超外差AM收音机

“速达”SD925袖珍型收音机,院系：电子通信工程学院理论时间：2020年5月11日星期一安装时间：一周即22学时主教教师：陈添兰,本次实训任务,一、实训目的：二、实训要求：三、收音机的原理：四、实训步骤：五、收音机的检测调试方法：六、验收：七、主要性能指标：,其它说明,1、时间安排：一周2、人员分组及分工：一人一组3、设计说明书要求设计说明书用统一信封A4纸张书写。内容包括：(1)设计说明书封面（实验报告封面）(2)目录(3)电路原理分析(4)安装工艺要求及步骤(5)调试原理、过程及测试仪器说明(6)个人总结,1、无线收音机的基本功能,收音机的基本任务就是将空间传来的无线电波接收下来并把它还原成原来的声音信号。因此，收音机必须具备四个基本工能：接收并选择电台的信号；对电台信号进行解调；将音频信号加以放大；最后把音频信号还原成声音。,方案选择,按工作方式的分类收音机可分成：直接放大式收音机（图1）：超外差式调幅收音机：,直放式收音机优缺点：,优点：电路简单，一般只用14只晶体管和一些基本元件易于安装调试，成本低，缺点：但它的灵敏度低，选择性不太好。为了克服以上不足，我们引入“超外差”这一概念。先请看超外差式收音机的方框图。,超外差的概念,外差：输入信号和本机振荡信号产生差频的过程。超外差：输入信号和本机振荡信号产生一个固定中频信号的过程。因为，它是比高频信号低，比低频信号又高的超音频信号，所以这种接收方式叫超外差式。,超外差式收音机的优缺点：,优点：灵敏度高，选择性好，音质好（通频带宽）工作稳定（不容易自激）缺点：镜像干扰（比接收频率高两个中频的干扰信号），假响应（变频电路的非线性）,超外差式收音机电路的主要特点,超外差式是与直放式相对而言的一种接收方式。超外差式收音机能把接收到不同的电台信号频率都变成固定的中频信号(465kHz)放大器对这个固定的中频信号进行放大。在选择回路（输入回路）或高频放大器与检波器之间插入一个变频器及中频放大器。,2、各部分的原理结构及作用,一、输入调谐回路；二、变频回路；三、中频放大回路；四、低频放大回路；五、功率放大回路；六、直流稳压电源；,一、输入级,调谐回路是由可变电容C1a、C1b、调谐线圈L1、中波磁性天线（磁棒）及输入线圈(L2)组成,如图3所示。,输入回路的工作原理,由天线收集来的电磁波使绕制在磁性天线上的线圈L1中产生感生电动势。L1与C1a组成LC串联谐振回路，其中心频率为：通过调节C1a，使L1C1a串联谐振回路的谐振频率f0与欲接收电台的信号频率fT相同。这时，该电台的信号将在C1a串联谐振回路中发生谐振，使L1两端产生的感生电动势最强，经过L1与L2的耦合，将选择出的电台信号送入第一级（变频级）电路，由于其它电台的信号及干扰信号的频率不等于L1C1a串联谐振回路的谐振频率。因此，在L1两端产生的感生电动势极弱被抑制掉。,T1的作用,作用是把磁性天线附近的电磁波汇聚到磁性天线上，并感应给调谐线圈L1。长度为520cm；L1通常使用0.07mm*7的多股铜制纱包线。也可以用单股铜制漆包线绕制。一般为80120匝。输入线圈L2一般为L1匝数的十分之一左右。,C1a,图中C2是第一级（变频级）放大电路输入端的交流旁路电容。C1b是本机振荡的调谐电容，它与输入调谐电容器C1a制作在一起的双连可变电容器。C1a与C1b之间的虚线表示这两个电容器的转动轴是连动的。,C1a作用,为了满足输入调谐回路与本振电路频率跟踪的需要，以保证本振电路的振荡频率始终比输入调谐回路的频率高465KHz。实现采用双连可变电容器，即输入调谐电容C1a与根本振电路中的振荡电容C1b是安装在同一转动轴上的两个可变电容。当转动双连可变电容器的转轴时，C1a与C1b的容量将同时发生变化。,补偿电容C2：,输入调谐回路的补偿电容C2与本机振荡电路中的垫整电容C5都是一个容量只有几个F的小型微调电容器，也可称为半可调电容器。,二、变频回路,变频回路组成：由混频、本机振荡和选频网络三部分电路组成，如框图4所示。图5是变频电路图,变频级,变频作用：变频级是以晶体管V2（9018G）为中心，它兼有振荡、混频两种作用。它的主要作用是变频。即把输入的不同频率的高频信号变换成固定的465kHz的中频信号。,变频要求：I1C0.40.6。R1、V2构成基极稳压电路，稳压值为0.7V，用来保证V2基极偏置电压的稳定。R13是V1的限流保护电阻，以保证V1工作在线性状态而又不会因电流过大而烧毁。,本振回路,本振条件：正反馈(相位条件）幅度(反馈量要足够大）由晶体管V2（9018G）、可变电容Cb、振荡变压器（简称中振或中周)T3和电容C3构成变压器反馈式振荡器。T3能产生等幅高频振荡信号，fLfT+465kHz,本振信号的维持,从L4的中心抽头与地之间，取出一部分振荡信号电压的上端经本振耦合电容C2加到V2的基极上，这样，振荡信号电压就加在了V2的发射结上，经V2放大后，从集电极输出。从集电极输出的信号电流流过反馈线圈L3，经L4与L3的耦合将一部分输出信号电压正反馈给本振电路，用以弥补振荡电路的损失（为了弥补振荡电路的损失，经L3反馈给L4的振荡电压，必须是正反馈）,混频电路,由调谐回路和本振电路组成天线所接收信号由L2耦合到V2的基极，本机振荡信号通过C3耦合到V1的发射极。两种频率的信号在V2中混频，混频后由集电极输出各种频率的信号。输出频率为：fL-fT=fI=465kHz,变频实例,fL-fT=fI,假定外来信号fT=1000kHz，本振信号fL=1465kHz，则经变频后产生的差频信号fL-fs=465kHz。52516054654659902070,选频电路,由V2的初级线圈和谐振电容C组成并联谐振电路，它的谐振频率在465kHz，对465kHz的中频信号产生最大的电压，并且通过次极线圈耦合到下一极去。,变频电路的元器件的作用及参数设置,偏置电路是为了使晶体管具有放大能力而设置的电路：R1是变频管V2的基极偏置电阻；R2是变频管V2的发射极电阻，用来稳定V2的静态工作点；L3是本振电路的反馈线圈，L4与L3组成一个高频变压器，L3把集电极输出信号的一部分通过L4与L3的耦合，反馈给本振回路，以补偿本振回路的损失，维持振荡振幅的稳定；,变频电路的元器件的作用及参数设置,C3是本振信号的耦合电容，本机信号电压U0通过C3、C2、L2加到V2的发射结两端。C3容量的大小决定本振信号电压U0的输入量。C4一般选择涤纶电容或瓷片电容，电容量应为68000.01。容量过小可能使振荡电路停振，容量过大可能使振荡电路产生自激；,变频电路的元器件的作用及参数设置,是V2的基极电容旁路，起隔直通交的作用。C2既可以使L2的下端交流接地，用以保证交流信号畅通；C2又可以合使V2的基极电压不会对地形成短路，用以保证基极有正常的静态工作点；C2使本振信号电压U0顺利通过，加到V2的基极上。,返回,三、中放回路,中频放大电路是收音机的重要组成部分，它是决定收音机灵敏度及选择性的关键电路。增益高，选择性好，通频带要合适，如图6所示。,中放级的工作原理,选频级输出的中频信号由V5的基极输入并进行放大，它们也是并联谐振（fL-fT=fI=465kHz）。它可以在中频“通道”中畅通无阻，并被逐级放大，即将这个频率固定的中频信号用固定调谐的中频放大器进行放大。而不需要的邻近电台信号和一些干扰信号与本振信号所产生的差频不是预定的中频，便被“拒之门外”，因此，收音机的选择性也大为提高。,检波,在模拟通信系统中，我们是如何进行检波的？如图8所示。上图经过检波后，中频信号下半部分被削除（含有残余中频信号的低频脉动信号U2），再经过滤波电路滤除残余的中频信号，电阻R6上得到音频信号U3，调节音量电位器RP，选出幅度适当的音频信号电压，经电容耦合送入低频放大电路。,检波的原理,中频放大器输出的中频信号经中频变压器T4二次绕组送入三极管的基极，由V6管的be结来完成检波。利用二极管的单向导电特性，把中频信号的负半周削去，变成只有正半周的中频脉动信号（直流成分、残余的中频信号、音频包络三部分）。利用C6、R6、C7构成型滤波电路，滤除残余的中频信号。检波后的音频信号电压降落在音量电位器Rp上，经电容C9耦合送入低频放大级。,检波的作用,从中频放大电路送来的调幅信号中解调出音频信号并将解调出的音频信号送入音频放大电路。,AGC,收音机必须做到本地电台、远地电台、强信号电台、弱信号电台均能正常接收，这就要求收音机中必须设置一种能对高频增益自动进行调节的电路，即当输入信号较弱时，又能使中放电路有较低的增益。这种电路就是自动增益电路。检波后得到的直流电压作为自动增益控制的AGC电压，被送到受控的第一级中频放大管V5的基极，如图10所示。,AGC作用,根据接收到的广播电台信号的强弱，自动调节收音机的高频增益：当接收到的信号较弱时，使收音机具有较高的高频增益；而当接收到的信号较高时，又能使收音机的高频增益自动降低，从而保证中频放大电路高频增益的稳定。这样既可避免接收弱信号电台时音量过小，也可避免接收强信号电台时音量过大。,各元件的作用及参数设计,电路中的V5、V6是两只中频放大管，均工作在放大状态。R4是自动增益控制电路的反馈电阻，也是V5下偏置电阻的一部分；C5既是第一中级放大V5的基极旁路电容又是自动增益控制电路的滤波电容；T3、T4是LC并联谐振回路，频率均为465KHz，作为变频电路及两级中放的负载，并负责完成选频工作。,各元件的作用及参数设计,V6为检波三极管；C6、R6、C7构成型滤波电路。R6是滤波电阻，可防止中频信号进入低频放大电路。C7是为了提高滤波效果而设置的第二个滤波电容；Rp是音量电位器，是检波电路的负载电阻。它获得检波后的直流和音频分量；C9是隔直电容将音频信号耦合到低放级加以放大,滤波电容的选择,滤波电容的容量必须合适：容量过大，会使检波电路对信号的变化反应迟钝，丢失一些音频信号的细节而使音频信号产生失真；容量过小，滤波效果变差，残余的中频信滤除不净，使音频信号质量下降。基于两者的考虑一般选择：第一节滤波电容C6的容量为5100pF0.02F，第二级滤波电容C7的容量为0.01F0.022F为宜。本次设计（C6C70.022F）,滤波电阻的选择,滤波电阻R6的阻值必须合适：阻值过小，将使滤波效果不好，残余的中频信号滤除不净，使音频信号质量下降；阻值过小，由于R6的降压作用，将使输出音频信号的幅度减小，出现音量不足的现象。因此一般选择5101.5k的固定电阻（R6510）,音量电位器的选择,为了简化电路，缩小体积和降低成本，一般选择带有开关的电位器，常用音量电位器的阻值为4.710k。（Rp5K）,中频变压器,在中放电路中，中频变压器T4有选频、耦合及阻抗匹配三种作用：T4并联谐振回路的谐振频率必须等于465KHz，但是幅度不变。一次绕组两端得到的465KHz的中频信号电压，必将通过磁心耦合到二次绕组两端，送入晶体管V6的基极。,中频变压器,中频变压器T4既是第一级中放电路的负载，又是第二级中放电路的输入回路。为了使中频变压器与第一级中放管的输出阻抗匹配，电源接在T4的一次绕组的中心抽头上，同时，为了与第二级中放管的输入阻抗匹配，T4的二次绕组匝数绕得很少。从而完成了第一级中放电路与第二级中放电路的阻抗匹配。,返回,四、低频放大级,低频放大电路，主要任务是对耦合进来的音频信号进行放大，使功放级得到更大的音频信号电压，使收音机有足够的音量，如图11所示。,低频放大电路的工作原理：,从RP的滑动端取出的音频电压信号，经C9耦合，加在V7的发射结两端，音频信号被V7放大后从集电极输出。由于V8的集电极的负载是T5将音频信号电流流过时，将在一次绕组两端产生感生的音频信号电压，通过T5一次绕组与二次绕组的电感耦合，即将音频信号电压送入功率放大器。,各元件的作用,Rp是音量电位器，也是检波器的输出负载；T5是V8的集电极的负载；R9是V7的基极偏置电阻，偏置电压取自基极稳压电源（0.7V），调节R7的阻值，可以调整V7的静态工作点，使V7工作在放大状态；C9是输入隔直耦合电容。,返回,五、功放级,功率放大电路，主要任务是把放大后的音频信号进行功率放大，以推动扬声器发出声音，如图12所示。,功率放大电路的工作原理：,在功放电路的输入端，利用二次绕组具有中心抽头的输入变压器T5，将输入信号分为两个幅度相等，相位相反的信号，分别控制两只功放管，使两只功放管轮流导通，分别放大输入信号的正、负半周。在功率放大电路的输出端，利用一次绕组具有中心抽头的输出变压器T6，将两个功放管输出的半周信号，在二次绕组中合成为一个整的信号波行。,返回,基极回路：V9、V10的基极回路采用分压偏置方式，V11是两只功放管的下偏置电阻，R12是两只功放管的上偏置电阻；电容C10和C11是为了消除自激震荡。T5、T6是功放电路输入端和输出端低频信号的耦合器件；集电极回路：V9、V10的发射极电流Ic9、Ic10都从电源正极出发从T6的中心头进入分别流出输出变压器T6一次绕组的上、下边，从发射极流出，到达电源负极。,各元件的主要作用,六、基极稳压电路,基极稳压电路的组成如图13所示：2CB1C是（三极管的一个结）为了节约和充分利用原材料用废旧硅晶体管的好PN结代替使用；R13是330的固定电阻。,基极稳压电路的工作原理,当电池全新时，二极管的导通电压为0.7V，落在R13两端的电压为0.8V，通过R13的电流为2.4，由于R13与二极管V1串联所以通过V1的电流最大为2.4，使二极管不会被烧坏而且能正常导通（稳压）工作。,基极稳压电源的稳定,当电池老化到最低电压（按全新时的70计算）时，加在R13两端的电压为0.35V，此时通过V1的Imin1可使二极管仍工作在导通状态而不会截止，根据二极管的正向导通特性即当通过它的电流变化较大时，它两端的电压变化却很小，因此，在电池的整个使用寿命中，基极稳压电路始终输出为0.7V，以保证V2V8各管的基极电压的稳定。,本章小结,本章主要讲述了速达“SD925”袖针型收音机的工作框图及其电路组成原理，进而详细的阐述各部分的工作过程、元件参数设置及元件在电路中所起的作用等等。让大家认识收音机的理论，为今后的学习打下理论基础；为本次的装机实践打下实践的基础。,3、元件的安装,放心吧，我们一定都能做到,友情提醒1,弹簧和螺丝要小心滚掉,第一步：清点材料,请按材料清单一一对应，记清每个元件的名称与外形,注意,零件1,电阻共13,零件2,零件3,线路板1块,中周3个,零件4,4个,1个,2个,三极管7个,电位盘1个,调谐盘1个,零件5,零件6,罗钉5个,零件7,第二步：二极管、电容、电阻的认识,元件的大小与极性一定不能弄错,注意,区分二极管的极性,区分电容的极性,+长-短,根据正接时漏电流小（阻值大），反接时漏电流大来判断。,色环标志,色环认识的规律,三极管的三个管脚的判别,假定我们并不知道被测三极管是NPN型还是PNP型，也分不清各管脚是什么电极。测试的第一步是判断哪个管脚是基极。这时，我们任取两个电极如右图所示，这两个电极为2、3，用万用电表两支表笔颠倒测量它的正、反向电阻，观察表针的偏转角度；接着，再取1、3两个电极和1、2两个电极，分别颠倒测量它们的正、反向电阻，观察表针的偏转角度。（利用二极管的正向电阻小，反向电阻大这个特性）。在这三次颠倒测量中，必然有两次测量结果相近：即颠倒测量中表针一次偏转大，一次偏转小；剩下一次必然是颠倒测量前后指针偏转角度都很小，这一次未测的那只管脚就是我们要寻找的基极。,三颠倒，找基极,找出三极管的基极后（设1脚为基极），我们就可以根据基极与另外两个电极之间PN结的方向来确定管子的导电类型如下左图所示。将万用表的黑表笔接触基极，红表笔接触另外两个电极中的任一电极，若表头指针偏转角度很小，则说明被测三极管为NPN型管；若表头指针偏转角度很大，则被测管即为PNP型。（利用二极管的正向电阻小，反向电阻大这个特性）,PN结，定管型,顺箭头，偏转大,基极b，另外两个电极哪个是集电极c，哪个是发射极e呢?这时我们可以用测穿透电流Iceo确定集电极c和发射极e。(1)对于NPN型三极管，穿透电流的测量电路如右图所示。根据这个原理，用万用电表的黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec，虽然两次测量中万用表指针偏转角度都很小，但仔细观察，总会有一次偏转角度稍大，此时电流的流向一定是：黑表笔c极b极e极红表笔，电流流向正好与三极管符号中的箭头方向一致(“顺箭头”)，所以此时黑表笔所接的一定是集电极c，红表笔所接的一定是发射极e。,(2)对于PNP型的三极管，道理也类似于NPN型，其电流流向一定是：黑表笔e极b极c极红表笔，其电流流向也与三极管符号中的箭头方向一致，所以此时黑表笔所接的一定是发射极e，红表笔所接的一定是集电极c，如右图所示。,测不出，动嘴巴若在“顺箭头，偏转大”的测量过程中，若由于颠倒前后的两次测量指针偏转均太小难以区分时，就要“动嘴巴”了。具体方法是：在“顺箭头，偏转大”的两次测量中，用两只手分别捏住两表笔与管脚的结合部，用嘴巴含住(或用舌头抵住)基电极b，仍用“顺箭头，偏转大”的判别方法即可区分开集电极c与发射极e。其中人体起到直流偏置电阻的作用，目的是使效果更加明显。,第三步：焊接前的准备工作,现在开始焊了，要注意安全哦,大约1-2mm,镊子,元件脚的弯制成形1,立式插法的元件只要弯一边,元件脚的弯制成形2,元件的插放,R13卧式插法,其余是立式插法,立式插法的注意点,向左倾斜15-20o,注意1,烙铁必须插在烙铁架中1,焊接元件时的步骤,首先,焊点,然后,焊点的正确形状1,第四步：元器件焊接与安装,注意不仅要位置正确，还要焊接可靠，形状美观,认真阅读说明书（认真清点元件）；元件从小到大、从低到高；认清阻值、分清正负极；三极管的e、b、c极。,元件的焊接,间距由孔距决定.,桌面,电解电容紧贴底板安装,注意3,焊锡丝,用电烙铁运载焊锡丝,高温使助焊剂分解挥发，易造成焊接缺陷,错焊元件的拔除1,清除烙铁上的锡，绿面向下，用烙铁将元件脚上的锡尽量刮除,错焊元件的拔除2,镊子,拔,用烙铁将锡熔化,电位器阻值的测量,测1与3间阻值5K,转动旋钮，1与2，2与3间的阻值应随之改变,友情提醒2,印制板正面的安装,先上双联反面的镙丝，再焊接,印制板背面的安装,返回,前框准备2,撕去周率板正面的保护膜和背面的双面胶,贴于前框,前框准备3,将喇叭安装在前框,前框准备4,将拎带套在前框,注意指示方向哦,将调谐盘安装在双联轴上用M2.54的螺钉固定,前框准备5,将导线焊在喇叭与电路板上,将正负电源线焊在电路板的指定位置,连接测试点,返回,调整中频频率第一步,要按顺序调节哦,调整中频频率第二步,用第一步的方法调整。再调到声音最响为止。按上述方法从后向前的次序，反复细调二、三遍,调整频率范围（对刻度）,1、调低端,调整频率范围（对刻度）,2、调高端,以上1、2两步需反复二到三次，频率刻度才能调准,统调,低端统调,统调,高端统调,测试方法,先制做一个铜铁棒,用废笔杆或塑料管做成绝缘棒,嵌入一根铜棒或铝棒,嵌入高频磁芯或断磁棒,测试方法,用铜铁棒测试1,用铜棒靠近线圈，如果声音偏大，则说明天线线圈电感量偏大，将线圈向磁棒外侧稍移。,用铜铁棒测试2,用磁铁端靠近线圈，如果声音偏大，则说明天线线圈电感量偏小，将线圈向磁棒中心稍移。,用铜铁棒两端分别靠近线圈如果收音机声音都变小，说明电感量正好，则电路已获得统调,测试方法,实习组装调整中易出现的问题,1、变频部分判断变频级是否起振，用MF47型万用表直流2.5V档接V1发射级，负表棒接地，然后用手摸双联振荡联（即连接B2端），万用表指针应向左摆动，说明电路工作正常，否则说明电路中有故障。变频级工作电流不宜太大，否则噪声大。红色振荡线圈外壳两脚均应焊牢，以防调谐盘卡盘。,2、中频部分中频变压器序号位置搞错，结果是灵敏度和选择性降低，有时有自激,3、低频部分输入、输出位置搞错，虽然工作电流正常，但音量很低，V6、V7集电极（c）和发射级（e）搞错，工作电流调不上，音量极低。,1、检查前，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。,2、检查要领：一般由后级向前检测，先检查低功放级，再看中放和变频级。,SD925型超外差式收音机修理检测方法,检查无误后，打开收音机电源开关，二极管正常发光，然后测试断点A、B、C、D的电流大小。变频级IA=0.3mA中放级IB=0.5mA低放级IC=2mA功放级ID=1.5mA,测试电路参数,3、检测修理方法：,整机静态总电流测量工作电压测量总电压3V变频级无工作电流一中放无工作电流一中放工作电流大0.51mA二中放无工作电流二中放工作电流太大，2mA,低放级无工作电流低放级电流太大大于16mA功放级无电流（V9、V10管）功放级电流太大大于20mA整机无声整机无声：用MF47型万用表检查故障方法,3、检测修理方法：,整机静态