高频电子线路》课程设计报告--SD-105七管半导体收音机.doc

高频电子线路课程设计报告 题 目 SD-105七管半导体收音机 学院（部） 信息学院 专 业 通信工程 班 级 2011240401 学生姓名 伊力亚尔吐逊江 学 号 201124040137 12 月 2 日至 12 月 13 日 共 2 周 指导教师（签字） 目录摘要2第一章 绪论21.1 课设任务和目的21.2 实验仪器21.3 课设内容2第二章 收音机工作原理32.1线电发射与接收的基本原理32.2超外差收音机的原理42.3 电路分析5第三章 课设步骤143.1元器件准备143.2元件清单153.3 焊接技术163.4 整机装配步骤19第四章 调试204.1调试步骤204.2 使用方法214.3心得体会214.4参考文献21摘要收音机从它的诞生至今，不仅方便了媒体信息的传播，也推进了现代电子技术和更先进的电信设备的发展。目前调频式或调幅式收音机，一般都采用超外差式，它具有灵敏度高、工作稳定、选择性好及失真度小等优点。了解收音机的工作原理并通过画原理图、焊接电路板、调试作品等电子电工实训对我们学习电子技术类的大学生有很多意义。本课程设计报告简单分析了超外差式收音机电路的工作原理及其组装和调试等。第一章 绪论1.1 课设任务和目的 本次实训的任务是完成收音机的组装与调试。通过这次课设可以让我们更进一步理解巩固所学的基本理论和基本技能，培养运用仪器仪表检测元器件的能力以及焊接、布局、安装、调试电子线路的能力，培养及锻炼我们测试排查实际电子线路中故障的能力，加强对电子工艺流程的理解熟悉。 具体目的如下：(1).熟悉电阻、电容、中周、双联、变压器、二极管、三极管、电位器、喇叭等常用电子元件的类别、型号、规格、性能及其使用范围；(2). 熟悉收音机的工作原理；(3). 在散件的组装过程中进一步学习电子技术； (4). 自学Multisim软件以熟悉印制电路板设计的步骤和方法、熟悉手工制作印制电板的工艺流程，能够根据电路原理图，元器件实物设计并制作印制电路板；(5). 掌握手工电烙铁的焊接技术，能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接；(6). 能按照PCB图焊接元件，掌握收音机的调试方法，组装一台成品收音机。 1.2 实验仪器(1).电烙铁：外热式电烙铁(2).螺丝刀、镊子、钳子等必备工具(3).锡丝：熔点低，焊接牢固，焊点光亮美观(4).电池：两节，电压5V(5).收音机外壳、电路板、各种导线、各种元器件1.3 课设内容(1).理论学习 学习识别简单的电子元件与电子线路，了解常用电子器件、收音机的工作原理(2).安装与调试 按照图纸焊接元件，组装并调试一台收音机(3).自学Multisim软件，绘制原理图及对应的PCB图第二章 收音机工作原理2.1线电发射与接收的基本原理2.1.1无线电发射的基本原理 交流电每秒发生50次改变方向和大小的周期性变化。在电学里，把电流强度随时间作周期性变化的电流叫做振荡电流。交流电就是一种振荡电流。振荡电流每秒周期性变化的次数叫做振荡频率。在无线电技术里，向外发射的是高辐射能量的高频（一般在几百千赫以L）振荡电流，而每秒振荡几十次的低频振荡电流的辐射能量很低在无线电广播技术中是不适用的。当处于空间的导线通过高频振荡电流时，在它的周围空间就要产生不可分割的电场和磁场。电场和磁场是统一的客观物质电磁场的两个方面，当导线周围产生变化的磁场时，变化的磁场附近空间又会产生变化的电场；这种变化的电场又会产生变化的磁场，这种不断交变着的电场和磁场，越来越远地向周围空间传播，就形成了电磁波。广播电台播出节目是首先把声音通过话筒转换成音频电信号，经放大后被高频信号（载波）调制，这时高频载波信号的某一参量随着音频信号作相应的变化，使我们要传送的音频信号包含在高频载波信号之内，高频信号再经放大，然后高频电流流过天线时，形成无线电波向外发射，无线电波传播速度为3108m/s，这种无线电波被收音机天线接收，然后经过放大、解调，还原为音频电信号，送入喇叭音圈中，引起纸盆相应的振动，就可以还原声音，即是声电转换传送电声转换的过程。2.1.2基本无线电接收原理 根据麦克斯韦电磁理论 a、变化的磁场能在周围空间产生电场 b、变化的电场能在周围空间产生磁场。电磁波就这样由近及远的传播开去。所以首先要有变化的电场产生。变化的电场主要是通过电路，在天线上产生变化的电场，天线就能发射出电磁波；电磁波的接收，也是通过天线和谐振电路，和空间中传来的电磁波发生电磁共振，再由电路从谐振电路中取出电磁波的信息。2.1.3调幅波 调幅（AM）是使载波的振幅随调制信号的幅度变化而变化，该过程如图2.1所示。一个调幅广播频道所占带宽为9千赫，因而传送的声音信号最高频率约45千赫，特别是由于受到收音机通带宽度的限制，保真度较差。另外，抑制寄生调幅干扰的能力差，重放信号中常混有令人生厌的噪声，影响收听效果。 2.2超外差收音机的原理所谓超外差式，就是通过输入回路先将电台高频调制波接收下来，和本地振荡回路产生的本地信号一并送入混频器，再经中频回路进行频率选择，得到一固定的中频载波（如：调幅中频国际上统一为465KHz或455KHz）调制波。超外差的实质就是将调制波不同频率的载波，变成固定的且频率较低的中频载波。如图1所示。在超外差的设计中，本振频率高于输入频率。用同轴双联可变电容器，使输入回路电容C1-A和本振回路电容C1-B同步变化，从而使频率差值始终保持近似一致，其差值即为中频465KHZ，即：如接收信号频率是600kHz，则本振频率是1055kHz；若接收信号频率是1000kHz，则本振频率是1465kHz；若接收信号频率是1500kHz，则本振频率是1965kHz；超外差式收音机的工作原理图：输入回路本地振荡自动增益控制低频放大检波中频放大混频器功放（OTL）由于谐振回路谐振频率 ，f 与C不成线性变化，因此必须有补偿电容对其特性进行修正，以获得在收听范围内f与C近似成线性变化，保证f本振-f信号=f中频为一固定中频信号。超外差方式使接收的调制信号变为统一的中频调制信号，在作高频放大时，就可以得到稳定且倍数较高的放大，从而大大提高收音机的品质。2.3 电路分析收音机工作原理图2.3.1输入电路输入端使用的是并联谐振，通过调节电容的大小可改变谐振频率，从而可改变收听的电台。双连可变电容器的C1-A和B1的初级线圈L1组成，是一并联谐振电路，B1是磁性天线线圈，从天线接收进来的高频信号，通过输入调谐电路的谐振选出需要的电台信号。 并联谐振电路仿真仿真结果电阻上的电流与总电流相同，电路处于谐振状态。 2.3.2变频电路变频电路包括：本地振荡器、混频器、选频电路三个部分。变频级是以变频管VT1为中心组成的电路，它的作用是把通过输入调谐电路收到的不同频率电台信号(高频信号)变换成固定的465KHz的中频信号。从输入回路送来的调幅信号和本机振荡器产生的等幅信号一起送到变频级，经过变频级产生一个新的频率，这一新的频率恰好是输入信号频率和本振信号频率的差值，称为差频。不论原来输入信号的频率是多少，经过变频以后都变成一个固定的中频，然后再送到中频放大器继续放大。本地振荡器仿真电路本地振荡器结果显示由lc振荡器使原本输出为0变成了稳定正弦波混频器仿真电路仿真结果图混频器将天线上接收到的信号与本振产生的信号混频，当混频的频率等于中频时，信号可以通过中频放大器，被放大后再进行峰值检波模拟乘法器能够完成两个信号的相乘，在其输出中都会出现混频所要求的差值（wL-wC），然后利用滤波器取出该频率分量，即完成混频。2.3.3中频放大电路中频放大电路的主要任务是放大来自变频极的465KHZ的中频信号。主要由V2、V3组成的两级中频放大器。第一中放电路中的V2负载是变压器B4和内部电容组成，它们构成并联谐振电路，谐振频率是465KHz。第二中放由V5和变压器B5组成。中频放大器仿真电路仿真结果图在混频器将输出频率固定到中频465khz后，这里用一个基本放大电路来仿真，很显然电压放大100倍2.3.4检波和自动增益控制电路（1）检波极检波的作用是从中频调幅信号中取出音频信号。V4发射-基极结用做检波。检波电路是由一个晶体三极管（相当于检波二极管），电容C9和电容C8构成的，其原理是二极管的充放电过程来模拟信号的包络的变化，但是要合理的选择放电时间常数，避免发生惰性失真等失真现象，以至于收音机无法正常的收听到声音。检波电路的主要功能就是从已调制的中频信号中解调出原来的基带信号（声音，视频等信号），再将所产生的基带信号通过互感耦合传给下一级电路做进一步的处理。这里的三极管集电极和发射极相连，相当于只取了发射极的PN结，相当于二极管包络检波电路。二极管包络检波的仿真电路（2）自动增益控制电路 接收弱信号时，使收音机的中放电路增益增高，而接收强信号时自动使其增益降低，从而使检波前的放大增益随输入信号的强弱变化而自动增减，以保持输出的相对稳定。 2.3.5音频放大电路 超外差收音机低频放大电路是指从检波以后到扬声器输出这一部分电路，它包括前置低频电压放大器和功率放大器。低频电压放大级应有足够的增益和频带宽度，同时要求其非线性失真和噪声都要小。功率放大器是用来对音频信号进行功率放大，用以推动扬声器还原声音，要求它的输出功率大，频率响应宽，效率高，而且非线性失真小。 （1）低频功率放大器 超外差式收音机的低频放大器中，通常都接有12级前置放大级，它的工作状态均属于“甲类”，即工作于晶体管集电极特性曲线的直线部分，并且大多数采用共发射极电路。它的任务是将检波后的微弱音频信号放大到足以推动功率放大级的电平。低频功率放大器仿真电路仿真结果图当输入正弦交流信号Ui时，经VT1放大，倒向后同时作用于VT2.VT3的基极。Ui的负半周使VT2管导通（VT3管截止），有电流通过负载Rl。同时给c2充电。在ui正半周VT3导通，（VT2截止）则已充好电的电容器c2起着电源作用，通过负载Rl放电，在El上得到正弦波。（2）功率放大器 功率放大级是收音机电路中的最后一级，所以又称末级放大器。功率放大器的任务是不仅要输出较大的电压，而且能够输出较大的电流。本电路采用无输出变压器功率放大器，可以消除输出变压器引起的失真和损耗，频率特性好，还可以减小放大器的体积和重量。为了获得较大的输出功率和优质的音响，通常较多采用推挽式功率放大电路。这种电路的特点是基极偏置电压较小，在静态是集电极电路仅有24毫安，因此非常省电：在极小的是真情况下，可获得较大的输出功率。功率放大器的仿真电路在实际电路中，回路还可以是选频网络来选出我们所需要的频率，将不需要的频率滤除。第三章 课设步骤3.1元器件准备(1)首先根据元器件清单清点所有元器件，检查有无缺失现象；目测元件外观，检查有无损坏。将检查结果及时上报。(2)利用色环读出电阻阻值，将正确的电阻归类放好。(3)正确辨别二极管、三极管和电解电容的极性。(4)将所有元器件上的漆膜、氧化膜清除干净，然后进厅搪锡（如元器件引脚未氧化则省去此项），检查印制板的铜箔线条是否完好，有无断线及短路。 在动手焊接前现将各元件安装在印刷电路板上，确保电解电容、二极管、三极管的极性正确。安装时先装低矮和耐热的元件（如电阻），然后再装大一点的元件（如中周，变压器），最后装怕热的元件（如三极管），按照一定的顺序安装。色环电阻色标数3.2元件清单元器件位号目录名称位号数量名称位号数量电阻 11 只三极管 7 只51R719018HV1、V2、V3、V44100R319014DV51220R1218050DV6、V72510R91中周 4 只1KR8 R112振荡（红）B212KR21中周1（黄）B3130KR41中周2（白）B4162KR61中周1（黑）B51100KR1 R102变压器 2 只元片电容 7 只输入变压器（兰、绿）B610.022uC6、C7、C8、C9、C11、C12、C137输出变压器（黄、红B71涤纶电容 1 只其它0.01uC31电位器W1电解电容 5只双联C114.7u2磁棒B1-1110u1天线线圈B1-2100u2二极管 4 只扬声器8Y11N4148D1、D2、D431N60D31图纸1色环电阻色标数12345678905%10%棕红橙黄绿兰紫灰白黑金银棕黑橙金10误差5%表示：4 10该电阻为10X1045%即100K5%3.3焊接技术 电路板焊锡工序很多人会认为不重要，随意拿起电铬铁将熔锡往需接合的地方一放便完工，这造成有假焊锡及接触不良的现象;又恐锡接合得不牢固，铬铁较长时间接触焊点，造成被焊的零件长期受热损坏或铜电路与基板脱离，或铜电路断裂，造成断路。以上两种情况都会令电子制作不成功，而且事后还会浪费较多时间及人力检查线路板上每一焊点及元件，所以焊锡焊接方法做得不好，已经可判定你制作成功的机会等于零。锡是低温易熔及易老化的焊料，温度低时，锡呈现胶状不黏，令线路板的铜箔与零件脚造成假焊。温度正确适中时，在焊咀的锡呈半圆粒状，有反光面，是黏着力最佳的时候，迅速将零件脚与底板电路焊接。温度过高时，锡呈圆粒状，锡点表面的色泽呈哑色，有绉纹，表示锡已老化，会造成假焊点出现。焊接步骤：1.预热 2.加入焊锡 3.移去焊锡 4.移去电烙铁 5.剪除接脚下面介绍一下详细过程： 1 先刮后焊要焊的元件引线上有油渍或锈蚀不易吃锡.即使把焊锡免强的糊上一点结果却是假焊.焊前要刮干净.在把引脚蘸入松香，用含锡电烙铁头在引脚上来回磨擦，直到引脚上涂上薄薄焊锡层。现在大多数电子元件的可焊性是很好的，因此手工焊接不需淌锡处理（前提必须使用带助焊剂的焊锡丝），对于元件保管不当，致使元件引脚氧化或有污物，则需淌锡处理。2掌握温度技巧温度不够焊锡流动性差易凝固温度过高则易滴淌.焊点挂不住焊锡.（1） 要想温度合适根据物体的大小用功率相应的烙铁.（2）要掌握加热时间.烙铁头带着焊锡压焊接处.被焊接物便被加热.焊锡从烙铁头自动流散到被焊物上时.说明加热时间以到.此时迅速移开烙铁头.便留下一个光亮的圆滑焊锡点.移开烙铁头焊点留不住焊锡.则说明加热时间短.温度不够.或焊点太脏.烙铁头移开前焊锡就往下流加热时间长温度过高.3上焊锡适量根据焊点大小蘸取的焊锡量足够包住被焊物.形成光亮圆滑的焊点一次上焊锡不够可再补上.但须待前次焊锡被一同容化之后移开烙铁头.有的人焊接时象燕子垒窝一样往上堆焊锡.结果焊了不少焊锡就是不牢.4扶稳不晃焊物须扶稳夹牢特别焊锡凝固阶段不可晃动.凝固阶段晃动容易产生假焊.焊点象豆腐渣一样.为了平稳手腕枕在一支撑物上.坐或立要端正.3.4整机装配步骤印刷电路板的装配是整机质量的关键，装配质量的好坏对收音机有很大的影响。因此印刷电路板装配总的要求是：元器件装插正确。不能有插错，漏插；焊点要光滑，五虚焊。在装元器件时。要执行工艺指导以及装配样板的规定，遵循元器件的装插原则。 装配图（1） 元器件的装焊接应遵循由小到大，先轻后重，先高后低，先里后外的原则，这样有利于装配顺利进行。（2） 安装瓷片电容，电解电容等元件时，引线不能太长，否则降低元器件的稳定性；也不能过短，以免毁坏元器件。一般距离电路板2mm，并且注意电解电容正负极性，不能插错。（3） 可调电容器装插，四角应插到位，焊接时，先用少量焊锡固定住任一脚，（此时用一手指按住可调电容器，使其紧贴线路板）然后同时焊接其余三个脚，最后重新补焊四个脚一次。（4） 音量电位器的安装，首先用铜铆钉固定两边开关脚，然后再进行焊接。使电位器与电路板平行，在焊接电阻器的三个焊接片时，应在短时间内完成，否则易焊坏电阻器动片、从而造成音量电位器不起作用或者接触不良。（5） 集成电路的焊接：在焊接时，首先要弄清引线脚的排列顺序，并与线路半晌的焊盘引脚对准，核对无误后，先焊接1脚和19脚用于固定IC，然后再反复检查，确认后再焊接其余脚位。焊接完后再反复检查，确保焊接无误。按照上述要求和步骤去焊接，反复检查无误后组装完成，即可完成整机。第四章 调试4.1调试步骤超外差收音机的调整有三种：1）调中频即是调中频调谐回路中放电路是决定收音电路的灵敏度和选择性的关键所在，它的性能优劣决定了整机性能的好坏。调整中频变压器，使之谐振在AM/465kHz（或FM/10.7MHz）频率，这是中放电路调整的任务。2）调覆盖即是调本振谐振回路超外差收音机电路接收信号的频率范围与机壳刻度上的频率标志应一致，所以，要进行校准调整，也叫调覆盖。在超外差收音机中，决定接收频率的是本机振荡频率与中频频率的差值，而不是输入回路的频率，因此，调覆盖实质是调本振频率和中频频率之差。因此调覆盖即调整本振回路，使它比收音机频率刻度盘的指示频率高AM/465kHz（或FM/10.7MHz）。在本振电路中，改变振荡线圈的电感值（即调节磁芯）可以较为明显地改变低频端的振荡频率（但对高频端也有影响）。改变振荡微调电容的电容量，可以明显地改变高频端的振荡频率。3）统调即是调输入回路统调又称为调整灵敏度，本振频率与中频频率确定了接收的外来信号频率，输入回路与外来信号的频率的谐振与否，决定超外差收音机的灵敏度和选择性（即选台功能），因此，调整输入回路使它与外来信号频率谐振，可以使收音机灵敏度高，选择性较好。调整输入回路的选择性也称为调补偿或调跟踪，但是在外差式收音电路中，调整输入谐振回路的选择性会影响灵敏度，因此，调整谐振回路的谐振频率主要是调整灵敏度，使整机各波段的调谐点一致。调整时，低端调输入回路线圈在磁棒上的位置，高端调天线的微调电容。4.2 使用方法揭开收音机后盖，装好2节0.5V电池，打开开关兼音量电位盘，调节调谐盘（当没有声音时，可调节相应的中周），就能收到当地的广播节目。由于高、低端之间相互影响，反复调整几次。4.3心得体会本学期课程设计组装收音机收获很大。在科技日益发展的今天，高科技的电子产品应不暇，收音机似乎已经成为社会发展进步中的淘汰物，我们更多地是靠网络、电视去获取信