超外差收音机实习报告

超外差式收音机实习报告姓名： 徐 连 胜 专业： 电子信息科学与技术 班级： 2010-3 学号： 9 指导教师： 祁 亚 萍 信息科学与工程学院摘要 本次课程设计完成对超外差式收音机的组装，调试与分析。超外差是指将不同频率的载波，变成固定的且频率较低的中频载波，然后再进行中频放大，检波和高频放大。在设计中通过对散件的组装，掌握电子安装工艺、了解测量和调试技术、进一步学习电子技术。关键词 超外差：465kHz；变频Abstract This course is designed to complete the assembly of the superheterodyne radio, debugging and analysis. Superheterodyne refers to the different frequency of the carrier, into a fixed and a lower frequency IF carrier, then the IF amplification, detection, and high frequency amplification. Through in the design of the parts of the assembly, master electronic installation process, understanding the measurement and debugging techniques, and further study of electronic technology.Keywords superheterodyne: 465kHz; frequency conversion一、 实习目的(1) 掌握超外差收音机的工作原理。(2) 掌握小型电子线路系统的装调技术。(3) 熟练焊接技术。二、实习器材介绍：元件型号数量元件型号数量三极管90132瓷片电容6821三极管90141瓷片电容1031三极管90183瓷片电容2234发光二极管 3（红色）1电解电容4.7UF1振荡线圈（中周）TF10（红色）1电解电容10UF1中频变压器（中周）TF10（白色）1电解电容100中频变压器（中周）TF10（绿色）耳机插座输入变压器绿色双联电容CBM-223PF磁棒及线圈4X8X80mm机壳上下盖各1个扬声器0.5w 8欧 57mm刻度面板电位器10调谐拨盘电阻电位器拨盘电阻磁棒支架电阻印刷电路板电阻电池极片1套（三件）电阻导线红、黑、黄X2电阻螺丝PM2.5X4电阻螺丝PM1.7X4电阻螺丝PA2X6（自攻）三、收音机的工作原理通过旋转双联电容器的拨盘，改变输入回路的谐振频率，接收到的调制信号通过线圈耦合到混频管的基极，而本振信号则通过电容耦合到混频管的发射极，利用三极管的非线性特性，从T2输出含有多种频率的混合信号，其中包含我们需要的465kHz的中频信号。T3、T4的谐振频率都为465kHz，这样这个中频信号就会被挑选出来，同时经过两级的中放，再利用三极管PN结的单向导电性和电容的滤波作用对信号进行检波，得到真正有用的音频信号。音频信号再经过前置低放和功率放大，最后推动到扬声器发声。超外差式收音机的特点是，它不直接放大广播信号，而是通过一个叫变频级的电路将接收的任何一个频率的广播电台信号变成一个固定中频信号(我国规定中频频率是465 KHz)，由中频放大器进行放大，然后进行检波，得到音频信号，最后通过功率放大推动扬声器工作。其优点是灵敏度高，选择性好，音质好（通频带宽），工作稳定（不容易自激），同时也有缺点，比如镜像干扰（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）等。目前调频式或调幅式收音机，一般都采用超外差式。超外差收音机原理框图如图1所示1。超外差的实质就是将调制波不同频率的载波，变成固定的且频率较低的中频载波（简称中频）。通过变频，将所要收听的电台的高频信号变成另外一个预先确定好的频率，然后再进行中频放大和检波。 再做高频放大时，就可以得到稳定且倍数较高的放大，从而大大提高收音机的品质。超外差收音机整体电路图如图2所示。输入回路混频电 路中频放大低频功率放大前置低频电压放大检波器 AGC电路本机振荡图1 超外差收音机原理框图图2 超外差收音机整体电路图3 基本组成超外差式收音机电路由输入调谐电路，变频电路，中频放大电路，检波和自动增益控制电路(AGC)，前置低放电路，功率放大器(OTL电路)组成。3.1 输入调谐电路输入调谐电路由双联可变电容器的CA和T1的初级线圈Lab组成，是一并联谐振电路，Tl是磁性天线线圈，从天线接收进来高频信号，通过输入调谐电路选出需要的电台信号，调谐频率是。双连电容的电容量CA与转角满足 =a+b*，a 、b是与电容的几何结构有关的常数，当改变转角时，就能收到不同频率的电台信号。 3.2 变频电路本机振荡和混频合起来称为变频电路。变频电路的作用是把通过输入调谐电路收到的不同频率电台信号(高频信号)变换成固定的465KHz的中频信号。Vl、T2、CB、C1、C2等元件组成本机振荡电路，它的任务是产生一个比输入信号频率高465 KHz的等幅高频振荡信号。由于Cl（基级旁路电容）对高频信号相当短路，Tl的次级Lcd的电感量又很小，对高频信号提供了通路，所以本机振荡电路是共基极电路，振荡频率由T2、CB控制。CB是双连电容器的另一连，调节它以改变本机振荡频率。T2是振荡线圈，其初次绕在同一磁芯上，它们把V1的集电极输出的振荡信号以正反馈的形式耦合到振荡回路，本机振荡的电压由T2的初级的抽头引出，通过C2耦合到V1的发射极上。混频电路由Vl、T1的次级线圈等组成，是共发射极电路 。其工作过程是：天线接收的电台信号通过输入调谐电路接收到的电台信号，通过Tl的次级线圈Lcd送到Vl的基极，本机振荡信号又通过C2送到Vl的发射极，两种频率的信号在V1中进行混频，由于晶体三极管的非线性作用，混合的结果产生各种频率的信号，其中有一种是本机振荡频率和电台频率的差等于465KHz的信号，这就是中频信号。混频电路的负载是中频变压器，T3的初级线圈和内部电容组成的并联谐振电路，它的谐振频率是465KHz，可以把465KHz的中频信号从多种频率的信号中选择出来，并通过T3的次级线圈耦合到下一级去，而其它信号几乎被滤掉。 此部分是超外差式收音机中最核心的部分，在此有必要简单了解混频的原理。混频是指利用非线性器件对输入的不同频率的信号进行混合产生含多种新频率的混合信号，输入信号一般包含高频调制信号和等幅本振信号。常用的非线性器件有二极管和三极管，在这里我们采用的是三极管，常见的三极管混频电路（UL为等幅本振信号，Uc为高频调制信号）如图3所示：图3 三极管混频电路这里我们选用的是方式（b），由于三极管的非线性作用，集电极输出电流的频率成分包含f = pfLqfc（fL为等幅本振信号，fc为高频调制信号）。若使谐振回路调谐在p=q=1的差频分量上，则输出的信号频率为f=f1-f2。我们的目的是使f保持一个定值：465kHz（理想曲线），但由于双连电容器中= =a+b*，则f会随而改变（实际曲线），曲线如图4所示： 图4 曲线图以上的情况可通过调节Lcd（即磁棒的位置）、T2和双连电容器的微调电容改善。我们这里采用的三极管是9018H，耗散功率为0.4W，放大倍数为97146，特征频率平均为620MHz，完全满足需求2，同时为了减小三极管的噪声干扰和非线性失真，一般Ic=0.51mA，电路中的R1和R2是用来设置静态工作点，同时R2还有稳定静态工作点的作用。测得电路中的测试点A的电流IA0.57mA，静态工作点合理。3.3 中频放大电路它主要由V2、V3、T4、R3、R4等组成的两级中频放大器。第一中放电路中的V2负载是中频变压器T4和内部电容组成，它们构成并联谐振电路，谐振频率是465KHz。超外差式收音机灵敏度和选择性很高，主要原因是有了中频放大电路，它比高频信号更容易调谐和放大。此电路工作在放大区，故应尽可能使它工作在线性区域，另外还要考虑到耗电省、噪声小、工作稳定等，一般V2的Ic调到0.51.5mA左右。其中R3和R4是用来设置两个管子的直流偏置，同时通过减小R4的阻值可以提高V2的Ic，同时提高后面电路中扬声器的声音。测得电路中的测试点B的电流IB1.35mA，静态工作点合理。3.4 检波和自动增益控制电路(AGC)检波和自动增益控制电路(AGC)由V3、C4、C5、R3、R4等组成。中频信号经一级中频放大器充分放大后由T4耦合到检波管V3，V3既起放大作用，又是检波管，V3构成三极管检波电路，这种电路检波效率高，有较强的自动增益控制(AGC)作用。AGC控制电压通过R3加到V2的基极，其控制过程如图5所示：外信号电压Vb3Ib3Ic3外信号电压Vc3Ic2Ib2通过R3，Vb2R4分压图5 AGC控制过程电路图检波级的主要任务是把中频调幅信号还原成音频信号，C4、C5起滤去残余的中频成分的作用，旋转电位器RP可以改变V4基极对地信号电压的大小，可达到控制音量的目的。 3.5前置低放电路前置低放电路由V4、R5、C6 、C7等组成。检波滤波后的音频信号由电位器RP送到前置低放管V4，经过低放可将音频信号电压放大几十到几百倍，但是音频信号经过放大后带负载能力还很差，不能直接推动扬声器工作，还需进行功率放大。R5是用来设置V4的直流偏置，C6为低频耦合电容，C7为中频旁路电容。V4管的集电极电流一般设置为Ic=25mA，测得电路中的测试点C的电流IC2.3mA，静态工作点合理。3.6功率放大器(OTL电路)功率放大电路的任务是不仅要输出较大的电压，而且能够输出较大的电流。此电路采用变压器耦合乙类推挽式功率放大电路，V5、V6组成同类型晶体管的推挽电路，R7、R8和R9、R10分别是V5、V6的偏量电阻。变压器T5做倒相耦合，C9是隔直电容，也是耦合电容。为了减少低频失真，电容C9选得越大越好。本课设中功率放大电路的输出阻抗低，可以直接推动扬声器工作。R11是LED的限流电阻，R6和C8是作为电源去耦电路，主要是用来隔绝中高频信号的影响。功放管的发射极电流一般设置为Ie=13mA，测得测试点D的电流ID2.36mA，静态工作点合理。四、实训内容与步骤4.1组装（1）首先根据元器件清单（见表1）清点所有元器件，检查有无缺失现象；目测元件外观，检查有无损坏。（2）利用色环读出电阻阻值，将正确的电阻归类放好。（3）测量变压器原边与副边之间的电阻，看有无短路现象。（4）正确辨别二极管、三极管和电解电容的极性，归类。（5）将所有元器件L的漆膜、氧化膜清除干净，检查印制板的铜箔线条是否完好，有无断线及短路，特别要柱意板的边缘是否完好。 在动手焊接前用万用表将各元件测量一下，做到心中有数，安装时先装低矮和耐热的元件（如电阻），然后再装大一点的元件（如中周，变压器），最后装怕热的元件（如三极管）。 步骤：a、 电阻的安装：将电阻的阻值选择好后根据两孔的距离弯曲电阻脚可紧贴电路板安装，也可以采用立式安装，高度要统一。 b、 瓷片电容和三极管的脚剪的长度要适中，不要剪的太短，也不要留太长，它们不要超过中周的长度，太高会影响后盖的安装。 c、耳机插座的安装：焊接时速度要快，以免烫坏插座的塑料部分而导致接触不良。 d、发光管的安装按照图示弯曲成型，直接插在电路板上焊接。 具体焊接方祛e、右手持电烙铁，焊接前，电烙铁要充分预热。烙铁头刃面L要吃锡，即带一定量焊锡。f、将烙铁头刃面紧贴在焊点处。电烙铁与水平面大约成4560“角左右。左手向下送锡，右手送烙铁。g、抬开烙铁头。侍焊点处的锡冷却凝固。4.2调试 检查三极管及其管脚是否装错，振荡变压器是否错装中频变压器，各中频变压器是否前后倒装，是否有漏装的元件。天线线圈初次级接入电路位置是否正确。电路中电解电容正负极性是否有误。印刷线路是否有断裂、搭线，各焊点是否确实焊牢，正面元件是否相互碰触。1 调整各级晶体三极管的静态工作点目的：使各级三极管都处在工作状态。方法：所谓静态是指收音机未收到任何电台时的状态。晶体三极管的工作状态是否合适，会直接影响整机的性能，严重时甚至使整机不能工作。所谓工作状态的调整主要是指集电极电流的调整。电路图中有“X”的地方为电流表接入处，线路板上留有四个测量电流的缺口，分别是A、B、c、D四个点，将电位器的开关打开(音量旋至最小即测量静态电流)，用万用表的20mA档测量各点的三极管静态电流是Icl03mA，Ic205mA，Ic42mA，Ic5，615mA，测量值与上述值差不多时可用。若测量电流过小，则有可能元器件脱焊或虚焊；若测量电流过大，则有可能焊点之间短路或元器件装配错误，应立即断开电源，否则可能造成元器件的损坏。当电路正常后，用电烙铁将这四个缺口依次连接，再把音量开到最大，调双连拨盘即可收到电台声音。如果遇到某一级电流太大或太小时首先重点检查这一级三极管的极性和质量，然后检查三极管周围元件是否有问题。2 调中频目的：使三个中频变压器都准确谐振于465KHZ上。方法：将465KHZ的中频调幅波信号输出线的非接地端接入VT1的基极，地线接至电池的负极，将双连电容全旋进去，用无感起子依次调整BZ3、BZ2、BZ1的磁芯位置，以改变其电感量，使声音达最大而且不刺耳。由于前、后级之间相互影响，反复调整几次。3对刻度（调整振荡回路的电感、电容）目的：使双连电容全部旋入至全部旋出时，收音机所接收的信号频率范围正好是整个中波段535KHZ 1605KHZ。方法：接收535KHZ的调幅波信号（将信号输出线的非接地端靠近磁性天线，地线接至电池的负极），将刻度盘旋至535KHZ处，用无感起子调整振荡回路的线圈B2的磁芯位置，以改变其电感量，使声音达最大而且不刺耳。接收1605KHZ调幅波信号（将信号输出线的非接地端靠近磁性天线，地线接至电池的负极），将刻度盘旋至1605KHZ处，调振荡回路的补偿电容C3（拉线电容），使声音达最大而且不刺耳。由于高、低端之间相互影响，反复调整几次。4 调统调（调整输入回路的电感、电容）目的：使本机振荡频率与输入回路频率的差值恒为中频465KHZ。方法：接收600KHZ的调幅波信号（将信号输出线的非接地端靠近磁性天线，地线接至电池的负极），将刻度盘旋至600KHZ的刻度处，调输入回路的线圈B1在磁棒上的位置，以改变其电感量，使声音达最大而且不刺耳。用蜡烛将线圈B1固定。接收1500KHZ的调幅波信号（将信号输出线的非接地端靠近磁性天线，地线接至电池的负极），将刻度盘旋至1500KHZ的刻度处，调输入回路的补偿电容C2（磁可调电容），使声音达最大而且不刺耳。由于高、低端之间相互影响，反复调整几次。5 试听如果噪声过大，确认元件、焊接都无问题时，应着重考虑变频级及中频级电路，变频管、中放管的值是否过大？增益是否过高？振荡过强？如过高、过强，可以考虑在中频变压器的初级并联120 的电阻，在振荡线圈次级并联一只二极管或几十千欧电阻。1）试听响度 调准电台，试听喇叭声响，在30m2的房间放声响亮，表明达到功率输出要求。2）失真度试查 声音应柔和动听，音量小时或大时的发音都很圆润。失真度大的收音机听上去有闷、嘶哑、不自然感觉。3）试听灵敏度 对准电台方向，从最低端到最高端试收多少个电台。电台多，噪声小为佳，收本省以外较远的或电波较弱的电台声音较响，说明灵敏度高，合格。4）试查选择性 调准一个电台，然后微微偏调频率 10%KHz左右，若声音减少许多，表明合乎要求。五、实习总结这次课程设计虽然只是让我们去动手焊