高頻電子線路課程設(shè)計實驗報告——超外差式收音機的組裝與調(diào)試

1、高頻電子線路課程設(shè)計實驗報告摘要 調(diào)幅式收音機一般都采用超外差式， 它具有靈敏度高、 功能工作穩(wěn)定、 選擇性好 及失真度小等優(yōu)點。 所謂外差， 是指天線輸入信號和本機振蕩信號產(chǎn)生一個固定中頻信號的 過程， 超外差收音機在檢波之前，先進行變頻和中頻放大，然后檢波，音頻信號經(jīng)過低頻放大送到揚聲器。 由于其中的中頻放大器對固定中頻信號進行放大， 所以該收音機的靈敏度和 選擇性課大大提高，但同時也會附帶中頻干擾。關(guān)鍵詞 收音機、組裝、調(diào)試1設(shè)計任務(wù)及目的（1） 設(shè)計任務(wù)：完成超外差式收音機的組裝與調(diào)試（2） 目的：通過這次實驗可以讓我們更進一步理解鞏固所學(xué)的基本理論和 基本技能，培養(yǎng)運用儀器儀表檢測元

2、器件的能力以及焊接、布局、安裝、調(diào)試電 子線路的能力， 培養(yǎng)及鍛煉我們測試排查實際電子線路中故障的能力， 加強對電 子工藝流程的理解熟悉。2引言 1947年、美國貝爾實驗室發(fā)明了世界上第一個晶體管，從此以后開始了 收音機的晶體管時代 并且逐步結(jié)束了以礦石收音機、 電子管收音機為代表的收 音機的初級階段。 1956 年，西德西門子公司研制成了超高頻晶體管，為調(diào)頻晶 體管收音機創(chuàng)造了必要的條件。 1959 年日本索尼公司生產(chǎn)了第一代調(diào)頻晶體 管收音機。 1961 年，美國研制了集成電路。隨后 1966 年，日本利用這一技術(shù) 設(shè)計了世界上第一臺集成電路收音機， 開始了收音機工業(yè)的又一場技術(shù)革命。 從

3、 此收音機向著小型化、系列化、集成化、低功耗、多功能的方向發(fā)展 3工作原理收音機原理就是把從天線接收到的高頻信號經(jīng)檢波（解調(diào)）還原成音頻信 號，送到耳機變成音波。1超外差式收音機方框圖如圖1:圖1超外差式收音機的組成框圖功放叩2#它是由天線、輸入回路、本機振蕩器、變頻器、中頻放大器、檢波器、低 頻電壓放大器、功率放大器等部分組成。從天線（磁棒具有聚集電磁波磁場的能力，而天線線圈是繞在磁棒上）接 收到的許多廣播電臺的高頻信號，通過輸入回路 （為并聯(lián)諧振回路，具有選頻作 用）選出其中所需要的電臺信號送入變頻級的基極，同時，由本機振蕩器產(chǎn)生高 頻等幅波信號，它的頻率高于被選電臺載波 465KHZ，也

4、送于變頻級的發(fā)射極， 二者通過晶體管be結(jié)的非線性變換，將高頻調(diào)幅波變換成載波為 465KHZ的中 頻調(diào)幅波信號。在這個變換過程中，被改變的只是已調(diào)幅波載波的頻率，而調(diào)幅 波的振幅的變化規(guī)律（調(diào)制信號即聲音）并未改變。變換后的中頻信號通過變頻 級集電極接的LC并聯(lián)回路選出載波為465KHZ的中頻調(diào)幅信號，被送到中頻放 大器，放大后，再送入檢波器進行幅度檢波，從而還原出音頻信號，然后通過低 頻電壓放大和功率放大，再去推動揚聲器，還原出聲音。VT1 9018VT2 9018AX C8tL B：C 100PT0r5niAlOOu'VT3 9018 VT4 90141ff_R6 d叫 25&#

5、171;aLIVT5. VT6 9013H03mAT2T1Cl _L103T嚴/TL8K /iCTiR430K100K1223R5_a47uT5C9R7120覲 I lOOnGB3V-CeT R3C4-LC52237223RIO1003紅尹K：7 l3mA/LED汪小野爛鑑齋彎嬲鵜齦毎鱉聲電流扣4 電路各部分作用4.1輸入回路為了設(shè)法選擇所需要的節(jié)目，在接收天線后，有一個選擇性電路，它的作 用是把所需的信號（電臺）挑選出來，并把不要的信號“濾掉”，以免產(chǎn)生干擾, 這就是我們收聽廣播時，所使用的“選臺”按鈕。選擇性電路的輸出是選出某個電臺的高頻調(diào)幅信號，把解調(diào)的音頻信號送到耳機，就可以收到廣播電

6、臺的高 頻信號。輸人回路是一個由可變電容器 CA輸入調(diào)諧線圈T1組成LC并聯(lián)調(diào)諧回 路，其作用是從天線接收到的許多頻率的信號中，選擇出欲收聽的電臺信號。被 選出的電臺信號，再由T1耦合到第一級晶體管的基極。輸入回路選擇電臺信號的原理是這樣的，當不同頻率的電磁波（即不同電臺 的信號）在輸入回路中感應(yīng)出不同回路的電動勢時，如某電臺的信號頻率與輸入調(diào)諧回路的諧振頻率f0 =（可變電容在某位置時）相同，則在回路中產(chǎn)生諧振，回路呈阻性，電流最大，在線圈T1上產(chǎn)生的壓降也最大，經(jīng)耦合送入 晶體管基極的電壓也最大；而其他不符合諧振回路諧振頻率的電臺信號，在L1上產(chǎn)生的壓降很小，送入晶體管基極的信號電壓也就很

7、微弱，可以認為被輸入回 路抑制掉了。改變CA可獲得不同的諧振頻率，也就可選擇出不同的電臺信號。晶體管收音機輸入回路廣泛采用磁性天線。將輸入調(diào)諧回路的線圈繞在磁 棒上就構(gòu)成了磁性天線。磁棒一般用導(dǎo)磁率較高的鐵氧體材料，以集聚磁力線， 增強感應(yīng)電勢，提高選擇性；其圈數(shù)比必須選合適，以使收音機獲得較好的靈敏 度和選擇性。對輸入回路的要求：要有良好的選擇性。即選出欲收電臺型信號，抑制鄰 近電臺信號的能力要強。要有足夠的頻率范圍。即輸入回路要能調(diào)諧到所需接收 的整個頻段內(nèi)的各個電臺信號。4.2變頻器變頻電路的作用是變頻電路的作用是把輸入電路輸送過來的高頻調(diào)制信號 變換為固定頻率的中頻調(diào)制信號。4.2.1

8、高頻放大器從接收天線得到的高頻天線電信號一般非常微弱，直接把它送到檢波器不 太合適，最好在選擇電路和檢波器之間插入一個高頻放大器，把高頻信號放大。 高頻放大器由一級或多級小信號諧振放大器組成，用來放大天線上感生的有用信 號；同時，利用放大器的諧振系統(tǒng)抑制天線上感生的其他頻率的干擾信號。由于放大器的中心頻率歲所需的接受頻率不同而不同，因此，高頻放大器必須是可調(diào)諧的。4.2.2混頻器混頻器有兩個輸入信號，一是由咼頻放大器送來的咼頻已調(diào)信號；意識由本機振蕩產(chǎn)生的本振信號。它的作用是高頻已調(diào)信號不失真的變?yōu)橹蓄l已調(diào)信號。 我國調(diào)幅廣播接收機中的中頻為 465KHz本振的頻率也是可調(diào)的，且必須使它 正確

9、追蹤載頻。變頻電路是由V1（9018）,T2,T3,R1,R2,C1等組成的自激式變頻電路。從輸入電路選出的信號（載波頻率為fs的高頻信號）與本機振蕩器產(chǎn)生的 振蕩信號（頻率為fr ）在混頻器中進行混頻，結(jié)果得到一個固定頻率（465kHz） 的中頻信號。這個過程稱為“變頻”，它只是將信號的載波頻率降低了，而信號 的調(diào)制特性并沒有改變，仍屬于調(diào)幅波。由于混頻管的非線性作用，fs與fr在混頻過程中，產(chǎn)生的信號除原信號頻率外，還有二次諧波及兩個頻率的和頻和差 頻分量。其中差頻分量（fr fs ）就是我們需要的中頻信號，可以用諧振回路選 擇出來，而將其它不需要的信號濾除掉。因為465kHz中頻信號的頻

10、率是固定的， 所以本機振蕩信號的頻率始終比接收到的外來信號頻率高出 465kHz,這也是“超外差”得名的原因。變頻電路的工作原理是：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是為了減小晶體管的輸入阻抗對振蕩回路的影響。本振信 號通過耦合電容C2從V1的射極注入，它與輸入回路耦合到 V1管基極的高頻調(diào) 幅信號在V1管中混頻，由集電極調(diào)諧回路(中周)選出二者的差頻即 465kHz 的中頻信號，然后再將中頻信號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0.30.4mA4.3中頻放大器中放級由V2(9018), T4 等組成。中頻放大

11、器的作用是將變頻級送來的中頻信號進行放大，一般采用變壓器 耦合的多級放大器。中頻放大器是超外差式收音機的重要組成部分，直接影響著 收音機的主要性能指標。質(zhì)量好的中頻放大器應(yīng)有較高的增益，足夠的通頻帶和 阻帶(使通頻帶以外的頻率全部衰減)，以保證整機良好的靈敏度、選擇性和頻 率響應(yīng)特性。從T3次級輸入的中頻信號加到V2的基極,經(jīng)中放管V2放大，其負載是單調(diào) 諧中頻變壓器T4。其中頻變壓器調(diào)諧于465kHz的中頻頻率上，以提高整機的靈 敏度、選擇性和減小失真。中放(V2)加有自動增益控制，以使強、弱臺信號得以 均衡，維持輸出穩(wěn)定。中放管采用了硅管，其溫度穩(wěn)定性較好，V2管因加有自動增益控制，靜態(tài)電

12、流不宜過大，以提供檢波級所必須的功率，故靜態(tài)電流取得 較大些在0.50.8mA范圍。4.4振幅檢波器和自動增益控制電路4.4.1振幅檢波器檢波級由V3(9018),C5,RP等組成，本機的檢波電路是利用V3的基-射極的 PN結(jié)來完成檢波任務(wù)的。檢波級的作用是從中頻調(diào)幅信號中取出音頻信號。檢波級的工作原理是利用 V3的基-射極的PN結(jié)來完成檢波任務(wù)的,中頻調(diào)幅信號通過V3的基-射極的PN結(jié)檢波后,將得到包含有多種頻率成份的脈動電 壓，然后經(jīng)過濾波電路濾除不要的成份，取出音頻信號和直流分量 , 而直流分量 與信號強弱成正比。音頻信號通過音量控制電位器音頻信號由C6耦合到低放級去放大。電位器RP是音

13、量調(diào)節(jié)電位器兼作電源開關(guān)。4.4.2 自動增益控制（簡稱 AGC）收音機中設(shè)計AGC電路的目的是：接收弱信號時，使收音機的中放電路增 益增高，而接收強信號時自動使其增益降低，從而使檢波前的放大增益隨輸入信 號的強弱變化而自動增減，以保持輸出的相對穩(wěn)定。在本收音機中 , 自動增益控制電壓從 V3 的集電極取出，當輸入信號增強 時，通過V3電流IC3增大，IC3的增大使得V3的集電極電位降低，這又使中放 管V2的基極電位下降，從而使 V2的增益下降。調(diào)整R4使V2的集電極電流在 0.3-0.7mA 范圍內(nèi)，。4.5 低頻放大器其電路由由 V4（9014）,T6 等組成 ., 作用是放大音頻信號 ,

14、 也叫低頻放大級的 激勵級.低頻放大器的工作原理是：從RP音量電位器輸入的音頻信號經(jīng) C6后， 加到V4的基極B,放大后經(jīng)T5送到功率輸出級,采用T5是為了實現(xiàn)與功率輸出 級阻抗匹配 , 它工作電流較大 .4.6 功率輸出級功率輸出級由V5 V6和輸入變壓器T6等組成,為乙類推挽功放電路（即 有輸入變壓器和但無輸出變壓器功率放大電路） , 這種電路阻抗匹配性能好 , 有足 夠的功率去驅(qū)動揚聲器。功率放大不僅要輸出較大的電壓， 而且還要能夠輸出 較大的電流。 本機采用變壓器耦合、 推挽式功率放大電路，功率輸出級的工作原理是：在信號的一個周期內(nèi)，V5、V6兩管輪流導(dǎo)通，最后在輸出端相互疊加，結(jié)果在

15、負載揚聲器上合成完整的不失真的波形。在原理 圖中，對直流通路而言，V5 V6是相互串聯(lián)的，對交流通路而言， V5 V6是相 互并聯(lián)的，當信號為負半周時，V6導(dǎo)通、V5截止，電源通過V6、揚聲器給C9 充電，充電路徑為：E+揚聲器C 9E ;當信號為正半周時，V6截止、 V5導(dǎo)通，V5導(dǎo)通時的電源是靠C9在信號為負半周時充的電壓而提供的。因此，V5 為等效的射級輸出器，所以， V5、 V6 組成的功放級都可看成是射級輸出器。 又因?qū)涣鞫?，兩管是并聯(lián)的，而射級輸出器的優(yōu)點之一是輸出阻抗低 ，所以， 功放級可直接與揚聲器相連，不需要輸出變壓器進行阻抗變換。5安裝與焊接5.1 安裝注意事項：注意

16、電解電容的有正負極性之分、三極管的管腳排列（有時不遵循它的 排列一般規(guī)則）及三個中周的型號（它們的技術(shù)參數(shù)比如通頻帶、選擇性不同， 若裝錯會影響收音機的性能）；先安裝低矮和耐熱的元件， 然后再裝大一點的元件， 最后裝怕熱的元件。裝配前識別不同的元器件，以及判別所裝配的元器件性能的好壞，是保 證裝配電子產(chǎn)品質(zhì)量的重要步驟。識別元器件及參數(shù)，需要具備相關(guān)知識；而判 別元器件性能的好壞可通過外觀檢查、儀器測試來完成。一般情況下，是運用萬 用表進行元器件好壞的粗略判別。5.2 焊接a、 電阻的安裝：將電阻的阻值（參照教材中電阻值計算示意圖）選擇好 后根據(jù)兩孔的距離彎曲電阻腳可采用臥式緊貼電路板安裝，也

17、可以采用立式安 裝，高度要統(tǒng)一。B、 瓷片電容和三極管的腳剪的長度要適中，不要剪的太短，也不要留太 長，它們不要超過中周的長度，太高會影響后蓋的安裝。c 、磁棒線圈的四根引線頭可以直接用電烙鐵配合松看焊錫絲來回摩擦幾 次即可自動鍍上錫，四個線頭對應(yīng)的焊在線路板的銅泊面。d、由于調(diào)諧用的雙連拔盤安裝時離電路板很近，所以在它的園周內(nèi)的高 出部分的元件腳在焊接前先用斜口鉗剪去， 以免安裝或調(diào)諧時有障礙， 影響拔盤 調(diào)諧的元件有T2和T4的引出腳，電位器的開關(guān)腳和一個引腳。e、耳機插座的安裝：焊接時速度要快，以免燙壞插座的塑料部分而導(dǎo)致接 觸不良。f 、發(fā)光管的安裝按照圖示彎曲成型，直接插在電路板上焊

18、接。g、喇叭安放挪位后再用電路鐵將周圍的三個塑料樁子靠近喇叭邊緣燙下去 把喇叭壓緊以免喇叭松動。6.電路調(diào)試測量電流，電位器開關(guān)關(guān)掉，裝上電池，用萬用表的50mA當表裝跨接在電 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，將電位器開關(guān)（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，若被測量的數(shù)字在規(guī)定的參考 值左右即可用烙鐵將這四個缺口依次連通， 再把音量開到最大，調(diào)雙連拔盤即可 以到電臺。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，并不要影響調(diào)諧拔盤的旋轉(zhuǎn)和避開螺絲樁子，電路板挪位后再上螺絲固定

19、。7.設(shè)計所用器材名稱型號規(guī)格位號數(shù)量名稱型號規(guī)格位號數(shù)量1三極管9018V1、V2、V33只19瓷片電容223C4 C5C73支2三極管9014V41支20雙聯(lián)電容CA1支4三極管9013V5 V62支21收音機前蓋1個5發(fā)光二極管LED1支22收音機后蓋1個6磁棒線圈T11套23刻度尺、音窗各1支7中周紅、白、黑T2、T3、T43個24雙聯(lián)撥盤1個8輸入變壓器T51個25電位器撥盤1個9揚聲器BL1個26磁棒支架1個10電阻器100QR6 R&R103支27印刷電路板1塊11電阻器120QR7 R92支28電路圖及說明1份12電阻器330 Q、1.8KR11、R2各1支29電池正負極簧片1套13電阻器30K、100KR4 R5各130連接導(dǎo)線4根14電阻器120K、200KR3 R1各1支31雙聯(lián)及撥盤螺絲3粒15電位器5K （帶開關(guān)插 腳式）RP1支32電位器撥盤 螺絲1粒16電解電容0.47 g F、10g FC6 C3各133自攻螺絲1粒17電解電容100 g FC8 C92支348小結(jié)（ 通過課程設(shè)計收獲和心得 ） 通過這次課程設(shè)計，我學(xué)習(xí)并掌握了晶體管超外差收音機的原理，了解了 收音機各個部分的工作方式， 通過實踐鞏固了課堂上學(xué)習(xí)的理論知識。 另外，我 還學(xué)會了如何識別和使用常見的電子元器件，學(xué)會了電烙鐵的正確使用方法。首先我們