超外差收音机电子制作设计报告.doc

电子制作报告名 称： 超外差式晶体管调幅收音机的组装与调试 学 院(系 部)： 电子信息工程系 学 生 姓 名： 指 导 教 师： 200 年 月 日 一、超外差收音机原理：超外差式收音机：是指输入信号和本机振荡信号产生一个固定中频信号的过程。如果把收音机收到的广播电台的高频信号，都变换为一个固定的中频载波频率（仅是载波频率发生改变，而其信号包络仍然和原高频信号包络一样），然后再对此固定的中频进行放大，检波，再加上低放级，就成了超外差式收音机。它由输入回路高放混频、两级中放，前置低放及检波、功放等部分组成，接收的频率范围为535KHz1605KHz的中波段。图1中VT1及相关元件组成高放及混频，无线电信号经选频电路选频后从VT1的基极输入，本振信号从发射极注入，两者的差频信号经T3传到VT2进行中频放大，VT3及相关电路级成检波电路，经过这部分电路的处理后，在RP端形成低频声音信号，经RP分压后，送入VT4，进行音频推动放大，功率达到一定要求的信号经输出变压器耦合进入VT5、VT6组成的功放电路，经过功放放大的音频信号最后在扬声器发出声音信息，以上就是本机的整个工作过程。超外差式收音机的组成框图如图2 所示，其各级的作用如下图2 超外差式收音机的组成框图二、超外差式晶体管收音机的电原理图如图1；图1 超外差式晶体管收音机的电原理图；三、元件清单（元件具体参数以实测为准）序号名称型号规格位号数量1三级管3DG201（绿，黄）VT11支2三级管3DG201（兰，紫）VT2 VT32支3三级管3DG201（紫，灰）VT41支4三级管9013HVT5 VT62支5发光二级管3红LED1支6磁棒线圈5*13*55mmT11套7中周红，白，黑，T2 T3 T43个8输入变压器E型六个引脚T51个9扬声器58mmBL1个10电阻器100欧R6 R8 R103支11电阻器120欧R7 R92支12电阻器330欧 1800欧R11 R2各1支13电阻器30000欧100000欧R4 R5各1支14电阻器120000欧200000欧R3 R1各1支15电位器5K（带开关插脚式）RP1支16电解电容0.47,10C6 C3各1支17电解电容100C8 C92支18瓷片电容682 103C2 C1各1支19瓷片电容223C4 C5 C73支20双联电容CBM-223PCA1支21收音机前后盖各1个23刻度尺和音窗各1块24双联拨盘1个25电位器拨盘1个26磁棒支架1个27印刷电路板1块28电路原理图和装配说明1份29电池正负极簧片1套30连接导线4根31耳机插座2.5mmJ1个32双联及拨盘螺丝2.5*5mm3粒33电位器拨盘螺丝1.6*5mm1粒34自攻螺丝2*5mm1粒四、收音机理论分析1、输入调谐电路输入调谐电路由双连可变电容器的CA和T1的初级线圈Lab组成，是一并联谐振电路，Tl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，电台信号频率是f=l2LabCA，当改变CA时，就能收到不同频率的电台信号。2、变频电路本机振荡和混频合起来称为变频电路。变频电路是以VTl为中心，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。VTl、T2、CB等元件组成本机振荡电路，它的任务是产生一个比输入信号频率高465 KHz的等幅高频振荡信号。由于Cl对高频信号相当短路，Tl的次级Lcd的电感量又很小，对高频信号提供了通路，所以本机振荡电路是共基极电路，振荡频率由T2、CB控制，CB是双连电容器的另一连，调节它以改变本机振荡频率。T2是振荡线圈，其初次绕在同一磁芯上，它们把VT1的等电极输出的放大了的振荡信号以正反馈的形式耦合到振荡回路，本机振荡的电压由T2的初级的抽头引出，通过C2耦合到VT1的发射极上。混频电路由VTl、T3的初级线圈等组成，是共发射极电路。其工作过程是： (磁性天线接收的电台信号)通过输入调谐电路接收到的电台信号，通过Tl的次级线圈Lcd送到VTl的基极，本机振荡信号又通过C2送到VTl和发射极，两种频率的信号在T 1中进行混频，由于晶体三极管的非线性作用，混合的结果产生各种频率的信号，其中有一种是本机振荡频率和电台频率的差等于465KHz的信号，这就是中频信号。混频电路的负载是中频变压器，T3的初级线圈和内部电容组成的并联谐振电路，它的谐振频率是465KHz，可以把465KHz的中频信号从多种频率的信号中选择出来，并通过T3的次级线圈耦合到下一级去，而其它信号几乎被滤掉。3、中频放大电路它主要由VT2、VT3组成的两级中频放大器。第一中放电路中的VT2负载是中频变压器T4和内部电容组成，它们构成并联谐振电路，谐振频率是465KHz，与前面介绍的直放式收音机相比，超外差式收音机灵敏度和选择性都提高了许多，主要原因是有了中频放大电路，它比高频信号更容易调谐和放大。4、检波和自动增益控制电路中频信号经一级中频放大器充分放大后由T4耦合到检波管VT3，VT3既起放大作用，又是检波管，VT3构成的三极管检波电路，这种电路检波效率高，有较强的自动增益控制(AGC)作用。AGC控制电压通过R3加到VT2的基极，其控制过程是：外信号电压Vb3Ib3Ic3Vc3通过R3 Vb2Ib2Ic2外信号电压。 检波级的主要任务是把中频调幅信号还原成音频信号，C4、C5起滤去残余的中频成分的作用。5、前置低放电路检波滤波后的音频信号由电位器RP送到前置低放管VT4，经过低放可将音频信号电压放大几十到几百倍，但是音频信号经过放大后带负载能力还很差，不能直接推动扬声器工作，还需进行功率放大。旋转电位器RP可以改变VT4的基极对地的信号电压的大小，可达到控制音量的目的。6、功率放大器(OTL电路)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。VT5、VT6组成同类型晶体管的推挽电路，R7、R8和R9、R10分别是VT5、VT6的偏量电阻。变压器T5做倒相耦合，C9是隔直电容，也是耦合电容。为了减少低频失真，电容C9选得越大越好。无输出变压器的功率放大器的输出阻抗低，可以直接推动扬声器工作。五、装配调试过程1、电解电容和瓷片电容：如图表11所示为电解电容，在安装电解电容时要求电容的管脚长度要适中，要正确判断管脚的正，负极，否则不能完成实现收音功能。并且电解电容要紧贴电路板立式安装焊接，太高就会影响后盖的安装。电解电容器示意图如图表12所示为瓷片电容，瓷片电容和电解电容一样，要求其管脚的长度要合适。在实物图所标的数字中，第一二位数字代表电容值，第三位数字代表“0”的个数。在焊接瓷片电容时不必考虑它的正负极性。瓷片电容示意图2、三极管：本次课设组装的S66收音机中有两种三极管。VT5，VT6为9013属于中功率三极管，VT1-VT4为3DG201或9014属于高频小功率三极管，在安装时，VT1选用低值（绿点或黄点）的三极管，VT2和VT3选用中值（兰点或紫点）的三极管，VT4选用高值（紫点或灰点）的三极管，否则装出来的效果不好。同时，要求电容和三极管管脚的长度要适中，不要剪的太短，也不要留的太长，使它们不要超过中周的高度。 3、中频变压器（中周）：中频变压器（简称中周）三只为一套，其实物图如图表14所示。T2为振荡线圈的中周型号为LF10-1（红色），T3为第一级中放用的中周型号为TF10-1（白色），T4为第二级中放的中周型号为TF10-1（黑色）。这三只中周在出厂前均已调在规定的频率上，装好后只需微调甚至不调，不要乱调。中周外壳除起屏蔽作用外，还起导线的作用，所以中周外壳必须接地。4、磁棒线圈：磁棒线圈的四根引线头可以直接用电烙铁配合松香焊锡丝来回摩擦几次即可自动镀上锡，四个线头的接在对应的印制板的焊盘上，即a,b,c,d点，线头的判断由图表15可知。焊接前要仔细辨别b、c引脚，切不可弄反。5、双连拨盘：由于调谐用的双连拨盘安装时离电路板很近，所以在它的圆周内的高出部分的元件引脚在焊接前先用剪刀剪去，以免安装或调谐时有障碍，影响拨盘调谐的元件有T2和T4的引脚以及接地焊片，双连的三个引出脚，电位器的开关脚和一个引脚。6、耳机插座：先将插座的靠尾部下面的一个焊片往下从根部弯曲90度插在电路板上，然后再用剪下来的一个引脚的一端插在靠尾部上端的孔内，另一端插在电路板对应的J孔内，焊接时的速度一定要快以免烫坏插座的塑料部分，影响电路的导通。7、电位器：8、变压器：T5为输入变压器，线圈骨架上有突点标记的为初级，印制版上也有圆点作为标记，其接线图如附图所示。安装时不要装反（还可以配合万用表测量进行分辨）。9、发光二极管和喇叭：发光二极管主要用来进行收音机开关的指示，当开关打开时发光二极管亮，反之则不亮。它的接法按照图表20所示弯曲成型，然后直接插到电路板上焊接即可，安装时要注意二极管的正负极。把喇叭放好后，如果挪动，可用电烙铁将其周围的三个塑料桩靠近喇叭的边缘烫下去把喇叭压紧，以免其松动不稳。除了上面列出的元器件外，还有扬声器、印刷电路板、导线、螺丝等等元器件。收音机的焊接和组装焊接前电阻要看清阻值大小，并用万用表校核。电容、三极管要看清极性。一旦焊错要小心地用烙铁加热后取下重焊。拨下的动作要轻，如果安装孔堵塞，要边加热，边用针通开。电阻的读数方向要一致，色环不清楚时要用万用表测定阻值后再装。上螺丝、螺母时用力要合适，不可用力太大。总之，动手焊接前用万用表将各元件测量一下，做到心中有数，安装时先安装低矮和耐热元件（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）。电阻的安装：将电阻的阻值选择好后根据两孔的距离弯曲电阻脚可采用卧式紧贴电路板安装，也可以采用立式安装，高度要统一。瓷片电容和三极管的脚剪的长短要适中，它们不要超过中周的高度。电解电容紧贴线路板立式焊接，太高会影响后盖的安装。、棒线圈的四根引线头可直接用电烙铁配合松香焊锡丝来回摩擦几次即可自动上锡，四个线头对应的焊在线路板的铜泊面。由于调谐用的双联拨盘安装时离电路板很进，所以在它的圆周内的高出部分的元件脚在焊锡前先用斜口钳剪去，以免安装或调协时有障碍，影响拨盘调谐的元件有T2和T4的引脚及接地焊片、双联的三个引出脚、电位器的开关脚和一个引脚脚。耳机插座的安装：先将插座靠尾部下面一个焊片往下从根部弯曲90度插在电路板上，然后用剪下来的一个引脚一端插在靠尾部上端的孔内，另一端插在电路板对应的J孔内（如图），焊接时速度要快一点以免烫坏插座的塑料部分。发光二极管的安装要弯曲后，直接插在电路板上焊接。喇叭安放挪位后再用电烙铁将周围的三个塑料桩子靠近喇叭边缘烫下去把喇叭压紧以免喇叭松动。焊接完毕，仔细检查电路是否有虚焊、假焊和短路的地方。电阻是否有阻值接错的，电容、发光二极管是否有正负极反了的，三极管的e、b、c脚接对了没有，中周的型号是否有误等。逐步分析，发现错误及时纠正，以免通电后烧坏元件。六、调试及故障排除收音机的调试主要包括：基本调试（外观检查和静态电路测试）、中周调整、中频频率调整、统调。、收音机的基本调试：调试是为了收音机能正常更好的工作，将调试好的部件组装成整机后，不可能都处在最佳配合状态，而满足整机的技术指标。所以，单元部件经组装后一定要进行整机调试。首先，按直观检查的方法对整机进行外观检查。外观检查有如下内容：焊接质量检查、电池夹弹簧检查、频率刻度指示检查、旋钮检查、耳机插座检查、机内异物检查等。结构调整主要是检查印制电路板各部件的固定是否牢靠，有无松动，各接插件间接触是否良好，机械转动部分是否灵活。其次，对电路电流进行测量。将电位器开关关掉，装上电池用万用表的50mV档来测量，表笔跨接在电位器开关的两端（黑色表笔接电池负极，红色表笔接开关的另一端）若电流指示小于10mV，则说明可以通电，将电位器开关打开（音量旋至最小即测量静态电流）用万用表分别依次测量D，C，B，A四个电流缺口，若被测量电流的数字在规定的参考值的左右即可用电烙铁将四个缺口依次连通，再把音量开到最大，调双连拨盘即可收到电台。在安装电路板的时候注意把喇叭及电池引线埋在比较隐蔽的地方，并且不要影响调谐拨盘的旋转和避开螺丝桩子，电路板挪位后再上螺丝固定。当测量不在规定的电流值的范围则要仔细检查三极管的极性有没有装错，中周是不是装错位置以及虚焊等，若测量哪一级电流不正常则说明那一级电流有问题。、中周调整：由于和中周变压器并联的电容器的容量总存在误差，机内的布线也存在着不同的分布电容，这些都会引起中周变压器的失谐，所以要进行调整。但由于中周在出厂时厂家就已经调好，在这里就不需要我们再来调整中周了。如果出厂时没有调整好中周，则可以按以下方法进行中周调整：把高频信号发生器调到465kHz上，双连电容逆时针旋到头，然后调T4（黑色）、T3（白色）两个中周，反复调几次，达到收音机喇叭声音最响为止。、中频频率调整：收音机中波段频率范围一般规定在5351605kHz。它是通过双连电容从容量最大到容量最小来实现这种连续调谐的，为了满足上述的要求所以必须调频率范围。在出厂前厂家也已经调整好，在这我们也不需要再调整了。、统调：统调就是通过调试收音机的输入回路、本机振荡频率、中放回路的中频频率校正，从而达到在接收的频率范围内机子具有良好的频率跟踪特性。所谓跟踪是指在接收的频率范围内，当接收任一频率的电台时，本机振荡频率与要接收的频率通过混频电路后都应该输出标准的中频频率信号，在超外差AM（调幅）波段中，中频频率为465KHZ。从理论上讲，中波收音机从5251605kHz的范围内，振荡频率和外部电台频率之差各点都应该是465kHz，但实际上是很难做到的，为了使整个波段内都能做到基本同步，经过大量实验证明，只要把600kHz，1000kHz，1500kHz这三点调准就可以了，所以要进行三点统调。 中波的频率范围是：530KHZ-1600KHZ,那么本机振荡的频率范围就应该在955KHZ-2065KHZ，收音机是通过一个双联可变电容来同时改变输入回路的谐振频率和本机振荡频率的，理想状态下，我们在选台时在整个波段的频率范围内，本机振荡频率与输入回路谐振频率之差都应该保持在465KHZ，但实际情况并没有这么理想，由于本机振荡电路与输入回路分属不同的谐振槽路且谐振频率也不同，虽然我们输入回路和本机振荡电路的谐振电容是同步联动的，但由于电路参数的差异，很难保证在正个接收频率范围内都能准确地差拍出465KHZ中频，为此在实际电路中都作了一些补偿措施。一般说来，输入回路的线圈和本机振荡线圈及所配的双联电容及都是配套元件。统调的具体方法如下所示：在波段的低端接收一个已知频率的本地强信号台，当接收到电台声音后，看此时调谐刻度指针所指的频率是否和所接收的频率一致，如果不一致可调整本机振荡线圈B5的磁芯，并同时旋动调谐旋钮，直到刻度指针所指示的频率与接收频率一致，然后调整输入回路线圈L2在磁棒的位置是声音最大为止。如果刻度指针所指示的频率与接收频率已经一致，此时只要调整L2使声音最大即可。统调的第三步方法与第二步相似，在波段的高端接收一个已知频率的强信号电台，分别调整C2和C9使刻度指针所指的频率与接收的频率一致且声音最大即可。反复第二和第三步进行微调是接收效果达到最好成绩。高、低端调试好后，中端一般都不用调了，除非你在输入回路或本机振荡电路所使用的元件参数有误。七、 调试参数电流缺口ABCD测量值0.4561.212.221.360 学 生 总 结这次课设给我的总体感觉是比较简单，任务相对轻松。不过在组装和调试收音机的过程中，我还是遇到了不少的问题。在焊接完成之后，当装上电池检验的时候，出现了第一个问题发光二级管不亮。用万用表测