DS05-7B型七管收音機(jī)的設(shè)計(jì)與調(diào)試.doc

課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)學(xué)生姓名:學(xué) 號(hào)：學(xué) 院:信息工程學(xué)院班 級(jí):通信題 目:DS05-7B型七管收音機(jī)的設(shè)計(jì)與調(diào)試指導(dǎo)教師： 職稱(chēng): 年 月 日DS05-7B型七管收音機(jī)的設(shè)計(jì)與調(diào)試* *摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，調(diào)頻收音機(jī)的應(yīng)用十分廣泛，尤其消費(fèi)類(lèi)占有相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)。從分離元件組成的收音機(jī)到由集成電路組成的收音機(jī)，調(diào)頻收音機(jī)技術(shù)已達(dá)到十分成熟的地步。從普通的調(diào)幅收音機(jī)到高級(jí)調(diào)頻收音機(jī)，調(diào)頻收音機(jī)以較高的技術(shù)含量和較高的音質(zhì)得到了廣泛的歡迎。 本課題主要研究調(diào)頻收音機(jī)的設(shè)計(jì)全過(guò)程，各部分電路的組成、作用、性能指標(biāo)和工作原理。主要的設(shè)計(jì)思路是：由天線(xiàn)、輸入回路、高頻放大電路、混頻電路、本機(jī)振蕩電路、中頻放大電路、鑒頻電路、低頻功率放大電路、揚(yáng)聲器組成。本課題設(shè)計(jì)成果，基本上滿(mǎn)足要求，性能指標(biāo)符合。本電路缺點(diǎn)的是音質(zhì)噪聲大，電路還有一點(diǎn)失真等等，還需改進(jìn)。關(guān)鍵詞：超外差，七管，變頻電路，中頻放大一、 引言收音機(jī)的裝配與調(diào)試是高頻電子電路的一門(mén)重要的實(shí)訓(xùn)課程，通過(guò)本課程設(shè)計(jì)可以加深我們對(duì)無(wú)線(xiàn)電發(fā)送與接收設(shè)備中的有關(guān)電路的原理、組成與功能的認(rèn)識(shí)，同時(shí)該課程設(shè)計(jì)也融合了模電與數(shù)電的知識(shí)，鞏固了我們對(duì)學(xué)過(guò)的知識(shí)的總結(jié)。目前調(diào)頻式或調(diào)幅式收音機(jī)，一般都采用超外差式，它具有靈敏度高、工作穩(wěn)定、選擇性好及失真度小等優(yōu)點(diǎn)。收音機(jī)接收天線(xiàn)將廣播電臺(tái)播發(fā)的高頻的調(diào)幅波接收下來(lái)，通過(guò)變頻級(jí)把外來(lái)的各調(diào)幅波信號(hào)變換成一個(gè)低頻和高頻之間的固定頻率465KHZ（中頻），然后進(jìn)行放大，再由檢波級(jí)檢出音頻信號(hào)，送入低頻放大級(jí)放大，推動(dòng)喇叭發(fā)聲，不是把接收天線(xiàn)接收下來(lái)的高頻調(diào)幅波直接放大去檢出音頻信號(hào)（直放式）。在設(shè)計(jì)中，是根據(jù)所要求的內(nèi)容、指標(biāo)進(jìn)行各單元的設(shè)計(jì)，擬定單元電路，初步確定電路元件參數(shù)：再根據(jù)組合起來(lái)的系統(tǒng)電路進(jìn)行核算，確定整機(jī)電路。在印刷電路的設(shè)計(jì)中，主要考慮元件的布局及走線(xiàn)，務(wù)必遵循一般規(guī)律。最后通過(guò)安裝調(diào)試達(dá)到要求的電氣性能指標(biāo)，確定最終的電路元件參數(shù)，固定、封裝，成為完整的收音機(jī)產(chǎn)品。二、 DS05-7B型七管收音機(jī)的的整體設(shè)計(jì)超外差式收音機(jī)是相對(duì)于直接放大式收音機(jī)而言的，超外差式就是通過(guò)輸入回路先將電臺(tái)高頻調(diào)制波接收下來(lái)，和本地振蕩回路產(chǎn) 生的本地信號(hào)一并送入混頻器，再經(jīng)中頻回路進(jìn)行頻率選擇，得到一固定的中頻載波（如：調(diào)幅中頻國(guó)際上統(tǒng)一為465KHz或455KHz）調(diào)制波。 超外差的實(shí)質(zhì)就是將調(diào)制波不同頻率的載波，變成固定的且頻率較低的中頻載波。在廣播、電視、通訊領(lǐng)域，超外差接收方式被廣泛采用。DS05-7B型七管收音機(jī)的的整體原理框圖如圖1所示。 收音機(jī)是把廣播電臺(tái)發(fā)射的無(wú)線(xiàn)電波中的音頻信號(hào)取出來(lái)，加以放大，然后通過(guò) 揚(yáng)聲器還原出聲音。具體講：從天線(xiàn)（磁棒具有聚集電磁波磁場(chǎng)的能力，而天線(xiàn)線(xiàn)圈是繞在磁棒上） 接收到的許多廣播電臺(tái)的高頻信號(hào)， 通過(guò)輸入回路（為并聯(lián)諧振回路，具有選頻作用）選出其中所需要的電臺(tái)信號(hào)送入變頻級(jí)的基極，同時(shí)，由本機(jī)振蕩器產(chǎn)生高頻等幅波信號(hào)， 它的頻率高于被選電臺(tái)載波465KHz，也送于變頻級(jí)的發(fā)射極，二者通過(guò)晶體管be結(jié)的非線(xiàn)性變換，將高頻調(diào)幅波變換成載波為465KHz的中頻調(diào)幅波信號(hào)。在這個(gè)變換過(guò)程中，被改變的只是已調(diào)幅波載波的頻率，而調(diào)幅波的振幅的變化規(guī)律（調(diào)制信號(hào)即聲音）并未改變。變換后的中頻信號(hào)通過(guò)變頻級(jí)集電極接的LC并聯(lián)回路選出載波為465KHz的中頻調(diào)幅信號(hào)，被送到中頻放大器，放大后，再送入檢波器進(jìn)行幅度檢波，從而還原出音頻信號(hào)，然后通過(guò)低頻電壓放大和功率放大，再去推動(dòng)揚(yáng)聲器，還原出聲音。超外差式收音機(jī)是目前較普及的收音機(jī)。它是由天線(xiàn)、輸入回路、本機(jī)振蕩器、變頻器、中頻放大器、檢波器、低頻電壓放大器、功率放大器等部分組成。圖1 DS05-7B型七管收音機(jī)的的結(jié)構(gòu)框圖圖2 DS05-7B型七管收音機(jī)的總體結(jié)構(gòu)電路圖本機(jī)電路圖如圖2所示，整機(jī)中含有7只三極管，因此稱(chēng)為7管收音機(jī)。其中，三極管V1為變頻管，V2、V3為中放管，V4為檢波管，V5為低頻前置放大管，V6、V7為低頻功放管。由B1及C1a組成的天線(xiàn)調(diào)諧回路感應(yīng)出廣播電臺(tái)的調(diào)幅信號(hào)，選出我們所需的電臺(tái)信號(hào)f1進(jìn)入V1基極。本振信號(hào)調(diào)諧在高出f1一個(gè)中頻(465kHz)的f2進(jìn)入V1發(fā)射極，由V1三極管進(jìn)行變頻(或稱(chēng)混頻)，在V1集電極回路通過(guò)B3選取出f2與f1的差頻(465kHz中頻)信號(hào)。中頻信號(hào)經(jīng)V2和V3二級(jí)中頻放大，進(jìn)入V4檢波管，檢出音頻信號(hào)經(jīng)V5低頻放大和由V6、V7組成變壓器耦合功率放大器進(jìn)行功率放大，推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。圖中D1、D2組成1.3V0.1V穩(wěn)壓，提供變頻、一中放、二中放、低放的基極電壓，穩(wěn)定各級(jí)工作電流，保證整機(jī)靈敏度。V4發(fā)射一基極結(jié)用作檢波。R1、R5、R7、R10分別為V1、V2、V3、V5的工作點(diǎn)調(diào)整電阻，R12為V6、V7功放級(jí)的工作點(diǎn)調(diào)整電阻，R4為中放的AGC電阻，B3、B4、B5為中周(內(nèi)置諧振電容)，既是放大器的交流負(fù)載又是中頻選頻器，該機(jī)的靈敏度、選擇性等指標(biāo)靠中頻放大器保證。B6、B7為音頻變壓器，起交流負(fù)載及阻抗匹配的作用。(“X”為各級(jí)IC工作電流測(cè)試點(diǎn))。三、 DS05-7B型七管收音機(jī)的的硬件設(shè)計(jì)（1） 輸入電路：又稱(chēng)輸入調(diào)諧回路或選擇電路，其電路圖如圖3所示。其作用是從天線(xiàn)上接收到的各種高頻信號(hào)中選擇出所需要的電臺(tái)信號(hào)并送到變頻級(jí)。輸入電路是收音機(jī)的大門(mén)，它的靈敏度和選擇性對(duì)整機(jī)的靈敏度和選擇性都有重要影響。輸入調(diào)諧電路由雙連可變電容器的C1a和B1的初級(jí)線(xiàn)圈L1組成，是一并聯(lián)諧振電路，B1是磁性天線(xiàn)線(xiàn)圈，從天線(xiàn)接收進(jìn)來(lái)的高頻信號(hào)，通過(guò)輸入調(diào)諧電路的諧振選出需要的電臺(tái)信號(hào)，電臺(tái)信號(hào)頻率是f=12L1C1a，當(dāng)改變C1a時(shí)，就能收到不同頻率的電臺(tái)信號(hào)。圖3 輸入調(diào)諧回路電路圖（2） 變頻電路：又稱(chēng)變頻器，由本機(jī)振蕩器和混頻器組成，其原理框圖如圖4所示。其作用是將輸入電路選出的信號(hào)（載波頻率為fs的高頻信號(hào)）與本機(jī)振蕩器產(chǎn)生的振蕩信號(hào)（頻率為fr）在混頻器中進(jìn)行混頻，結(jié)果得到一個(gè)固定頻率（465kHz）的中頻信號(hào)。這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為“變頻”，它只是將信號(hào)的載波頻率降低了，而信號(hào)的調(diào)制特性并沒(méi)有改變，仍屬于調(diào)幅波。由于混頻管的非線(xiàn)性作用，fs與fr在混頻過(guò)程中，產(chǎn)生的信號(hào)除原信號(hào)頻率外，還有二次諧波及兩個(gè)頻率的和頻和差頻分量。其中差頻分量（fr-fs）就是我們需要的中頻信號(hào)，可以用諧振回路選擇出來(lái)，而將其它不需要的信號(hào)濾除掉。本機(jī)振蕩和混頻合起來(lái)稱(chēng)為變頻電路，變頻電路圖如圖5所示。變頻電路是以V l為中心，它的作用是把通過(guò)輸入調(diào)諧電路收到的不同頻率電臺(tái)信號(hào)(高頻信號(hào))變換成固定的465KHz的中頻信號(hào)?；祛l電路由Vl、B1的次級(jí)線(xiàn)圈等組成，是共發(fā)射極電路。其工作過(guò)程是：(磁性天線(xiàn)接收的電臺(tái)信號(hào))通過(guò)輸入調(diào)諧電路接收到的電臺(tái)信號(hào)，通過(guò)Bl的次級(jí)線(xiàn)圈L2送到Vl的基極，本機(jī)振蕩信號(hào)又通過(guò)C1b送到V l和發(fā)射極，兩種頻率的信號(hào)在V1中進(jìn)行混頻，由于晶體三極管的非線(xiàn)性作用，混合的結(jié)果產(chǎn)生各種頻率的信號(hào)，其中有一種是本機(jī)振蕩頻率和電臺(tái)頻率的差等于465KHz的信號(hào)，這就是中頻信號(hào)?；祛l電路的負(fù)載是中頻變壓器，B3的初級(jí)線(xiàn)圈和內(nèi)部電容組成的并聯(lián)諧振電路，它的諧振頻率是465KHz，可以把465KHz的中頻信號(hào)從多種頻率的信號(hào)中選擇出來(lái)，并通過(guò)B3的次級(jí)線(xiàn)圈耦合到下一級(jí)去，而其它信號(hào)幾乎被濾掉。圖4 變頻電路的原理方框圖圖5 變頻電路圖（3） 中頻放大電路：又叫中頻放大器，原理框圖如圖6所示。其作用是將變頻級(jí)送來(lái)的中頻信號(hào)進(jìn)行放大，一般采用變壓器耦合的多級(jí)放大器。中頻放大器是超外差式收音機(jī)的重要組成部分，直接影響著收音機(jī)的主要性能指標(biāo)。質(zhì)量好的中頻放大器應(yīng)有較高的增益，足夠的通頻帶和阻帶（使通頻帶以外的頻率全部衰減），以保證整機(jī)良好的靈敏度、選擇性和頻率響應(yīng)特性。中頻電路圖如圖7所示，它主要由V2、V3組成的兩級(jí)中頻放大器。第一中放電路中的V2負(fù)載是變壓器和內(nèi)部電容組成，它們構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，諧振頻率是465KHz，與前面介紹的直放式收音機(jī)相比，超外差式收音機(jī)靈敏度和選擇性都提高了許多，主要原因是有了中頻放大電路，它比高頻信號(hào)更容易調(diào)諧和放大。第二中放由V3和變壓器組成。圖6 中頻放大電路原理方框圖圖7 中頻放大電路圖（4） 檢波和自動(dòng)增益控制電路：檢波原理框圖如圖8所示，電路圖如圖9所示。檢波的作用是從中頻調(diào)幅信號(hào)中取出音頻信號(hào)，常利用二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于V4發(fā)射結(jié)的單向?qū)щ娦?，中頻調(diào)幅信號(hào)通過(guò)檢波三極管后將得到包含有多種頻率成份的脈動(dòng)電壓，然后經(jīng)過(guò)濾波電路濾除不要的成分，取出音頻信號(hào)和直流分量。音頻信號(hào)通過(guò)音量控制電位器送往音頻放大器，而直流分量與信號(hào)強(qiáng)弱成正比，可將其反饋至中放級(jí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制（簡(jiǎn)稱(chēng)AGC），自動(dòng)增益控制電路圖如圖10所示。收音機(jī)中設(shè)計(jì)AGC電路的目的是：接收弱信號(hào)時(shí)，使收音機(jī)的中放電路增益增高，而接收強(qiáng)信號(hào)時(shí)自動(dòng)使其增益降低，從而使檢波前的放大增益隨輸入信號(hào)的強(qiáng)弱變化而自動(dòng)增減，以保持輸出的相對(duì)穩(wěn)定。中頻信號(hào)經(jīng)一級(jí)中頻放大器充分放大后由T4耦合到檢波管V4，V4既起放大作用，又是檢波管，V4構(gòu)成的三極管檢波電路，這種電路檢波效率高，有較強(qiáng)的自動(dòng)增益控制(AGC)作用。AGC控制電壓通過(guò)R8加到VT2的基極，其控制過(guò)程是：外信號(hào)電壓V3Ib3Ic3Vc3通過(guò)R4 Vb2Ib2Ic2外信號(hào)電壓圖8 檢波原理框圖圖9 檢波電路圖圖10 自動(dòng)增益控制電路圖（5） 音頻放大電路：又叫音頻放大器，它包括前置低頻電壓放大器和功率放大器，其電路圖分別如圖11、圖12所示。一般收音機(jī)中有一至兩級(jí)低頻電壓放大。兩級(jí)中的第一級(jí)稱(chēng)為前置低頻放大器，第二級(jí)稱(chēng)為末級(jí)低頻放大器。低頻電壓放大級(jí)應(yīng)有足夠的增益和頻帶寬度，同時(shí)要求其非線(xiàn)性失真和噪聲都要小。功率放大器是用來(lái)對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行功率放大，用以推動(dòng)揚(yáng)聲器還原聲音，要求它的輸出功率大，頻率響應(yīng)寬，效率高，而且非線(xiàn)性失真小。本機(jī)由3V直流電壓供電。為了提高功放的輸出功率，因此，3V直流電壓經(jīng)濾波電容C9去耦濾波后，直接給低頻功率放大器供電。而前面各級(jí)電路是用3V直流電壓經(jīng)過(guò)由D1、D2組成的簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電路（穩(wěn)壓電路圖如圖）穩(wěn)壓后（穩(wěn)定電壓約為1.4V）供電。目的是用來(lái)提高各級(jí)電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定性。圖11 低頻放大電路圖圖12 低頻功率放大電路圖（6） 電源：各級(jí)公用一個(gè)電源。為提高各級(jí)電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定性，特設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電路為系統(tǒng)提供穩(wěn)定電壓。電路圖如圖13所示。圖13 穩(wěn)壓電路圖四、 DS05-7B型七管收音機(jī)的測(cè)試測(cè)量電流，電位器開(kāi)關(guān)關(guān)掉，裝上電池，用萬(wàn)用表的50mA檔表裝跨接在電位器開(kāi)關(guān)的兩端（黑表筆接電池負(fù)極，紅表筆接開(kāi)關(guān)的另一端），若電流指示小于10mA，則說(shuō)明可以通電，將電位器開(kāi)關(guān)（音量旋至最小即測(cè)量靜態(tài)電流）用萬(wàn)用表分別依次測(cè)量V1，V3，V5，V6四個(gè)電流缺口，若被測(cè)量的數(shù)字在規(guī)定的參考值左右即可用烙鐵將這四個(gè)缺口依次連通，再把音量開(kāi)到最大，調(diào)雙連拔盤(pán)即可以調(diào)到電臺(tái)。在安裝電路板時(shí)注意把喇叭及電池引線(xiàn)埋在比較隱蔽的地方，并不要影響調(diào)諧拔盤(pán)的旋轉(zhuǎn)和避開(kāi)螺絲樁子，電路板挪位后再上螺絲固定，這樣一臺(tái)自己辛勤勞動(dòng)制作的收音機(jī)就安裝完畢。 當(dāng)測(cè)量不在規(guī)定電流值在右請(qǐng)仔細(xì)檢查三極管的極性有沒(méi)有裝錯(cuò)，中周，輸入變壓是否裝錯(cuò)位置以及虛假錯(cuò)焊等，若測(cè)量哪一級(jí)電流不正常則說(shuō)明哪一級(jí)有問(wèn)題。注意連接4個(gè)缺口；中頻變壓器出廠(chǎng)時(shí)都已調(diào)整在465KHZ，一般調(diào)整范圍在半圈左右，從B5，B4,B3向前順序調(diào)節(jié)，調(diào)到聲音響亮為止。五、 DS05-7B型七管收音機(jī)的的焊接工藝工具及消耗品：烙鐵、鑷子、螺絲刀、焊錫、剪刀等。1、安裝工藝及焊接要求：原則：方便焊接。從左到右，從大到小、從上到下，從中央到四周。由于所有元器件高度均不應(yīng)該超過(guò)中周，組裝順序可按下執(zhí)行：電阻；瓷片電容、電解電容；二極管、三極管；中周、輸入變壓器；電位器、；雙聯(lián)可變電容、天線(xiàn)線(xiàn)圈；耳機(jī)；喇叭導(dǎo)線(xiàn)、電源線(xiàn)及其他導(dǎo)線(xiàn)。實(shí)際組裝順序自己可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行。2、焊接過(guò)程及方法： 正式焊接前應(yīng)練習(xí)，掌握焊接方法后再正式焊接。 在焊接前，烙鐵應(yīng)充分加熱，達(dá)到焊接的要求。 用內(nèi)含松香助焊劑的焊錫進(jìn)行焊接，焊接時(shí)錫量應(yīng)適中。 焊接時(shí)兩手各持烙鐵、焊錫，從兩側(cè)先后依次各以45度角接近所焊元器件管腳與焊盤(pán)銅箔交點(diǎn)處。待融化的焊錫均勻覆蓋焊盤(pán)和元件管腳后，撤出焊錫并將烙鐵頭每次焊接時(shí)間在保證焊接質(zhì)量的基礎(chǔ)上應(yīng)盡量短（5秒左右）。時(shí)間太長(zhǎng)，容易使焊盤(pán)銅箔脫落，時(shí)間太短，容易造成虛焊。 沿管腳向上撤出。待焊點(diǎn)冷卻凝固后，剪掉多余的管腳引線(xiàn)。3、組裝焊接注意事項(xiàng)：a) 烙鐵電源線(xiàn)是否存在漏電隱患！b) 烙鐵在焊接中溫度較高，嚴(yán)禁燙傷他人和自己。也不要碰到其他任何可燃物，特別是導(dǎo)線(xiàn)！c) 烙鐵放置：置于烙鐵架上。d) 注意各中周及振蕩線(xiàn)圈的位置不能互換！e) 電解電容、二極管極性以及三極管e、b、c不能出錯(cuò)！f) 各元器件高度應(yīng)適當(dāng)，所有元器件高度均不能超過(guò)中周的高度。否則收音機(jī)外殼將無(wú)法合攏。六、 總結(jié)超外差式收音機(jī)是輸入信號(hào)和本地振蕩信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)固定中頻信號(hào)的過(guò)程。如果把收音機(jī)收到的廣播電臺(tái)的高頻信號(hào)，都變?yōu)橐粋€(gè)固定的中頻截波頻率（僅是截波頻率發(fā)生改變，而其信號(hào)包絡(luò)仍然和高頻信號(hào)包絡(luò)一樣），然后再對(duì)此固定的中頻進(jìn)行放大、檢波，再加上低放級(jí)、功放