超外差式收音機課程設計報告要點

1、青島農業(yè)大學 理學與信息科學學院 課 題 超外差市收音機 學生專業(yè)班級 通信工程10級1班 小組成員（學號）尤智敏（20105307 指導教師李愛濤 完成時間 2012-12-10 2012 年12月10日 11 設計內容及要求： 1 焊接練習，要求焊點光亮、圓滑，無虛焊。 2 對所有元器件進行檢測，并能正確地分析其作用。 3準確、高質量地進行印刷電路板的焊接。 4. 正確地進行調試、對相關電壓、電流進行測量。 5. 進行統(tǒng)調，檢查收臺的效果。 方案比較和系統(tǒng)框圖： 無線電廣播中可分為成調幅（AM）、調頻（FM）和調相（PM 3種調制方式。 而無線電廣播的接收則是由收音機實現(xiàn)的：收音機的接收天

2、線收到空中的電波； 調諧電路選中所需頻率的信號；檢波器將高頻信號還原成聲頻信號（即解調）；解 調后得到的聲頻信號再經過放大獲得足夠的推動功率；最后經過電聲轉換還原出 廣播內容。 下圖是最簡單的調幅收音機組成框圖：圖中 LC諧振回路是收音機輸入回路， 改變電容C使諧振回路固有頻率f=1/2 n V （ LC）與無線電發(fā)射頻率相同，從而 引起電磁共振，諧振回路兩端電壓 VAB最大，將該電波接收下來。經高頻放大電 路放大后，通過由二極管D和濾波電容C1構成的檢波電路，將調幅信號包絡解調 下來，得到調制前的音頻信號，再將音頻信號進行低頻放大，送到揚聲器，就完 全還原成可聞的聲波信號。 圖1 這就是最簡

3、單的AM收音機（也稱直放式收音機）的工作原理，它電路簡單， 易于安裝調試，成本低，但它的靈敏度低，選擇性不太好，不適合日常使用。為 了克服以上不足，我們引入“超外差”這一概念。 由于最簡Ah收音機中高頻放大器只能適應較窄頻率范圍的放大（受三極管的 頻率響應特性影響），要想在整個中波頻段 535kHZH 1605kHZ獲得一致放大是很 困難的。因此用超外差接收方式來代替高放式收音機。所謂超外差式，就是通過 輸入回路先將電臺高頻調制波接收下來，和本地振蕩回路產生的本地信號一并送 入混頻器（利用晶體管或是二極管的非線性作用導致混頻的結果產生許多新的頻 率），再經中頻回路進行頻率選擇，得到一固定的中頻

4、載波（如：調幅中頻國際 上統(tǒng)一為465KH或455KHZ調制波,這個過程稱為變頻。超外差的實質就是將調 制波不同頻率的載波，變成固定的且頻率較低的中頻載波（簡稱中頻）。在廣播、 電視、通訊領域，超外差接收方式被廣泛采用。通過變頻，將所要收聽的電臺的 高頻信號變成另外一個預先確定好的頻率，然后再進行中頻放大和檢波。 超外差方式使接收的調制信號變?yōu)榻y(tǒng)一的中頻調制信號，在作高頻放大時， 就可以得到穩(wěn)定且倍數(shù)較高的放大，從而大大提高收音機的品質。比較起來， 超外差式收音機具有以下優(yōu)點：接收高低端電臺（不同載波頻率）的靈敏度一致； 靈敏度高；選擇性好（不易串臺）。超外差式收音機包括調頻與調幅兩種，而我

5、們組裝的S66D型六管超外差式收音機采用的是調幅式收音，由輸入回路、本振回 路、混頻電路、檢波電路、自動增益控制電路（AGC及音頻功率放大電路組成。 系統(tǒng)框圖如下： 圖2 單元電路設計、參數(shù)計算和元器件選擇說明： 1.輸入調諧電路 輸入調諧電路由雙連可變電容器的 CA和T1的初級線圈L12組成，是一并聯(lián)諧 振電路，Tl是磁性天線線圈（中波磁性天線多采用錳鋅鐵氧體作磁芯，磁導率為 400）,從天線接收進來的高頻信號，通過輸入調諧電路選出需要的電臺信號， 調諧頻率是f=l /2 n V（LCA）。雙連電容的電容量CA與轉角9滿足 1/VCA=a+b*9，a、b是與電容的幾何結構有關的常數(shù)，當改變轉

6、角時，就能收 到不同頻率的電臺信號。 亡抑朕備股冋圖A 2jr 圖3 2變頻電路 本機振蕩和混頻合起來稱為變頻電路。變頻電路是以 VTI為中心，它的作用 是把通過輸入調諧電路收到的不同頻率電臺信號 （高頻信號）變換成固定的 465KHZ勺中頻信號。 VTI、T2、CB?元件組成本機振蕩電路，它的任務是產生一個比輸入信號頻 率咼465 KHz的等幅咼頻振蕩信號。由于Cl （基級旁路電容）對咼頻信號相當短 路，Tl的次級L34的電感量又很小，對高頻信號提供了通路，所以本機振蕩電路 是共基極電路，振蕩頻率由T2、CB空制。CB是雙連電容器的另一連，調節(jié)它以改 變本機振蕩頻率。T2是振蕩線圈，其初次繞

7、在同一磁芯上，它們把 VT1的集電極 輸出的放大了的振蕩信號以正反饋的形式耦合到振蕩回路，本機振蕩的電壓由T2的初級的抽頭引出，通過C2耦合到VT1的發(fā)射極上?；祛l電路由VTI、T1的次級線 圈等組成，是共發(fā)射極電路 VT1 &O18 UOOK ll 103 C2 62 卄 R.2 1 _BK 圖4 VTI、T2、CB?元件組成本機振蕩電路，它的任務是產生一個比輸入信號頻 率咼465 KHz的等幅咼頻振蕩信號。由于CI （基級旁路電容）對咼頻信號相當短 路, TI的次級L34的電感量又很小，對高頻信號提供了通路，所以本機振蕩電路 是共基極電路，振蕩頻率由T2、CB空制。CB是雙連電容器的另一連

8、，調節(jié)它以改 變本機振蕩頻率。T2是振蕩線圈，其初次繞在同一磁芯上，它們把 VT1的集電極 輸出的放大了的振蕩信號以正反饋的形式耦合到振蕩回路，本機振蕩的電壓由T2 的初級的抽頭引出，通過C2耦合到VT1的發(fā)射極上?；祛l電路由VTI、T1的次級線 圈等組成，是共發(fā)射極電路。 其工作過程是：（磁性天線接收的電臺信號）通過輸入調諧電路接收到的電 臺信號，通過TI的次級線圈L34送到VTI的基極，本機振蕩信號又通過C2送到VTI 和發(fā)射極，兩種頻率的信號在T1中進行混頻，由于晶體三極管的非線性作用，混 合的結果產生各種頻率的信號，其中有一種是本機振蕩頻率和電臺頻率的差等于 465KHZ勺信號，這就是

9、中頻信號?；祛l電路的負載是中頻變壓器，T3的初級線圈 和內部電容組成的并聯(lián)諧振電路， 它的諧振頻率是465KHz可以把465KHZ勺中頻 信號從多種頻率的信號中選擇出來， 并通過T3的次級線圈耦合到下一級去，而其 它信號幾乎被濾掉。 此部分是超外差式收音機中最核心的部分，在此有必要簡單了解混頻的原 理?；祛l是指利用非線性器件對輸入的不同頻率的信號進行混合產生含多種新頻 率的混合信號，輸入信號一般包含高頻調制信號和等幅本振信號。常用的非線性 器件有二極管和三極管，在這里我們采用的是三極管，常見的三極管混頻電路有 （UL為等幅本振信號，Uc為咼頻調制信號）： 圖5 這里我們選用的是方式（b）,由于

10、三極管的非線性作用，集電極輸出電流 的頻率成分包含f = pfL qfc （ fL為等幅本振信號，fc為高頻調制信號）。若使 諧振回路調諧在p=q=1的差頻分量上，則輸出的信號頻率為f=f1-f2 。我們的目的 是使f保持一個定值：465kHz （圖6的理想曲線），但由于雙連電容器中 以上的情況可通過調節(jié)L12 （即磁棒的位置）、T2和雙連電容器的微調電容 我們這里采用的三極管是9018H,耗散功率為0.4W,放大倍數(shù)為97146,特 征頻率平均為620MHz完全滿足需求，同時為了減小三極管的噪聲干擾和非線性 失真，一般Ic=0.51mA電路中的R1和R2是用來設置靜態(tài)工作點，同時R2還有 穩(wěn)

11、定靜態(tài)工作點的作用。由計算可得電路中的測試點A的電流IA0.6mA,靜態(tài)工 作點合理。 3中頻放大電路 它主要由VT2 VT3（均采用9018H）組成的兩級中頻放大器。第一中放電路 中的VT2負載是中頻變壓器T4和內部電容組成，它們構成并聯(lián)諧振電路，諧振頻 率是465KHz與前面介紹的直放式收音機相比，超外差式收音機靈敏度和選擇性 都提高了許多，主要原因是有了中頻放大電路，它比高頻信號更容易調諧和放大。 此電路工作在放大區(qū)，故應盡可能使它工作在線性區(qū)域，另外還要考慮到耗電省、 噪聲小、工作穩(wěn)定等，一般 VT2的Ic調到0.51.5mA左右。其中R3和R4是用來設 置兩個管子的直流偏置，同時通過

12、減小 R4的阻值可以提高VT2的Ic，同時提高后 面電路中揚聲器的聲音。由計算可得電路中的測試點B的電流IB1.5mA（估算值, 實際值應更?。o態(tài)工作點合理。 VT2 9018 VT3 9018 畫30 血JiwnJ 2 *i 1 2CK* C4 C6 RP n * 223| 223nK .T 4檢波和自動增益控制電路 中頻信號經一級中頻放大器充分放大后由 T4耦合到檢波管VT3, VT3既起放大 作用，又是檢波管，VT3構成的三極管檢波電路，這種電路檢波效率高，有較強 的自動增益控制（AGC作用。C3和R3組成了低通濾波電路，C3的電壓構成了 AGC 控制信號（實質為電壓串聯(lián)負反饋），其

13、控制過程是：外信號電壓 T Vb3T Ib3 T Ic3 T Vc3j,通過 R3, Vb2j Ib2 J Ic2 J信號電壓 ；o檢波級的主要任務是把中頻調幅信號還原成音頻信號，C4 C5起濾去殘余 的中頻成分的作用，旋轉電位器RF可以改變VT4的基極對地的信號電壓的大小， 可達到控制音量的目的。 5前置低放電路 檢波濾波后的音頻信號由電位器RF送到前置低放管VT4（ 9014C,耗散功率為 0.4W,特征頻率最小為150MHz放大倍數(shù)為200-600），經過低放可將音頻信號 電壓放大幾十到幾百倍，但是音頻信號經過放大后帶負載能力還很差，不能直接 推動揚聲器工作，還需進行功率放大。圖8中的R

14、5是用來設置VT4的直流偏置， C6為低頻耦合電容，C7為中頻旁路電容。VT4t的集電極電流一般設置為Ic=2 5mA由計算可得電路中的測試點C的電流IC2.3mA靜態(tài)工作點合理。 6功率放大電路 功率放大電路的任務是不僅要輸出較大的電壓，而且能夠輸出較大的電流。 本電路采用變壓器耦合乙類推挽式功率放大電路，VT5 VT6（ 9013H耗散功率 為0.625W,特征頻率最小為150MHz放大倍數(shù)為144-220）組成同類型晶體管的 推挽電路，R7、R8和R9 R10分別是VT5 VT6的偏量電阻。變壓器T5故倒相耦合， C9是隔直電容，也是耦合電容。為了減少低頻失真，電容C9選得越大越好。圖9

15、 中的功率放大電路的輸出阻抗低，可以直接推動揚聲器工作。R11是 LED勺限流電 阻, R6和C8是作為電源去耦電路，主要是用來隔絕中高頻信號的影響。 功放管的 發(fā)射極電流一般設置為Ie=13mA以下電路經由proteus 7仿真可得測試點D的 電流ID1.36mA靜態(tài)工作點合理。 R.e 100 C8 1D0u R1010O R7 120 ,VT6 9013 整體電路圖及電路的工作原理: 以下是用proteus 7 畫的電路圖： VT1 9013 VT2 901QVT3901S VT4 9014 R6 100 VT6 9013 +一 .1 00 X D- 肌Bn 1-. fe1- X衛(wèi)R A

16、 t-L仆 丄- 電路的工作原理如下：通過旋轉雙聯(lián)電容器的撥盤，改變輸入回路的諧振頻 率，接收到的調制信號通過線圈耦合到混頻管的基極，而本振信號則通過電容耦 合到混頻管的發(fā)射極，利用三極管的非線性特性，從T2輸出含有多種頻率的混 合信號，其中包含我們需要的465kHz的中頻信號。T3、T4的諧振頻率都為465kHz, 這樣這個中頻信號就會被挑選出來，同時經過兩級的中放，再利用三極管PN結 的單向導電性和電容的濾波作用對信號進行檢波，得到真正有用的音頻信號。音 頻信號再經過前置低放和功率放大，最后推動到揚聲器發(fā)聲。 組裝與調試 使用的主要工具和儀表 有電烙鐵、吸錫器、焊錫、指針式萬用表、數(shù)字式萬

17、用表、無感改錐 組裝和調試電路的方法和技巧 焊接與裝配技巧： 1、先不急于焊接，首先對照電原理圖熟悉印刷電路板。 2、清點元器件并用三用表進行測試好壞，如三極管的 ebc的判斷、發(fā)光二極管 的正負極、磁棒線圈的初級、次級一定不能搞錯，三個中周有沒開路？輸入變壓 器的初、次級在焊接前一定不能弄反。尤其是中周、變壓器一旦焊接錯了再焊下 來很容易損壞。 3、仔細閱讀裝配說明，按照要求一絲不茍進行焊接。 4、在裝配前一定要對元器件的質量進行嚴格的檢查，包括電阻的阻值、大電容 的漏電、小電容的開路、電位器的電阻及接觸是否良好。 5、焊接電解電容時，注意正負極性，并且焊接速度要快，以免過熱損壞內部。 6、

18、焊接時要保證無虛焊，有幾點要注意：有些三極管的腿不太沾錫，易造成虛 焊，故在焊接前要將元器件的腿用攝子好好刮一刮，然后鍍上錫以后再焊接到印 刷電路板上。 調試步驟和方法： 1. 測量測試點電流 電位器開關關掉，裝上2節(jié)5號電池，將萬用電表的表筆跨接在電位器開關 的兩端，若電流在10mA左右，則說明可以通電，將電位器開關打開（音量旋至 最小即測量靜態(tài)電流），用萬用表分別依次測A、B、C D四電流缺口，若測量的 數(shù)值在以下數(shù)值的附近：A=0.36mA B=0.5mA C=2mA D=1.5mA則可以用焊錫 將缺口依次連通，再把音量調到最大，調雙聯(lián)撥盤即可收到電臺。我測得的各點 數(shù)據(jù)為：A=0.53

19、mA B=0.88mA C=3.78mA D=0.61mA 與上面的數(shù)據(jù)出入不大。 2. 中頻調整 打開收音機，隨便找一個低端電臺，先調黑中周T4，調到聲音響亮為止， 然后調白中周T3，是聲音最大。 當本地電臺已調到很響時，改收弱的外地電臺，用第一步的方法調整。再調 到聲音最響為止。按上述方法從后向前的次序，反復細調二、三遍。 3. 對刻度 調低端：在550-700KHZ范圍內選一個電臺，如中央人民廣播電臺640KHz 調紅中周T2調到640KHZ電臺聲音最大。 調高端：在1400-1600KHZ范圍內選一個電臺，如1500KHZ將撥盤指針指在 周率板刻度1500KHZ的位置，調節(jié)雙聯(lián)左上角的

20、微調電容（和CB并聯(lián)），使電臺 聲音最大。以上兩步需反復二到三次，頻率刻度才能調準。 4. 統(tǒng)調 低端統(tǒng)調：收一個最低端電臺，調整線圈在磁棒上的位置，使聲音最響， 高端統(tǒng)調：收一個最高端電臺，調節(jié)雙聯(lián)右上角的微調電容（和 CA并聯(lián)）， 使聲音最響。 測試收音機是否已統(tǒng)調好：用銅鐵棒來檢驗，如圖11所示。檢驗時：把雙 聯(lián)電容器旋到統(tǒng)調點（高頻端、低頻端均可）附近的一個電臺上，然后把銅鐵棒 靠近磁性天線T1。如果銅端靠近T1使聲音增加，說明T1的電感量大了（因為 銅是良導體，當銅棒靠近輸入回路時，銅棒上產生感應電流，此電流反作用于輸 入回路，使輸入回路的總電感量?。?，這時應把線圈向磁棒的端頭移動，

21、如移到 頭還是聲音增大，則說明T1的初級圈數(shù)多了，應該拆下幾圈以減小電感量；反 之，若磁棒端靠近T1 （磁棒可磁化，會使T1的電感量增加）使聲音增大，則說 明T1的電感量小了，可把線圈往磁棒中間移動或增加幾圈；如果銅鐵棒無論哪 頭靠近T1都使聲音變小，說明統(tǒng)調是合適的。 絕緣 詞樓 磁棒 圖11 調試中出現(xiàn)的故障、原因及排除方法 1、指示燈不亮：發(fā)光二極管裝反。 2、A點無電流：磁棒線圈C、D端的漆未刮，造成虛焊。 3、B點無電流：VT2管腳焊錯；T4中周斷線。 4、C點無電流：變壓器裝反了； VT4管腳焊錯。 5、D點無電流：VT5 VT6管腳焊錯。 6、收不到臺：磁棒線圈 1、2、3、4

22、線焊顛倒、四個端點虛焊。 7、無聲：喇叭斷線、耳機插孔接觸不良。 課程設計總結 S66D型六管超外差式收音機采用了變頻技術，使接收到的電波信號統(tǒng)一轉換 為 465kHz 的中頻信號，再經過多級中放和檢波，就能得到音頻信號。這樣的優(yōu) 點是便于信號的統(tǒng)一放大和解調，接收高低端電臺（不同載波頻率）的，靈敏度 一致且靈敏度高，選擇性好（不易串臺） 。但以上的設計同時存在一些不足，如： 沒有外接天線，在室內的收音效果比較差； 耳機插座不是通用的立體聲耳機插座； 由于混頻電路處在收音機的前端， 混頻自身產生的噪音對整機的噪音系數(shù)影響較 大等。改進方法如：增加外接天線，增強收音效果；將耳機插座改為立體聲耳機 插座；將R6換為高頻扼流圈，以抑制噪聲和干擾。目前超外差接收技術在廣播、 電視、通訊等領域已被廣泛采用， 隨著科學技術的不斷發(fā)展， 以上技術必能得到 不斷改進，滿足人們社會生活的需要。 收獲、體會 這次課程設計雖然只是讓我們去動手焊接、裝配和調試S66D型六管超外差 式收音機，但我還是從中學到了很多知識。由于大一時就加入了電子創(chuàng)新基地， 對焊接和電子元器件知識有所了解，所以沒花多少時間就把收音機焊接裝配完。 但當我拿著收音機到室外轉動雙聯(lián)電容的旋鈕去調臺時， 卻發(fā)現(xiàn)收到的都是沙沙 的噪聲和雜聲。 我仔細的去分辨， 但還是一個臺都沒有收到。 我覺得