位器、磁棒架磁棒架在双连和板之间修整焊点引线勿留过长检查焊点有无漏焊、虚焊、连焊天线线圈、电池引线、装磁棒注意大小线圈引线位置安装拨盘、喇叭、音量调节器喇叭上要牢，可用热熔胶粘1从小到大、从低到高。2认清阻值、分清正负极。3判别三极管的e、b、c极。4认真阅读说明书。安装原则安装原则1焊接前要和铜板预热。2预热后，将焊锡丝送到引脚与电烙铁焊接前，注意使电烙贴头加锡。3焊接的时候，要使电烙铁头同时与元件引脚、铜板紧密接触，使引脚头所成的夹角处。4待锡熔化后，把焊锡丝成45度角拿开（注意：加锡不要太多，以免浪费和影响美观）。检查电路检查电路焊接完毕，仔细检查电路是否有虚焊、假焊和短路的地方。电阻是否有阻值接错的，电容、发光二极管是否有正负极反了的，三极管的e、b、c脚接对了没有，中周的型号是否有误等。逐步分析，发现错误及时纠正，以免通电后烧坏元件。收音机的检测调试方法收音机的检测调试方法 通过对收音机的通电检测调试，了解一般电子产品的生产调试过程，初步学习调试电子产品的方法，培养检测能力及一丝不苟的科学作风。检测调试步骤：1、检测（1）通电前的准备工作。A自检，互检，使得焊接及印制板质量达到要求，特别注意各电阻阻值是否与图纸相同，各三极管、二极管是否有极性焊错，注意8050、9014、9018的区别；位置装错以及电路板铜箔线条断线或短路，焊接时有无焊锡造成电路短路现象。B接入电源前必须检查整机正负极间的电阻应大于500欧;电池有无输出电压（1.5V）和引出线正负极是否正确。（2）初测。接入电源（注意+、-极性），将频率盘拨到530KHZ无台区，在收音机开关不打开的情况下首先测量整机静态工作总电流。然后将收音机开关打开，分别测量三极管V1、V2、V3、V5的集电极压、发射结管压降（即静态工作点）。（3）试听。如果元器件完好，安装正确，初测也正确，即可试听。接通电源，慢慢转动调谐盘，应能听到广播声，可以对线圈在磁棒的位置进行粗调便可收听到电台，否则应重复前面要求的各项检查内容，找出故障并改正，注意在此过程不要调中周及微调电容。2、调试（选择实验、需要信号发生器等教学设备）。经过通电检查并正常发声后，可收听到电台还算完全合格，还要进行精确的调试工作。（1）调中频频率（俗称调中周）目的：将中周的谐振频率都调整到固定的中频频率“465KHZ”这一点上（一般出厂已调整到465KHZ）。a.将信号发生器（XGD-A）的频率选择在MW（中波）位置，频率指针放在465KHZ位置上。b.打开收音机开关，频率盘放在最低位置（530KHZ），将收音机靠近信号发生器。c.用改锥按顺序微微调整T4、T3，使收音机信号最强，这样反复调T4、T3（23次），使信号最强，使扬声器发出的声音（1KHZ）达到最响为止（此时可把音量调到最小），后面两项调整同样可使用此法。验收验收 1、外观：机壳及频率盘清洁完整，不得有划伤、烫伤及缺损。2、印制板安装整齐美观，焊接质量好，无损伤。3、导线焊接要可靠，不得有虚焊，特别是导线与正负极片间的焊接位置和焊接质量要好。4、整机安装合格：转动部分灵活，固定部分可靠，后盖松紧合适。5、性能指标要求：（1）频率范围5251605KHZ（2）灵敏度较高（相对）（3）音质清晰、宏亮、噪音低。实验报告书写要求实验报告书写要求设计说明书用统一用实验报告纸张书写。内容包括：(1)综合实验封面(2)综合实验的任务书(3)实验原理(4)电路分析(5)安装工艺要求及步骤(6)调试原理、过程及测试仪器说明(7)实验小结