河南理工大學高頻電子課設(shè)—高頻超外差式調(diào)幅接收機的制作和調(diào)試

1、河南理工大學通信基本電路課程設(shè)計報告設(shè)計題目：高頻超外差式調(diào)幅接收機的制作和調(diào)試專 業(yè) 班 級： 學           號： 姓            名：                 

2、;                                   指 導 教 師：            

3、;                            教 師 評 分： 做好事從來不留名.學弟們加油目 錄摘 要3一、設(shè)計任務(wù)與要求41.1設(shè)計任務(wù)41.2設(shè)計要求4二、總體方案52.1系統(tǒng)方案實現(xiàn)52.2主要技術(shù)指標5三、設(shè)計內(nèi)容73.1電路原理圖73.2工作原理分析73.2.1、輸入調(diào)諧電路

4、73.2.2、變頻電路83.2.3、中頻放大電路93.2.4、檢波和自動增益控制電路93.2.5、前置低放電路103.2.6、功率放大器(OTL電路)103.3仿真結(jié)果與分析123.3.1仿真模擬123.3.2測試靜態(tài)工作點12四、心得體會17參考文獻18摘 要隨著科學技術(shù)的發(fā)展，調(diào)頻收音機的應(yīng)用十分廣泛，尤其消費類占有相當?shù)氖袌?。從分離元件組成的收音機到由集成電路組成的收音機，調(diào)頻收音機技術(shù)已達到十分成熟的地步。在眾多種收音機中，調(diào)頻收音機以較高的技術(shù)含量和較高的音質(zhì)得到了廣泛的歡迎。 調(diào)頻發(fā)射機也以其良好的發(fā)射效果而被廣泛應(yīng)用。超外差收音機，首先把接收到不同頻率的電臺信號，都變成固定的中

5、頻信號(我國規(guī)定中頻信號是465kHZ)，由中頻放大器進行放大,然后進行檢波，這樣就克服了直放式收音機在接收不同頻率的時候靈敏度不均勻的缺點。而且固定頻率的中頻信號既便于放大又便于調(diào)諧因此超外差式收音機具有靈敏度高、選擇性好的特點。廣播方式從調(diào)幅(AM)廣播時代開始，經(jīng)歷了調(diào)頻(FM)廣播、調(diào)頻立體聲(FM   STEREO)廣播、數(shù)字音頻廣播(DAB)等階段。目前，科學家正研究短波段的數(shù)字廣播(DRM)。本論文主要介紹了利用分立元件組成的FM收音機設(shè)計全過程，包括電路各個模塊參數(shù)的計算，電路各個模塊的分析，電路板的焊接過程、調(diào)試過程，討論了在設(shè)計過程中遇到的問題以及如何解

6、決問題。本次課程設(shè)計成果，基本上滿足要求，性能指標符合。FM收音機電路的缺點是伴有音質(zhì)噪聲，需進一步改進。關(guān)鍵詞：AM收音機、仿真、調(diào)試一、設(shè)計任務(wù)與要求1.1設(shè)計任務(wù)本學期學習了高頻電子線路這門課程，對無線電通信的理論知識有了進一步的理解和認識。這次課程設(shè)計可以通過實踐來考察理論知識的掌握情況，同時也能加深對理論知識的理解，提高設(shè)計能力。通過對一只正規(guī)產(chǎn)品收音機的拆卸、安裝、仿真調(diào)試、了解電子產(chǎn)品的裝配全過程，訓練動手能力，掌握元器件的識別，簡易測試，及整機調(diào)試工藝。  1、掌握HX108-2 七管半導體收音機各功能模塊的基本工作原理； 2、掌握調(diào)幅接收系統(tǒng)的調(diào)

7、試過程及故障排除；  3、 通過對收音機的拆卸、安裝及仿真調(diào)試，了解電子產(chǎn)品的生產(chǎn)制作過程；4、分析仿真和現(xiàn)實的差距，解決實際問題；5、了解如何利用工藝文件獨立進行整機的裝焊和調(diào)試，并達到產(chǎn)品質(zhì)量要求。  1.2設(shè)計要求  1、分析調(diào)幅接收系統(tǒng)各功能模塊的工作原理。 2、仿真調(diào)試及仿真測量結(jié)果。  3、可在此基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新設(shè)計，如改善系統(tǒng)性能。二、總體方案2.1系統(tǒng)方案實現(xiàn)超外差式調(diào)幅接收機由變頻級，中頻放大級，檢波和自動控制帶路，和低頻放大電路構(gòu)成。中頻放大級電路時指變頻輸出至檢波之間的電路，其性能的優(yōu)劣直接影響到收音機的靈敏度，選擇性和頻率

8、特性等指標。從天線感應(yīng)到的高頻調(diào)幅信號，經(jīng)輸入回路的選擇送入變頻器。本振信號與接受到的高頻調(diào)幅信號在變頻器內(nèi)經(jīng)過混頻作用，得到一個 與接受信號調(diào)制規(guī)律相同的固定中頻調(diào)幅信號。該中頻調(diào)幅信號經(jīng)中頻放大后，送如檢波器，把原音頻信號解調(diào)出來，并濾除殘余中頻分量，再由低頻功率放大后推動揚聲器發(fā)出聲音。AGC是自動增益控制電路，自動控制中頻放大增益。由中頻放大器進行放大,然后進行檢波，這樣就克服了直放式收音機在接收不同頻率的時候靈敏度不均勻的缺點。而且固定頻率的中頻信號既便于放大又便于調(diào)諧因此超外差式收音機具有靈敏度高、選擇性好的特點。這也是超外差收音機名稱的由來。2.2主要技術(shù)指標無線電廣播接收機可以

9、接收到的無線電波的頻率范圍稱為工作頻率范圍或波段覆蓋。中波（MW）頻率范圍：535kHz1605kHz短波（SW）頻率范圍： 1.5MHz26.1MHz調(diào)頻（FM）頻率范圍： 88- 108 MHz接收機可以接受到的無線電波的頻率范圍稱為接收機的工作頻率范圍或波段覆蓋。接收機的工作頻率必須與發(fā)射機的工作頻率相對應(yīng)。目前，調(diào)幅制無線電廣播分做長波、中波和短波三個大波段，分別由相應(yīng)波段的無線電波傳送信號。(這里我們只簡單的設(shè)計中波（MW）頻率范圍：535kHz1605kHz )三、設(shè)計內(nèi)容3.1電路原理圖如圖3-1為超外差式收音機的電原理圖： 圖3-13.2工作原理分析超外差式收音機主要由輸入電路

10、、混頻電路、中放電路、檢波電路、前置低頻放大器、功率放大電路和喇叭或耳機組成3.2.1、輸入調(diào)諧電路輸入調(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。3.2.2、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VT l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。   VT l、T2、CB等元件組成本機振

11、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C l對高頻信號相當短路，T l的次級Lcd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控制，CB是雙連電容器的另一連，調(diào)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VT 1的等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VT 1的發(fā)射極上?；祛l電路由VT l、T3的初級線圈等組成，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(diào)諧電路接收到的電臺信號，通過Tl的次

12、級線圈Lcd送到VT l的基極，本機振蕩信號又通過C2送到VT l和發(fā)射極，兩種頻率的信號在T 1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，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，而其它信號幾乎被濾掉。3.2.3、中頻放大電路它主要由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和內(nèi)部電容組成，它們構(gòu)成并聯(lián)諧

13、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(diào)諧和放大。3.2.4、檢波和自動增益控制電路中頻信號經(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。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Vb3Ib3Ic3Vc3通過R3 Vb2Ib2Ic2外信號電壓檢波級的主要任務(wù)是把中頻調(diào)幅信號還原成音頻信號，C4、C5起濾去殘余的中頻成分的作用。3.2.5、前置

14、低放電路 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。3.2.6、功率放大器(OTL電路)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。VT5、VT6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做倒

15、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。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。3.3仿真結(jié)果與分析3.3.1仿真模擬3.3.2測試靜態(tài)工作點（1）典型靜態(tài)電流值 變頻級擔負著本地振蕩和混頻的雙重任務(wù)，工作于非線性區(qū)，因此工作電流不宜過大，在0.250.35mA范圍應(yīng)屬正常 。 中放管VT2處于放大狀態(tài)，其工作點與檢波管VT3工作點互相制約，與R4的大小及Rp位置與關(guān)，集電極電流在0.50.8mA左右，電流太小則影響放大倍數(shù)。 低放級VT4的集電極電流應(yīng)大一些，在1.55mA范圍為宜。 功放VT5、VT6的集電極電流不宜太大也不宜太小

16、，電流太大多消耗電能，電流太小會因兩只三極管的值不一致而產(chǎn)生交越失真。在1.512mA范圍為宜。（2）測試靜態(tài)工作點的方法 打開電位器開關(guān)，音量旋至最小，將雙連可變電容器調(diào)至無電臺處。 用直流電流表分別依次測量印刷電路板上D、C、B、A四個缺口處的電流，應(yīng)基本在電原理圖上標明的范圍內(nèi)，并記錄，填入表3-3中。若所測電流與圖中所標數(shù)值相差較大，應(yīng)查找其原因。表3-3 各級電路靜態(tài)工作點的測量序號電路名稱三極管序號三極管型號1變頻器VT1NPN 90181.50.982.392中頻放大器VT2NPN 90180.7202.413前置放大器VT4NPN 90140.6601.414功率放大器VT5、

17、VT6NPN 90132.21 0.671.52 03.06 1.52調(diào)整中頻頻率中頻頻率調(diào)整的目的：只有收音機中頻變壓器（中周）的每個諧振回路都諧振于465KHz，才能保證整機具有良好的選擇性和靈敏度。中頻頻率的調(diào)整是調(diào)整中周的磁芯，但中周在出廠時都已調(diào)至465KHz除非由于振動等原因可能稍有偏離，所以一般中頻頻率只做微調(diào)或不用調(diào)整。（1）使用信號源調(diào)整方法 在靜態(tài)工作點調(diào)整完成后，把音量旋至適當?shù)奈恢茫p連可變電容器全部旋入（調(diào)諧刻度對應(yīng)最低端），使之處在中波段之外，無電臺干擾，以便于加入測試信號。 將高頻信號發(fā)生器調(diào)定為：載頻為465KHz，調(diào)制信號為1KHz，調(diào)制幅度為30的AM波。信

18、號發(fā)生器輸出接環(huán)形天線，使之產(chǎn)生輻射，輸出場強為10mV/m，并把收音機靠近環(huán)形天線，如圖2-3-12所示；或?qū)⒏哳l信號發(fā)生器的信號輸出電纜的非接地端，接至收音機變頻管基極或雙連天線連的定片，連通兩機接地端，輸出電壓為50uV。 用示波器觀察揚聲器BL兩端的電壓波形，用無感螺絲刀依次調(diào)整中周T4（黑色）和T3（白色）的磁帽，使其BL兩端電壓最大。如果中頻變壓器T3（白色）和T4（黑色）回路諧振頻率偏離過大，則465KHz調(diào)幅信號不能通過中放級，揚聲器BL兩端無電壓，這時應(yīng)左右偏調(diào)信號發(fā)生器的載頻，試一下信號發(fā)生器怎樣的頻率才能使BL兩端有電壓信號，然后由此頻率逐步向465KHz位置逼近，同時調(diào)

19、節(jié)T4（黑色）和T3（白色），直到465KHz中頻頻率調(diào)準為止。并記錄。測量電路如圖3-1所示。圖3-1 調(diào)整中頻測量電路（2）不用信號源調(diào)整方法打開收音機尋一個電臺，一邊聽聲音大小，一邊調(diào)中頻變壓器電感的磁芯，當收不到臺時可在可變電容器的天線邊上接一根一米左右的導線作天線。先調(diào)最后一只中頻變壓器，再調(diào)前邊的一只，直到聲音最大為止。由于有自動增益電路的控制，以及當聲音很響時，人耳對音響的變化不易分辨的緣故。收聽本地電臺當聲音已經(jīng)調(diào)到很響時往往不易調(diào)得更精確，這時可改收外地電臺或轉(zhuǎn)動磁性天線方向以減小輸入信號。按上述方法反復細調(diào)兩三次就可以了。（3）中頻調(diào)試可能出現(xiàn)的問題 調(diào)節(jié)時，若音量不變化或

20、變化遲鈍，可能中頻變壓器（中周）初級線圈局部短路或受潮，也可能是槽路電容漏電失效、脫焊，或中放靜態(tài)電流太大等原因造成的。 如果聲音達到最大時收音機發(fā)出哨叫，可能中放靜態(tài)電流太大，中周諧振頻率偏高，而引起的自激。 調(diào)整時要小心，不可用力過猛，以免中周磁帽破碎。調(diào)整頻率范圍中周調(diào)好后，就可以進行調(diào)整頻率范圍，也叫調(diào)整波段覆蓋?？傊?，就是要使雙連從全部旋入到全部旋出，所接收信號的頻率范圍正好是整個中波段。也就是使調(diào)諧指針所對應(yīng)的頻率刻度與接收到的電臺頻率對應(yīng)（即對刻度）。另由前述可知調(diào)整的頻率范圍為：上限頻率?。合孪揞l率?。骸Ｓ捎谶x臺時起主要作用的是本機振蕩回路，即使輸入回路稍有失諧，由于它的通頻帶

21、較寬，所以對整機靈敏度和選擇性的影響不大。所以，通過調(diào)整本機振蕩頻率，來達到調(diào)整頻率范圍的目的。調(diào)整時先調(diào)中波段低端，再調(diào)高端。調(diào)整頻率范圍的低端是調(diào)振蕩線圈T2（紅色）的磁芯，調(diào)整頻率范圍的高端是調(diào)整振蕩回路的半可變電容器，因為此時雙連全部旋出振蕩連CB達到最小值，調(diào)整振蕩連微調(diào)電容，使高端頻率變化范圍大。使用信號源調(diào)整方法： 調(diào)整低端頻率：將高頻信號發(fā)生器調(diào)定為：載頻為520KHz，調(diào)制信號為1KHz，調(diào)制幅度為30的AM波。信號發(fā)生器輸出接環(huán)形天線，使之產(chǎn)生輻射，輸出場強為5mV/m，并把收音機靠近環(huán)形天線；或?qū)⒏哳l信號發(fā)生器的信號輸出電纜的非接地端，接至收音機輸入回路a端。連通兩機接地端，輸出電壓為50uV。雙連全部旋入（對應(yīng)最小刻度），用示波器觀察揚聲器BL兩端的電壓波形，調(diào)整振蕩線圈T2（紅色）的磁帽，使其電壓幅度最大。調(diào)整低端頻率有個規(guī)律：當電壓幅度最大值在指針偏低于535KHz刻度時出現(xiàn)，可將振蕩線圈的磁芯旋進（增大電感L）。反之，若電壓幅度最大值在指針偏高于535KHz刻度時出