通信电子线路

通信电子线路通信电子线路 通信通信 1411 贾佩琦贾佩琦 任务一 超外差收音机的原理框图任务一 超外差收音机的原理框图 1 画出两种常见的超外差收音机的原理框图并简述每部分的作用 2 常见超外差收音机的技术指标 接收机灵敏度是多少 1 超外差技术指标如下图 本地振荡器产生频率为 f1 的等幅正弦信 号 输入信号是一中心频率为 fc 的已调制频带有限信号 通常 f1 fc 这两个信号在混频 器中变频 输出为差频分量 称为中频信号 fi f1 fc 为中频频率 图 2 表示输入为调幅信号 的频谱和波形图 输出的中频信号除中心频率由 fc 变换到 fi 外 其频谱结构与输入信号相 同 因此 中频信号保留了输入信号的全部有用信息 超外差原理的典型应用是超外差接收机 从天线接收的信号经高频放大器放大 与本地振 荡器产生的信号一起加入混频器变频 得到中频信号 再经中频放大 检波和低频放大 然后送给用户 接收机的工作频率范围往往很宽 在接收不同频率的输入信号时 可以用 改变本地振荡频率 f1 的方法使混频后的中频 fi 保持为固定的数值 任务二 收音机中的功率放大器任务二 收音机中的功率放大器 种类一 9018 六管超外差式收音机的电路图 1 功率放大器的集电极馈电电路和基极馈电电路的种类 并联 串联 T1 CA 等 组成谐振电路 根据 CA 的大小不同 谐振于不同的频率 取得这个频率的 无线电信号 VT1 对取得的信号有放大作用 放大的输出电流从集电极输出 T2 CB 及 VT1 组成本机振荡电路 由于 CA CB 是联动的 本机振荡频率总是比 T1 CA 谐振电路的频率高 465KHz VT1 还起混频的作用 其发射极本机振荡信号会对 T1 CA 谐振电路输入的特定频率信号 调制 乘法运算 在集电极电流中会有本机振荡频率与 T1 CA 谐振频率的差频 和频 等成分 其中差频等于 465KHz T3 T4 是并联谐振电路 谐振频率均是 465KHz 信号通过变压器的次级线圈输出到下 一级 VT2 VT3 起 465kHz 信号 中频信号 电压放大作用 另外 VT3 由于特殊的偏置 还起到了检波的作用 取得调幅信号的包络线 C5 的作用是滤除检波信号中的中频成 分 获得音频信号 VT4 用于音频信号电压放大 并通过 T5 音频变压器耦合到功率放大电路 VT5 VT6 组成 OTL 功率放大器 推动 8 欧姆喇叭发声 VT1 组态比较复杂 放大部分属于共射极放大 VT2 VT4 属于共射放大 VT3 属于乙类共射放大 同时具有检波作 用 VT5 VT6 属于推挽式电流放大电路 2 输入匹配及输出匹配网络的种类 L 型 pi 型 T 型等 种类二 HX108 2 型收音机 任务三 查阅资料 确定收音机的混频电路与检波电路任务三 查阅资料 确定收音机的混频电路与检波电路 1 收音机的混频电路属于哪一种类型 混频电路的功用 超外差收音机中把接收来的外来信号频率变换为 465KHz 或 450KHz 的固定中频信号 并通过这种方式来提高收音机的灵敏度及邻道选择性 因为中频比外来信号频率低且固定不变 中频放大器容易获得比较大的增益 从而提高收 音机的灵敏度 在较低而又固定的中频上 还可以用较复杂的回路系统或滤波器进行选频 它们具有接近理想矩形的选择性曲线 因此有较高的邻道选择性 一般来说 如果器件本 身即产生振荡信号又实现变频 则称之为变频器 如果器件仅实现变频 振荡信号由其它 器件产生则称之为混频器 现在多将它们混为一谈 混频电路实现了信号频谱的搬移 在理论上主要是通过两个信号相乘来实现 如设输入信 号 Fs t Cos at 本地振荡信号 Fo t Cos bt a b 代表频率 若在混频器中实 现相乘 则输出 Fi Fs Fo 由三角变换式可知其中含有 Cos a b t 从而实现了频谱搬 移 2 收音机的检波电路属于哪一种类型 混频器输出的携音频包络的中频信号由中频放大电路进行一级 两级甚至三级中频放大 从而使得到达二极管检波器的中频信号振幅足够大 二极管将中频信号振幅的包络检波出 来 这个包络就是我们需要的音频信号 音频信号最后交给低放级放大到我们需要的电平 强度 然后推动扬声器发出足够的音量 若要求超外差式收音机得到更高的灵敏度 在调 谐回路与混频之间还可以加入高频放大级然后再去混频 检波二极管只允许中频信号的正 半周通过 其它谐波信号都旁路掉了 任务四 查阅收音机的振荡器 回答一下问题 任务四 查阅收音机的振荡器 回答一下问题 1 收音机中正弦波振荡器的类型 LC 晶体 压控 LC 正弦波振荡器 反馈型 LC 正弦波振荡器是 LC 正弦波振荡器的主要电路型 式 LC 选频网络既是放大器的负载 又有一部分是正反馈网络 根据反馈电路的形式不同 可分为变压器耦合反馈式 电感分压反馈式和电容分压反馈式 图 1 a 和 b 分别示 出电感分压反馈式和电容分压反馈式的电路 这种电路中电感分压器和电容分压器的三端 分别和电子器件的三个电极相连 又称三端 或三点 式振荡电路 电感三端式又称哈特 莱电路 电容三端式又称科皮兹电路 图 1图 2 LC 振荡器的振荡频率由选频网络 LC 振荡回路的谐振频率决定 工作频率降低时 要求增大振荡回路的电感量和电容量 大电感量的电感和大容量的电容器体积大 笨重 因此 LC 振荡器不适用于低频 工作频率一般不应低于几百千赫 1 石英晶体振荡器 为提高振荡器的频率稳定度 将 LC 振荡器中选频网络的一部 分用石英晶体替代的振荡器 为了保证振荡器的振荡频率是在石英晶体控制下产生的 石 英晶体接入线路的方式有两种 一种是将石英晶体取代 LC 振荡器的一个电感 如图 2 a 所示 石英晶体在电路起振后呈现感抗 和电路中的电感 L 电容 C 组成一个并联 振荡回路 这种电路称为并联型石英晶体振荡器 另一种是将石英晶体串接在放大器的正 反馈电路中 如图 2 b 所示 在石英晶体的串联谐振频率上 石英晶体呈现很低的阻抗 正反馈最强 很容易激起振荡 这种电路称为串联型石英晶体振荡器 石英晶体振荡器通 常简称为晶体振荡器 2 负阻型 LC 正弦波振荡器 由具有负微变电阻的器件和 LC 选频网络构成的正 弦波振荡器 根据所采用的负阻器件的特性不同 电路的构成有所不同 采用流控型器 件时 要求直流供电电源具有较高的内阻 器件应和 LC 元件组成串联振荡回路 采用 压控型器件时 要求直流供电电源有较低的内阻 器件应和 LC 元件组成并联振荡回路 用于构成负阻型 LC 正弦波振荡器的典型流拄型器件有雪崩三极管 典型压控型器件有 隧遭二极管 2 如果是 LC 振荡器 确定振荡器的种类 答 以反馈类型分电感三点式 电容三点式 互感式 任务五 超外差收音机的射频放大器任务五 超外差收音机的射频放大器 查资料 画出至少两种超外差收音机的射频放大器电路 并且 1 分析射频放大器的级数 2 分析射频调谐放大器选频网络的种类 3 说明放大倍数 选择性 3dB 带宽等级数指标 电子学理论指出 当两个不同频率的正弦交流电通过非线性器件时 例如三极管或二 极管 就会产生许多新的频率成份 其中之一就是这两个频率的差频 为了达到变频的 目的 收音机必须自身有一个产生等幅波的高频振荡器 这个振荡器就叫做本机振荡器 简称 本振 从输入回路接收的调幅信号 电台 和本机振荡器产生的高频等幅信号一起送到一个 三极管高频放大器 为了产生新的频率成份 我们使三极管工作在非线性区 这样在三极 管的输出端就会产生许多新的频率成份 当然 其中就有我们希望得到的差频 我们把这 一过程称为 变频 为了得到一个固定的差频 本振频率必须始终比输入信号的频率高一 个固定值 我国工业标准规定该频率值为 465kHz 例如 输入信号的频率是 535kHz 本 振频率就应该是 535 kHz 465kHz 1000 kHz 当输入信号是 1605kHz 时 本机振荡频 率也跟着升高 变成 1605 kHz 465kHz 2070kHz 这个新产生的差频比原来输入信号 的频率要低 比音频却要高得多 因此我们把它叫做中频 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 这是超外差 式收音机的一个重要特点 以上三种频率之间的关系可以用下式表达 本机振荡频率 输入信号频率 中频 中频放大级 由于中频信号的频率固定不变而且比高频略低 所以它比高频信号更容易调谐和放大 通常 中放级包括 1 2 级放大及 2 3 级调谐回路 这与前面我们介绍过的直放式收音机相 比 超外差式收音机灵敏度和选择性都提高了许多 可以说 超外差式收音机的灵敏度和 选择性在很大程度上就取决于中放级性能的好坏 检波与 AGC 电路 经过中放后 中频信号进入检波级 检波级也要完成两个任务 一是在尽可能减小失 真的前提下把中频调幅信号还原成音频 二是将检波后的直流分量送回到中放级 控制中 放级的增益 即放大量 使该级不致发生削波失真 由于各电台的发射功率大小不同 电台距离收音机的远近也相差很大 所以它们在收音机天线中产生的感应电压也相差十分 悬殊 强弱之间可能相差上万倍 如果收音机对这些信号都一视同仁地放大 结果强台的 音量就会声振屋瓦 而弱台的音量则细如蚊蚋 显然为了平衡强弱之间的差异 必须要使 整机的增益 放大量 能自动地进行控制 通常的解决方法是通过调整中放级的工作点 集电极电流 电台信号强时 把中放级的电流调小 使这一级的增益降低 反之 电 台信号弱时将中放级的电流适当调大 使它的增益增加 完成这种作用的电路通常称为自 动增益控制电路 简称 AGC Automatic Gain Control 电路 低频前置放大级 低放也称电压放大级 从检波级输出的音频信号很小 大约只有几毫伏到几十毫伏 电压放大的任务就是将它放大几十至几百倍 功率放大级 电压放大级的输出虽然可以达到几伏 但是它的带负载能力还很差 这是因为它的内 阻比较大 只能输出不到 1mA 的电流 所以还要再经过功率放大才能推动扬声器还原成 声音 一般 袖珍收音机的输出功率约在 50 100 毫瓦 mW 左右 超外差式的接收方式不仅用于收音机中 而且广泛地用于其它电子通讯设备中 直放收音机的灵敏度和选择性 直接放大式收音机电路简单 容易成功 但是你在收听时会发觉它的性能并不十分满 意 这种收音机能收到的电台不多 更糟糕的是 这里是强者为王的世界 强力的电台几 乎占据了度盘的半壁江山 频率接近它的弱台简直没有立足之地 用一句专业术语来说 就是直接放大式收音机的灵敏度和选择性都很差 直放式收音机的灵敏度和选择性比较差的症结究竟在什么地方呢 原来 要想提高收 音机的灵敏度 就得增加高频放大的级数 或者说增加总的高放增益 可是 高频增益过 高 后级输出信号产生的电磁场只要有一点点泄露 被前级接收 就会引起自激 显然频 率越高 辐射电磁波的能力就越强 高频放大级的工作就越不容易稳定 选择性的好坏又取决于什么因素呢 选择电台的任务是由 LC 谐振回路来完成的 LC 回路越多选择性就越好 这么说 只要多加几个 LC 回路问题不是就解决了吗 事情同样不 是那么简单 假如收音机中有 4 个 LC 回路 那么 当我们每次重新接收一个电台时 都必 须同时调整 4 个 LC 回路的谐振频率 这实在是很麻烦 很不容易实现 超外差式收音机的灵敏度和选择性 所谓超外差接收 就是不论接收什么频率的信号 首先都把它的频率变换成某一特定 的频率 为了提高稳定性 这个频率选得相对低一些 通常把它称为 中频 我国的工 业标准规定调幅收音机的中频为 465kHz 放大中频相对来说就容易多了 而且 为了提高 选择性完全可以多加几个 LC 回路 因为被放大的频率时固定不变的 所以 LC 回路仅仅只 需要在装机时一次调准就可以了 以后改换电台时 这个中频是不变的 相应的中频调谐 回路自然就无须重复调整了啊 超外差接收机构造编辑编辑 超外差接收机主要由下列几个部分组成 前置放大器 前置放大器的作用是放大调变的频率信号 过滤其他频率的信号 通常由一个可变电 容和固定电感组成的滤波电路和一个电晶体放大线路组成 收音机的前置放大器的调幅波 段通常是 540 千赫兹 KHz 至 1600 千赫兹 KHz 可变振荡器 可变振荡器由一个固定电感和可变电容加电晶体组成的一个可变频率的振荡器 可变 振荡器的可变电容和前置放大器的可变电容 必须同步地变化 同步功能是依靠双联可变 电容器形成的 当收音机的前置放大器的波段通常是 540 千赫兹 KHz 至 1600 千赫兹 KHz 时 内部振荡器的频率范围是 995 千赫兹 KHz 到 2075 千赫兹 KHz 可变电容有 机械式可变电容 压电式可变电容等 中频放大器 中频放大器的作用是将前置放大器和可变振荡器混合后产生的其他频率的信号过滤 仅将以中频 455 千赫兹 KHz 为中心的频带放大 中频放大器的主要元件是两个 455 千赫 兹 KHz 的中频带通滤