通信終端創(chuàng)新設(shè)計

1、通信終端創(chuàng)新設(shè)計CDIO二級項目1.課程設(shè)計目的及任務(wù)要求 1.1設(shè)計目的（1）掌握理解收音機的工作原理，理解超外差的工作原理；理解調(diào)制及解調(diào)的工作原理。 （2）掌握收音機的組成和原理框圖及其電路原理圖。 （3）掌握超外差收音機的硬件焊接及組裝。 1.2 任務(wù)要求 1.2.1技術(shù)指標(biāo)要求 （1) 接收頻率范圍：540Hz-1600Hz. （2）不失真功率大于等于50mW. （3）選擇性大于等于10dB.1.2.2 工藝技術(shù)要求（1）原件排列整齊，焊點可靠、圓潤（2）頻率刻度示數(shù)與實際接收頻率誤差?。?）組裝牢固，輕擊仍可正常工作2.超外差收音機工作原理  2.1 超外差式工作方式因為

2、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535KHz-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。  所謂超外差式，就是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)生的本地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波（如：調(diào)幅中頻國際上統(tǒng)一為465KHz或455KHz）調(diào)制波。超外差的實質(zhì)就是將調(diào)制波不同頻率的載波，變

3、成固定的且頻率較低的中頻載波。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）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 超外差收音機電路原理如圖2.1所示。圖2.1 9018-2型袖珍收音機的電路原理圖超外差

4、收音機方框圖如圖2.2所示圖2.2 超外差收音機原理框圖 2.2.1 天線磁棒線圈作為收音機的天線，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(dāng)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=V×T，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= V×T /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

5、線圈，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。2.2.2 輸入調(diào)諧電路輸入調(diào)諧電路如圖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(dāng)改變CA時，就能收到不同頻率的電臺信號，最低535KHz，最高1605KHz。 圖2.3 輸入調(diào)諧電路圖 圖2.4 變頻電路圖2.2.3 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

6、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。變頻電路圖如圖2.4所示。2.2.3.1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(dāng)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

7、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VT1的發(fā)射極上。2.2.3.2混頻電路混頻電路由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

8、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。混頻電路的負(fù)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，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(zhǔn)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

9、振蕩電路的頻率正好相差465KHz。2.2.4中頻放大電路 中頻放大電路如圖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(fù)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

10、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。2.2.5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Vc3Ic2Ib2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

11、， 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。2.2.6 前置低頻放大電路前置低頻放大電路如圖2.6所示。 圖2.6 前置低頻放大電路 圖2.7 功率放大器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(fù)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VT4的基極對地的信號電壓的大小，可達(dá)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。2.2.7功率放大器電路(OTL) 功率放大器電路如圖2.7所示。

12、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(fù)半周導(dǎo)通，一個負(fù)責(zé)放大正半周的信號，一個負(fù)責(zé)放大負(fù)半周的信號。為避免交越失真或非對稱失真，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

13、，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.安裝及調(diào)試3.1 安裝過程3.1.1組裝前的準(zhǔn)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(biāo)明，組裝前需辨認(rèn)清楚。辨認(rèn)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(lán)紫灰白黑金銀12345678905%10%電容這里提供的電容

14、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(fù)（-），電容器的外皮上也有明顯的“-”極標(biāo)志。發(fā)光二極管LED也可以此為依據(jù)判斷其正負(fù)。電解電容會將容值和單位標(biāo)記在元件上，而瓷片電容則標(biāo)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=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。3.1.2

15、組裝焊接 首先組裝并焊接電阻等體積較小的元器件，焊接時應(yīng)當(dāng)注意焊接某點時，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(dāng)，焊得牢固，焊點圓潤飽滿。元件清單如下：序號名稱型號規(guī)格位號數(shù)量序號名稱型號規(guī)格位號數(shù)量1三極管3DG201(綠,黃)VT11支18瓷片電容682,103C2,C1各12三極管3DG201(藍(lán),紫)VT2,VT32支19瓷片電容223C4,C5C73支3三極管3DG201(灰,紫)VT4,1支20瓷片電容CBM-223CA1支4三極管9013HVT5,VT62支21收音機前蓋1個5發(fā)光二極管3紅LED1支22收音機后蓋1個6磁棒線圈5*13*55mmT

16、11套23刻度尺音窗各17中周紅，白，黑T2，T3，T43個24雙聯(lián)拔盤1個8輸入變壓器E型六個引出腳T51個25電位器拔器1個9揚聲器58mmBL1個26磁棒支架1個10電阻器100歐姆R6，R8，R103支27印刷電路1塊11電阻器120歐姆R7，R92支28電原理圖及裝配說明1份12電阻器3301.8K歐姆R11,R12各1支29電池正負(fù)極簧片(3件)1套13電阻器30K，100KR4，R5各1支30連線導(dǎo)線4根14電阻器30K，200KR3，R1各1支31立體聲耳機35mmJ1個15電位器5K（帶開關(guān)插腳）RP1支32雙聯(lián)及投盤25*53粒16電解電容047uF（?。?0uFC6,C3

17、各1支33電位器拔盤16*51粒17電解電容100uFC8,C92支34自攻螺絲2*51粒元件清單3.2 調(diào)試過程調(diào)試前的檢查應(yīng)當(dāng)檢查以下幾點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(fù)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。接通電源，指示燈亮起，一次測量A、B、C、D四點的靜態(tài)工作點。A點測得電流為0.5mA，改變R1從200K到400K，使其電流為0.3mA。B點測得電流為1mA，改變R3從120K到240K，使其電流為0.6mA. C點

18、測得電流為3mA，改變R5從100K到156K，使其電流為2.1mA. D點測得電流為1.6mA.基本滿足要求。4. 小結(jié)在這次組裝收音機的課程設(shè)計中，最重要的是理解了超外差收音機的原理。超外差收音機的引入是因為放大器的頻率響應(yīng)只對某一頻率的信號進行放大，所以不同電臺信號要想同時放大，接收有最好的效果，就引入了超外差收音機，將不同的頻率的信號都通過變頻，成為465KHz頻率的信號，再進行放大。因為在組裝收音機的時候工具有限，所以沒有太多的統(tǒng)調(diào)過程。最后經(jīng)過粗略的調(diào)試，收音機也算是能夠正常工作，并收到了一些電臺的信號，但只有一個電臺的信號比較清楚。最重要的是理解了超外差收音機的工作原理，對于電路中各個元件的功能有了一定的了