2022年调幅半导体收音机原理及其调试 .pdf
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1、调幅半导体收音机原理及其调试学号:0401040221 姓名:马 * 专业班级:电科 04-2 指导老师:王科平2008年 1 月5 日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 19 页 - - - - - - - - - - 2 - 目录:一、选题意义 3 二、总体方案 4 三、各部分设计及原理分析 5 四、参数选择 9 五、调幅收音机的调试 .13 六、结论. 七、参考文献 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -
2、 - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 19 页 - - - - - - - - - - 3 - 选题意义直接放大式收音机的最大缺点是在接收的频率范围内灵敏度不均匀,选择性差。为了克服这些缺点, 可将接收到的外来信号频率统一地变换成一个固定的信号频率,然后对这固定的频率信号进行放大。在收音机中将外来信号统一变换成一个固定信号频率的过程称为变频,这固定的信号频率称为中频, 我国规定收音机中的中频频率为465kHz。因此,通过变频后的中频信号可以进行多级中频放大,而不用考虑某些元件对不同频率表现特性不同的问题,使收音机在接收不同频率信号时都具有相同的放大
3、能力。在进行中频放大时, 我们还要求中频放大器能根据输入信号强弱自动调整放大器的放大倍数,使输入信号弱时, 中频放大器放大倍数增大, 输入信号强时, 中频放大器放大倍数减小。 这样就克服了收音机接收强弱不同的外来信号时, 喇叭输出的音量不均匀。 收音机中这种能根据输入信号强弱而自动调整放大器放大倍数的电路,称为自动增益控制电路, 通常用英文字母“ AGC ”表示。将直接放大式收音机进行上述电路改进后,它的电路组成框图如图 6-1-2 所示,我们称它为“超外差式”收音机。所谓外差式就是检波级前的信号频率始终是将外来信号频率经频率变换后的固定中频465kHz。若该中频信号在检波前经过中频放大就叫超
4、外差式。可见,超外差式收音机与直接放大式收音机的区别就在于检波以前高频电路不同,而在检波以后的低频部分电路则是大同小异。综上述,超外差收音机的优点是:接收到电台信号后,不论其频率高低,一律将之变换成一个固定中频465kHz,然后把这一中频信号进行中频放大,检波和低频放大。 由于中频比接收的电台信号频率( 载波频率 ) 低,采用一般放大电路就容易获得较大的放大量,所以超外差式收音机灵敏度高。 又由于中频放大电路采用调谐回路, 它能把变频级输出的中频信号进行放大,而其它的信号则受到抑制得不到放大, 所以超外差收音机选择性好, 受干扰小。 超外差式收音机具有的如上优点使之至今仍受人们欢迎。名师资料总
5、结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 19 页 - - - - - - - - - - 4 - F 扬声器总体方案超外差式接收机具有优良的性能,现已得到普遍的应用,目前已见不到直接放大式收音机、 再生式和来复式接收机, 全部采用超外差式接收原理。超外差式接收原理还广泛应用于各种仪器仪表中,学习超外差式接收原理是十分有意义的。超外差式收音机的特点是:被调谐接收的信号,在检波之前,不管其电台频率(即载波频率)如何,都换成固定的中频频率(我国是465kHz)再由放大器对这个固定
6、的中频信号进行放大, 这样就解决了对不同频率的电台信号放大不一致的问题, 使收音机在整个频率接收范围内灵敏度均匀。同时,由于中频信号既便于放大又便于调谐, 所以,超外差式收音机还具有灵敏度高、 选择性好的特点。图 6-2 是表示超外差式收音机工作过程的方框图。 A B C D E 图 6-2 超外差式收音机方框图输入电路变频级中 频 放大级检波级低放级功 放级名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 19 页 - - - - - - - - - - 5 - 各部分设
7、计及原理分析(1)输入电路输入电路如图 6-3 所示。通过 L1、C1串联回路进行选频谐振,抑制非谐振频率的信号。使 f0=1/2LC 的信号在 L1上最大,通过磁耦合传递到L2两端,而加到三极管 V输入端,作为输入信号。输入电路的主要作用一是选择电台,二是频率覆盖。 对于中波段, L1为定值,只调节 C1,当 C1全部动片旋入,容量最大时,应使L1、C1谐振频率为 535kHz;C1全部动片旋出,容量最小时,应使L1、C1谐振于 1605kHz,这样才能满足收听中波段全部电台的要求。半导体收音机的线圈都是绕在磁棒上的称为磁性天线。中波磁棒为锰锌铁氧体材料,一般涂黑色漆; 短波磁棒为镍锌铁氧体
8、材料制做, 一般涂成棕色或灰色。二者不可互换使用, 否则效率降低。 由于磁棒具有较强的导磁能力,能聚集空间无线电波的磁力线, 使灵敏度提高。 磁棒必须水平放置。 磁性天线具有很强的方向性。(2)变频级原理:从输入回路送来的是一个高频调幅信号。这里高频信号只起运载音频信号的作用,所以称为“载波” 。而变频的作用,则是将输入回路送来的这个调幅信号的载波,由原来的高频变为比原高频低,而又比音频高的“中频”,同时仍然保持原调制信号的包络线形状。我国规定广播接收机的中频为465kHz。变频的实现变频电路示意见图6-4。在基极回路加入电台的u1 u2 V C L 图 6-4 变频电路示意C1L1L2 图
9、6-3 输入电路V 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 19 页 - - - - - - - - - - 6 - 高频载波信号u1, 在发射极加入一个高频振荡电压u2。u2由装在机内的所谓本机振荡器产生,所以u2又称为本振电压。变频是利用晶体管的非线性特性来实现的。实践证明,如果将两种不同的频率f1和 f2同时加在非线性元件的输入端,那么在其输出端除了有f1和 f2外,将会按照一定的规律产生其他各种频率,如有 f2f1, f2- f1,, 等等,这叫“混频”。
10、如果在输出端采用谐振回路,将谐振频率调制为 f2- f1,那就可以很容易的取出所需要差频的信号。具体的做法是:把三极管 V的 IB、IC调得较小,工作点偏低,使电路工作于非线性放大状态下,同时使本振频率f2总比输入电台信号 f1高出一个中频 465 kHz,而 LC选频网络谐振于中频,则完成了变频。输入电路和变频电路的典型电路见图6-5。采用双联可变电容进行调谐, 就是为了使本振频率总比输入电路谐振频率高出一个中频。(3)中放电路中频放大器是超外差式收音机的极重要部分,它的工作好坏决定收音机的灵敏度、选择性和失真、自动增益控制等几项重要性能指标。典型电路见图6-6。图 6-5 输入电路和变频电
11、路C1L1L2 V 输入回路本振LC谐振回路UCC T1 V R1 C1 R2T2 V1R3C2 V2UCC T3 VTC3C4R4 RP 音频信号输出C5图 6-6 中放和检波电路名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 19 页 - - - - - - - - - - 7 - 中 频 变 压 器T1、T2、T3分别与电容并联,作为三极管V、V1、V2的集电极负载。三个回路均调谐在465 kHz。现将其中一级的微变等效电路画出,见图6-7。当回路中 RXL时f01
12、2LC不难推算出LC回路的阻抗ZL LRC可见,改变 LC的比值,可以改变谐振电路的阻抗。 LC越大,则 ZL越大;而 R越小,则 ZL越大。当电路处于谐振状态时,恒流源输出电压的大小与其所带负载有关。U0?Ib。ZL越大,则在 L 或 C 上电压越高,感应到中频变压器副边的电压也越高。在谐振频率为中频465 kHz 时 ZL最大,因而放大器的电压放大倍数最高,因此称为“谐振放大器”。中放电路有的有1 级有的有两级。(4)检波与自动增益控制检波检波又称为解调,是调制的反过程。图6-6 中,T3副边所接即为检波电路。首先由二极管将调幅信号削去一半,然后有电容C3和 C4将中频载波滤除,音频信号电
13、压就加在了R4和 RP上,经由电位器RP调节输出电压,控制音量,再由 C5输出给低频电压放大器。此处C3和 C4为 0.01F 电容,它对中频的容抗很小,而对音频的容抗很大。而C5为 10F 电解电容,对音频阻抗很小,可以视为短路。二极管采用点接触式锗管2AP9等,或用锗高频三极管的一个PN结。自动增益控制自动增益控制( AGC )电路见图 6-6 中音频输出电路和电阻 R3、电容 C1。检波后,在R4和 RP上输出的是交直流叠加量。其直流分量实际极性为下正上负,通过R3引到 V1基极。当信号很强时,直流分量就比较高,RP上端电位就越低,使 V1基极电位下降, V1的放大倍数下降,起到压低强信
14、号,自动控制输出信号的作用。(5)低频放大和功率放大电路由电位器选择输出的音频信号经电压放大器和功放电路放大后,推动扬声器发出声音。低放和功放电路形式很多,此处不再赘述。ib ibc C L R e + uo- b rbe图 6-7 中放级的微变等效电路+ ui - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 19 页 - - - - - - - - - - 8 - (6)超外差收音机电路原理下图为低压全硅管袖珍式八管超外差式收音机,特点:结构简便、用电经济、灵敏度高
15、、选择性好、音质清晰、放音宏亮等特点。该机电路设计简洁合理,且采用通用元器件,选材、装配、调试、维修都很方便。图 6-2-1 是超外差式收音机电路原理图,由以上分析可知,该收音机是由8个三极管和 2 个二极管组成的,其中BG1为变频三极管, BG2、BG3为中频放大三极管, BG4为检波三极管, BG5、BG6组成阻容耦合式前置低频放大器,BG7、BG8组成变压器耦合推挽低频功率放大器。图 6-2-1 超外差收音机电路原理名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 1
16、9 页 - - - - - - - - - - 9 - 参数选择( 一) 调谐、变频电路如图 6-2-1 所示,L1从磁性天线 (磁棒) 上感应出的电台信号, 经由 L1和 Cl-A组成的输入调谐回路选择后,只剩下需要的电台信号,该信号耦合给L2,并由L2送 BG1的基极和发射极。由于调谐回路阻抗高,约为100k,三极管输入阻抗低,约为12k。要使它们的阻抗匹配,使信号输出最大,就必须适当选择L1与 L2的圈数比,一般取 L1为 6080 圈,L2取 L1的十分之一左右。表 6-2-1 ZX-921 型超外差式收音机元件清单三极管 3DG201(黄或绿、兰 ) 用 EB极 1支三极管 3DG2
17、01(绿)或 9014 1支三极管 3DG201(蓝)或 9014 2支三极管 3DG201(灰)或 9014 2支三极管 9012或 3CX201 、8550 2支二极管 1N4148 2支振荡线圈 TFl0-920(红色) 1支中频变压器 TFl0-921(黄色) 1支中频变压器 TFl0-922(白色) 1支中频变压器 TFl0-923(绿色) 1支输入变压器绿色( 或兰色 ) 1支输出变压器红色( 自耦型 ) 1支磁棒及线圈 B-513100mm 1套电动扬声器 YD66-0.252W-4 8 1支电阻器 10、15、5l 、220、470 各 1 支电阻器 6l0,820、3K、15
18、K 各 1 支电阻器 150、lK、20K、62K 各 2 支电位器 WHl5-K416-5K 1支瓷片电容 O.Olu(或 103) 1支名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 19 页 - - - - - - - - - - 10 - 瓷片电容 0.022u(或 223) 8支电解电容 4.7u 2支电解电容 10u 1支电解电容 100u 3支双联电容 CBM-223PF 1支耳机插座3.5mm 1个机壳前盖 1个机壳后盖 1个塑料音窗 1个刻度板 l块调谐
19、拔盘 1个调谐指示片 ( 可不用) 1片电位器拔盘 1个磁棒支架 1个印刷电路板 l块装配说明 l份喇叭压板 2个电池正极片 l片电池负极簧 1个螺丝 6粒导线( 红、黄、黑 ) 3根电阻器可用范围 R3 :62150 R9 :470680 R2 :1K1.5K R15:3K5.1K R4、13:18K22K 电容器可用范围 C3 :6800PF 0.1u C14 、15:0.01u0033u C10 、13:1u4.7u C4 :4.7ul0u 三极管 值分色点标记:黄 4055 倍、绿 5580 倍、兰 80120倍、紫 120180 倍、灰 180270倍、白 270400倍电阻值色标数
20、黑 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 0 l 2 3 4 5 6 7 8 9 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页,共 19 页 - - - - - - - - - - 11 - L1和 L2在磁棒的中间位置时,其电感量最大,但Q (Q为品质因数)值略低,在磁棒的端头位置电感量最小但Q值最高。为了使天线线圈电感量较大并同时提高 Q值,有的收音机的L1采用间绕和分段绕制。在统调时,如果L2被调在磁棒的中间位置时, 才能使波段低端具有较高的灵敏度,那么就说明线圈的电
21、感量不够,需要增加天线线圈的圈数; 如果线圈被调到磁棒的端头位置,才能使波段低端具有较高的灵敏度, 则需要减少线圈匝数。 对应波段高端灵敏度调整, 由于这时双连可变电容器动片已几乎全部旋出,每组电容量约为几微微法至十几微微法,因此,并联于C1-A ( 或称输入连 )两端的微调电容器C与这时 C1-A 的电容量有相同的数量级, 我们可以改变 C电容量以改变输人回路的高端谐振频率,使之始终低于本机振荡频率465kHz。所以微调电容C 主要用于调整波段高端的接收灵敏度。 相反,微调电容 C对波段低端接收灵敏度的影响极小,这是因为在波段低端双连可变电容器Cl-A 几乎全部旋进,这时Cl-A 的电容量很
22、大,约为200多微微法,微调电容器C的电容量的变化对它来说便可忽略不计。来自 L2经输入调谐回路选择的信号电压一端接BG1的基极,另一端经 C2旁路到地,再由地经本振回路B2次级下半绕组,然后由C3耦合送 BG1的发射极。与此同时,来自本机振荡回路的本机振荡信号由本振线圈次级抽头B2输出,经电容C3耦合后注入 BG1的发射极;本机振荡信号的另一端,即本振线圈次级另一端,经地由 C2耦合到 L2的一端,并经L2送 BG1的基极。由于L2线圈只有几匝,电感量很少,它对本机振荡信号的感抗可忽略不计。因此,可认为由C2耦合的本振信号是直送 BG1基极,这样在BG1三极管的发射结同时加有两个信号,它们的
23、频率分别为 f振、f外。只要适当地调整BG1的上偏置电阻 R ,使 BG 。的发射结工作在非线性区 ( 这时对应 BG1集电极电流 IC为 O.20.4mA),则 f振、f外信号经 BG1混频放大后将由集电极输出各种频率成分的信号。由B3中频变压器初级绕组与电容组成的 465kHz并联谐振电路, 选出 465kHz中频信号,并将之经中频变压器耦合至次级绕组, 输出送中频放大电路进行中频信号放大处理。在本机振荡回路中可变电容C1-B(或简称振荡连 )两端并接一个微调电容器,它的主要作用是调整收音机波段高端的覆盖范围, 其功能与输入调谐回路中的电容一样。收音机波段低端的覆盖范围调整是调节B2本机振
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