超外差式收音機設(shè)計PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1超外差式收音機設(shè)計超外差式收音機設(shè)計1. 聲音信號都是一樣的，如果不處理就向空中發(fā)射，則所聲音信號都是一樣的，如果不處理就向空中發(fā)射，則所有電臺的聲音信號將混在一起，將互相干擾變成雜音而有電臺的聲音信號將混在一起，將互相干擾變成雜音而無法接收。因此必須利用調(diào)制將不同信號調(diào)制在不同頻無法接收。因此必須利用調(diào)制將不同信號調(diào)制在不同頻段上。段上。2. 低頻電磁波傳輸距離不如高頻電磁波，且要求較長的發(fā)低頻電磁波傳輸距離不如高頻電磁波，且要求較長的發(fā)射天線。通過調(diào)制可以將低頻信號變?yōu)楦哳l信號。射天線。通過調(diào)制可以將低頻信號變?yōu)楦哳l信號。（一）調(diào)制的作用：（一）調(diào)制的作用：4L發(fā)射天線長度與波長的

2、關(guān)系：第1頁/共47頁信號的調(diào)制方式：信號的調(diào)制方式：調(diào)幅（調(diào)幅（AM）調(diào)頻（調(diào)頻（FM）調(diào)相（調(diào)相（PM）無線廣播采用無線廣播采用(二二) 調(diào)幅（幅度調(diào)制）基本原理：調(diào)幅（幅度調(diào)制）基本原理：調(diào)幅: 是使高頻載波信號的振幅隨調(diào)制信號的瞬時變化而變化。也就是說，通過用調(diào)制信號來改變高頻信號的幅度大小，使得調(diào)制信號的信息包含入高頻信號之中，通過天線把高頻信號發(fā)射出去，然后就把調(diào)制信號也傳播出去了。第2頁/共47頁載頻信號載頻信號（高頻信號）（高頻信號）調(diào)制信號調(diào)制信號（聲音信號）（聲音信號）調(diào)幅信號輸出調(diào)幅信號輸出調(diào)制器調(diào)制器長波：長波：f535kHz中波：中波：535kHz f1605kHz短

3、波：短波：1.5MHz f26MHztu音頻信號音頻信號tu包絡(luò)線包絡(luò)線調(diào)幅波調(diào)幅波tu高頻載波信號高頻載波信號調(diào)幅波調(diào)制過程調(diào)幅波調(diào)制過程第3頁/共47頁 ( (三三) ) 頻率調(diào)制，簡稱調(diào)頻頻率調(diào)制，簡稱調(diào)頻(FM)(FM) 調(diào)頻廣播頻率調(diào)頻廣播頻率87MHz87MHzl08MHz (VHFl08MHz (VHF波段波段) )。 電視信號的傳播也采用調(diào)頻方式，其頻率范圍在電視信號的傳播也采用調(diào)頻方式，其頻率范圍在40MHz40MHz950MHz950MHz之間。調(diào)頻之間。調(diào)頻(FM)(FM)廣播正是在此范圍中劃分出的廣播正是在此范圍中劃分出的一段，規(guī)定專門用于廣播。調(diào)幅和調(diào)頻兩種調(diào)制方式，

4、一段，規(guī)定專門用于廣播。調(diào)幅和調(diào)頻兩種調(diào)制方式，各有其優(yōu)缺點。各有其優(yōu)缺點。第4頁/共47頁二二. 無線電廣播的接收無線電廣播的接收 無線廣播的接收儀器為收音機。在晶體管收音機中，多采用磁性無線廣播的接收儀器為收音機。在晶體管收音機中，多采用磁性天線作為接收信號的天線。天線作為接收信號的天線。磁性天線結(jié)構(gòu)圖磁性天線結(jié)構(gòu)圖電路符號電路符號初級初級次級次級磁棒磁棒線圈線圈LC并聯(lián)諧振回路：LCfa21CCCLfafa= fS某臺載頻電磁波在LC回路中產(chǎn)生并聯(lián)諧振在次級線圈中感生出高頻調(diào)幅信號接收到信號第5頁/共47頁三、直放式收音機收音機必須具備的基本電路是：輸入電路、檢波電路和放大電路收音機必須

5、具備的基本電路是：輸入電路、檢波電路和放大電路第6頁/共47頁由磁性天線由磁性天線T和兩個可和兩個可 變變電容組成輸入調(diào)諧回路，電容組成輸入調(diào)諧回路，負責(zé)收集電磁波和選擇電負責(zé)收集電磁波和選擇電臺臺第7頁/共47頁TA7642TA7642是一只微型集成電路，外是一只微型集成電路，外形和三極管相同如圖所示，它內(nèi)形和三極管相同如圖所示，它內(nèi)部集里部集里1010只三極管，包括三級高只三極管，包括三級高放、一級檢波和一級低頻緩沖放放、一級檢波和一級低頻緩沖放大。大。第8頁/共47頁第9頁/共47頁四、超外差收音機原理四、超外差收音機原理 所謂超外差式，就是通過輸入回路先將電臺高頻調(diào)制所謂超外差式，就是

6、通過輸入回路先將電臺高頻調(diào)制波接收下來，和本地振蕩回路產(chǎn)生的本振信號一并送入混波接收下來，和本地振蕩回路產(chǎn)生的本振信號一并送入混頻器，再經(jīng)中頻回路進行頻率選擇，得到一固定的中頻載頻器，再經(jīng)中頻回路進行頻率選擇，得到一固定的中頻載波。波。 超外差的實質(zhì)就是將調(diào)制波不同頻率的載波，變成一固超外差的實質(zhì)就是將調(diào)制波不同頻率的載波，變成一固定的且頻率較低的中頻載波。定的且頻率較低的中頻載波。第10頁/共47頁載波為載波為465KHz465KHz的的調(diào)幅波調(diào)幅波混頻混頻中頻選擇回路中頻選擇回路本振本振超外差原理圖超外差原理圖 在超外差的設(shè)計中，本振頻率高于輸入頻率。在超外差的設(shè)計中，本振頻率高于輸入頻率

7、。用同軸雙聯(lián)可變電容器，使輸入回路電容用同軸雙聯(lián)可變電容器，使輸入回路電容C1-4和本振回路電容和本振回路電容C1-3同步變化，從而使頻率差同步變化，從而使頻率差值始終保持近似一致，其差值即為中頻，即：值始終保持近似一致，其差值即為中頻，即：)465(中頻信號本振KCfffC1-4C1-3第11頁/共47頁 最簡最簡AM收音機收音機(也稱高放式收音機也稱高放式收音機)可行性、使用性太可行性、使用性太差，不適合日常使用。差，不適合日常使用。 比較起來，超外差式收音機具有以下優(yōu)點：比較起來，超外差式收音機具有以下優(yōu)點：（1）接收高低端電臺（不同載波頻率）的靈敏度一致；）接收高低端電臺（不同載波頻率

8、）的靈敏度一致；（2）靈敏度高；）靈敏度高；（3）選擇性好（不易串臺）。）選擇性好（不易串臺）。第12頁/共47頁1. 調(diào)幅調(diào)幅(AM)收音機工作原理收音機工作原理 調(diào)幅調(diào)幅(AM)(AM)收音機由輸入回路、本振回路、混頻回路、收音機由輸入回路、本振回路、混頻回路、檢波回路、自動增益控制回路檢波回路、自動增益控制回路(AGC)(AGC)及音頻放大回路組成。及音頻放大回路組成。輸入輸入混頻混頻中放中放檢波檢波低放低放本振本振AGC調(diào)幅收音機原理框圖調(diào)幅收音機原理框圖第13頁/共47頁2. 調(diào)頻調(diào)頻(FM)收音機工作原理收音機工作原理 調(diào)頻（調(diào)頻（FM）收音機由輸入回路、高放回路、本振回路、）收音

9、機由輸入回路、高放回路、本振回路、混頻回路、中放回路、鑒頻回路、立體聲解調(diào)回路和雙聲道混頻回路、中放回路、鑒頻回路、立體聲解調(diào)回路和雙聲道音頻放大回路組成。音頻放大回路組成。輸入輸入高放高放混頻混頻中放中放鑒頻鑒頻去加重去加重低放低放本振本振AFC調(diào)頻收音機原理框圖調(diào)頻收音機原理框圖第14頁/共47頁 調(diào)幅（調(diào)幅（AMAM） 調(diào)頻（調(diào)頻（FMFM） 優(yōu)優(yōu) 點點 傳播距離遠，覆蓋面?zhèn)鞑ゾ嚯x遠，覆蓋面大大電路相對簡單電路相對簡單 1.1.傳送音頻頻帶較寬（傳送音頻頻帶較寬（100Hz 100Hz 5KHz5KHz）適宜于高保真音樂廣播）適宜于高保真音樂廣播2.2.抗干擾性強，內(nèi)設(shè)限幅器除去幅度抗干

10、擾性強，內(nèi)設(shè)限幅器除去幅度干擾干擾3.3.應(yīng)用范圍廣，用于多種信息傳遞應(yīng)用范圍廣，用于多種信息傳遞4.4.可實現(xiàn)立體聲廣播可實現(xiàn)立體聲廣播缺點缺點1. 1. 傳送音頻頻帶窄傳送音頻頻帶窄 （200Hz2500Hz200Hz2500Hz），）， 高音缺乏高音缺乏 2.2.傳播中易受干擾，傳播中易受干擾，噪噪 聲大聲大 1.1.傳播衰減大，覆蓋范圍小傳播衰減大，覆蓋范圍小調(diào)幅和調(diào)頻優(yōu)缺點第15頁/共47頁磁性天線回路，作用是選臺，并將信號通過繞在磁棒上的次級線圈耦合到變頻級五五. 超外差式調(diào)幅收音機超外差式調(diào)幅收音機調(diào)頻輸入調(diào)頻輸入電路電路變變頻頻電電路路中中頻頻放放大大檢檢波波音音頻頻放放大大功

11、功率率放放大大ut高頻高頻調(diào)幅調(diào)幅信號信號ut放大放大的中的中頻調(diào)頻調(diào)幅信幅信號號ut音音頻頻信信號號ut放大放大的音的音頻信頻信號號ut中頻調(diào)中頻調(diào)幅信號幅信號465kHz將高頻調(diào)幅波變成中頻調(diào)幅波，我國采用的中頻頻率固定為465kHz。高頻和中頻調(diào)幅波的包絡(luò)線相同將中頻調(diào)幅信號選頻、放大。中頻放大器為以LC諧振回路為負載的窄帶放大器，可有效抑制其他信號。將中頻調(diào)幅信號還原成音頻信號電壓。音頻放大和功率放大的作用是放大音頻信號以推動揚聲器發(fā)聲。 工作過程工作過程第16頁/共47頁超外差收音機先將高頻信號通過變頻變成中頻信號，此超外差收音機先將高頻信號通過變頻變成中頻信號，此信號的頻率高于音頻

12、信號頻率，其頻率固定為信號的頻率高于音頻信號頻率，其頻率固定為465kHz。由于由于465kHz取自于本地振蕩信號頻率于外部高頻信號頻取自于本地振蕩信號頻率于外部高頻信號頻率之差，故成為超外差。率之差，故成為超外差。即：即：465kHz5351605kHz10002070kHz（高頻調(diào)幅信號）（本振）中頻Sfff0頻率變換是怎樣實現(xiàn)的？頻率變換是怎樣實現(xiàn)的？第17頁/共47頁超外差式的優(yōu)點：超外差式的優(yōu)點：1. 中放可采用窄帶放大器?？梢暂^容易地實現(xiàn)很高的增中放可采用窄帶放大器?？梢暂^容易地實現(xiàn)很高的增益，工作也比較穩(wěn)定。能獲得較高的靈敏度和穩(wěn)定性益，工作也比較穩(wěn)定。能獲得較高的靈敏度和穩(wěn)定性

13、。直接放大式的高放必須采用寬帶放大器，在增益要。直接放大式的高放必須采用寬帶放大器，在增益要求較高的情況下其實現(xiàn)較為困難，而工作也不穩(wěn)定。求較高的情況下其實現(xiàn)較為困難，而工作也不穩(wěn)定。2. 中放級采用窄帶放大器，經(jīng)多個諧振回路選擇。有較中放級采用窄帶放大器，經(jīng)多個諧振回路選擇。有較強的選擇性和較高的信噪比。強的選擇性和較高的信噪比。3. 由于不論哪一個電臺的廣播信號，在接收中都變成固由于不論哪一個電臺的廣播信號，在接收中都變成固定頻率的中頻信號在放大，因此，對不同電臺具有大定頻率的中頻信號在放大，因此，對不同電臺具有大致相同的靈敏度。致相同的靈敏度。第18頁/共47頁I.接收回路（接收回路（C

14、1A、B1）LC并聯(lián)諧振回路在其固有振蕩頻率等于外界某電磁波頻率時產(chǎn)生并聯(lián)諧振，從而將某臺的調(diào)幅發(fā)射信號接收下來。并通過線圈耦合到下一級電路。第19頁/共47頁II.變頻電路（變頻電路（BG1、C1B、B2、B3）直流、f0、fs 、f0 - fs 、f0 + fs 、2f0 、2fs f中頻中頻= f0 - f s =465kHzf0B2B3C1BBG1fsf0 = 465kHz在超外差收音機中在超外差收音機中，用一只晶體管同，用一只晶體管同時產(chǎn)生本振信號和時產(chǎn)生本振信號和完成混頻工作，這完成混頻工作，這種電路稱為變頻。種電路稱為變頻。作用：將天線回路的高頻調(diào)幅信號變成頻率固定的中頻調(diào)幅信號

15、。原理：利用晶體管（BG1）的非線性特性，對輸入信號的頻率進行合成，得到多個頻率不同的輸出信號，并通過選頻回路選擇所需要的信號。第20頁/共47頁III.中頻放大電路中頻放大電路作用：將中頻信號進行放大。作用：將中頻信號進行放大。要求：1.有足夠的中放增益（60dB），常采用兩級放大；2.有合適的通頻帶（10kHz）；頻帶過窄，音頻信號中各頻率成分的放大增益將不同，將產(chǎn)生失真；頻帶過寬，抗干擾性將減弱、選擇性降低。 為了實現(xiàn)中放級的幅頻特性，中放級都以為了實現(xiàn)中放級的幅頻特性，中放級都以LCLC并聯(lián)諧并聯(lián)諧振回路為負載的選頻放大器組成，級間采用變壓器耦合振回路為負載的選頻放大器組成，級間采用變

16、壓器耦合方式。方式。第21頁/共47頁IV. 檢波電路（檢波電路（BG3、 C5、C11、R8 、W） TTuiu0BG3R8200C50.01uW5Kuiu0BG3在電路中的使用相當(dāng)于一個二極管。在電路中的使用相當(dāng)于一個二極管。原理：當(dāng)原理：當(dāng)BG3輸入到某一正半周峰值時，輸入到某一正半周峰值時， BG3導(dǎo)通，導(dǎo)通，C5、C11充電，當(dāng)充電，當(dāng)BG3的輸入電壓小于的輸入電壓小于C5上的電壓時，上的電壓時， BG3截止，截止， C5、C11放電，放電時間常數(shù)遠大于充電時間常數(shù)，放電，放電時間常數(shù)遠大于充電時間常數(shù)，這樣在放電時這樣在放電時C5上的電壓變化不大。在下一個峰點到來時，上的電壓變化不

17、大。在下一個峰點到來時， BG3導(dǎo)通，導(dǎo)通， C5、C11繼續(xù)充電繼續(xù)充電。這樣就能將中頻信號中包含音。這樣就能將中頻信號中包含音頻信息的包絡(luò)線檢測出來。頻信息的包絡(luò)線檢測出來。第22頁/共47頁V.低放和功放（低放和功放（BG4、BG6、BG7、B5、B6）低頻放大：低頻放大：BG4。功率放大：主要有功率放大：主要有BG6、BG7組成的互補對稱功率放大器構(gòu)成。組成的互補對稱功率放大器構(gòu)成。作用：對音頻信號的幅度和功率進行放大，推動揚聲器。作用：對音頻信號的幅度和功率進行放大，推動揚聲器。B5：輸入變壓器B6：輸出變壓器第23頁/共47頁 調(diào)頻（FM）收音機由輸入回路、高放回路、本振回路、混頻

18、回路、中放回路、鑒頻回路和音頻功率放大器組成。 信號與本地振蕩器產(chǎn)生的本振信號進行FM混頻，混頻后輸出。 FM混頻信號由FM中頻回路進行選擇，提取以中頻10.7MHz 為載波的調(diào)頻波。該中頻選擇回路由10.7MHz濾波器構(gòu)成。中頻調(diào)制波經(jīng)中放電路進行中頻放大，然后進行鑒頻得到音頻信號，經(jīng)功率放大輸出，耦合到揚聲器，還原為聲音。如圖所示。六六. 超外差式調(diào)頻收音機超外差式調(diào)頻收音機第24頁/共47頁I.輸入回路輸入回路調(diào)頻收音機輸入回路分為固定調(diào)諧式輸入回路和可變調(diào)諧式輸入回路。固定調(diào)諧式輸入回路的諧振頻率為87108MHz的調(diào)頻波段中間（98MHz）附近的固定值。波段兩端的靈敏度較高，中間有些

19、失真，增益較低，為補償波段中間的增益，將輸入回路的調(diào)諧頻率調(diào)到中間。第25頁/共47頁I.輸入回路輸入回路使用雙連可變電容器：一連用于本振諧振回路，一連用于高頻放大輸出端諧振回路。輸入回路的天線采用拉桿天線，有單桿和雙桿之分，單桿對地不平衡，雙桿對地平衡。第26頁/共47頁I.輸入回路輸入回路可變調(diào)諧式輸入回路此電路采用三連或多連可變電容器。天線接收的電臺信號，通過L1、L2耦合到由L2、Cla、C2、C3、C4和C5組成的輸入回路。第27頁/共47頁I.輸入回路輸入回路可變調(diào)諧式輸入回路的優(yōu)點改變輸入回路的可變電容，使其與所要接收電臺的信號頻率發(fā)生諧振，其它頻率的干擾受到很大的衰減，既增加了

20、選擇性，又提高了抗干擾能力。第28頁/共47頁II.高頻放大電路高頻放大電路高頻放大電路一般采用共基極電路。1. 晶體管共基極高放電路晶體管共基極高放電路因為共基電路的截止頻率高、內(nèi)部反饋小、工作穩(wěn)定性好、有較好的增益，適于高頻放大，并且共基電路輸入阻抗低，容易與天線輸入阻抗相匹配。第29頁/共47頁II.高頻放大電路高頻放大電路L1、L2組成固定調(diào)諧式單桿不平衡直接耦合輸入回路。輸入回路選擇出的信號由變壓器耦合到高頻放大管基極，進行高頻放大后，再由C5、C6a、C7、C8與L2組成的可變調(diào)諧回路對信號進一步選擇。1. 晶體管共基極高放電路晶體管共基極高放電路第30頁/共47頁II.高頻放大電

21、路高頻放大電路調(diào)節(jié)C6a，使調(diào)諧回路諧振于所要接收的電臺頻率上，從而對無用電臺信號或干擾信號加以抑制，從而選擇出所要接收的電臺信號，經(jīng)C9耦合到混頻管1. 晶體管共基極高放電路晶體管共基極高放電路第31頁/共47頁II.高頻放大電路高頻放大電路R1、R2、R3為該電路偏置電阻，AGC控制電壓經(jīng)R2加至高放管基極。C6a從容量最大變化到最小時，調(diào)諧回路從低端87MHz變化到高端108MHz1. 晶體管共基極高放電路晶體管共基極高放電路第32頁/共47頁II.高頻放大電路高頻放大電路C5、C7用于調(diào)諧回路在高端與本振回路進行統(tǒng)調(diào)。1. 晶體管共基極高放電路晶體管共基極高放電路C8容量較大，對高頻相

22、當(dāng)于短路，主要起隔直作用。第33頁/共47頁II.高頻放大電路高頻放大電路在性能要求較高的調(diào)頻收音機中，高放管多采用場效應(yīng)管。2. 場效應(yīng)管共源極高放電路場效應(yīng)管共源極高放電路因為場效應(yīng)管與晶體管相比具有阻抗較高，動態(tài)范圍大，噪聲系數(shù)低等優(yōu)點。將場效應(yīng)管應(yīng)用于高放電路，可大大提高對打信號的承受能力，減小失真，提高整機的選擇性。第34頁/共47頁III.中頻放大電路中頻放大電路作用：將中頻信號進行放大。作用：將中頻信號進行放大。要求：1.有足夠的中放增益,常采用兩級放大；2.有合適的通頻帶；頻帶過窄，音頻信號中各頻率成分的放大增益將不同，將產(chǎn)生失真；頻帶過寬，抗干擾性將減弱、選擇性降低。 為了實

23、現(xiàn)中放級的幅頻特性，中放級都以為了實現(xiàn)中放級的幅頻特性，中放級都以LCLC并聯(lián)諧并聯(lián)諧振回路為負載的選頻放大器組成，級間采用變壓器耦合振回路為負載的選頻放大器組成，級間采用變壓器耦合方式。方式。第35頁/共47頁III.中頻放大電路中頻放大電路輸入級輸入級中間一級中間一級放大器放大器輸出輸出級級中間二級中間二級放大器放大器輸入級為變壓器阻抗變換電路，通過部分接入并聯(lián)諧振回路的抽頭位置，可以進行阻抗變換，實現(xiàn)回路與信號源及負載之間的阻抗匹配。中間第一級雙調(diào)諧放大器：使電壓增益有所增大即是使電壓放大倍數(shù)十幾倍、通頻帶顯著加寬。中間級第二級：兩級放大電壓增益相乘，通過中間級第二級使電壓放大倍數(shù)增加到

24、100倍，即實現(xiàn)電壓增益大約40DB。輸出部分用射極跟隨器使電壓放大倍數(shù)幾乎不變，同相輸出，但實現(xiàn)了輸入阻抗比較大，而輸出阻抗比較小。 第36頁/共47頁1. 輸入級阻抗變換電路是一種將實際負載阻抗變換為前級網(wǎng)絡(luò)所需要的最佳負載阻抗的電路。阻抗變換電路對于提高整個電路的性能具有重要作用。 III.中頻放大電路中頻放大電路第37頁/共47頁2. 中間一級放大器采用雙調(diào)諧回路的放大器，其頻率響應(yīng)在通頻帶雙調(diào)諧回路放大內(nèi)可以做得較為平坦，在頻帶邊緣上有更陡峭的截止。具有較寬的通頻帶和較好的選擇性。III.中頻放大電路中頻放大電路超外差接收機中的中頻放大器常采用雙回路的調(diào)諧放大器。第38頁/共47頁2. 中間一級放大器III.中頻放大電路中頻放大電路雙回路的調(diào)諧放大器與單調(diào)諧回路諧振放大器比較：雙調(diào)諧回路諧振放大