調(diào)頻收音機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、高頻電子線路課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告華北水利水電大學(xué)院系: 信息工程學(xué)院 專業(yè)： 班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 目 錄摘 要1一、緒論2二、收音機(jī)的工作原理32.1調(diào)頻收音機(jī)的基本工作原理32.2 ZX3005型調(diào)頻收音機(jī)工作原理的具體分析42.2.1輸入調(diào)諧回路42.2.2中頻放大與檢波52.2.3低頻放大與功率放大62.2.4電源及其他電路62.2.5天線接收部分6三、收音機(jī)電路板的裝配83.1裝配前的準(zhǔn)備及裝配原則83.1.1焊接前需要的材料及工具83.1.2元件裝配順序93.1.3碳膜電阻大小的識(shí)別103.1.4焊接電路板的要求103.2焊接電路板遵循的原則11四、收音機(jī)的調(diào)試124.1收音機(jī)電路板

2、的調(diào)整原理12課程設(shè)計(jì)總結(jié)與心得體會(huì)14參考文獻(xiàn)14摘 要ZX3005型調(diào)頻收音機(jī)電路主要由大規(guī)模集成電路CXA1691組成。由于集成電路內(nèi)部不便制作電感、電容和大電阻以及可調(diào)元件，故外圍元件多以電感、電容和電阻及可調(diào)元件為主，組成各種控制、諧振、供電、濾波、耦合等電路。收音機(jī)通過(guò)調(diào)諧回路選出所需的電臺(tái)，送到變頻器與本機(jī)振蕩電路送出的本振信號(hào)進(jìn)行混頻，然后選出差頻作為中頻輸出，中頻信號(hào)經(jīng)過(guò)檢波器檢波后輸出調(diào)制信號(hào)（低頻信號(hào)），調(diào)制信號(hào)（低頻信號(hào)）經(jīng)低頻放大、功率放大后獲得足夠的電流和電壓，即功率，再推動(dòng)喇叭發(fā)出響的聲音。調(diào)頻部分實(shí)現(xiàn)87MHz 108MHz調(diào)頻廣播接收，調(diào)諧方式為手動(dòng)步進(jìn)調(diào)諧。

3、本機(jī)外圍電路元件較少，靈敏度高，質(zhì)量穩(wěn)定，適合自己動(dòng)手焊接裝配，以達(dá)到學(xué)習(xí)的目的。關(guān)鍵詞：調(diào)頻 收音機(jī) 廣播 混頻 高頻 調(diào)諧一、緒論收音機(jī)，由機(jī)械，電子，磁鐵等構(gòu)造而成，用電能將電波信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音，收聽廣播電臺(tái)發(fā)射的電波信號(hào)的機(jī)器。又名無(wú)線電、廣播等。 其大致原理就是把從天線接收到的高頻信號(hào)經(jīng)檢波（解調(diào)）還原成音頻信號(hào)，送到耳機(jī)或喇叭變成音波。由于科技進(jìn)步，天空中有了很多不同頻率的無(wú)線電波。如果把這許多電波全都接收下來(lái)，音頻信號(hào)就會(huì)象處于鬧市之中一樣，許多聲音混雜在一起，結(jié)果什么也聽不清了。為了設(shè)法選擇所需要的節(jié)目，在接收天線后，有一個(gè)選擇性電路，它的作用是把所需的信號(hào)（電臺(tái)）挑選出來(lái)，并把

4、不要的信號(hào)“濾掉”，以免產(chǎn)生干擾，這就是我們收聽廣播時(shí)，所使用的“選臺(tái)”旋鈕。 選擇性電路的輸出是選出某個(gè)電臺(tái)的高頻調(diào)頻信號(hào)，利用它直接推動(dòng)揚(yáng)聲器是不行的，還必須把它恢復(fù)成原來(lái)的音頻信號(hào)，這種還原電路稱為解調(diào)，把解調(diào)的音頻信號(hào)送到揚(yáng)聲器，就可以收到廣播。無(wú)線電廣播的接收是由收音機(jī)實(shí)現(xiàn)的。收音機(jī)的接收天線收到空中的電波；調(diào)諧電路選中所需頻率的信號(hào)；檢波器將高頻信號(hào)還原成聲頻信號(hào)(即解調(diào))；解調(diào)后得到的聲頻信號(hào)再經(jīng)過(guò)放大獲得足夠的推動(dòng)功率；最后經(jīng)過(guò)電聲轉(zhuǎn)換還原出廣播內(nèi)容?？梢?，在無(wú)線電廣播和接收過(guò)程中，無(wú)線電波是信息傳播的重要工具。利用無(wú)線電波作為載波，對(duì)信號(hào)進(jìn)行傳遞，可以用不同的裝載方式。在無(wú)線

5、電廣播中可分為調(diào)幅制、調(diào)頻制兩種調(diào)制方式。目前調(diào)頻式收音機(jī)多采用集成芯片并用天線接收。在本次收音機(jī)整機(jī)電路實(shí)現(xiàn)和實(shí)踐中采用的是CXA1691集成芯片和其他的輔助電路，其整機(jī)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)，很適合用來(lái)研究和學(xué)習(xí)。二、收音機(jī)的工作原理2.1調(diào)頻收音機(jī)的基本工作原理 收音機(jī)的原理是把從天線接受到的高頻信號(hào)，經(jīng)檢波還原成音頻信號(hào)，送到揚(yáng)聲器變成音波。是把接收到的電臺(tái)高頻信號(hào)，用一個(gè)變頻級(jí)電路將它轉(zhuǎn)化為頻率固定的中頻信號(hào)，然后再對(duì)這個(gè)中頻信號(hào)進(jìn)行多級(jí)放大，再檢波，低放。由于不同頻率的無(wú)線電波用途較廣、接受的電波較多，所以音頻信號(hào)就會(huì)互相干擾，導(dǎo)致音響效果不好，所以當(dāng)要選

6、擇所需的電臺(tái)并把不要的信號(hào)“濾掉”，以免產(chǎn)生干擾，所以在我們收聽廣播時(shí)，使用選臺(tái)按鈕。由于中頻固定，且頻率比高頻已調(diào)信號(hào)低、中放的增益可以做的較大，工作較穩(wěn)定，通頻帶特性也可做的理想、這樣可以使檢波器獲得足夠大的信號(hào)，從而使整機(jī)輸出音質(zhì)較好的音頻信號(hào),，所以中頻調(diào)諧放大電路可以做到選擇性好、增益高又不易自激。這樣靈敏度和選擇性都可大幅度改善，而且可使整個(gè)波段接受靈敏度均勻! 集成電路收音機(jī)的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，性能指標(biāo)優(yōu)越，體積小等優(yōu)點(diǎn)。FM型的收音機(jī)電路可用如圖1所示的方框圖來(lái)表示。收音機(jī)通過(guò)調(diào)諧回路選出所需的電臺(tái)，送到變頻器與本機(jī)振蕩電路送出的本振信號(hào)進(jìn)行混頻，然后選出差頻作為中頻輸出，

7、中頻信號(hào)經(jīng)過(guò)檢波器檢波后輸出調(diào)制信號(hào)（低頻信號(hào)），調(diào)制信號(hào)（低頻信號(hào)）經(jīng)低頻放大、功率放大后獲得足夠的電流和電壓，即功率，再推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。圖1 ZX3005型FM收音機(jī)電路方框圖2.2 ZX3005調(diào)頻收音機(jī)工作原理的具體分析 本次設(shè)計(jì)中采用的收音機(jī)電路主要由大規(guī)模集成電路CXA1691組成。由于集成電路內(nèi)部不便制作電感、電容和大電阻以及可調(diào)元件，故外圍元件多以電感、電容和電阻及可調(diào)元件為主，組成各種控制、諧振、供電、濾波、耦合等電路。收音機(jī)整機(jī)電路圖如圖2所示。CXA1691內(nèi)部電路圖如圖3所示。圖 2 ZX3005型FM型收音機(jī)電路圖2.2.1輸入調(diào)諧回路 由于同一時(shí)間內(nèi)廣播電臺(tái)很多

8、，收音機(jī)天線接收到的不僅僅是一個(gè)電臺(tái)的信號(hào)。由于各個(gè)電臺(tái)發(fā)射的載波頻率均不相同，收音機(jī)的選頻回路通過(guò)調(diào)諧，改變自身的振蕩頻率，當(dāng)振蕩頻率與某電臺(tái)的載波頻率相同時(shí)，即可選中該電臺(tái)的無(wú)線信號(hào)，從而完成選臺(tái)。由于我們采用的是超外差式收音，選出的信號(hào)并不立即送到檢波級(jí)，而是要進(jìn)行頻率的變換（即變頻，目的是讓收音機(jī)整個(gè)頻段內(nèi)的電臺(tái)放大量基本一致，因?yàn)轭l率穩(wěn)定放大倍數(shù)也就相對(duì)穩(wěn)定）。利用本機(jī)振蕩產(chǎn)生的頻率與外來(lái)接收到的信號(hào)進(jìn)行混頻，選出差頻，即獲得固定的中頻信號(hào)（FM的中頻為10.7MHz） 圖3 CXA1691內(nèi)部方框圖 圖2所示收音機(jī)電路中，這部分電路有兩個(gè)LC調(diào)諧回路，帶箭頭用虛線連在一起的是一只四

9、聯(lián)可變電容器CBM-443DF，其中CA與L1并聯(lián)的是調(diào)頻波段的輸入回路(選臺(tái)回路)，CB與L2并聯(lián)為FM(調(diào)頻)波段本振回路，和可變電容并聯(lián)的分別是與它們適配的微調(diào)電容，用作統(tǒng)調(diào)。以上元件與集成電路(IC)內(nèi)部有關(guān)電路一起構(gòu)成調(diào)諧和本機(jī)振蕩電路，變頻功能基本由IC內(nèi)部完成。 2.2.2中頻放大與檢波 作用：將選臺(tái)、變頻后的中頻調(diào)制信號(hào)（調(diào)頻為 10.7M）送入中頻放大電路進(jìn)行中頻放大，然后再進(jìn)行解調(diào)，取出低頻調(diào)制信號(hào)，即所需要的音頻信號(hào)。在圖2電路中，中頻放大電路的特征是具有“中周(中頻變壓器)”調(diào)諧電路或中頻陶瓷濾波器。IC內(nèi)部變頻電路送出的中頻信號(hào)從“14”腳輸出，10.7MHz的調(diào)頻中

10、頻信號(hào)經(jīng)三端陶瓷濾波器CF2選出送往IC的“17”腳進(jìn)行中放,經(jīng)內(nèi)部鑒頻，IC“2”腳外接的是外接FM鑒頻網(wǎng)絡(luò)，IC的“23-24”腳之間的電容C14是檢波后得到的音頻信號(hào)耦合到音頻功率放大輸入端的耦合電容（通交隔直，讓交流的音頻信號(hào)通過(guò)，直流分量隔離）。2.2.3低頻放大與功率放大 作用：解調(diào)后得到的音頻信號(hào)經(jīng)低頻和功率放大電路放大后送到揚(yáng)聲器或耳機(jī)，完成電聲轉(zhuǎn)換。圖2電路中IC的“1”、“3”、“4”、“2428”腳內(nèi)部都是低頻放大電路?！?”腳為靜噪濾波，接有電容C9（0.022UF），“3”腳所接電容C7（4.7UF）為功率放大電路的負(fù)反饋電容，“4”腳為直流音量控制端（改變引腳電位來(lái)

11、改變內(nèi)部差動(dòng)放大器的放大倍數(shù)），外接音量控制電位器中心抽頭。IC的“25”腳接的C13（10UF）是功率放大電路的自舉電容，以提高OTL功放電路的輸出動(dòng)態(tài)范圍，“26”腳為功放電路供電端，外接C12（220UF）和C16（0.1UF）分別為電源的低頻濾波和高頻濾波電容。音頻信號(hào)經(jīng)“24”腳輸入到IC中進(jìn)行功率放大，放大后的音頻信號(hào)從“27”腳輸出，經(jīng)C10（220U）耦合送到揚(yáng)聲器發(fā)聲，C11（0.1UF）是一只高頻濾波電容，防止高頻成分送入揚(yáng)聲器。2.2.4電源及其他電路 本機(jī)的電源部分包括有兩節(jié)1.5 V電池、“26”腳外圍的低頻濾波電容C20(220UF)、C16（0.1UF）電源高頻濾

12、波電容，“8”腳外圍的低頻去耦濾波電容C8（10U），電源高頻濾波電容C2（0.22UF）及由音量電位器連動(dòng)的電源開關(guān)K1，R2和LED構(gòu)成電源指示電路。 “21”腳外圍的C17（10UF）、“22”腳外圍的C18（10UF）是自動(dòng)增益控制(AGC)電路濾波電容。此外，為了防止各部分電路的相互干擾，IC內(nèi)部各部分的電路都單獨(dú)接地，并通過(guò)多個(gè)引腳與外電路的地相接，如“13”腳是前置電路地，“28”腳是功放電路地。2.2.5天線接收部分 CXAl691內(nèi)部還設(shè)有調(diào)諧高放電路，目的是提高靈敏度。拉桿天線收到的調(diào)頻電磁波由C4耦合進(jìn)入“12”腳調(diào)頻FM高放輸入，再進(jìn)行混頻。總結(jié)：調(diào)頻信號(hào)由TX接收，經(jīng)

13、C4送入IC的12腳進(jìn)行高放、混頻，9腳外接CA調(diào)諧回路選頻，7腳外接CB本振回路，混頻后的中頻信號(hào)由14腳輸出經(jīng)10.7MHz陶瓷濾波器CF2選頻后進(jìn)入17腳進(jìn)行中放，并經(jīng)內(nèi)部鑒頻，IC的2腳外接鑒頻網(wǎng)絡(luò)，鑒頻后的音頻信號(hào)亦由23腳輸出，再經(jīng)C14耦合到24腳進(jìn)行功放推動(dòng)揚(yáng)聲器。三、收音機(jī)電路板的裝配3.1裝配前的準(zhǔn)備及裝配原則3.1.1焊接前需要的材料及工具 電烙鐵：外熱式電烙鐵，功率為30 w，烙鐵頭是銅制。焊錫膏，焊錫，螺絲刀、鑷子，練習(xí)用的電路板，砂紙，練習(xí)用電阻，電容，三極管，散裝的收音機(jī)元件（電阻，電容，發(fā)光二極管，導(dǎo)線，電池，喇叭等等）。具體元件清單如表3.1。表3.1收音機(jī)元

14、件清單序號(hào)材料名稱型號(hào)/規(guī)格位號(hào)數(shù)量1 集成塊CXA1691IC1塊2發(fā)光二極管3紅LED1只3電阻100R41只4電阻150R11只5電阻510R21只6電阻3KR51只7電阻100KR31只8瓷片電容1P、15PC6、C1、C53只9瓷片電容30P、103C3、C4、C2、C194只10瓷片電容223C151只11瓷片電容104C9、C11、C14、C164只12電解電容4.7UFC71只13電解電容10UFC8、C132只14電解電容10UFC17、C182只15電解電容220UFC10、C122只16空心電感5T、4TL1、L2各1只17四聯(lián)可變電容CBM-443DF1只帶開關(guān)電位器個(gè)

15、二端濾波器，三端濾波器.，各個(gè)喇叭個(gè)拉桿天線TX一根耳機(jī)插座.5mm1個(gè)印刷電路板1塊刻度盤1塊圖紙裝配說(shuō)明書1份連體簧、負(fù)極片、正極片3件1套連接導(dǎo)線電池喇叭天線根平機(jī)螺絲2.554粒自攻螺絲251粒平機(jī)螺絲1.65281粒焊片、螺母2.52.0各1個(gè)前后蓋、大小撥盤、磁棒支架1套3.1.2元件裝配順序 1.電阻：將電阻的阻值選擇后根據(jù)兩孔的距離彎曲電阻腳可以采取臥室緊貼電路板安裝，也可以采用立式安裝。本次全部采取臥裝在電路板上， 2.電容：瓷介電容留一半高度，電解電容垂直插到底，注意正負(fù)極性。 3.電位器：按圖裝配。 4.發(fā)光二極管：分清正負(fù)極按外殼開孔位置彎曲好形狀再焊。 5.天線：分清

16、初次級(jí)，處理好后按圖焊接。 6.電源線、揚(yáng)聲器：按圖裝配。3.1.3碳膜電阻大小的識(shí)別碳膜電阻的大小由它的色環(huán)決定，金色和銀色表示誤差，讀數(shù)時(shí)應(yīng)在最后。在碳膜電阻上共有四個(gè)色環(huán)，第一、二個(gè)色環(huán)均表示相應(yīng)的數(shù)字，第三個(gè)色環(huán)表示0的個(gè)數(shù)，第四個(gè)色環(huán)表示誤差，例如一個(gè)電阻的色環(huán)為橙紅黑金，則它表示的電阻值為3000歐姆。顏色與數(shù)字的對(duì)應(yīng)如表3.2表3.2棕紅橙黃綠藍(lán)紫灰白黑金銀12345678905%10%3.1.4焊接電路板的要求印刷電路板的裝配是整機(jī)質(zhì)量的關(guān)鍵，裝配質(zhì)量的好壞對(duì)收音機(jī)的性能有很大的影響。因此焊接電路板總的要求是：a. 元器件在裝配前務(wù)必檢查其質(zhì)量好壞，確保元器件是正常能使用的；b

17、. 裝插位置務(wù)必正確，不能有插錯(cuò)，漏插； c. 焊點(diǎn)要光滑、無(wú)虛焊、假焊和連焊。3.2焊接電路板遵循的原則（1）元器件的裝插焊接：應(yīng)遵循先小后大，先輕后重，先低后高，先外圍再集成電路的原則。我這里還介紹一種辦法就是：以集成電路為中心，從“128”腳外圍電路元件依次一一清理的辦法進(jìn)行裝配，這樣有利于電路熟悉和裝配順利進(jìn)行。（2）瓷介電容、電解電容及三極管等元件立式安裝：引線不能太長(zhǎng)，否則會(huì)降低元器件的穩(wěn)定性，而且容易短路，也會(huì)導(dǎo)致分布參數(shù)受到影響而影響整機(jī)效果；但也不能過(guò)短，以免焊接時(shí)因過(guò)熱損壞元器件。一般要求距離電路板面2mm，并且要注意電解電容的正負(fù)極性，不能插錯(cuò)。 （3）可調(diào)電容器(四聯(lián))

18、的裝插：六腳應(yīng)插到位，不要插反（中心抽頭多一個(gè)引腳的一面為調(diào)頻部分可變電容），應(yīng)該先上螺釘再進(jìn)行焊接。 （4）音量開關(guān)電位器的安裝：首先用銅鉚釘固定兩邊開關(guān)腳，然后再進(jìn)行焊接。使電位器與線路板平行，在焊電位器的三個(gè)焊接片時(shí)，應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)完成，否則易焊壞電位器的動(dòng)觸片、從而造成音量電位器不起作用而失調(diào)或接觸不良。 （5）集成電路的焊接：CD1691為雙列28腳扁平式封裝，焊接時(shí)首先要弄清引線腳的排列順序，并與線路板上的焊盤引腳對(duì)準(zhǔn)，核對(duì)無(wú)誤后，先焊接1、15腳用于固定IC，然后再重復(fù)檢查，確認(rèn)后再焊接其余腳位。由于IC引線腳較密，焊接完后要檢查有無(wú)虛焊，連焊等現(xiàn)象，確保焊接質(zhì)量，否則會(huì)有損壞IC

19、的危險(xiǎn)。四、收音機(jī)的調(diào)試4.1收音機(jī)電路板的調(diào)整原理在調(diào)試前必須確保收音機(jī)能接收到沙沙的電流聲（或電臺(tái)），若聽不到電流聲或電臺(tái)，應(yīng)先檢查電路的焊接有無(wú)錯(cuò)誤、元件有無(wú)損壞，直到能聽到聲音才可做以下的調(diào)整實(shí)驗(yàn)。收音機(jī)的調(diào)整有三種：1.調(diào)中頻即是調(diào)中頻調(diào)諧回路中放電路是決定收音電路的靈敏度和選擇性的關(guān)鍵所在，它的性能優(yōu)劣直接決定了整機(jī)性能的好壞。調(diào)整中頻變壓器，使之諧振在FM/10.7MHz頻率，這就是中放電路的調(diào)整任務(wù)。2.調(diào)覆蓋即是調(diào)本振諧振回路在調(diào)頻收音機(jī)中，決定接收頻率的是本機(jī)振蕩頻率與中頻頻率的差值，而不是輸入回路的頻率，因此，調(diào)覆蓋實(shí)質(zhì)是調(diào)本振頻率和中頻頻率之差。因此調(diào)覆蓋即調(diào)整本振回路

20、，使它比收音機(jī)頻率刻度盤的指示頻率高FM/10.7MHz。在本振電路中，改變振蕩線圈的電感值（即調(diào)節(jié)磁芯）可以較為明顯地改變低頻端的振蕩頻率（但對(duì)高頻端也有影響）。改變振蕩微調(diào)電容的電容量，可以明顯地改變高頻端的振蕩頻率。3.統(tǒng)調(diào)即是調(diào)輸入回路統(tǒng)調(diào)又稱為調(diào)整靈敏度，本機(jī)振蕩頻率與中頻頻率確定了接收的外來(lái)信號(hào)頻率，輸入回路與外來(lái)信號(hào)的頻率的諧振與否，決定了超外差收音機(jī)的靈敏度和選擇性（即選臺(tái)功能），因此，調(diào)整輸入回路使它與外來(lái)信號(hào)頻率諧振，可以使收音機(jī)靈敏度高，選擇性較好。調(diào)整輸入回路的選擇性也稱為調(diào)補(bǔ)償或調(diào)跟蹤，因此，調(diào)整諧振回路的諧振頻率主要是調(diào)整靈敏度，使整機(jī)各波段的調(diào)諧點(diǎn)一致。調(diào)整時(shí)，低

21、端調(diào)輸入回路線圈在磁棒上的位置，高端調(diào)天線接收部分的與輸入回路并聯(lián)的微調(diào)電容。表4.1 CXA1691各腳靜態(tài)電壓參考值腳位12345678FM電壓（V）02.181.51.251.251.251.251.25腳位910111213141516FM電壓（V）1.251.250.30.360.840腳位1718192021222324FM電壓（V）0.3401.601.251.251.250腳位25262728FM電壓（V）3.03.01.50課程設(shè)計(jì)總結(jié)與心得體會(huì) 兩周的課設(shè)已經(jīng)結(jié)束，本次課設(shè)是硬件的組裝。這次課設(shè)，收獲很多。首先，通過(guò)這次課設(shè)，我才真正明白了收音機(jī)的工作原理是：把從天線接受到的高頻信號(hào)，經(jīng)檢波還原成音頻信號(hào)，送到揚(yáng)聲器變成音波。是把接收到的電臺(tái)高頻信號(hào)用一個(gè)變頻級(jí)電路將它轉(zhuǎn)化為頻率固定的中頻信號(hào)，然后再對(duì)這個(gè)中頻信號(hào)進(jìn)行多級(jí)放大，再