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

1、河南理工大學(xué)通信基本電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目：高頻超外差式調(diào)幅接收機(jī)的制作和調(diào)試專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí)： 學(xué)           號(hào)： 姓            名：                 

2、;                                   指 導(dǎo) 教 師：            

3、;                            教 師 評(píng) 分： 做好事從來(lái)不留名.學(xué)弟們加油目 錄摘 要3一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求41.1設(shè)計(jì)任務(wù)41.2設(shè)計(jì)要求4二、總體方案52.1系統(tǒng)方案實(shí)現(xiàn)52.2主要技術(shù)指標(biāo)5三、設(shè)計(jì)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(dòng)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(cè)試靜態(tài)工作點(diǎn)12四、心得體會(huì)17參考文獻(xiàn)18摘 要隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，調(diào)頻收音機(jī)的應(yīng)用十分廣泛，尤其消費(fèi)類(lèi)占有相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng) 。從分離元件組成的收音機(jī)到由集成電路組成的收音機(jī)，調(diào)頻收音機(jī)技術(shù)已達(dá)到十分成熟的地步。在眾多種收音機(jī)中，調(diào)頻收音機(jī)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(jī)也以其良好的發(fā)射效果而被廣泛應(yīng)用。超外差收音機(jī)，首先把接收到不同頻率的電臺(tái)信號(hào)，都變成固定的中

5、頻信號(hào)(我國(guó)規(guī)定中頻信號(hào)是465kHZ)，由中頻放大器進(jìn)行放大,然后進(jìn)行檢波，這樣就克服了直放式收音機(jī)在接收不同頻率的時(shí)候靈敏度不均勻的缺點(diǎn)。而且固定頻率的中頻信號(hào)既便于放大又便于調(diào)諧因此超外差式收音機(jī)具有靈敏度高、選擇性好的特點(diǎn)。廣播方式從調(diào)幅(AM)廣播時(shí)代開(kāi)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(xué)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(jī)設(shè)計(jì)全過(guò)程，包括電路各個(gè)模塊參數(shù)的計(jì)算，電路各個(gè)模塊的分析，電路板的焊接過(guò)程、調(diào)試過(guò)程，討論了在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題以及如何解

6、決問(wèn)題。本次課程設(shè)計(jì)成果，基本上滿(mǎn)足要求，性能指標(biāo)符合。FM收音機(jī)電路的缺點(diǎn)是伴有音質(zhì)噪聲，需進(jìn)一步改進(jìn)。關(guān)鍵詞：AM收音機(jī)、仿真、調(diào)試一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1.1設(shè)計(jì)任務(wù)本學(xué)期學(xué)習(xí)了高頻電子線(xiàn)路這門(mén)課程，對(duì)無(wú)線(xiàn)電通信的理論知識(shí)有了進(jìn)一步的理解和認(rèn)識(shí)。這次課程設(shè)計(jì)可以通過(guò)實(shí)踐來(lái)考察理論知識(shí)的掌握情況，同時(shí)也能加深對(duì)理論知識(shí)的理解，提高設(shè)計(jì)能力。通過(guò)對(duì)一只正規(guī)產(chǎn)品收音機(jī)的拆卸、安裝、仿真調(diào)試、了解電子產(chǎn)品的裝配全過(guò)程，訓(xùn)練動(dòng)手能力，掌握元器件的識(shí)別，簡(jiǎn)易測(cè)試，及整機(jī)調(diào)試工藝。  1、掌握HX108-2 七管半導(dǎo)體收音機(jī)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(guò)程及故障排除；  3、 通過(guò)對(duì)收音機(jī)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(guò)程；4、分析仿真和現(xiàn)實(shí)的差距，解決實(shí)際問(wèn)題；5、了解如何利用工藝文件獨(dú)立進(jìn)行整機(jī)的裝焊和調(diào)試，并達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求。  1.2設(shè)計(jì)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(cè)量結(jié)果。  3、可在此基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，如改善系統(tǒng)性能。二、總體方案2.1系統(tǒng)方案實(shí)現(xiàn)超外差式調(diào)幅接收機(jī)由變頻級(jí)，中頻放大級(jí)，檢波和自動(dòng)控制帶路，和低頻放大電路構(gòu)成。中頻放大級(jí)電路時(shí)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(jī)的靈敏度，選擇性和頻率

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

9、接收到的無(wú)線(xiàn)電波的頻率范圍稱(chēng)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(jī)可以接受到的無(wú)線(xiàn)電波的頻率范圍稱(chēng)為接收機(jī)的工作頻率范圍或波段覆蓋。接收機(jī)的工作頻率必須與發(fā)射機(jī)的工作頻率相對(duì)應(yīng)。目前，調(diào)幅制無(wú)線(xiàn)電廣播分做長(zhǎng)波、中波和短波三個(gè)大波段，分別由相應(yīng)波段的無(wú)線(xiàn)電波傳送信號(hào)。(這里我們只簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)中波（MW）頻率范圍：535kHz1605kHz )三、設(shè)計(jì)內(nèi)容3.1電路原理圖如圖3-1為超外差式收音機(jī)的電原理圖： 圖3-13.2工作原理分析超外差式收音機(jī)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(jī)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(jí)線(xiàn)圈Lab組成，是一并聯(lián)諧振電路，T l是磁性天線(xiàn)線(xiàn)圈，從天線(xiàn)接收進(jìn)來(lái)的高頻信號(hào)，通過(guò)輸入調(diào)諧電路的諧振選出需要的電臺(tái)信號(hào)，電臺(tái)信號(hào)頻率是f=l2LabCA，當(dāng)改變CA時(shí)，就能收到不同頻率的電臺(tái)信號(hào)。3.2.2、變頻電路本機(jī)振蕩和混頻合起來(lái)稱(chēng)為變頻電路。變頻電路是以VT l為中心，它的作用是把通過(guò)輸入調(diào)諧電路收到的不同頻率電臺(tái)信號(hào)(高頻信號(hào))變換成固定的465KHz的中頻信號(hào)。   VT l、T2、CB等元件組成本機(jī)振

11、蕩電路，它的任務(wù)是產(chǎn)生一個(gè)比輸入信號(hào)頻率高465 KHz的等幅高頻振蕩信號(hào)。由于C l對(duì)高頻信號(hào)相當(dāng)短路，T l的次級(jí)Lcd的電感量又很小，對(duì)高頻信號(hào)提供了通路，所以本機(jī)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(jī)振蕩頻率。T2是振蕩線(xiàn)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(hào)以正反饋的形式耦合到振蕩回路，本機(jī)振蕩的電壓由T2的初級(jí)的抽頭引出，通過(guò)C2耦合到VT 1的發(fā)射極上?；祛l電路由VT l、T3的初級(jí)線(xiàn)圈等組成，是共發(fā)射極電路。其工作過(guò)程是： (磁性天線(xiàn)接收的電臺(tái)信號(hào))通過(guò)輸入調(diào)諧電路接收到的電臺(tái)信號(hào)，通過(guò)Tl的次

12、級(jí)線(xiàn)圈Lcd送到VT l的基極，本機(jī)振蕩信號(hào)又通過(guò)C2送到VT l和發(fā)射極，兩種頻率的信號(hào)在T 1中進(jìn)行混頻，由于晶體三極管的非線(xiàn)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，T3的初級(jí)線(xiàn)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(lái)，并通過(guò)T3的次級(jí)線(xiàn)圈耦合到下一級(jí)去，而其它信號(hào)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(jí)中頻放大器。第一中放電路中的VT2負(fù)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(jī)相比，超外差式收音機(jī)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(hào)更容易調(diào)諧和放大。3.2.4、檢波和自動(dòng)增益控制電路中頻信號(hào)經(jīng)一級(jí)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(qiáng)的自動(dòng)增益控制(AGC)作用。AGC控制電壓通過(guò)R3加到VT2的基極，其控制過(guò)程是：外信號(hào)電壓Vb3Ib3Ic3Vc3通過(guò)R3 Vb2Ib2Ic2外信號(hào)電壓檢波級(jí)的主要任務(wù)是把中頻調(diào)幅信號(hào)還原成音頻信號(hào)，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(hào)由電位器RP送到前置低放管VT4，經(jīng)過(guò)低放可將音頻信號(hào)電壓放大幾十到幾百倍，但是音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后帶負(fù)載能力還很差，不能直接推動(dòng)揚(yáng)聲器工作，還需進(jìn)行功率放大。旋轉(zhuǎn)電位器RP可以改變VT4的基極對(duì)地的信號(hào)電壓的大小，可達(dá)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(wú)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(lèi)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(wú)輸出變壓器的功率放大器的輸出阻抗低，可以直接推動(dòng)揚(yáng)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(cè)試靜態(tài)工作點(diǎn)（1）典型靜態(tài)電流值 變頻級(jí)擔(dān)負(fù)著本地振蕩和混頻的雙重任務(wù)，工作于非線(xiàn)性區(qū)，因此工作電流不宜過(guò)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(diǎn)與檢波管VT3工作點(diǎn)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(jí)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(huì)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(cè)試靜態(tài)工作點(diǎn)的方法 打開(kāi)電位器開(kāi)關(guān)，音量旋至最小，將雙連可變電容器調(diào)至無(wú)電臺(tái)處。 用直流電流表分別依次測(cè)量印刷電路板上D、C、B、A四個(gè)缺口處的電流，應(yīng)基本在電原理圖上標(biāo)明的范圍內(nèi)，并記錄，填入表3-3中。若所測(cè)電流與圖中所標(biāo)數(shù)值相差較大，應(yīng)查找其原因。表3-3 各級(jí)電路靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量序號(hào)電路名稱(chēng)三極管序號(hào)三極管型號(hào)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(jī)中頻變壓器（中周）的每個(gè)諧振回路都諧振于465KHz，才能保證整機(jī)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(shí)都已調(diào)至465KHz除非由于振動(dòng)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(hào)源調(diào)整方法 在靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)整完成后，把音量旋至適當(dāng)?shù)奈恢?，雙連可變電容器全部旋入（調(diào)諧刻度對(duì)應(yīng)最低端），使之處在中波段之外，無(wú)電臺(tái)干擾，以便于加入測(cè)試信號(hào)。 將高頻信號(hào)發(fā)生器調(diào)定為：載頻為465KHz，調(diào)制信號(hào)為1KHz，調(diào)制幅度為30的AM波。信

18、號(hào)發(fā)生器輸出接環(huán)形天線(xiàn)，使之產(chǎn)生輻射，輸出場(chǎng)強(qiáng)為10mV/m，并把收音機(jī)靠近環(huán)形天線(xiàn)，如圖2-3-12所示；或?qū)⒏哳l信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)輸出電纜的非接地端，接至收音機(jī)變頻管基極或雙連天線(xiàn)連的定片，連通兩機(jī)接地端，輸出電壓為50uV。 用示波器觀察揚(yáng)聲器BL兩端的電壓波形，用無(wú)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(guò)大，則465KHz調(diào)幅信號(hào)不能通過(guò)中放級(jí)，揚(yáng)聲器BL兩端無(wú)電壓，這時(shí)應(yīng)左右偏調(diào)信號(hào)發(fā)生器的載頻，試一下信號(hào)發(fā)生器怎樣的頻率才能使BL兩端有電壓信號(hào)，然后由此頻率逐步向465KHz位置逼近，同時(shí)調(diào)

19、節(jié)T4（黑色）和T3（白色），直到465KHz中頻頻率調(diào)準(zhǔn)為止。并記錄。測(cè)量電路如圖3-1所示。圖3-1 調(diào)整中頻測(cè)量電路（2）不用信號(hào)源調(diào)整方法打開(kāi)收音機(jī)尋一個(gè)電臺(tái)，一邊聽(tīng)聲音大小，一邊調(diào)中頻變壓器電感的磁芯，當(dāng)收不到臺(tái)時(shí)可在可變電容器的天線(xiàn)邊上接一根一米左右的導(dǎo)線(xiàn)作天線(xiàn)。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(dòng)增益電路的控制，以及當(dāng)聲音很響時(shí)，人耳對(duì)音響的變化不易分辨的緣故。收聽(tīng)本地電臺(tái)當(dāng)聲音已經(jīng)調(diào)到很響時(shí)往往不易調(diào)得更精確，這時(shí)可改收外地電臺(tái)或轉(zhuǎn)動(dòng)磁性天線(xiàn)方向以減小輸入信號(hào)。按上述方法反復(fù)細(xì)調(diào)兩三次就可以了。（3）中頻調(diào)試可能出現(xiàn)的問(wèn)題 調(diào)節(jié)時(shí)，若音量不變化或

20、變化遲鈍，可能中頻變壓器（中周）初級(jí)線(xiàn)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(dá)到最大時(shí)收音機(jī)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(shí)要小心，不可用力過(guò)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(jìn)行調(diào)整頻率范圍，也叫調(diào)整波段覆蓋。總之，就是要使雙連從全部旋入到全部旋出，所接收信號(hào)的頻率范圍正好是整個(gè)中波段。也就是使調(diào)諧指針?biāo)鶎?duì)應(yīng)的頻率刻度與接收到的電臺(tái)頻率對(duì)應(yīng)（即對(duì)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率取：。由于選臺(tái)時(shí)起主要作用的是本機(jī)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(duì)整機(jī)靈敏度和選擇性的影響不大。所以，通過(guò)調(diào)整本機(jī)振蕩頻率，來(lái)達(dá)到調(diào)整頻率范圍的目的。調(diào)整時(shí)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(xiàn)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?yàn)榇藭r(shí)雙連全部旋出振蕩連CB達(dá)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(hào)源調(diào)整方法： 調(diào)整低端頻率：將高頻信號(hào)發(fā)生器調(diào)定為：載頻為520KHz，調(diào)制信號(hào)為1KHz，調(diào)制幅度為30的AM波。信號(hào)發(fā)生器輸出接環(huán)形天線(xiàn)，使之產(chǎn)生輻射，輸出場(chǎng)強(qiáng)為5mV/m，并把收音機(jī)靠近環(huán)形天線(xiàn)；或?qū)⒏哳l信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)輸出電纜的非接地端，接至收音機(jī)輸入回路a端。連通兩機(jī)接地端，輸出電壓為50uV。雙連全部旋入（對(duì)應(yīng)最小刻度），用示波器觀察揚(yáng)聲器BL兩端的電壓波形，調(diào)整振蕩線(xiàn)圈T2（紅色）的磁帽，使其電壓幅度最大。調(diào)整低端頻率有個(gè)規(guī)律：當(dāng)電壓幅度最大值在指針偏低于535KHz刻度時(shí)出現(xiàn)，可將振蕩線(xiàn)圈的磁芯旋進(jìn)（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(shí)出