七管超外差式收音機電子綜合設計報告

1、成 績蘭 州 商 學 院信息工程學院本科生課程設計報告課程名稱：電子綜合設計設 計 題 目： 七管超外差式收音機 系 別： 計算機與電子工程系 專 業(yè) (方 向)： 電子信息工程 年 級、 班： 2009級（2）班 學 生 姓 名： * 學 號： * 指 導 教 師： * 2012 年 12 月 20 日蘭 州 商 學 院目錄1 系統(tǒng)原理31.1 AM調(diào)制原理、框圖及波型31.2AM解調(diào)42系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成52.1直放式收音機的特點52.2超外差式收音機各級的作用與特點52.3超外差式收音機與直放式收音機的區(qū)別63系統(tǒng)特點74系統(tǒng)制作、安裝及調(diào)試74.1制作所需工具、元件及材料74.1.1制作所需

2、工具74.1.2制作所需元件及材料84.2數(shù)字萬用表的使用94.3電烙鐵使用的注意事項94.4系統(tǒng)安裝及注意事項104.4.1系統(tǒng)安裝104.4.2注意事項105系統(tǒng)調(diào)試105.1電路檢查115.2三極管的靜態(tài)工作點116統(tǒng)調(diào)的原理和注意事項126.1統(tǒng)調(diào)的原理126.2統(tǒng)調(diào)的注意事項127故障分析及排除方法137.1無聲137.2聲音很小137.3收到的臺數(shù)少147.4產(chǎn)生嘯叫聲148電路原理圖與印刷電路圖（附錄）151系統(tǒng)原理1.1 AM調(diào)制原理、框圖及波型 標準調(diào)幅就是常規(guī)雙邊帶調(diào)制，簡稱調(diào)幅（AM）。AM調(diào)制是用調(diào)制信號去控制高頻載波的幅度，使其隨調(diào)制信號作線性變化的過程。假設調(diào)制信號

3、的平均值為0，并用一個直流偏量與之相疊加，再與高頻載波相乘，即可形成調(diào)幅信號，如圖1-1所示。 圖1-1 AM調(diào)制系統(tǒng)框圖 其時域表示式為： 式中為外加直流分量，可以是確知信號，也可以是隨機信號。AM信號波形如圖1-2。圖1-2 AM信號的波形AM信號的頻域表示式為： 式中與分別是確知信號的頻譜在頻域中的左右搬移，而與是載頻分量在頻域中的左右搬移。 AM頻譜如圖1-3所示。圖1-3 AM頻譜圖1.2 AM解調(diào) 解調(diào)是調(diào)制的逆過程，就是從接收到的已調(diào)信號中恢復出原調(diào)制信號。解調(diào)的方法有兩種。 一種是相干檢波，又稱相干解調(diào)，就是把在載頻位置的已調(diào)信號的頻譜搬回到原始基帶位置，常用于解調(diào)單邊帶和雙邊

4、帶調(diào)制信號。它有兩種實現(xiàn)電路，一種由相乘器和低通濾波器組成，另一種直接采用二極管包絡檢波。不過，其要求接收端必須提供一個與已調(diào)載波嚴格同步的本地載波，且結(jié)構(gòu)比較復雜，很少用于AM信號解調(diào)。 另一種是包絡檢波，結(jié)構(gòu)簡單，解調(diào)輸出是相干解調(diào)輸出的2倍，AM信號幾乎都采用此方法。包絡檢波電路有很多種，無源的有二極管檢波，有源的有三極管檢波、運放等；還有單向檢波、橋式檢波等。最簡單的，也是用得最多的就是二極管和三極管。包絡檢波器通常由半波或全波整流器和低通濾波器組成，無需相干載波，廣播接收及中多采用此法，如圖1-4所示。圖1-4 AM信號包絡檢波系統(tǒng)框圖2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成2.1直放式收音機的特點 直放式收

5、音機，由于只需要將高頻信號接收后直接放大檢波，所以電路簡單，一些基本元件即可構(gòu)成，且易于安裝，成本低。不過，其靈敏度較低，若要想提高收音機的靈敏度，就得增加高頻放大的級數(shù)。不過，高頻增益過高，后級輸出信號產(chǎn)生的電磁場只要有一點點泄露，被前級接收，就會引起自激，使其工作不容易穩(wěn)定。2.2 超外差式收音機各級的作用與特點超外差式收音機組成方框圖如圖2-2所示。圖2-2 超外差式收音機組成方框圖（1）調(diào)諧回路：由可變電容（CA）和磁棒線圈的初級線圈組成。調(diào)節(jié)可變電容可使LC的固有頻率等于所需電臺頻率，產(chǎn)生諧振，以此原理選擇不同頻率的電臺信號，最后再由接三極管（V1）集電極的振蕩線圈耦合到下一級。（2

6、）混頻：接收的電臺信號通過磁棒線圈耦合到三極管（V1）的基極，本地振蕩產(chǎn)生的信號通過定值電容（C2）耦合到三極管（V1）的射極，這兩種信號在三極管（V1）中混頻，由其集電極輸出，其中含有原接收信號、本地振蕩信號和前兩種信號頻率之差的中頻信號（即465kHz的所需信號），然后通過電阻耦合到下一極。（3）本地振蕩：由紅色振蕩線圈（T2）、可變電容（CB）和與三極管（V1）射極連接的定值電容（C2）組成。在滿足“正反饋”和“反饋量足夠大”這兩個起振條件后，即可產(chǎn)生等幅高頻振蕩信號，且頻率與接收信號頻率之差總維持在465kHz。（4）中頻放大器：由黃色中周、三極管（V2）與白色中周、三極管（V3）與綠

7、色中周構(gòu)成。其中黃色中周通過LC諧振選擇出將混頻信號中的中頻信號，而三極管（V2）與白色中周和三極管（V3）與綠色中周用于對中頻信號進行選擇放大，是所需信號幅值達到檢波要求，然后通過綠色中周耦合到下一極。（5）檢波和AGC：檢波由三極管（V4）完成，其射極的電容（C6、C7）用于將殘留的中頻信號濾除。自動增益控制（AGC），保證了檢波這項功能的穩(wěn)定進行，若信號越強其反饋直流成分越大，使三極管（V2）輸出信號增益越小，反之，三極管（V2）輸出信號增益越大（達到檢波所需）。最后通過電容（C8）耦合到下一級。（6）低頻放大器：由三極管（V5）、LC振蕩電路構(gòu)成。用于將音頻信號電壓進行放大，送入功率放

8、大器。（7）功率放大器：用于放大音頻信號的功率，使其能夠驅(qū)動揚聲器發(fā)出聲音。2.3 超外差式收音機與直放式收音機的區(qū)別（1）直放式收音機在高頻信號檢波以前不改變頻率，而超外差式收音機是把電臺信號變成一個固定頻率的中頻信號，再放大檢波。（2）直放式收音機通頻帶較寬，但選擇性差，而超外差式收音機通頻帶適中且較穩(wěn)定，所以后者選擇性較好。（3）直放式收音機若想放大信號（即高頻信號）需較多級放大器，且不穩(wěn)定，而超外差式收音機只用將變換后的中頻信號放大即可，較容易且穩(wěn)定。（4）直放式收音機抗噪能力較差，而超外差式收音機抗噪能力較強。3系統(tǒng)特點 超外差式收音機的主要特點就是：將接收的高頻電臺信號，通過混頻和

9、選頻，使所有不同種類的高頻信號都變?yōu)楣潭ǖ闹蓄l信號（465kHz），然后對其進行中頻放大、檢波、低放、功放等處理，最終得到所需音頻信號；固定的中頻頻率比較低，容易實現(xiàn)較高的增益和穩(wěn)定性；將各個波段的信號處理為同一中頻，使各個波段的信號都能夠得到均勻的放大，這對多波段收音機特別有利；固定頻率有助于提高鄰近波道的選擇性，也可以使上下邊頻信號獲得同樣的放大，降低了頻率失真?？偟膩碚f它的優(yōu)點就是靈敏度高，選擇性好，音質(zhì)好（通頻帶寬），工作穩(wěn)定（不容易自激）。 缺點是：鏡像干擾（比接收頻率高兩個中頻的干擾信號），假響應（變頻電路的非線性）。4系統(tǒng)制作及安裝動手之前，根據(jù)清單檢查所需工具、元件及材料是否完

10、備，掌握萬用表、電烙鐵等使用方法。4.1 制作所需元件、材料和工具 4.1.1 制作所需工具（1）數(shù)字萬用表：1個。（2）電烙鐵：1個。（3）剪線鉗：大號、小號各1把。（4）尖嘴鉗：1把。（5）螺絲刀：“一”字型和“十”字型大、中、小號各1個，共6個。（6）吸錫器：1只。（7）鑷子：1只。（8）烙鐵架：1個。（9）松香：1盒。4.1.2制作所需元件和材料所需元件及材料如表1： 表1 制作所需元件及材料元 件型 號數(shù) 量元 件型 號數(shù) 量三極管90132只電阻2K1只三極管90141只電阻30K1只三極管90184只電阻56K1只發(fā)光二極管紅色1只電阻100K2只磁棒及線圈4×8

11、15;80mm1套電阻120K1只振蕩線圈TF10（紅色）1只瓷片電容1031只中頻變壓器TF10（黃色）1只瓷片電容2237只中頻變壓器TF10（白色）1只電解電容4.7uF2只中頻變壓器TF10（綠色）1只雙聯(lián)電容100uF3只輸入變壓器藍色1只耳機插座Ø3.5mm1只揚聲器0.5W 81只機殼上蓋1個電位器10K1只機殼下蓋1個電阻511只刻度面板1塊電阻1002只調(diào)諧撥盤1只電阻1202只電位器撥盤1只電阻1501只磁棒支架1只電阻2201只印刷電路板1塊電阻5101只電池極片1套電阻6801只螺絲5個電阻1K1只導線紅、黃、黑4根4.2 數(shù)字萬用表的使用 （1）使用前，將O

12、N-OFF開關(guān)置于ON位置，檢查電池電壓是否不足，如果電壓不足，則應更換電池。 （2）測試前，確認功能開關(guān)置于所需量程上、表筆是否正確連接，測量電壓時表筆如置于電流插孔將損壞儀器和被測設備并可能造成人身傷害。 （3）如果顯示“1”，表示過量程，功能開關(guān)應置于更高的量程。 （4）不要在電阻檔或二極管檔時，接入電壓信號。 （5）直流電壓的測量：首先將黑表筆插進“com”孔,紅表筆插進“V ”。把旋鈕選到比估計值大的量程(注意：表盤上的數(shù)值均為最大量程,“V”表示直流電壓檔,“V”表示交流電壓檔,“A”是電流檔),接著把表筆接電源或電池兩端；保持接觸穩(wěn)定。數(shù)值可以直接從顯示屏上讀取,若顯示為“1.”

13、,則表明量程太小,那么就要加大量程后再測量。如果在數(shù)值左邊出現(xiàn)“-”,則表明表筆極性與實際電源極性相反,此時紅表筆接的是負極。 （6）直流電流的測量：先將黑表筆插入“COM”孔。若測量大于200mA的電流,則要將紅表筆插入“10A”插孔并將旋鈕打到直流“10A”檔；若測量小于200mA的電流,則將紅表筆插入 “200mA”插孔,將旋鈕打到直流200mA以內(nèi)的合適量程。調(diào)整好后,就可以測量了。將數(shù)字萬用表串進電路中,保持穩(wěn)定,即可讀數(shù)。若顯示為“1.”,那么就要加大量程；如果在數(shù)值左邊出現(xiàn)“-”,則表明電流從黑表筆流進萬用表。 （7）電阻的測量：將表筆插進“COM”和“V”孔中,把旋鈕打旋到“”

14、中所需的量程,用表筆接在電阻兩端金屬部位,測量中可以用手接觸電阻,但不要把手同時接觸電阻兩端,這樣會影響測量精確度。讀數(shù)時,要保持表筆和電阻有良好的接觸；注意單位：在“200”檔時單位是“”,在“2K”到“200K”檔時單位為 “K ”,“2M”以上的單位是“M”。4.3 電烙鐵使用的注意事項（1）電烙鐵使用前應檢查使用電壓是否與電烙鐵標稱電壓相符。（2）電烙鐵通電后不能任意敲擊、拆卸及安裝其電熱部份零件。（3）電烙鐵應保持干燥，不宜在過分潮濕或淋雨環(huán)境使用。（4）拆烙鐵頭時，要關(guān)掉電源。（5）當烙鐵頭上有黑色氧化層時候，可用砂布擦去，然后通電，并立即上錫。（6）海綿用來收集錫渣和錫珠，用手捏

15、剛好不出水為適。（7）烙鐵通電后必須放在烙鐵架上，不能與實驗桌接觸。（8）焊接過程中，烙鐵不能到處亂放。不焊時，應放在烙鐵架上。注意電源線不可搭在烙鐵頭上，以防燙壞絕緣層而發(fā)生事故。4.4 系統(tǒng)安裝及注意事項4.4.1 系統(tǒng)安裝（1）將各元件分類排放整齊。（2）將電烙鐵提前預熱。（3）安裝時先安低矮和耐熱的元件（如電阻），然后裝大一點的元件（如變壓器）， 最后裝怕熱的元件（如三極管）。（4）焊接好一個元件后將其多余的引腳用剪線鉗剪去。4.4.2 注意事項（1）焊接前將各元件測量一下，檢查好壞。（2）安裝元件時看清阻值和有源元件的正負極。（3）安裝完一個元件后，先將其焊接好，再安裝下一個元件。（

16、4）正確使用電烙鐵，焊點不能虛焊。（5）安裝元件時，不可過度用力，以免損壞元件。（6） 仔細檢查電路是否有虛焊，假焊和短路的地方。5系統(tǒng)調(diào)試安裝完成后需對系統(tǒng)進行必要調(diào)試，檢查電路、三極管靜態(tài)工作點等。5.1電路檢查待所有元器件都焊接完成后，測量電流，關(guān)掉電位器開關(guān)，裝上電池（注意正負極）用萬用表50mA檔表筆跨接在電位器開關(guān)的兩端（黑表筆接電池負極、紅表筆接開關(guān)的另一端）若電流指示小于10mA，則說明可以通電，將電位器打開（音量旋至最小即測量靜態(tài)電流）用萬用表分別依次測量D、C、B、A、四個電流缺口，若測量的數(shù)值A點位1mv左右，B點大于A點，大約為1.5mA，C點大于B點，為4.8mV左右

17、，D點位2mV左右即可用烙鐵將四個缺口依次連通，再把音量調(diào)到最大，調(diào)雙聯(lián)撥盤即可收到電臺。在安裝電路板時注意把喇叭及電池引線埋在比較隱蔽的地方，并且不要影響調(diào)諧撥盤的旋轉(zhuǎn)和避開螺絲樁子，電路板挪位后再上螺絲固定。當測量電流不在規(guī)定電流值左右要仔細檢查三極管極性有沒有裝錯，中周是否裝錯位置以及虛假錯焊等，若測量哪一級電流不正常則說明那一級有問題5.2三極管的靜態(tài)工作點 （1）確認安裝正確后，將兩節(jié)共3V的干電池正確接入電路，先用數(shù)字萬用表適當量程的直流電流毫安檔測量整機電流，大約11mA左右，太大則表明有短路現(xiàn)象，太小則表明斷路，查明原因并排除故障后再接電源測量。 （2）通過調(diào)整各級三極管集電極

18、電流來調(diào)整其工作狀態(tài)，合適的工作狀態(tài)會直接影響整機性能。在圖8-2中線路板上留有的四個測量集電極電流的缺口（分別是A、B、C、D，調(diào)試時許將其用焊錫連接）。將電位器（VR，用于調(diào)節(jié)音量）的開關(guān)打開并旋至最?。皽y量靜態(tài)電流），用數(shù)字萬用表適當量程的直流電流毫安檔測量A、B、C、D各點的電流，各靜態(tài)電流標準值為、，若測量值符合上述數(shù)值范圍時表示可用。若測量值過大或過小時，應著重檢查該級三極管極性及其是否損壞，若正常因檢查該級其他元件是否正常。（3）調(diào)整好各級三極管的靜態(tài)工作點后，再把音量開到最大，調(diào)節(jié)調(diào)頻撥盤。6統(tǒng)調(diào)的原理和注意事項在超外差收音機中，通過對輸入回路、本機振蕩頻率、中放回路的中頻頻

19、率校正，實行統(tǒng)一調(diào)諧，使收音機具有良好的頻率跟蹤特性，即統(tǒng)調(diào)。目的是使本機振蕩頻率始終比輸入回路的諧振頻率高出一個固定的中頻頻率“465KHZ”。6.1統(tǒng)調(diào)的原理 由于高頻調(diào)諧回路和本振回路的波段系數(shù)不同，本振波段中將只有一點跟蹤，而波段中的其他頻率處混頻后均不是要求的固定中頻。 為了使統(tǒng)調(diào)要求能基本滿足，通常在本振回路附加并聯(lián)電容（即墊補電容，其容量較?。┖痛?lián)電容（即墊整電容，其容量較大）。 在本振頻率高頻端，本振處的雙聯(lián)電容（其中之一）已被調(diào)至最小，由于墊補電容容量與之相近，使本振回路總的電容增大，所以高頻本振頻率降低。 在本振頻率低頻端，本振處的雙聯(lián)電容（其中之一）已被調(diào)至最大，墊補電

20、容的并聯(lián)作用可乎略，但串聯(lián)的墊整電容，使本振回路總電容減小，所以使低端本振頻率提高。6.2統(tǒng)調(diào)的注意事項 (1)校準中放的中周（黃色、白色、綠色），使它們都諧振在465KHZ的頻率上，這一步很重要，因為收音機的輸入回路和本機振蕩電路在設計上都是以中頻作為參照的， 如果中頻頻率不正確，那么就很難調(diào)試好整機的跟蹤特性。 (2)在波段的高端接收一個已知頻率的強信號電臺，此時調(diào)諧刻度指針所指的頻率是否和所接收的頻率一致，如果不一致可調(diào)整雙聯(lián)電容（CBM-223pF）的校準螺絲，使刻度指針所指的頻率與接收的頻率一致且聲音最大即可。 (3)在波段的低端接收一個已知頻率的本地強信號臺，當接收到電臺聲音后，看

21、此時調(diào)諧刻度指針所指的頻率是否和所接收的頻率一致，如果不一致可調(diào)整紅色中周（T2，本地振蕩）并同時旋動調(diào)諧旋鈕，直到刻度指針所指示的頻率與接收頻率一致。 (4)中周和本振線圈磁芯為較薄的磁帽，極易破碎，用起子調(diào)試時動作一定要輕，旋轉(zhuǎn)不動時不能使勁旋轉(zhuǎn)，磁芯調(diào)破或里面線圈弄斷，則中周報廢。每次調(diào)整之前要記好位置，當調(diào)整不當時，能及時調(diào)回到原來的位置，否則一旦中周調(diào)亂，很難校準。7故障分析及排除方法收音機調(diào)試完成后可能出現(xiàn)無聲、聲音小、收到臺數(shù)少、產(chǎn)生嘯叫等故障。7.1無聲 將收音機音量調(diào)至最大，用數(shù)字萬用表的直流電壓20V檔，黑表筆接地，紅表筆分別觸碰電位器的中心端和非接地端（相當于輸入干擾信號

22、），可能會出現(xiàn)以下情況： （1）碰電位器的非接地端，揚聲器中無“咯咯”聲，碰電位器的中心端時揚聲器有聲，這是由于電位器內(nèi)部接觸不良，可通過更換或修理電位器來排除故障。 （2）碰電位器的非接地端和中心端，均無聲，這時用萬用表的200檔，兩表筆接觸揚聲器引線，觸碰時揚聲器有“咯咯”聲，說明揚聲器完好。然后用數(shù)字萬用表電阻檔點觸電解電容（C12）的正端，揚聲器中無“咯咯”聲，說明耳機插孔接觸不良或揚聲器的導線斷路，若有“咯咯”聲，則應檢查推挽功放電路。檢測三極管（V6和V7）是否工作正常。若不正常，則需更換損壞的三極管，然后再檢測收音機是否能夠正常放音。若三極管正常，則表示輸入變壓器（T6）損壞，可通過更換來排除故障。7.2聲音很小 (1)檢測電池:用數(shù)字萬用表的直流電壓10V檔檢測安裝電池的電壓是否達到3V，若電壓過低則須更換電池。 (2)檢測揚聲器:檢查揚聲器的接線是否已損壞，若損壞應更換連接線并重新焊接，若未損壞，則檢查揚聲器是否已經(jīng)老化，若老化應及時更換。 (3)檢測電位器:用數(shù)字萬用表檢查控制音量的電位器是否損壞，若損壞應更換相同類型的電位器并重新焊接。 (4)檢查功率放大器等有關(guān)三極管是否