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收音机实验指导书 前前言按照家用电子产品维修工等级培训和职业技能鉴定的专业知识要求。 调幅和调频收音机的电路原理要求掌握以下知识1了解无线电波的发射与接收，调幅，调频的主要特性；2了解收音机的主要性能指标；3掌握超外差式调幅收音机工作框图及信号流程；4掌握输入电路和变频电路原理及其故障分析方法；5掌握中频放大电路原理及故障分析方法；6掌握检波和自动增益控制电路原理及故障分析方法；7掌握限幅电路原理及故障分析方法；8掌握鉴频器种类，原理及故障分析方法；9了解预加重与去加重的作用；10掌握音频放大电路原理及故障分析方法；11掌握整机调试方法。 调幅和调频收音机实训模块针对以上内容提供实训方案，要求学生在学习和掌握第1至3点的基础上，结合实践，进一步掌握第4至第11点的知识内容。 建议学生在学习集成电路收音机原理和维修技能之外，首先应了解分立器件超外差收音机的工作原理，然后再学习和了解集成调幅，调频收音机集成电路的作用和调试检查维修方法，从而使学习的知识系统化。 一、收音机的主要性能指标1灵敏度灵敏度用于表示收音机接收微弱信号的能力，用输入信号的强度(单位V)或场强(单位mV/m)表示。 输入信号越小表示收音机的灵敏度越高。 2选择性选择性用于收音机从包括各种频率的复杂信号中选出有用信号而抑制其他干扰信号的能力，用dB(分贝)表示。 dB越大，表示收音机的选择性越强。 3输出功率输出功率用于表示收音机输送给扬声器的音频信号的功率(单位mW或W)。 输出功率越大，收音机能发出的声音越响。 4频率范围指收音机能够接收到的信号的频率范围。 接国家标准规定调幅收音机中波波段为5351605kHz；短波波段为2.326.1MHz。 调频收音机的频率范围为88108MHz。 二、超外差式调幅收音机的框图和信号流程超外差式调幅收音机的框图和各点信号如图1-1所示。 图1-1超外差式调幅收音机方框图及各点信号天线从空间接收到各广播电台发射的高频调幅信号，由输入电路选择出所要接收电台的高频调幅信号(A)送到变频器。 变频器中的本机振荡器产生一个等幅的本机振荡信号(C)，其频率比输入的高频调幅信号的载频高465kHz。 本机振荡信号和高频信号同时输入给混频器，经混频后选出载频为465kHz的中频调幅信号(B)。 中频调幅信号经中频放大器放大后送到检波器，解调还原为音频信号(D)，自动增益控制电路（AGC）对中频放大器(有时还包括变频器)的增益进行控制，防止强信号输入时三极管工作于非线性区而使信号产生非线性失真。 音频信号经音频放大器(包括前置低放和功放)放大后送到扬声器，通过扬声器还原成声音。 三、超外差式调幅收音机的工作原理和故障分析以TS-4型收音机为例，其整机电路如图1-2所示。 图1-2TS-4型超外差六管机电路图1输入电路(包括磁性天线)输入电路由可变电容C1A补偿电容C2和天线线圈L1组成。 磁性天线从空间接收无线电波后在L1中产生感应电动势。 调节可变电容C1A使L1和C1A、C2组成的并联谐振回路的谐振频率等于所需接收信号的载频而产生并联谐振，这时回路阻抗最小、回路电流最大，通过互感耦合在L2两端产生较大互感电动势输送给变频管V1。 其他频率的信号因并联回路失谐而被抑制。 在输入电路中如果可变电容和C1A或C2两极片之间漏电或短路、线圈L1或L2断路都将引起无输入信号，使收音机产生收不到电台的故障。 2变频电路变频电路由本机振荡器、混频器和中频选频回路三部分组成。 本机振荡器以V1为振荡管，可变电容C1B可改变本振频率，使它始终比输入回路谐振频率高465KHz(这种情况称统调)。 L 4、L3组成的变压器形成正反馈。 C4是本振信号耦合电容。 V1兼作混频管，所以称为变频管。 R 1、R2为偏置电阻，C3为旁路电容。 高频调幅信号由L2输入到V1基极，本振信号由C4耦合输入到V1发射极，V1的静态工作点较低，因而具有非线性作用，使V1的集电极电流产生本振信号和高频调幅信号的差频信号、和频信号等。 V1的集电极接有中频变压器T1和C7组成的中频选频回路，它谐调于465KHz。 中频选频回路从V1集电极电流中选出465KHz的差频信号称为中频信号(仍是调幅信号)，其他频率的信号因回路失谐而被抑制。 变频电路中如果本振线圈L3开路、C1B或C5碰片短路、C4开路或失效等都会引起本振停振。 混频器无本振信号就不能混频产生465KHz的中频信号，V1的集电极电流中只有高频调幅信号，受中频选频回路抑制而无输出，使收音机产生收不到电台的故障。 在判断本振是否停振时，可根据起振时变频管发射极电流较大、发射极电压较高的现象来检查。 具体方法是用直流电压表监测变频管发射极对地电压，同时用导体把本振回路的可变电容动片定片短路。 如果电压减小一点说明本振是起振的，如果电压不变说明本振停振。 另外，如果旁路电容C3开路或失效统调不良或中频选频回路调谐不准等会引起收音机灵敏度低或收不到电台的故障。 3中频放大电路中频放大电路对中频信号的增益很高，所以它对收音机的灵敏度、选择性起着重要作用。 中放电路一般由二级LC单调谐放大电路组成，第一级中放加有自动增益控制。 V2为第一中放管，RP 1、R 4、RP2为它的偏置电阻，C8为旁路电容。 中频变压器T2与C9组成中频选频回路应调谐于465kHz，保证对中频信号有良好的选择性。 V3为第二中放管，电路结构与V2相同。 如果中放管的静态工作点不正常、旁路电容失效、中频选频回路失谐等都会引起中放增益下降，导致收音机灵敏度下降至收不到电台。 4检波与自动增益控制电路检波器的作用是把中放输出的465kHz中频调幅信号解调得到音频信号，收音机一般采用二极管检波电路。 VD3为检波二极管，C 12、C 13、R6组成形低通滤波器，RP2为检波器的负载电阻，同时又是音量电位器。 检波器的工作波形如图1-3所示。 图1-3检波器的工作波形从第二中放管V3输出的中频信号经中频变压器T3耦合，在其二次线圈两端得到中频调幅信号Au。 利用检波二极管VD3的单向导电性削去正半周部分在VD3正极得到电压Bu，经C 12、C 13、R6滤去其中的中频成分，在RP2两端得到包括音频信号成分和直流成分的电压Cu。 Cu中的音频信号经音量调节电位器RP2调节后再经C15耦合送到下一级音频放大电路。 而Cu中的直流电压成分反映了收音机接收信号强度的大小，所以可作为自动增益控制电压去控制中放的增益。 图2-2中RP2两端的电压Cu经R 4、C8滤波电路滤去Cu中的音频信号后加到V2的基极去控制V2这一级中放的增益。 自动增益控制的原理是晶体三极管当I C很小时都具有I C的特点，称为反向AGC特性。 静态时V2基极电压由RP 1、R 4、V9/RP2分压决定，这时IC不变不变而保持较高增益。 收音机接收的信号经检波后在RP2两端产生一个直流电压分量(注意对地是负电压)，经R 4、C8滤波后加到V2基极，使V2基极电压I C增益。 收音机接收到的信号越大，增益下降也越大，从而使检波器输出信号的大小基本不变。 检波器中二极管损坏(击穿或断路)，将引起无音频信号输出而使收音机收不到电台。 音量电位器因经常调节会引起电阻膜损或粘染脏物，调音量时会出现“咔咔”的噪声，甚至因接触不良出现无声现象。 滤波电容C8兼任V2基极旁路电容，如果失效会引起自激啸叫或使收音机灵敏度下降。 5音频放大电路音频放大电路分成前置放大电路和功率放大电路。 图1-2中前置放大电路采用变压器耦合放大电路。 V4是前置放大管，R7是偏置电阻。 T4是输入变压器，它一方面是V4的集电极负载，另一方面在次级中对音频信号有倒相的作用，可满足功放推挽工作方式的需要。 C16的作用是衰减音频信号中的高频分量和噪声，对低频分量有一定的补偿作用。 末级功放采用变压器推挽功率放大器。 V5和V6是一对同型号的功放管，T5是输出变压器，R 9、R 10、R11是两管共同的偏置电阻，使V 5、V6工作于甲乙类放大状态，防止产生交越失真。 在前置放大电路中如果C15失效、R7开路、V4损坏、T4初级线圈开路或短路都导致收音机产生无声故障。 C16失效会使声音变尖。 在功放电路中如果R 9、R11开路将使V 5、V6影响较大。 T4二次、T5初级线圈抽头一边开路或V 5、V6中一管开路性故障时，推挽功放电路只有半周工作，将引起声音失真而且声音较小。 T5二次线圈开路、扬声器音圈引线断路都会引起无声故障。 第二节调频收音机和集成电路收音机 一、超外差式调频收音机的框图和信号流程超外差式调频收音机的框图和各点信号如图1-4所示。 图1-4超外差式调频收音机框图及各点信号天线接收到的各种频率的高频信号由输入电路选择出所需接收的高频调频信号(A)，经高放、变频后变成载频为10.7MHz的中频调频信号(B)，再经中放和限幅后送到鉴频器去解调，解调后还原为音频信号(C)，经去加重和音频放大后通过扬声器还原声音。 二、超外差式调频收音机的电路组成1高频电路包括输入电路，高放和变频电路等。 2中放电路调频收音机的中放电路与调幅收音机类似，也是由几级LC单调谐或LC双谐调放大电路组成。 区别只是选频电路的谐振频率不同，还有调频中放电路不加自动增益而保持较大增益，以便实现限幅。 3限幅器调频信号在传输过程中会受干扰而产生寄生调幅。 这种寄生调幅在鉴频之前必须抑制掉，否则会在鉴频之后干扰正常的音频信号。 限幅器的作用就是抑制这种寄生调幅干扰。 分立元件电路中一般采用二极管限幅器或三极管限幅器，集成电路内部一般采用差动限幅器。 4鉴频器鉴频器的作用是从10.7MHz的中频调频信号中解调出音频信号。 鉴频器的鉴频过程包括两个步骤，先将等幅的调频信号变换成幅度随频率变化规律而变化的调频调幅信号，这时调频信号的包络变化就是解调所需的音频信号。 然后再用检波电路检波得到音频信号。 分立元件电路中常用鉴频器是比例鉴频器。 典型的比例鉴频器电路如图1-5所示。 图1-5比例鉴频器电路图.电路中L 1、C1组成一次回路，L 2、C2组成二次回路。 两个回路都应调谐于中频调频信号的载频10.7MHz处。 一次回路输入等幅的中频调频信号e1，经T1和T2耦合分别在L 3、L2上输出也是等幅调频的信号e3和e2，其中e2经L 2、C2回路移相90。 A为L2的中心抽头，所以，U BA=e2/2，而U CA=-e2/2，分别与e3串联叠加后形成U BP=e3+e2/2，和U CP=e3-e2/2，这两个信号都是调频调幅信号。 BPU和CPU这两个信号分别经VD 1、C 3、C 4、R4两组检波器检波后得到音频信号V1和V2。 比例鉴频器的输出电压。 U OUT=U PD=（U2-U1）/2鉴频器输出电压OUTU随输入调频信号频率变化的曲线称鉴频特性曲线(又称S曲线)，如图1-6所示。 图1-6鉴频特性曲线对鉴频器的要求是中心频率0f应等于10.7MHz；曲线上、下要对称；1f与2f之间的范围称鉴频器的带宽，要求不小于200kHz，而且要线性好。 鉴定器的L 2、C2二次回路失谐将引起声音变小甚至无声音(仍有噪声)。 两组检波器中的一组不正常将引起声音变小并伴有声音失真现象。 5预加重与去加重在调频时，随着音频调制信号的频率升高，调频信号的信噪比将减小。 所以发送端在调频之前先人为地提升音频调制信号的高频分量的幅度，称之“预加重”，目的是为了保持较高的信噪比。 在接收端鉴频之后要相应地衰减音频信号中高频分量的幅度，称为“去加重”，目的是恢复音频信号原来的幅度关系。 预加重和去加重采用的电路分别是微分电路和积分电路。 图1-5中的R 5、C5就是去加重电路。 三、集成电路收音机及其电路特点收音机的集成比，初期是把中放、检波电路集成化，如LA1201。 其后把调幅变频部分也制作在集成电路中，如PC1018C。 后来又发展成单片式收音机集成电路，它把一般调幅、调频收音机中的大部分或全部电路除一些调整元件、大电容、电感线圈外，差不多全做到一块集成电路中了，如ULN 2204、CXA1019等。 第二章施普拉格集成调幅收音机第一节施普拉格集成调幅收音机电路原理ULN-3839A是美国施普拉格(SFE-AGUE)电子有限公司生产的单片调幅收音机集成电路，其功能方框图和应用典型电路图如图2-1所示。 12345678910111213141516中频去耦中频输入低频去耦小信号地大信号地中频输出本机振荡高频输入高频去耦检波输出低放输入音频输出电电电压检波输入中频输出自动增益U1ULN3839A输输本本混混本本混混中中检检稳稳低中65742161158141311910123高频输入本振输入中频输出中频输入自动增益电电电压音频输出低频去耦中频去耦低放输入大信号接地小信号接地检波输出检波输入中频输出高频去耦内部框图ULN-3839ALAC20.02uAOAT1T101C30.01uC14270PR11KC10.022uC90.02uC65100PVR15KR251KR322KR468KC71000PSP18OMC12220uC300.1uC8220uL110uHC10220uC40.047uAT2T101C13270PC11470uC50.1u+5V输入D1LEDR5560图2-1施普拉格集成调幅收音机功能框图及电路原理图从图2-1可知，高频调幅信号从集成块的6脚输入，因此LA是磁棒天线，与其并联的双联可变电容器输入联的电容量变化值为140pF15pF，由此可估算出LA的电感值630H。 本振信号从集成块的5脚输入，可变电容器的本振联电容量变化值亦为140pF15pF，由此可估算出本振线圈A的电感值为180H(有修正)。 集成块的4脚与2脚之间插入第一中周AT1(T101)和C14(270P)，并联谐振于中频465KHz，集成块的16脚接入自动增益控制AGC的AGC控制电压的滤波电容C10和C4，集成块的15脚与14脚之间接入第二中周AT2(T101)和C13(270P)，并联谐振于中频465kHz，8脚接入的R2为检波直流负载，其值大小决定检波极增益，VR1为音量电位器，低放输入电极为9脚，12脚为低放输出。 与ULN-3839A完全兼容的是国产集成电路CD7613CP。 可不作任何更改直接代用。 第二节施普拉格集成调幅收音机调试步骤 一、调试仪器低讯仪，高讯仪，示波器(带频率指示) 二、调试步骤1低放调试从集成电路8脚输入1k音频，用示波器和喇叭检查低级的增益和电位器的作用。 2中放、检波调试从集成电路4脚输入465kHz调幅波，调节AT2和AT1，使喇叭输出的音频最大。 3本振级调试用示波器观察集成电路5脚，显示本机振荡正弦波波形，频率约在1MHz2MHz之间，在可变电容器容量最大时(频率低端)，调节本振线圈A0，使本振频率为1MHz0.05MHz，在可变电容器容量最小时(频率高端)，调节本振联微调电容，使本振频率为2.07MHz0.05MHz反复调节一次。 4输入级调试在天线输入口分别输入535kHz，1000kHz，1605kHz三个频率的调幅波，检查双联可变电容器的频率覆盖范围，低端可移动LA线圈在磁棒中的位置，高端可调节输入联微调电容。 5全部调试结束后，可试听本地电台。 必要时，天线输入口加拖线以增加整机灵敏度。 第三节施普拉格集成调幅收音机典型故障案例分析故障一(K1)现象喇叭无声，且无噪声；分析指示灯亮，说明电电接到位，在集成电路的8脚(低放输入口)输入1K音频信号，在12脚，L 1、C12用示波器都能检测到放大后的音频信号，因此，判断为喇叭线或喇叭电缆插口接触不良。 修复后(K1)，恢复正常。 故障二(K2)现象灵敏度低分析用信号电和示波器检查中放、本振、混频，结果与正常值比较都没有发现问题，从天线口输入高频信号，发现灵敏度偏低，因此检查天线输入线圈，发现断线，修复后(K2)，恢复正常。 故障三(K3)现象喇叭无声，有轻微噪声分析用低讯仪示波器逐级检查，发现音量电位器输入脚有波形，而R3无波形，因此，判断电位器损坏，调换后(K3)恢复正常。 第三章索尼集成调频调幅收音机第一节索尼集成调频、调幅收音机电路原理CXA1619是日本索尼公司推出的调频调幅收音机单片集成电路，其应用典型电路图如图3-1所示。 图3-1索尼集成调频调幅收音机电路原理图1调幅(AM)收音机部分中波广播信号由磁棒线圈L1，可变电容2C(带内部微调电容)组成的谐振回路选择后，送到集成电路(以下简称IC)的10脚，本振信号由振荡线圈L2和可变电容1C以及IC5脚所连集成内的电路组成的本机振荡器产生，并与IC10脚送入的广播信号在IC内部进行混频。 混频后得到的465KHz信号，由IC的14脚输出，经中频变压器T1和CF1465KHz的陶瓷滤波器选频后，从IC的16脚输入，经IC内部的AM中放，检波，AGC电路后耦合至IC的23脚输出，音频信号经C13耦合至IC24脚进入音频功率放大器，音频功放放大器内带直流音量控制，直流音量控制由IC的4脚输入，放大后的音频信号由IC的27脚输出至U2功率放大。 2调频（FM）收音机部分由天线接收到的调频电台信号先经过由C4送到IC12脚进行高频放大，放大后的高频送到IC9脚，接到IC9脚的高放线圈L4和可变电容C4组成的一个并联谐振回路对高频信号进行选择，振荡线圈L3和可变电容C3和IC内部电路组成本振电路，从IC7脚输入，在IC内部的混频器进行混频，混频后得到10.7MHz的中频器信号，由IC的14脚输出，中频信号先经过10.7KHz的陶瓷滤波器CF2进行选频，然后进入IC第17脚内的FM中频放大器，经放大后的FM中频信号在IC内部进入FM鉴频器，IC的2脚与鉴频器相连，接有10.7MHz的鉴频滤波器，鉴频后的音频信号与AM相同在IC23脚输出，至后的电路与调幅电路完全相同，即音量电位器，内部音频功率放大与调幅电路共用。 3CXA1691集成电路的内部方框图，如图3-2所示图3-2CXA1691集成电路的内部方框图aAM/FM波段开关电路如图3-1可以看出，当IC的15脚直接接地时，IC处于AM工作状态。 当IC15脚与地之间串接上C8时，IC处于FM工作状态。 b自动增道控制(AGC)和自动频率微调控制(AFC)电路CXA1691的AGC电路由IC内部电路，以及接于 21、22脚外的电容C 10、C11组成，其控制范围可达45dB以上。 AFC电路由IC的 21、22脚所连内部电路和电容C 10、C11，电阻R1以及IC6脚所连成电路组成，它能使FM段接收频率稳定，工作状态可靠。 c调谐指示电路CXA1691的调谐指示电路由19脚引出。 可将发光二极管D1接收所示1-2电路训，当收音机调谐到某一电台位置是，发光二极管D1点亮，这样可使调节操作更加直观、准确。 d近远程选择IC1脚在接地时，IC接收除处于近程状态，当IC1脚通过近远程选择开关接33K电阻IC正电电，这时处于远程状态，本机1脚接地，无近远程选择开关，集成块从14脚输出AM、FM中频信号，此处断开时，只能听到中放和低放噪声。 第二节索尼集成调频调幅收音机的调试 一、调试所需仪器音讯仪，高讯仪、示波器(带频率显示)，频谱仪 二、调幅收音机的调试K1打至调幅端，首先检查低频功放TA8213K的工作情况。 1调整中频变压器T1断开IC14脚，在R 4、R5联结处输入465kHz调幅波，调整T1至喇叭内1k音频声最大。 然后联结IC14脚。 2调整本振线圈L2和本振微调电容用示波器观察2C的引脚上的本振正弦波波形，全部旋入双联可变电器(低端)，调整L2，使频率显示为(535+465)kHz50kHz，然后全部旋出双联可变电容器(高端)，调整2C的微调电容，使频率显示为(535+1605)kHz50kHz，反复以上过程。 3调整高频输入线圈L1和输入微调电容高讯仪输出535kHz调幅波，在可变电容器全部旋入的低端搜索此信号，必要时调整L1在磁棒上的位置。 高讯仪输出1605kHz调幅波，在可变电容器全部旋出的高端搜索此信号，必要时调整1C上的微调电容器。 另外，再检查1000kHz调频波的接收情况。 注第三步骤最好在屏蔽室内进行调试。 三、调频收音机的调试K1打至调频端，首先检查低频功放TA8213K的工作情况。 1检查中频电路断开IC14脚，在R 4、R5连结处输入10.7MHz调频波，(必要时，可微调频率)