正弦交流电路案例——《应用串联谐振的收音机接收电路》.docx

2.8 正弦交流电路案例应用串联谐振的收音机接收电路2.8.1收音机的种类及工作原理 收音机种类较多，可以从不同的角度来分类。按接收的广播制式，可分为调幅收音机(AM)、调频收音机(FM)等；按接收的波段，可分为中波收音机、短波收音机、全波段收音机等；按体积的，可分为台式收音机、便携式收音机、微型收音机等，还可以有很多其他的分类方法。图2.8.1收音机由接收天线、调谐电路、高频放大电路、检波电路、音频放大电路及电源电路等部分组成。由天线接收的广播电台信号在调谐电路里进行选台，经高频放大器直接放大后，再经检波器取出音频信号(即解调)，送到音频放大器放大，最后经过电声转换推动扬声器放声。 最简易收音机，就是们常说的矿石收音机。图2.8.2是一矿石收音机电路图和接线图。矿石收音机材料有中波磁棒、中波线圈、二极管、可变电容、电容和高阻耳机。图中，A，为天线接线柱，E为地线接线柱。D为二极管，PH为耳机接线柱，L1为天线线圈，L2为调谐线圈，C1、C3为空气介质可变电容器，C2为云母介质固定电容器，L3为滤波线圈。各器件作用如下：天线接收电波和可变电容调谐选台。二极管检波。L3、C3组成滤波器。耳机收听。图2.8.22.8.2收音机的输入电路1.输入电路的作用从天线到第一级放大电路之间的电路称为输入电路。它的作用是把天线中感受到的各种信号中所需要的信号选择出来，并送到下一级电路，同时把其他不需要的信号有效地加以抑制。由于广播事业发展，天空中有了很多不同频率的无线电波。如果把这许多电波全都接收下来，音频信号就会象处于闹市之中一样，许多声音混杂在一起，结果什么也听不清了。为了设法选择所需要的节目，在接收天线后，有一个选择性电路，它的作用是把所需的信号（电台）挑选出来，并把不要的信号“滤掉”，以免产生干扰，这就是我们收听广播时，所使用的“选台”按钮。2.输入电路的组成和工作原理收音机接收电路利用了串联谐振来接收无线电信号。如图2.8.3是收音机接收电路。电路主要由天线线圈、电感线圈和可变电容C组成串联谐振电路。天线收到的不同频率的信号在LC电路中感应出相应的电动势，如图2.8.4所示。图中的R是线圈电阻。改变电容C，可以使电路达到谐振，即使得所需频率的信号在回路中的电流达到最大，在可变电容两端的该频率的电压也最高。串联谐振时，电感或电容两端的电压为外加电压的Q倍。Q为谐振电路的品质因素，一般可达100左右。偏离谐振频率的信号，幅度从最大值迅速下降。频率偏离越大，幅度就越小。因此，其他频率的信号虽然也出现在收音机里，但由于没有达到谐振，在回路中的电流小，起到了选择和抑制干扰的作用。改变C即可改变谐振频率f，从而选择我们所需要的频率的无线电波。3.输入电路的故障1)收不到台当输入电路的电容有短路时，输入的高频信号别短路，但有“沙沙”的噪声，检查时可检查电容两面三刀极片间的的电阻值，正常时应为无穷大。2)串台串台是指在收听某一电台时，其他台声音也混近来。其原因是输入电路的线圈断线或多股线断股，使输入电路失去调谐作用或选择性差而造成。3)灵敏度低灵敏度低的原因是输入电路电容漏电、线圈断股或受潮，使输入回路的品质因素下降。例2.8.1 图2.8.3所示为一收音机接收电路，为天线线圈，与可变电容构成调谐电路。已知，线圈电阻。在收听频率为时，电容应调整到多大？此时，和的信号在电容上产生多大的电压输出？假设两个电台在中感应出的电压幅值均为。 解 图2.8.4可等效为图2.8.3所示的RLC串联电路模型。在收听的电台时，应调整可变电容，使电路的谐振频率，此时电容值应为谐振频率为时，电路的品质因数为可见电容两端产生的电压幅值为而此时，电台信号在电容两端产生的电压幅值为由计算结果可知，调整电容值为时，频率为的电台信号在电容上产生的电压输出远远大于频率为产生的电压信号，可以认为频率为的信号已被有效抑制。2.8.4收音机的主要性能指标1.频率范围频率范围是指收音机能接受到的信号的频率范围。2.灵敏度当收音机的输出功率达到额定功率时，在输入端所需要的最小信号强度为灵敏度，单位为微伏。3.选择性表示收音机从各种不同频率的复杂信号中选出有用信号而抑制其他信号的能力。选择性以输入信号失谐9kHz时灵敏度下降的程度来表示，单位为分贝(db)，