基于FM调频的接收机整体设计.doc

扬州工业职业技术学院毕业设计扬州工业职业技术学院20092010学年第二学期毕业论文课题名称： 基于FM调频的接收机整体设计 设计时间： 2010.02.012010.05.21 系 部： 电子信息工程系 班 级： 0702应用电子 姓 名： 指导教师： 总目录第一部分 任务书 第二部分 开题报告 第三部分 毕业设计正文第 一 部 分任务书扬州工业职业技术学院毕业设计任务书系 部电子系指导老师职称学生姓名班级0学号设计题目基于FM调频的接收机整体设计设计内容目标和要求一、毕业论文的内容目标：1、具体的内容目标（1）基于FM调频的接收机整体设计；（2）书写论文，完成报告。二、毕业论文的要求：1、FM调频接收机市场分析，可行性研究，以及确定开发使用的各中软件和硬件，书写开题报告；2、确定FM调频接收机功能，创建各个功能模块，完善各个功能模块功能，绘制电路原理图；3、调试电路，纠错，追加完善功能；4、按照规定的格式要求，在规定时间内完成毕业论文。教研室审核系部审核第 二 部 分开题报告扬州工业职业技术学院 电子信息工程系 10届毕业设计（论文）开题报告书（表1）学生姓名专业班级学号题 目基于FM调频的接收机整体设计指导教师职称学 位题目类别 工程设计 基础研究 应用研究 其它【课题的内容与要求】能够熟知FM调频接收机的功能原理，适当的做相应的市场分析，可行性研究，学会使用多个软件平台来绘制和开发FM调频接收机的电路图和相关功能模块并完善各个功能模块功能。能够完整的做好结题报告。【前言】通过我的市场调研，结合我是专业知识，我觉得设计收音机对与我们电子信息工程技术的专业是比较有实效意义的，在设计过程中它可以贯穿大学中所有的专业课程，把我们以往学习的内容认真的复习回顾，以便加深印象，受益深远！【方案的比较与评价】此设计可以实现FM上下搜索电台，声音大小控制，灵敏度高、噪声小、抗干扰能力强、支持全球频段，功耗小。整机供电为1.8V-3.6V宽输入供电，相较于一般的收音机更为简便、成本低。【预期的效果及指标】预期效果达到声音清晰、静噪处理，灵敏度高、质量稳定、选择性好、耗电省，有电源指示功能，带耳插输出座。做适当的中频功能拓展。频率响应范围：535 kHz - 1605 kHz；中频频率：465kHz、灵敏度：14dB输出功率：最大不失真功率100mW电源消耗：静态时，12mA，额定时约80Ma【进度安排】2010 年2月1日 - 2010 年 2 月 28日 选题、调研、收集资料、论证、开题2010 年 3月1日 - 2010 年3 月20日 方案、电路、硬件、软件设计 2010 年 3月20日 - 2010 年 4 月15日 软硬件调试、写作初稿2010 年 4月15日 - 2010 年5月 21日 修改、定稿、打印【参考文献】1黄智伟.无线数字收发电路设计.电子工业出版社.2000.112方大千.实用电子控制电路.国防工业出版社.2001.093付家才.电子工程实践技术.化学工业出版社.2003.014全国大学生电子设计竞赛获奖作品选（2001）.北京理工大学出版社.2002.015无线电.（2002年合订本）.无线电杂志社.2003.046电子报.2001年合订本.2002.027邱关源.电路.高等教育出版社.2000.048康华光.电子技术基础（模拟部分）.高等教育出版社.2000.039康华光.电子技术基础（数字部分）.高等教育出版社.2000.01【指导教师意见】（有针对性地说明选题意义及工作安排是否恰当等）同意提交开题论证 修改后提交 不同意提交（请说明理由）指导教师签章： 年 月 日 【系部意见】同意指导教师意见 不同意指导教师意见（请说明理由） 其它（请说明）系（部）主任签章： 年 月 日第 三 部 分毕业设计正文基于FM调频的接收机整体设计教学专用超外差式收音机摘要 设计中采用3V低压全硅管超外差式收音机，它由输入回路振荡回路高放混频级、一级中放、二级中放、检波级、低放级和功放级等部分组成。本电路是采用CD2003集成块为收音核心，功放为分立元件三极管放大电路，集成分立相结合，能够在设计的过程中了解更多电路基础。设计预期效果达到声音清晰、静噪处理，灵敏度高、质量稳定、选择性好、耗电省，有电源指示功能，带耳插输出座。频率响应范围：535千赫-1605千赫中波段灵敏度：1mV/m 关键词 调频 超外差式收音机 FM 振荡回路 放大器 数字显示 高灵敏度FM radio receiver on the overall design - Teaching special superheterodyne radioXu Junjun0702 application of electron Abstract：3V low voltage design using all silicon tube superheterodyne radio, which consists of high level input circuit oscillation circuit-level mixer, an amplifier and two in place, detection level, low-level release level and the power amplifier and other components . This circuit is used as the radio core ZX2050 Manifold, amplifier transistor amplifier circuit for the discrete components, integrated discrete combination of the design process can be more basic circuit. Designed to achieve the expected results clear sound, mute processing, high sensitivity, stable quality, good selectivity and low power consumption, a power indicator, with ear studs Block output. Frequency response range: 535 kHz and -1605 kHz in the band Sensitivity: 1mV / m Keywords：FM Radio FM superheterodyne oscillator loop amplifier figures show high sensitivity 目 录第一章绪论51.1 收音机的发展5第二章 无线电波的发射与接收72.1 无线电波历程原理72.2 无线电波段划分及发射72.3 无线电传播8第三章 收音机的基本原理103.1 基本工作原理103.2 超外差收音机的基本原理框图113.3 FM调频收音机的基本原理框图11第四章 收音机中常用电路的分析124.1 再生电路124.2来复式单元电路134.3输入回路144.4 中频放大自动增益控制电路16第五章FM调频接收机整机设计195.1 产品主要功能模块195.1.1 调频功能模块CD2003195.1.2 音频放大元件YD2822A205.1.3 显示电路模块 SC3610215.2 设计参数225.2.1 设计型号225.2.2 产品特点225.2.3 产品参数225. 3 相关电路测试235.3.1 测试电路（一）235.3.2 测试电路（二）245.3.3 测试数据及说明245.4 安装工艺255.4.1 安装流程图255.4.2 整机元件清单255.4.3 安装技术准备285.4.4 安装前检查315.4.5 贴片及焊接315.4.6 安装THT元件325.5 相关参数调试335.5.1 焊接质量目检335.5.2 调频率范围335.5.3 灵敏度调节335.5.4 电路信号分析33第六章超外差式收音机的调试346.1整机检查和清理346.2通电试验346.3中频部分的调整356.3.1工作点的决定与调整356.3.2中额自激问题356.3.3调中周376.3.4变频级的调整386.3.5变频级工作点的决定和调整38第七章收多媒体时代的收音机产业机遇40结束语42致 谢43参考文献44附录A：电路原理图45附录B：PCB 板图45附录C：电路原理图（Protel 99SE）46第一章 绪论1.1 收音机的发展收音机的发明，使无线电广播走进千家万户为无数家庭带来了欢乐和愉悦。信息时代的今天，大多数人眼中的收音机已是一种可有可无的廉价电器，收音机仿佛已不再重要了。然而，收音机仍然有着广泛而持久的市场空间，收听广播的人数并没有因为有线电视和宽带网的普及而减少因为它已不仅仅只是一种产品。而是一种习惯更重要的是它已经形成了一种文化。拥有广泛的广播爱好群体。随着数字广播的发展，新一代的数码收音机将被赋予更多的新功能外形的时尚与个性化也得到加强让广大爱好者享受更多的广播乐趣。收音机产生于20世纪初,作为无线电广播的接受设备或装置,其发展主要经历了矿石收音机、电子管收音机、晶体管收音机、集成电路收音机、数字收音机和网络收音机等几个阶段。1906年，美国的费森登教授在一次无线电通信实验时，在世界上首次用调无线电波发送音乐和讲话，附近的许多无线电通信电台接收到了费森登教授的信号。但是，普通公众是不可能都拥有无线电。要真正实现无线电广播，就要有一种普通公众都能拥有的、专门用于收听声音信号的无线电接收机，即收音机。矿石收音机是在无线电广播事业初期出现的一种简单接收机，它是由美国科学家邓伍迪和皮卡尔德发明的。1910年，随着无线电广播事业的兴起，邓伍迪和皮卡尔德开始研究无线电接收机，他们利用某些矿石晶体进行试验，发现方铅矿石具有检波作用，如果将其与几种简单的元件相连接，就可以以接收到无线电台放送的广播节目。矿石收音机靠天线接收电波，机内装有简单的调谐电路，可将接收到的电波按所需的波长选择出来输送给矿石检波器从电波中分检出记载音频信号的电流，然后通过耳机将电流转换成声音。矿石收音机无需电池，结构简单，几乎所有的无线电爱好者可自己装配制做。但它只能供一人收听，而且接收性能也比较差。本世纪初，无线电传播技术的研究取得了很大的进展，各种无线电元件，如具有检波作用的二极管和具有放大稳压作用的三极管等相继发明，使无线电远距离发射、接收方面存在的一些难题一一获得了解决，这就为家用收音机的发展提供了技术和物质条件。1912年，费森登在改进原有接收机的研究中发明了外差式电路，这种电路是依靠接收的信号和在接收点产生的本机振荡的联合作用进行工作的，这两个变流信号的组合形成了音频的拍音，即两个波的差频。它的发明，为以后出现的超外差和边带接收法奠定了基础。1913年，美国无线电工程师阿姆斯特朗发明了超外差电路，这种电路能有效地防止两个频率相近信号在接收机中的互相干扰，能够保证把不同频率的信号区别开来，使接收机能分别接收各个不同频率的信号。同年，法国人吕西安、莱维利用超外差电路制作成了收音机，并申请了专利，从而结束了以往收音机必须安装许多旋钮，调谐十分困难的历史，大大地简化了收音机的调谐过程，为工业化生产提供了条件。1924年，超外差式收音机首次投入市场1934年得以推广。今天世界上99的无线电收音机、电视、卫星地面站等都是利用超外差电路来进行工作的。调频收音机也是美国电路工程师阿姆斯特朗发明的。1925年，他发明了使载波的瞬时频率随传播信号的变化规律而变化的调制方法，即调频方法。调频要求工作波长极短，必须使用特制的收音机，但由于它不怕余波干扰，不串台，所以具有极好的接收性能，而且还能播送和接收立体声信号。最早时期的收音机由于使用的是电子管，大多都体积大、耗电多和笨重。直到1948年，美国工程师约翰巴丁等人发明了晶体管，收音机的小型化才得以实现。1955年，首批晶体管收音机几乎同时在美国和曰本问世。目前的许多收音机与录音机组合成一体，以便将喜爱的节目随时收录下来。广播的传播距离和覆盖范围也从近距离到利用人造地球卫星进行全球转播等；收音机从矿石收音机、电子管收音机、晶体管收音机、集成电路收音机，到使用微电脑处理器的数字调谐收音机；收音机的基本电路形式、也从直接放大式，到超外差式、多次变频式电路。收音机的体积也从笨重变小到微型，而音质却越来越好。我国在上世纪50年代末也开始研制晶体管收音机。并在70年代形成生产高潮总产量到1986年已经达到2亿多台。上海、南京、北京、广州等地是我国最早和大量生产晶体管收音机的城市，红灯、牡丹、熊猫、春雷、海燕等著名品牌就是这段历史的见证。第二章 无线电波的发射与接收2.1 无线电波历程原理在19世纪末，意大利人马可尼和俄国人波波夫同在1895年进行了无线电通信试验。在此后的100年间，从KHz直到3000GHz频谱被认识、开发和逐步利用。根据不同的持播特性，不同的使用业务，对整个无线电频谱进行划分，共分9段：甚低频(VLF）、低频(LF)、中频(MF)，高频(HF)、甚高频(VHF)、特高频(uHF)、超高频(sHF)、极高频(EHF)和至高频，对应的波段从甚(超)长波、长波、中波、短波、米波、分米波、厘米波、毫米波和丝米波(后4种统称为微波)。原理：电磁振荡在周围的空间产生周期性变化的电场和磁场向四面八方传播开去，就形成了电磁波。2.2 无线电波段划分及发射表2-1 无线电频谱和波段划分波段名称波长范围(m)频段名称频率范围超长波1,000,000-10,000甚低频3-30KHz长 波10,000-1,000低 频30-300KHz中 波1,000-100中 频300-3,000KHz短 波100-10高 频3-30MHz微波米波10-1甚高频30-300MHz分米波1-0.1特高频300-3,000MHz厘米波0.1-0.01超高频3-30GH毫米波0.01-0.001极高频30-300GHz无线电波的发射有效的向外界发射电磁波的条件是什么？要有足够高的振荡频率，因为频率越高，发射电磁波的本领越大。振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，才有可能有效的将电磁场的能量传播出去。在实际应用中常把开放电路的下端跟地连接。跟地连接的导线叫做地线。线圈上部接到比较高的导线上，这条导线叫做天线。天线和地线形成了一个敞开的电容器，电磁波就是由这样的开放电路发射出去的。电视发射塔要建得很高，是为了使电磁波发射得较远。2.3 无线电传播任何一种无线电信号传输系统均由发信部分、收信部分和传输媒质三部分组成。传输无线电信号的媒质主要有地表、对流层和电离层等，这些媒质的电特性对不同波段的无线电波的传播有着不同的影响。根据媒质及不同媒质分界面对电波传播产生的主要影响，可将电波传播方式分成下列几种： 一、地表传播对有些电波来说，地球本身就是一个障碍物。当接收天线距离发射天线较远时，地面就像拱形大桥将两者隔开。那些走直线的电波就过不去了。只有某些电波能够沿着地球拱起的部分传播出去，这种沿着地球表面传播的电波就叫地波，也叫表面波。地面波传播无线电波沿着地球表面的传播方式，称为地面波传播。其特点是信号比较稳定，但电波频率愈高，地面波随距离的增加衰减愈快。因此，这种传播方式主要适用于长波和中波波段。二、视距传播、散射传播及波导模传播视距传播是指：若收、发天线离地面的高度远大于波长，电波直接从发信天线传到收信地点(有时有地面反射波)。这种传播方式仅限于视线距离以内。目前广泛使用的超短波通信和卫星通信的电波传播均属这种传播方式。散射传播是利用对流层或电离层中介质的不均匀性或流星通过大气时的电离痕迹对电磁波的散射作用来实现超视矩传播。这种传播方式主要用于超短波和微波远距离通信。超短波的传播特性比较特殊，它既不能绕射，也不能被电离层反射，而只能以直线传播。以直线传播的波就叫做空间波或直接波。由于空间波不会拐弯，因此它的传播距离就受到限制。发射天线架得越高，空间波传得越远。所以电视发射天线和电视接收天线应尽量架得高一些。尽管如此，传播距离仍受到地球拱形表面的阻挡，实际只有50km左右。超短波不能被电离层反射，但它能穿透电离层，所以在地球的上空就无阻隔可言，这样，我们就可以利用空间波与发射到遥远太空去的宇宙飞船、人造卫星等取得联系。此外，卫星中继通讯，卫星电视转播等也主要是利用天波传输途径。波导模传播电波是指：在电离层下缘和地面所组成的同心球壳形波导内的传播。长波、超长波或极长波利用这种传播方式能以较小的衰减进行远距离通信。在实际通信中往往是取以上五种传播方式中的一种作为主要的传播途径，但也有几种传播方式并存来传播无线电波的。一般情况下都是根据使用波段的特点，利用天线的方向性来限定一种主要的传播方式。第三章 收音机的基本原理3.1 基本工作原理收音机原理就是把从天线接收到的高频信号经检波（解调）还原成音频信号，送到耳机变成音波。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，音频信号就会像处于闹市之中一样，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。 选择性电路的输出是选出某个电台的高频调幅信号，利用它直接推动耳机（电声器）是不行的，还必须把它恢复成原来的音频信号，这种还原电路称为解调，把解调的音频信号送到耳机，就可以收到广播。上面所讲的是最简单收音机称为直接检波机，但从接收天线得到的高频天线电信号一般非常微弱，直接把它送到检波器不太合适，最好在选择电路和检波器之间插入一个高频放大器，把高频信号放大。即使已经增加高频放大器，检波输出的功率通常也只有几毫瓦，用耳机听还可以，但要用扬声器就嫌太小，因此在检波输出后增加音频放大器来推动扬声器。高放式收音机比直接检波式收音机灵敏度高、功率大，但是选择性还较差，调谐也比较复杂。把从天线接收到的高频信号放大几百甚至几万倍，一般要有几级的高频放大，每一级电路都有一个谐振回路，当被接收的频率改变时，谐振电路都要重新调整，而且每次调整后的选择性和通带很难保证完全一样，为了克服这些缺点，现在的收音机几乎都采用超外差式电路。 超外差的特点是：被选择的高频信号的载波频率，变为较低的固定不变的中频(465KHz)，再利用中频放大器放大，满足检波的要求，然后才进行检波。在超外差接收机中，为了产生变频作用，还要有一个外加的正弦信号，这个信号通常叫外差信号，产生外差信号的电路，习惯叫本地振荡。在收音机本振频率和被接收信号的频率相差一个中频，因此在混频器之前的选择电路，和本振采用统一调谐线，如用同轴的双联电容器(PVC)进行调谐，使之差保持固定的中频数值。由于中频固定，且频率比高频已调信号低，中放的增益可以做得较大，工作也比较稳定，通频带特性也可做得比较理想，这样可以使检波器获得足够大的信号，从而使整机输出音质较好的音频信号。3.2 超外差收音机的基本原理框图图3-1 超外差式收音机的基本原理框图3.3 FM调频收音机的基本原理框图图3-2 调频收音机原理框图第四章 收音机中常用电路的分析4.1 再生电路在简单二极管收音机和加低放的收音机中，天线收到的微弱信号经过调谐回路送到检波器，检波后酌音频信号送至耳机或进行低频放大，以便在耳机或扬声器中发出更大的音量。需要说明的是，调谐回路选出的高频信号一般都比铰微弱，直接由二极管检波存在很大缺点。由于二极管的非线性特性，小信号工作在二极管非线性伏安曲线的起始区域，会使信号在二极管中受到很大抑制。因此，二极管收音机的灵敏度很低、只能收到附近强力电台的播音。虽然在检波后可以加上放大级，但是除了能使收到的强力电台有较大的音频电压输出外，远地电台和弱电台信号则没有什么音频输出电压方面的改进。为了解决这一问题，方法就是在检波器之前加入高频放大级，将天线收到的微弱信号首先进行放大。加入高放的突出优点是初步改善收音机的灵敏度与选择性。也就是说可以接收到微弱(较远距离)电台的信号和具有从许多电台信号中选择出所需电台信号的能力。显然，一个收音机特性的改善主要不是对天线和低频放大级提出过高的要求(例如加长加高天线和增加低放级数等)。一个收音机的性能好坏主要与其高频电路有关，进一步的改善电路是在高频放大式收音机的基础上加入再生与来复式电路。图4-1是简易半导体收音机中常用的一种再生电路。由般天线接收或磁性天线感应所得到的高频信号经CA传到L1C1组成的调谐回路加以选择后，在回路两端取出所要收听的电台信号。由于晶体管的输入阳抗比C1L1调谐回路的阻抗低，如果把它们直接联接起来，信号将不能很好地传输，效率很低，所以从L1C1选出的高频倍号，需要通过变压器(即磁性天线)耦合到晶体管的输入端，使它们的阻抗匹配。经过变压器后，在次级线圈L2上得到的高频信号，一端加到晶体管的基极b，另一端通过C2加到发射极E。由于晶体管的放大作用，在它的集电极的电路里的负载电阻R3的两端，便得到放大了的高频信号。放大后的高频信号，有一路经过负载R3和电源E回到发射极E完成回路，从R3上取出的信号电压加到下一级放大器上去，另外还有一路放大后的高频信号，从集电极C经C3L3到公共地线，回到发射极e。由于L3和L1同绕在根磁棒上，所以通过L3的这部分高频信号就通过耦合又回送到放大器的输入回路。该回路的高频信号便得到进一步加强。加强后的高频信号，再送给晶体管放大，放大后又反馈到前面的输入回路，这种过程反复进行的结果，使信号大大增强，这种过程就称为再生。起再生作用的这部分电路就叫再生电路。当放大后的高频信号反馈到输入回路LlCl时，这个回路的原有阻抗R K就发生变化；反馈信号的电流感大，阻抗RK就越小，同时回路的品质因数QK就越大，选择性也越好。当然，由于再生反馈，放大电路的放大能力也有提高，收音机的灵敏度将有很大改善。但当接收的高频信号很弱、而再生反馈信号过强的时候，会产生振荡，出现啸叫声。这个电路的工作状态就不稳定。因此所加的再生反馈信号要有一定的强度限制。有多种方法可以控制再生的强度。图中是用调整半可变电容器C3的大小和调整L3与Ll间的耦合松紧以及L3的圈数，来控制再生反馈的强弱。当C3加大，L3与L1耦合加紧，L3的圈数增加时，再生就强，反之，再生就弱。4.2 来复式单元电路在有些收音机中，几乎无一不采用所谓来复电路。下面我们用图4-2说明来复式电路的工作原理。由天线接收到的高频信号，送进由高频管担任的高放兼低放电路进行一次高频放大，放大后的高频信号送给检波器进行检波，检波后所得的音频信号又返回到该电路的输入端，由它再作一次低频放大，然后送给耳机或扬声器放出声音。图中的虚线和实线代表信号在收音机中传送的途径。这种用一个放大电路反复放大信号的方式叫来复，实现这种来复的电路称来复电路。它的最大优点是充分发挥晶体管的作用，使只管子起到了差不多俩只管子的作用。图4-3分别为简易型和超外差式半导体收音机中常用的来复电路。加了来复电路后约使灵敏度提高1030倍，若同时加再生电路可提高灵敏度8090倍。因此在简易型半导体收音机中有很大的实用意义。在这种电路中的高放管BGl既担任高频放大、再生，又兼低频放大，看起来似乎很复杂，容易混淆不清，其实不然。高、低频信号是各自有其归向，互不相干的。比如在图4-3左中，高频信号只能向C3、C5的方向走，而不会通过高扼圈L；低频信号则只能走高扼圈L而不会通道C3和C5。这是因为高扼圈的电抗为ZL2fL，对高频呈现很大的阻抗，可视为开路，对低频则呈现很小的阻抗，可视为短路。电容器的容抗为Zc1/2fc，对高频可视作短路，反之对低频可视作开路，这样就保证了来复电路的正常工作。从图4-3左中不难看出高频放大及低频放大增益是由电位器R来控制的。电位器接在9018的基极电路，一方面作检波负载，另一方面又作音量控制。它不仅控制高频放大增益，而且也控制着低频放大增益。当电位器顺时针方向转动时，动臂靠近9018的基极，使基极端偏压增大，则输出也大，反之音量减小。从而达到控制高放和低放增益的目的，显然也控制了再生的强弱。4.3 输入回路简单收音机的输入回路，就是用线圈与可变电容器并联形成的调谐回路。二极管收音机以及许多允线电接收机都是使用的这样的调谐回路。调谐回路的电感和电容参数决定了频率调谐范围。在简单收音机中调谐回路的质量对电路的灵敏度和选择性有较大的影响。可变电容器选定之后，线圈就是主要因素。线圈的绕线电阻和介质损耗大时，高频信号电压损失大，谐振曲线平坦，检波输出的音频信号电压减小，串台现象也严重；线圈的绕线电阻和介质损耗小时，高频信号电压提高，谐振曲线尖锐，抑制其它频率的信号容易，选择需要收听的电台，并且接收灵敏度也提高了。此外，线路负载(检被器、耳机等的)阻抗对接收效果影响很大。为了达到阻抗匹配，通常是改变天线和二极管至线圈的抽头位置。在半导体收音机里，广泛地采用磁性天线作为输入电路，采用磁性天线有很多优点，主要是效率高，接收性能好，尺寸小，所以适宜装在半导体收音机中。简易型半导体收音机在远离电台地区使用，往往感到灵敏度不够，需加接室外天线才能得到较满意的效果（在超外差式收音机中，通常采用拉杆天线）。这些天线一般不是直接接到调谐回路上，而常常是借线圈或电容耦合到调谐回路中，根据耦合元件的不同，有以下几种：一、电感耦合输入电路(a)所示为电感耦合输入电路。天线传下来的高频信号经过LA(天、地线之间接着的一个耦合线圈，一般称其为天线线圈)，这种电路的传输系数K和信号频率间的关系如图所示，有三种情况：(1)天线回路的自然谐振频率fA1低于输入电路的工作波段低端时(即fA1fmax时，则输入电路的电压传偷系数与信号频率的平方成正比，如曲线b。和下面要说的电容耦合情况一样。(3)fA3处于输入电路的工作波段以内(fminfA3fmax)，此时传输系数在这频率时，将具有一很明显的最大值，如曲线c，电压传授系数在整个波段中非常不均匀，这是我们所不希望的。天线线圈LA通常是在磁棒上加绕几圈即可。但要注意在多波段的输入电路中，当由一波段转换到另一波段时，不仅必须变换回路的电感量，还必须相应地改变LA的电感量。不然的话，如果我们根据波波段工作条件来选择LA，在短波段工作时，它的电感量将显得太大，使传输系数降低。LA与Ll的耦台越紧，灵敏度越高，但这样来，天线阻抗引入到调谐回路的损耗也增大，使Q值下降，选择性变差，因此一般采用弱耦合。电感耦合式天线电路由于天线线圈LA和L1、L2同绕在一个磁棒上，所以LA一但感应到强力信号，可能有较多的成份不经L1的选择而直接接进入高放管，产生混台现象，这是它的一个缺点。二、电容耦合输入电路图(b)所示为电容耦合输入电路。即天线通过CA将信号耦合到调谐回路，从而避免了上述强力电台由LA经L2耦合直接进入高放管造成的干扰。其电压传输系数K近似地与信号频率f的平方成正比，其关系曲线如图24(b)。耦合电容可在615微微法之间选择。容量选得大些，K大，灵敏度高，但天线阻抗对输入电路的影响随之增加，选择性变差。反之，选择性较好，灵敏度稍低。一般情况下，C取几个微做法为宜。三、电感电容耦合输入电路图(C)所示为电感电容耦合输入电路，它既靠LA，L1耦合，又靠CA进行电容耦台。其最大优点是可以在整个波段内获得比较均勾的电压传输系数，其中曲线a为电容耦合电压传输系数特性；曲线b为电感辖合电压传输系数特性；曲线C为电感电容耦合电压传输系数特征)，它的这种特征是由于两种耦合的相辅作用达到的。4.4 中频放大自动增益控制电路自动增益控制(AGC)电路几乎是超外差式半导体收音机不可缺少的装置。为什么要有自动增益控制电路呢?因为收音机音量的大小，和外来输入的信号有关。当外来信号大时，中放级输送给检波级的信号也大，声音就会响亮；反之外来信号微弱时，检波器得到的输入信号小，声音就显得细小。如果输入的信号很强，中放级输出信号势必很大，结果就会使检波后的音频发生失真。另外，收听短波广播时，远距离的传输环境会使信号传递发生忽强忽弱的变动而产生衰落现象。这种现象使扬声器发出来的声音忽大忽小，让人感到十分难听。因此，要使收音机对外来的大小信号都能同样很好地接收，不致影响音质和音量，在信号强度变化时，也能大致维持一定的音量，就必须加入自动增益控制电路。 自动增益控制电流的获得。图4-5是一般检波电路，其中B为中频变压器，D为检波二极管，W为人工音量控制电位器。R2C3组成滤波电路，使用作自动增益控制的检波直流输出更为纯净。R2C3时间常数不能太小，太小了不能彻底清除检波所得的音频成分；但也不能太大，太大了将使控制速度跟不上输入信号激烈变化的速度，使弱信号漏掉。一般在中波收音机中R2C3时间常数多为0.1-0.33秒，在短波中则采用0.1-0.2秒。和电子管收音机不一样的是，在晶体管电路中所用R较小，一般为几千到几十干欧，C较大，一般为十到三十微法。例如在本电路中R25.1千欧，C330微法，其乘积为5.1l03301050.153秒。R2为什么不能大些呢?这是因为R2同时作为晶体管基极偏置电路的一部分为了保证晶体管必要的稳定性系数，R1不能采用过大的数值，否则晶体管的热稳定性就不好。那么自动增益控制电流是怎样获得的呢?我们知道，检波后的直流成分输出随外来信号的大小而变：当外来信号增大时，加到检波管D上的信号增大，检波后的直流电流增加某个数量，以1表示，其方向如图小箭头所示。从下面的分析我们可以知道，就是利用它来进行自动增益控制的。图4-6的检波二极管D也可以反接，至成为图4-8，电路的其他部分与图4-5完全相同，唯当外来信号增加时，检波后的直流电流增量I的方向由于D反接而与图4-5中曲的方向相反。图4-5通常用于自动增益基极电流控制电路，而图4-6则用于发射极电流控制电路。在分析具体电路之前，我们再把两组特性曲线提一下，其中一组是发射极电流Ie和基极电流Ib之间的关系曲线图4-7左图。它说明Ie随Ib成直线性的增大。4-9右图所示为晶体管输入阻抗Z1和发射极电流Ie之间的关系。随着Ie的增加，Z1逐渐减小。与基极电流控制方式相比较，射极控制方法的控制作用范围不大，另外当外来信号强度变化使发射极电流Ie变化时，集电极电流Ic也随之而变(例如一般可在0.1 1毫安范围内变化)，也就是使流过中频变压器线圈中的直流成分变化，从而引起变压器磁心导磁率的改变，造成线圈电感量的改变，最后导致回路失谐以及通频带的改变，这是我们所不希望的。射极控制方法，通常是控制收音机中的第一中放，不宜控制第二中放。因为第二中放的信号电压较大，对工作点要求较严格，当自动增益控制信号加上从而引起该级的工作点改变时，往往容易造成失真。中频放大电路自动增益控制的方法尚有二极管阻尼自动增益控制电路、改变耦合自动增益控制电路、二极管电桥控制电路等方法；对于较简单的超外差式半导体收音机，常采用基极电流控制和二极管阻尼控制电路，对于较高级的超外差机，一般采用几种所述的控制电路，这里不再详细论述。第五章 FM调频接收机整机设计5.1 产品主要功能模块5.1.1 调频功能模块CD2003一、功能描述该CD2003调幅/调频收音机集成电路，这是专为调幅/调频收音机而设计的电路。它非常合适的调幅/调频收音机系统的构成。在我们的设计思路中主要研究和讨论它的FM调频功能。二、功能特点1、无需外接FM IFT AM IFT 检波线圈。 2、FM 检波不需要调整。 3、宽电压工作电压范围。Vcc=1.8V-7V（25 ）三、CD2003引脚说明表5-1 调频功能模块CD2003各引脚说明引 脚符 号功 能引 脚符 号功能1INFMRFM射频输入9DNDOUT输出回路地2GNDN输入回路地10QUAD移相网络3OUTFMMFM混频输出11QUTDET检波输出4OUTAMMAM混频输出12OSCAMAM振荡5AGCAGC控制13OSCFMFM振荡6VCC电源14SWAM/FM控制7INAMIAM中频输入15TUNFMFM调谐8INFMIFM中频输入16INAMRAM射频输入四、极限参数表5-2调频功能模块CD2003的极限值参数名称符号条件额定值单位电源电压VCC8V功耗PDDIP16750mWSOP16350工作环境温度Tamb-2575储存温度Tstg-55155注：1、除非另有说明，Tamb =252、25以上时，温度每升高1，DIP16功耗额定值减少6mW，SOP16功耗额定值减少2.8mW5.1.2 音频放大元件YD2822A一、功能描述该YD2822A是一个单片集成音频放大器，它采用了8引脚双线路方案。它是专为微型录音机播放器和收音机而设计的。二、功能特点1、宽工作电源电压为： Vcc = 1.8 5V 2、低交越失真3、低静态电流4、应用与桥式或立体声功放5、外围元件少三、电路方框图(见图5-1)及元件管脚说明表5-3 元件YD2822A的管脚说明引出管脚序号符号功能1OUT（1）1号输出通道2Vcc电源3OUT（2）2号输出通道4GND接地5IN-（2）2号通道反相输入6IN+（2）2号通道同相输入7IN+（1）1号通道同相输入8IN-（1）1号通道反相输入四、技术参数1、供电电压VCC=6伏特2、输出电流峰值电压500毫安3、功耗钯600毫瓦4、工作温度topr -20 + 70 5、储存温度Tstg -40 +150 5.1.3 显示电路模块 SC3610一、电路特点SC3610是一块频率及时钟显示电路，用来显示AM/FM频率以及12小时制时钟。它采用CMOS工艺制成，在时钟显示模式时，具有低功耗的特点。二、技术参数1、带预分频器的FM前端输入可输入的最高显示频率为150MHz；2、AM端可输入的最高显示频率为30MHz；3、LCD显示驱动结构为：3个公共极驱动， 3个字符段驱动，1/3偏置，能进行4个数字的显示驱动；4、对于FM信号，中频频率补偿为10.7MHz或70KHz，对于AM信号，中频频率补偿为455kHz；5、电源电压工作范围：2.8V3.3V ；三、内部框图及管脚布置说明图5-2 显示功能模块SC3610内部框图图5-3 显示功能模块SC3610管脚布置说明五、极限参数表5-4 显示功能模块SC3610相关极限参数单位参数符号参数范围V工作电压VDD0.57.0V输入/输出电压VIN,VOUT-0.5VDD+0.5贮存温度TSTG-40+125封装ESD保护电压-2+25.2 设计参数5.2.1 设计型号教学专用超外差式收音机5.2.2 产品特点设计中采用3V低压全硅管超外差式收音机，它由输入回路振荡回路高放混频级、一级中放、二级中放、检波级、低放级和功放级等部分组成。5.2.3 产品参数1、频率范围：535千赫-1605千赫2、中频频率：465kHz3、灵敏度：14dB5、输出功率：最大不失真功率100mW6、电源消耗：静态时，12mA，额定时约80Ma 5. 3 相关电路测试5.3.1 测试电路（一）图5-4 调频功能模块CD2003测试电路（一）图5.3.2 测试电路（二）图5-5 调频功能模块CD2003测试电路（二）图5.3.3 测试数据及说明表5-5 调频功能模块CD2003测试数据说明线圈号测试频率（HZ）L(uH)QoCo(PF)匝数线圈直径（mm）1-22-31-31-44-6L1：FM RF100M10022505L2：FM OSC100M10017505L3：AM OSC796K26812514860065.4 安装工艺5.4.1 安装流程图元件检测外壳与结构件检验部件装配检验/调试总装/交验检验/补焊THT元件装焊SMB检测贴 片图5-6 教学专用超外差式收音机整机安装流程图5.4.2 整机元件清单表5-6 超外差式收音机整机元件清单元 件型 号数 量位 号三极管9018或9011绿1只VT1三极管9018或9011兰1只VT2三极管9018或9011兰1只VT3三极管9018或9011兰1只VT4发光二极管3 (红色)1片LED磁棒线圈5*13*55或70mm1套TI中周红1个T2中周黄1个T3中周白1个T4中周绿1个T5输出变压器E型六个引出脚1个T6扬声器50或58mm8-321个Y电阻器R81只51电阻器R31只100电阻器R111只100电阻器R131只100电阻器R151只100电阻器R121只120电阻器R141只120电阻器R161只330电阻器R91只680电阻器R61只1K电阻器R21只2K电阻器R51只20K电阻器R41只24K电阻器R71只62K电阻器R11只100K电阻器R101只100K电位器5k(带开关插脚式)1只RP电解电容4.7UF1只C3电解电容4.7UF1只C8电解电容100UF1只C9电解电容100UF1只C11电解电容100UF1只C12瓷片电容1031只C2瓷片电容2231只C1瓷片电容2231只C4瓷片电容2231只C5瓷片电容2231只C6瓷片电容1031只C7瓷片电容1031只C10双联电容CBM-223P1只立体声耳机插座3.5频率刻度板1块收音机前盖1个收音机后盖1个双联拔盘1个电位器拔盘1个磁棒支架2个喇叭压板1块印刷电路板3份电