電工電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)——超外差調(diào)幅收音機(jī)單次修改一1

1、題目_超外差調(diào)幅收音機(jī)_班級(jí)_09無非四班_學(xué)號(hào)_200910210421_姓名_劉毅_指導(dǎo)_徐瓊瓊_時(shí)間_2011年6月8日_景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院電工電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書姓名劉毅_ 班級(jí) _09無非四班 指導(dǎo)老師徐瓊瓊設(shè)計(jì)課題： 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求查找一個(gè)感興趣的電工電子技術(shù)應(yīng)用電路，要求電子元件超過3050個(gè)或以上，根據(jù)應(yīng)用電路的功能，確定封面上的題目，然后完成以下任務(wù)：1、 分析電路由幾個(gè)部分組成，并用方框圖對(duì)它進(jìn)行整體描述；2、 對(duì)電路的每個(gè)部分分別進(jìn)行單獨(dú)說明，畫出對(duì)應(yīng)的單元電路，分析電路原理、元件參數(shù)、所起的作用、以及與其他部分電路的關(guān)系等等；3、 用簡單的電路圖繪圖軟件繪出整體電路圖，在

2、電路圖中加上自己的班級(jí)名稱、學(xué)號(hào)、姓名等信息；4、 對(duì)整體電路原理進(jìn)行完整功能描述；5、 列出標(biāo)準(zhǔn)的元件清單；注意學(xué)術(shù)自律：全部圖文都要求是自己組織編寫繪制的，嚴(yán)禁復(fù)制粘貼他人的成果，設(shè)計(jì)如果出現(xiàn)與同學(xué)或網(wǎng)絡(luò)上其他作品雷同大于50% ，則直接按不及格處理！設(shè)計(jì)步驟1、 查閱相關(guān)資料，開始撰寫設(shè)計(jì)說明書；2、 先給出總體方案并對(duì)工作原理進(jìn)行大致的說明；3、 依次對(duì)各部分分別給出單元電路，并進(jìn)行相應(yīng)的原理、參數(shù)分析計(jì)算、功能以及與其他部分電路的關(guān)系等等說明；4、 列出標(biāo)準(zhǔn)的元件清單；5、 總體電路的繪制及總體電路原理相關(guān)說明；6、列出設(shè)計(jì)中所涉及的所有參考文獻(xiàn)資料。設(shè)計(jì)說明書字?jǐn)?shù)不得少于3000字

3、。參考文獻(xiàn)目錄1、 總體方案與原理說明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42、 輸入回路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53、 本振電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64、 混頻電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85、 中頻放大電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96、 檢波電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117、 自動(dòng)增益控制電路（AGC）. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .128、 前置低頻電壓放大電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .139、 低頻功率放大電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1410、 總體電路原理相關(guān)說明. . . . . . . . . . . . . . . . . .

6、 . . . . . . . . . . . . . . . .1511、 總體電路原理圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1612、 元件清單. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1713、 參考文獻(xiàn). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7、 .1814、 設(shè)計(jì)心得體會(huì). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191、總體方案與原理說明圖1超外差調(diào)幅收音機(jī)基本原理方框圖超外差調(diào)幅收音機(jī)基本原理：空間有許許多多電臺(tái)發(fā)送的電磁波，它們都有自己的固定頻率，收音機(jī)通過天線和由電感線圈和可變電容器組成的諧振電路（稱調(diào)諧電路）來選擇性的接收所需高頻信號(hào)。由調(diào)諧電路選擇出的所需要的電臺(tái)信號(hào)是已調(diào)幅的高頻信號(hào)，并且十分微弱，需要先經(jīng)過高頻小信號(hào)放大器進(jìn)行放大處理，再經(jīng)過變頻器（混頻器和本振）將高頻信號(hào)變?yōu)轭l率為465KHz的中頻信號(hào)，這是超外

8、差式收音機(jī)的核心部分，由于它是調(diào)制信號(hào)，喇叭無法將這種信號(hào)直接還原成聲音，因此，必須從高頻信號(hào)中把音頻信號(hào)分離出來，這個(gè)分離過程稱為解調(diào)，或檢波。在收音機(jī)中，檢波是由半導(dǎo)體器件二極管或三極管來完成。調(diào)幅的高頻信號(hào)經(jīng)檢波還原出音頻信號(hào)，再經(jīng)過低頻功放然后送往喇叭，喇叭將音頻信號(hào)還原為聲音。收音機(jī)接收天線將廣播電臺(tái)播發(fā)的高頻的調(diào)幅波接收下來，通過變頻級(jí)把外來的各調(diào)幅波信號(hào)變換成一個(gè)低頻和高頻之間的固定頻率465KHz（中頻），然后進(jìn)行放大，再由檢波級(jí)檢出音頻信號(hào)，送入低頻放大級(jí)放大，推動(dòng)喇叭發(fā)聲。而不是把接收天線接收下來的高頻調(diào)幅波直接放大去檢出音頻信號(hào)（直放式）。超外差式收音機(jī)由輸入回路高放混頻

9、級(jí)、一級(jí)中放、二級(jí)中放、前置低放兼檢波級(jí)、低放級(jí)和公放級(jí)等部分組成，接受頻率范圍為535KHZ1605KHZ的中波段。2、輸入回路接收機(jī)輸入回路的任務(wù)是接收廣播電臺(tái)發(fā)射的無線電波，并從中選擇出所需電臺(tái)信號(hào)。收音機(jī)輸入回路的任務(wù)是接收廣播電臺(tái)發(fā)射的無線電波，并從中選擇出所需電臺(tái)信號(hào)。輸入回路是由收音機(jī)內(nèi)部的磁棒天線線圈與調(diào)臺(tái)旋鈕相連的可變電容構(gòu)成的LC調(diào)諧電路，如圖2.4所示。調(diào)節(jié)可變電容 C 可使 LC 的固有頻率等于電臺(tái)頻率，產(chǎn)生諧振，以選擇不同頻率的電臺(tái)信號(hào)。再由L2耦合到下一級(jí)變頻級(jí)。圖2 輸入回路電路圖，所以輸出調(diào)幅電壓，式中是調(diào)幅信號(hào)的調(diào)幅系數(shù)，即調(diào)幅度。由已給參數(shù)f1=1kHZ,f

10、2=1000kHZ,由公式可得調(diào)幅波。圖3 輸入回路仿真圖注：上圖仿真圖中in1為輸入的低頻信號(hào)的波形，in2為輸入的高頻信號(hào)的波形，out為輸出調(diào)幅波信號(hào)的波形。3、本振電路本振電路是由本機(jī)振蕩器產(chǎn)生頻率為fl的本振信號(hào)，輸入到混頻電路中。由于fi是固定值，所以fl也是可調(diào)的。本振回路由T2、Cb組成，它是互感耦合共基調(diào)射式的LC振蕩電路。T2抽頭是為了減小晶體管的輸入阻抗對(duì)振蕩回路的影響。本振信號(hào)通過耦合電容C2注入到VT1的發(fā)射極，它與輸入回路耦合到VT1管基極的高頻調(diào)幅信號(hào)在VT1管中混頻，由于VT1的集電極為單調(diào)諧的諧振回路（中周）,其諧振頻率為（frfs）=465kHz, 即為二者

11、的差頻465kHz的中頻信號(hào)，,而其他頻率的信號(hào)被濾除,然后再將中頻信號(hào)送入中放電路去放大。 為了提高電路的穩(wěn)定性，兼顧變頻和振蕩性能，靜態(tài)工作電流一般取為0.30.4mA。圖4 本振電路圖根據(jù)反饋振蕩器的起振條件：振幅起振條件或和相位起振條件可得電容三點(diǎn)式振蕩器的震蕩角頻率,式中,，,L=2UH,根據(jù)公式,可算出輸出波的頻率大小約為10MHZ。圖5 本振電路仿真圖注：上圖中in為輸入的直流波形，out為輸出的本振信號(hào)波形。4、混頻電路混頻電路是超外差式接收機(jī)的重要組成部分，其作用是將天線上感生的輸入高頻信號(hào)變換為頻率固定的中頻信號(hào)?；祛l電路靠近接收天線，它的性能直接影響接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍等性能。

12、混頻電路中有兩個(gè)輸入信號(hào)，載波頻率為fc的高頻信號(hào)和頻率為fl的本振信號(hào)，作用是將fc高頻已調(diào)信號(hào)不失真的變化為載波頻率為fi的中頻已調(diào)信號(hào)。其中fi為接收機(jī)的中間頻率，fi=fl-fc。在我國調(diào)幅廣播接收機(jī)的中頻為465KHZ。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(hào)，其中有一種是本機(jī)振蕩頻率和電臺(tái)頻率的差等于465KHz的信號(hào)，這就是中頻信號(hào)?；祛l電路的負(fù)載是中頻變壓器，TF2的初級(jí)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(hào)從多種頻率的信號(hào)中選擇出來，并通過TF3的次級(jí)線圈耦合到下一級(jí)去，而其它信號(hào)幾乎被濾掉。圖6 混頻電路圖

13、混頻增益，為混頻器的輸出中頻信號(hào)電壓，為輸入信號(hào)電壓。注：由于元件庫元件種類有限，不能仿真出混頻電路。5、中頻放大電路中頻放大器是由多級(jí)固定調(diào)諧的小信號(hào)放大器組成，用來放大中頻調(diào)幅信號(hào)。中頻放大作用是得到高增益，檢波電路時(shí)用于檢波輸出沒有失真。圖7 中頻放大電路圖上圖中變頻級(jí)輸出中頻調(diào)幅波信號(hào)由中頻變壓器TF3次級(jí)送到Q1的基極，進(jìn)行放大，放大后的中頻信號(hào)再送到Q2的基極，由TF2次級(jí)輸出被放大的信號(hào)。三個(gè)中頻變壓器（TF3、TF1、TF2）都應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確地調(diào)諧在465KHz。TF2次級(jí)送到檢波二極管的中頻信號(hào)被截去了負(fù)半周，變成了正半周的調(diào)幅脈動(dòng)信號(hào)，再選擇合適的電容量，濾掉殘余的中頻信號(hào)，取出

14、音頻成分送到低放級(jí)經(jīng)中頻放大級(jí)放大了的中頻信號(hào)，由中頻變壓器送至檢波二極管D1進(jìn)行檢波。C1=1UF,C2=C3=C4=C6=C8=0.01UF,C7=30UF,C5=500UF,R1=1.5K,R2=12K,R3=1K,R4=500,R5=R6=5K圖8 中頻放大仿真圖注：in為輸入中頻調(diào)幅波波形，out為輸出被放大信號(hào)的波形。由圖8可得，輸入波幅值大小約為9v，輸出波幅值大小約為5v，所以調(diào)幅信號(hào)被放大倍數(shù)=9/5=1.8倍。6、檢波電路檢波二極管的作用是利用單向?qū)щ娦詫⒅蓄l信號(hào)中的低頻信號(hào)取出來，其工作頻率較高，處理信號(hào)幅度較弱。收音機(jī)檢波電路的任務(wù)是把要接收的廣播電臺(tái)音頻信號(hào)從中頻載波

15、中“取下來”，以達(dá)到接收的目的。V7為檢波二極管，它的作用是對(duì)中頻載波信號(hào)進(jìn)行檢波，檢波后的殘余中頻及高次諧波再通過C16、C17、R10組成高頻濾波電路濾除，最后把取出來的音頻信號(hào)經(jīng)電容耦合到低放級(jí)放大。RP為檢波負(fù)載。電路作用是利用V7的單向?qū)щ娦?，取出中頻調(diào)幅信號(hào)中的音頻信號(hào)，以便放大和聲音還原。圖9 檢波電路圖為了不產(chǎn)生惰性失真，充要條件為，其中C=C16+C17。圖10 檢波電路仿真圖注：in為被放大后的中頻信號(hào)的波形，out為經(jīng)包絡(luò)檢波后的波形。7、自動(dòng)增益控制電路（AGC）收音機(jī)中設(shè)計(jì)AGC電路的目的是：接收弱信號(hào)時(shí)，使收音機(jī)的中放電路增益增高，而接收強(qiáng)信號(hào)時(shí)自動(dòng)使其增益降低，從

16、而使檢波前的放大增益隨輸入信號(hào)的強(qiáng)弱變化而自動(dòng)增減，以保持輸出的相對(duì)穩(wěn)定。自動(dòng)增益控制電壓從VT3的集電極取出，當(dāng)輸入信號(hào)增強(qiáng)時(shí)，通過VT3電流IC3增大，IC3的增大使得VT3的集電極電位降低，這又使中放管VT2的基極電位下降，從而是VT2的增益下降。調(diào)整R4使VT2的集電極電流在0.3-0.7mA范圍內(nèi)，檢波后的殘余中頻及高次諧波由C4,C3和R3組成的RC型濾波電路予以濾除8、前置低頻電壓放大電路低頻放大電路由小信號(hào)放大器組成，作用是將檢波后的信號(hào)的電壓進(jìn)行放大。 它由VT4(9014,=120180),T5等組成從RP音量電位器輸入的音頻信號(hào)經(jīng)C6后,加到VT4的基極B,放大后經(jīng)T5送

17、到功率輸出級(jí),采用T5是為了實(shí)現(xiàn)與功率輸出級(jí)阻抗匹配,它工作電流較大,一般取47mA范圍。圖11 低放電路圖 根據(jù)電壓增益公式，其中,所以上圖中，所以此圖中信號(hào)的電壓被放大了大約3.9倍。圖12 低放電路仿真圖注：in為檢波后的波形，out為經(jīng)低放后的波形。9、低頻功率放大電路功率放大器與其他放大器一樣，都是在輸入信號(hào)作用下，將直流電源的直流功率轉(zhuǎn)換為輸出信號(hào)功率。低頻功率放大電路是由功率放大器組成，用來放大出較大的電壓和電流，向揚(yáng)聲器提供所需的推動(dòng)功率，能安全，高效率，不失真地輸出所需信號(hào)功率（小到零點(diǎn)幾瓦，大到幾十千瓦）。下圖為乙類推挽功率放大電路。圖13 功放電路圖在原理圖中，對(duì)直流通路

18、而言，VT5、VT6是相互串聯(lián)的，對(duì)交流通路而言，VT5、VT6是相互并聯(lián)的，且都為射極輸出器，VT6 級(jí)為實(shí)際上的射極輸出器，VT5為等效的射極輸出器。因?yàn)椋?dāng)信號(hào)為負(fù)半周時(shí)，VT6導(dǎo)通、VT5截止，電源通過VT6、揚(yáng)聲器給C9充電，充電路徑為：揚(yáng)聲器9VT6；當(dāng)信號(hào)為正半周時(shí)，VT6截止、VT5導(dǎo)通，VT5導(dǎo)通時(shí)，由于VT5導(dǎo)通時(shí)的V ce約為0.3V左右,而C9兩端的電壓因VT6導(dǎo)通時(shí)充電時(shí)約為+3V,因此C9放電, 放電電路徑為： 9+揚(yáng)聲器VT5C,E9-,因此,放電是靠C9在信號(hào)為負(fù)半周時(shí)充的電壓而提供的,這樣在揚(yáng)聲器上得到一個(gè)完整周期的，不失真的波形;所以，VT5、VT6組成的功

19、放級(jí)都可看成是射級(jí)輸出器。又因?qū)涣鞫裕瑑晒苁遣⒙?lián)的，而射級(jí)輸出器的優(yōu)點(diǎn)之一是輸出阻抗低，所以，功放級(jí)可直接與揚(yáng)聲器相連，不需要輸出變壓器進(jìn)行阻抗變換。圖14 功放仿真圖注：C1P為經(jīng)過低放的正弦波的功率，C3P為經(jīng)過功放后的正弦波的功率。由圖14可得，輸入波功率大小約為6uw，輸出波功率大小約為16uw，所以功率放大倍數(shù)=16/6=2.6倍。10、總體電路原理相關(guān)說明調(diào)幅收音機(jī)的工作原理過程為：指輸入信號(hào)和本機(jī)振蕩信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)固定中頻信號(hào)的過程。如果天線接收到的高頻信號(hào)通過輸入，把收音機(jī)收到的廣播電臺(tái)的高頻信號(hào)，都變換為一個(gè)固定的中頻載波頻率（僅是載波頻率發(fā)生改變，而其信號(hào)包絡(luò)仍然和原高頻

20、信號(hào)包絡(luò)一樣），然后再對(duì)此固定的中頻進(jìn)行放大，檢波，再加上低放級(jí)，就成了超外差式收音機(jī)。這種接收機(jī)中，在高頻放大器和中頻放大器之間須增加一級(jí)變換器，通常稱為變頻器，它的根本任務(wù)是把高頻信號(hào)變換成固定中頻。而由于中頻頻率（我國采用465千赫）較變換前的高頻信號(hào)（廣播電臺(tái)的頻率）低，而且頻率是固定的，所以任何電臺(tái)的信號(hào)都能得到相等的放大量。另外，中頻的放大量容易做得比較高，而不易產(chǎn)生自激，所以超外差式收音機(jī)可以做得靈敏度很高。由于外來電臺(tái)必須經(jīng)過“變頻”變成中頻頻率才能通過中頻放大回路，所以可以提高收音機(jī)的選擇性。11、總體電路原理圖（占完整一頁）12、元件清單（占完整一頁）序號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格位號(hào)數(shù)

21、量1三級(jí)管3DG201（綠，黃）VT11支2三級(jí)管3DG201（蘭，紫）VT2 VT32支3三級(jí)管3DG201（紫，灰）VT41支4三級(jí)管9013HVT5 VT62支5發(fā)光二級(jí)管3紅LED1支6磁棒線圈5*13*55mmT11套7中周紅，白，黑，T2 T3 T43個(gè)8輸入變壓器E型六個(gè)引腳T51個(gè)9揚(yáng)聲器58mmBL1個(gè)10電阻器100歐R6 R8 R103支11電阻器120歐R7 R92支12電阻器330歐 1800歐R2R11各1支13電阻器30000歐100000歐R4 R5各1支14電阻器120000歐200000歐R1 R3各1支15電位器5K（帶開關(guān)插腳式）RP1支16電解電容0.

22、47,10C3 C6各1支17電解電容100C8 C92支18瓷片電容682 103C2 C1各1支19瓷片電容223C4 C5 C73支20雙聯(lián)電容CBM-223PCA1支21收音機(jī)前后蓋各1個(gè)23刻度尺和音窗各1塊24雙聯(lián)撥盤1個(gè)25電位器撥盤1個(gè)26磁棒支架1個(gè)27印刷電路板1塊28電路原理圖和裝配說明1份29電池正負(fù)極簧片1套30連接導(dǎo)線4根31耳機(jī)插座2.5mmJ1個(gè)32雙聯(lián)及撥盤螺絲2.5*5mm3粒33電位器撥盤螺絲1.6*5mm1粒34自攻螺絲2*5mm1粒參考文獻(xiàn)（占完整一頁）1 馮軍,謝嘉奎. 電子線路線性部分（第五版）. 北京：高等教育出版社,2010.2 謝佳奎. 電子

23、線路非線性部分（第四版）. 北京：高等教育出版社,2010.3 趙淑范,董鵬中. 電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)出版社，2010.4 胡燁.電路設(shè)計(jì)與仿真教程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2010.5 韋琳. 圖解模擬電路. 北京：科學(xué)出版社,2006.6 陽昌漢. 高頻電子線路學(xué)習(xí)指導(dǎo). 北京：高等教育出版社,2006.7 黃永定.電子線路實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2005.8 李銀華.電子線路設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京：航空航天大學(xué)出版社,2005.9 張肅文.高頻電路.高等教育出版社，2004.11.10 樊昌信.通信原理.北京：國防工業(yè)出版社,2001.11 王京玲.數(shù)字衛(wèi)星廣播系統(tǒng) 北京廣播學(xué)院出版社，2000年.12 張義芳，馮建化。高頻電子線路.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1998