[論文精品] 超外差收音機設(shè)計

1、畢業(yè)論文超外差收音機設(shè)計目 錄第一章 緒論1第二章 超外差收音機工作原理22.1 引言22.2 電路的工作原理2第三章 安裝及調(diào)試73.1 安裝過程73.2 調(diào)試及統(tǒng)調(diào)過程8第四章 小結(jié)10參考文獻11第一章 緒論收音機的歷史并不長，從1904年英國物理學(xué)家發(fā)明世界上第一只電子二極管至今不足百年，半導(dǎo)體的問世僅有50多年。我國直到20世紀60年代，才研制出1只晶體管的“單管收音機”和三四只晶體管的“來復(fù)式收音機”。這些“老古董”隨著新產(chǎn)品的不斷推出，早已被人們廢棄了，保存到現(xiàn)在的已相當不容易了。作為科技發(fā)展的見證，它們具有很高的史料文物價值。隨著電視機、vcd、dvd、電腦等先進媒體逐漸流行普

2、及，收音機的用處和地位越來越小了。作為半個世紀電子工業(yè)發(fā)展的縮影和歷史的見證，收音機曾經(jīng)在經(jīng)濟、文化、體育、軍事、氣象、教育等諸多方面扮演著非常重要的角色，一度是人們家庭中的豪華擺設(shè)品。隨著科技和社會的進步，三十年前青年結(jié)婚時興的“三大件”中的“老大”，如今成了“文物”，成了收藏者追寵的對象，很值得留心收藏。收音機從體積大小上可以基本分為袖珍型、便攜式、臺式收音機；從波段上可以基本分為調(diào)頻與中波二波段收音機、短波與調(diào)頻二波段收音機、短波與中波二波段收音機、3-4多波段收音機（調(diào)頻/中波/1-2短波）、5-14多波段收音機（調(diào)頻/中波/3-12個短波）。目前市場上單波段、二波段收音機較少，融調(diào)頻

3、、中波與短波為一體的多波段收音機為多；從功能上可以基本分為傳統(tǒng)機械調(diào)諧指針式收音機、非存儲模擬調(diào)諧數(shù)顯收音機、能存儲電臺頻率的pll合成電子數(shù)字調(diào)諧機；從生產(chǎn)基地上可以基分為進口機與國產(chǎn)機；從發(fā)燒程度上可以分為普及機與發(fā)燒機。 直接放大式（直放式）收音機電路簡單，一般只用14只晶體管和一些基本元件，易于安裝調(diào)試，成本低，但靈敏度比較低，只能接受本地區(qū)強信號的電臺，接收遠地電臺的能力較弱，它的選擇性差，接收相鄰頻率的電臺信號時存在串臺現(xiàn)象。為了克服以上不足，從而引入“超外差”這一概念?！巴獠睢笔禽斎胄盘柡捅緳C振蕩信號產(chǎn)生差頻的過程?！俺獠睢笔禽斎胄盘柡捅緳C振蕩信號產(chǎn)生一個固定中頻信號的過程。因

4、為它是比高頻信號低、又比低頻信號高的超音頻信號，所以這種接收方式叫超外差式。本次課程設(shè)計制作的s66d型收音機，采用典型六管超外差式電路，具有安裝調(diào)試方便、工作穩(wěn)定、靈敏度高、選擇性好等特點，功放級采用無輸出變壓器的功率放大器(otl電路)，有效率高、頻率特性好、聲音宏亮、耗電省等特點。它由輸入回路高放混頻級、一級中放、二級中放、前級低放兼檢波級、低放級和功放級等部分組成，接收頻率范圍為535khz1605khz的中波段。第二章 超外差收音機工作原理2.1 引言因為晶體管元件的非線性特性，晶體管放大電路只能對某一個頻段的信號有最佳的放大特性?？墒菑V播電臺的頻率都不相同，中波廣播頻率是535kh

5、z-1605khz，要想對整個頻段都有較好的放大特性是不可能的，所以就想辦法把外部接收到的不同頻率的電臺信號統(tǒng)一變成同一個頻率的信號，放大器只對這一個頻率的信號進行放大就可以了，這樣便于放大器的參數(shù)設(shè)計。超外差式收音機的特點是，它不直接放大廣播信號，而是通過一個叫變頻級的電路將接收的任何一個頻率的廣播電臺信號變成一個固定中頻信號(我國規(guī)定中頻頻率是465 khz)，由中頻放大器進行放大，然后進行檢波，得到音頻信號，最后通過功率放大推動揚聲器工作。其優(yōu)點是靈敏度高，選擇性好，音質(zhì)好（通頻帶寬），工作穩(wěn)定（不容易自激），同時也有缺點，比如鏡像干擾（比接收頻率高兩個中頻的干擾信號）、假響應(yīng)（變頻電路

6、的非線性）等。目前調(diào)頻式或調(diào)幅式收音機，一般都采用超外差式。2.2 電路的工作原理 超外差收音機原理圖如圖2.1所示。圖2.1 恒興s66型袖珍收音機的原理電路圖超外差收音機方框圖如圖2.2所示。輸入回路本地振蕩自動增益控制低頻放大檢波中頻放大混頻器功放（otl）圖2.2 超外差收音機方框圖1）輸入調(diào)諧電路輸入調(diào)諧電路的電路圖如圖2.3所示。輸入調(diào)諧電路由雙連可變電容器的ca和t 1的初級線圈lab組成，是一并聯(lián)諧振電路，t l是磁性天線線圈，從天線接收進來的高頻信號，通過輸入調(diào)諧電路的諧振選出需要的電臺信號，電臺信號頻率是f=l2labca，當改變ca時，就能收到不同頻率的電臺信號，最低53

7、5khz，最高1605khz。 圖2.3 輸入調(diào)諧電路的電路圖 圖2.4 變頻電路的電路圖磁棒線圈同樣作為機音機的天線，接收頻率范圍為535khz1605khz的中波段。一般接收中波是用磁棒天線，接收短波和超短波要用拉桿天線，這是因為當天線的長度（l）為無線電信號波長()的1/4時，天線的發(fā)射和接收轉(zhuǎn)換效率最高，即l=/4。又因為=vt，v是電磁波的速度，300000公里/秒，t是電磁波的周期，即頻率f的倒數(shù)，t=1/f，所以l=/4= vt /4=300000k/4f，把接收頻率范圍535khz1605khz帶入可得，l的范圍在47140米，做這樣長的天線是不切實際的，所以用磁性材料加繞線圈

8、，來增強接收效果。因為天線的長度和接收或發(fā)射的信號的波長成正比，而短波和超短波因為波長比較短，可以直接用拉桿天線。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vt1為中心，它的作用是把通過輸入調(diào)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的中頻信號。因為接收到的信號強度較弱，所以vt1同時起到高頻放大的作用。變頻電路的電路圖如圖2.4所示。本地振蕩電路vt1、t2、cb等元件組成本地振蕩電路，它的任務(wù)是產(chǎn)生一個比輸入信號頻率高465 khz的等幅高頻振蕩信號。由于c1對高頻信號相當于短路，t1的次級lcd的電感量又很小，對高頻信號提供了通路，所以本地振蕩電路是

9、共基極電路，選擇共基調(diào)發(fā)振蕩電路的原因是該電路對外來信號與本機振蕩電路之間的牽連干擾最小，工作穩(wěn)定，與共射式相比可獲得較高的頻率。振蕩頻率由t2、cb控制，cb是雙聯(lián)電容器的另一連，調(diào)節(jié)它以改變本地振蕩頻率。通過設(shè)計可變電容的值，使它的振蕩頻率在535+465khz到1605+465khz。因為ca和cb是聯(lián)動的，所以輸入線圈的諧振頻率會和本機振蕩頻率同時改變，使得本振頻率總是比外來信號高465khz。t2是振蕩線圈，其初次級繞在同一磁芯上，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，正反饋回路由t2的次級構(gòu)成，本地振蕩的電壓由t2的初級的抽頭引出，通過c2耦合到v

10、t1的發(fā)射極上?；祛l電路混頻電路由vt1、t2的初級線圈等組成，是共發(fā)射極電路。其工作過程是：輸入調(diào)諧電路(磁性天線)接收到的電臺信號，通過t1的次級線圈lcd送到vt1的基極，本機振蕩信號又通過c2送到vt1和發(fā)射極，兩種頻率的信號在vt1中進行混頻，由于晶體三極管的非線性作用，混合的結(jié)果產(chǎn)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的信號，這就是中頻信號?；祛l電路的負載是中頻變壓器，t3的初級線圈和內(nèi)部電容組成的并聯(lián)諧振電路，通過調(diào)整磁芯，使得它的諧振頻率是465khz，可以把465khz的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，

11、而其它信號幾乎被濾掉。ca，cb旁邊的半可變電容叫補償電容，是防止兩邊在最高和最低頻率時頻率差不準而設(shè)置的，通過微調(diào)這兩個電容，使得在接收信號的頻率在5351605khz時都與本地振蕩電路的頻率正好相差465khz。3）中頻放大電路 中頻放大電路的電路圖如圖2.5所示。圖2.5 中頻放大電路及檢波、自動增益控制電路的電路圖中頻放大電路主要由vt2、vt3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，t4的線圈和內(nèi)部電容構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，諧振頻率是465khz，起到再次選頻的作用。第二中放電路中的vt3既起到再次放大的作用，將信號從發(fā)射級送出，由r4提供靜態(tài)工作電壓。與直放式

12、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(diào)諧和放大。c3是為vt2,vt3的信號提供交流回路，同時隔開直流,以免影響vt2的工作電壓。vt2,vt3的信號是高頻與低頻的混合信號,所以c3的值不能太小,否則會隔斷低頻信號的通路。4）檢波和自動增益控制電路（agc）中頻信號經(jīng)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(gòu)成三極管檢波電路，這種電路檢波效率高，有較強的自動增益控制(agc)作用。agc控制電壓通過r3加到vt2的基極，其控制過程是：外信號電壓vb3ib3ic3外信號電壓vc3ic2

13、ib2通過r3，vb2r4分壓 agc是用直流電壓控制vt2的基極電壓,不需要高頻信號，所以c4濾掉agc信號中的交流分量，保留直流分量。檢波級的主要任務(wù)是把中頻調(diào)幅信號還原成音頻信號， c5起濾去殘余的中頻成分的作用，保留低頻分量，輸入到下一級。5）前置低頻放大電路前置低頻放大電路的電路圖如圖2.6所示。 圖2.6 前置低頻放大電路的電路圖 圖2.7 功率放大器電路的電路圖檢波濾波后的音頻信號由電位器rp送到前置低放管vt4，經(jīng)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(jīng)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。旋轉(zhuǎn)電位器rp，改變rp的阻值，從而可以改變

14、vt4的基極對地的信號電壓的大小，可達到控制音量的目的。c6是隔直流電容器，只讓交流信號通過，防止vt3的直流電壓影響vt4的工作點。6）功率放大器電路(otl) 功率放大器電路的電路圖如圖2.7所示。功率放大器的任務(wù)是不僅要輸出較大的電壓，而且能夠輸出較大的電流。本電路采用無輸出變壓器功率放大器，可以消除輸出變壓器引起的失真和損耗，頻率特性好，還可以減小放大器的體積和重量。t5是輸入變壓器，做倒相耦合，次級是兩組線圈，把vt4送來的信號變成對稱的兩路信號。vt5、vt6組成功率放大器，分別在信號的正半周和負半周導(dǎo)通，一個負責(zé)放大正半周的信號，一個負責(zé)放大負半周的信號。為避免交越失真或非對稱失

15、真，就要調(diào)整好兩個管子的工作點，并且兩個管特性要一致。r7、r8和r9、r10分別是vt5、vt6的偏量電阻。最終放大的信號通過c9輸出，推動喇叭發(fā)出聲音。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。無輸出變壓器的功率放大器的輸出阻抗低，可以直接推動揚聲器工作。第三章 安裝及調(diào)試3.1 安裝過程1)組裝前的準備三極管vt5、vt6屬于中功率三極管， vt1vt4屬于高頻小功率三極管，相互之間不要相混淆。三極管的型號規(guī)格在元件表面已經(jīng)標明，組裝前需辨認清楚。辨認三極管管腳時，將管腳向下，面對橫平面，從左到右依次是集電極e、基極b和發(fā)射極c。電阻這里提供的電阻阻值都用顏色

16、碼表示的，每一種顏色都有對應(yīng)的數(shù)值。前兩個色環(huán)表示數(shù)字，第三個色環(huán)表示“0”的個數(shù)，最后的色環(huán)表示誤差%。色環(huán)對應(yīng)數(shù)值如下表： 棕紅橙黃綠藍紫灰白黑金銀12345678905%10%電容這里提供的電容有兩種，一種是電解電容，一種是瓷片電容。電解電容有極性，瓷片電容沒有極性。判斷電解電容的極性時，可根據(jù)引腳的長短來判斷，一般長的一端為正（+），短的一端為負（-），電容器的外皮上也有明顯的“-”極標志。發(fā)光二極管led也可以此為依據(jù)判斷其正負。電解電容會將容值和單位標記在元件上，而瓷片電容則標記三位數(shù)。第一、二位數(shù)字代表電容值，第三位數(shù)字代表“0”的個數(shù)，單位為pf。如：223表示22000pf=

17、0.022f。線圈t1表示的磁棒線圈在焊接前也要分清a、b、c、d端，ab表示的是初級線圈的兩端，cd表示的是次級線圈的兩端，初級線圈數(shù)明顯多于次級線圈數(shù)。在實物中，a、d是最外側(cè)的兩端。2)焊接焊接的質(zhì)量如何，直接影響到收音機的質(zhì)量。若有假焊，接觸不良，則會成為故障源，檢修中難以發(fā)現(xiàn)。為了保證焊接質(zhì)量，必須遵循以下幾點：金屬表面必須清潔干凈。當將焊錫加到一預(yù)熱的導(dǎo)線和線路板表面時，加到該焊接點的熱量必須足夠熔化焊錫。烙鐵頭不能過熱，選25w 左右的電烙鐵為宜。過熱會導(dǎo)致半導(dǎo)體元件損壞。焊接某點時，時間不要過長，否則將損壞銅箔；時間也不能過短，造成虛焊。操作速度要適當，焊得牢固，焊點圓潤飽滿。

18、為確保連接的永久性，不能使用酸性的焊藥和焊膏，應(yīng)用松香或松脂焊劑。焊接前，電烙鐵的頭部必須先上錫，新的或是用舊的銅制烙鐵頭必須用小刀、金剛砂布、鋼絲刷或細紗紙刮削或打磨干凈，凹陷的理當銼平；對于鍍金的烙鐵頭，應(yīng)該用濕的海綿試擦，含鐵的烙鐵頭則可用鋼絲刷清潔，不可銼平或打磨。如果烙鐵頭溫度太高上錫也是困難的。不僅烙鐵頭需要上錫，而且大部分元件引腳也要清潔后上錫（天線線圈等有漆的線頭需去漆后再上錫）。如若銅箔進腳孔處因處理不佳難以吃錫，可以用松香和酒精的混合液注滴上，如有必要對其孔周圍也可先上點薄錫。3)組裝順序組裝要按序進行，先裝低放部分，即先將vt4以后的元件都焊接好，接通電池，若喇叭里有電流

19、聲，再用金屬碰vt4基極，發(fā)出噪聲，說明低放部分就沒問題了。檢測、調(diào)試后好低放部分后再裝變頻級電路，變頻電路起振正常后再依次組裝其它各級，組裝中若發(fā)現(xiàn)變壓器、中周等元件不易插入時切勿硬插，應(yīng)把電路板上所涉及的孔處理好后再裝。最后要注意連接集電極回路a、b、c、d處斷開的點。3.2 調(diào)試及統(tǒng)調(diào)過程1）調(diào)試前的檢查檢查三極管及其管腳是否裝錯，振蕩變壓器是否錯裝中頻變壓器，各中頻變壓器是否前后倒裝，是否有漏裝的元件。天線線圈初次級接入電路位置是否正確。電路中電解電容正負極性是否有誤。印刷線路是否有斷裂、搭線，各焊點是否確實焊牢，正面元件是否相互碰觸。2）統(tǒng)調(diào)統(tǒng)調(diào)過程如下：調(diào)中頻調(diào)中頻就是調(diào)中周，讓兩

20、個中周t3、t4都諧振在465上。可以先找到一強臺，從后向前依次調(diào)中周t4、t3至聲音最大，再找一個弱臺，反復(fù)調(diào)幾次。 調(diào)覆蓋調(diào)覆蓋就是調(diào)天線線圈的諧振頻率，讓磁性天線的諧振頻率正好落在535-1605khz上。這個主要是調(diào)天線線圈在磁棒上的位置和圈數(shù)，因為圈數(shù)是固定的，所以只能調(diào)線圈的位置。 調(diào)跟蹤 調(diào)跟蹤就是調(diào)本振頻率，始終比外信號頻率高465khz。首先調(diào)節(jié)第一個中周t2（本振線圈）的磁帽，因為后面兩個中周t3、t4已經(jīng)諧振到465khz了，所以找一個中間位置的電臺，調(diào)本振線圈，使聲音最大，那么它的諧振頻率就比電臺信號高465khz了。由于晶體管振蕩電路的非線性，使振蕩電路不能時刻與電臺

21、信號相差465khz，這時就需要先調(diào)到頻率最低端，再調(diào)節(jié)cb旁的補償電容。補償電容的作用就是讓低端頻率高一點，高端頻率低一點，保證從接收從535khz到1605khz信號時，振蕩頻率處處都能比外來信號高465khz。 因為在組裝收音機時工具有限，所以沒有測試各晶體管的集電極電流，也因為收音機的元件均已做好調(diào)整，裝好后只需微調(diào)，所以在統(tǒng)調(diào)過程中我只做了微調(diào)中周，和調(diào)整磁棒線圈在磁棒上的位置，使信號在某種狀態(tài)下聲音最大最清晰。因為中周的諧振頻率在出廠時是已經(jīng)調(diào)好的，所以在沒有儀器的情況下不要隨意動它的磁帽，一但失諧很難調(diào)準，但可以記住原來的位置，左右微調(diào)，找一個聲音最大的位置。調(diào)節(jié)中周要使用無感螺

22、絲刀，一般鐵的鋼的不行，因為金屬的物品一接近中周就會改變其中的電感量，等調(diào)好后，將螺絲刀離開電感量就又變了，所以我用竹筷子削了一個平口的螺絲刀，用以調(diào)節(jié)中周。 第四章 小結(jié)本學(xué)期課程設(shè)計組裝收音機和上個學(xué)期工藝實習(xí)中組裝收音機相比，收獲更大。在上個學(xué)期的工藝實習(xí)中，更多地是學(xué)會了焊接技術(shù)，對于原理并沒有認識很清楚，即使收到了臺也沒有仔細考慮其中的原委。在科技日益發(fā)展的今天，高科技的電子產(chǎn)品應(yīng)不暇，收音機似乎已經(jīng)成為社會發(fā)展進步中的淘汰物，我們更多地是靠網(wǎng)絡(luò)、電視去獲取信息，收音機只在特定的時候會用到，比如考試時用來接收英語聽力。課余閑暇，我們已經(jīng)不會再用收音機去調(diào)自己喜歡的臺，收聽新聞、音樂或者故事，所以就在我們認為收音機已經(jīng)不是生活中的必需品時，也就沒有去留意它的工作原理。在工藝實習(xí)中，當收音機收到臺的時候也只認為這是必然的