高频电子线路课程设计(6)

1、目录摘要1第一章 绪论 1第二章 调频收音机工作原理 32.1 调频收音机的电路组成与分析32.2 调频头电路的组成、作用与要求42.3部分电路的作用与分析62.4 调频广播与单声道调频收音机的基本组成 102.5 单声道调频收音机基本组成及信号流程122.6 整机电路分析13第三章 调频收音机的安装与调试153.1 调频收音机的安装153.2 调频收音机的调试16第四章 总结18参 考 文 献 19摘要随着科学技术的发展，调频收音机的应用十分广泛，尤其消费类占有相当的市场 。从分离元件组成的收音机到由集成电路组成的收音机，调频收音机技术已 达到十分成熟的地步。从普通的调幅收音机到高级调频收音

2、机，调频收音机以较 高的技术含量和较高的音质得到了广泛的欢迎。本课题主要研究调频收音机的设计全过程，各部分电路的组成、作用、性能指标和工作原理。设计方法主要采用了两块集成电路 ta7335p 和 fs2204，使电路设计变的简单。主要的设计思路是：由天线、输入回路、高频放大电路、混频电 路、本机振荡电路、中频放大电路、鉴频电路、低频功率放大电路、扬声器组成。 本课题设计成果，基本上满足要求，性能指标符合。本电路缺点的是音质噪声大，电路还有一点失真等等，还需改进。 关键词 调频收音机发展、调频收音机、调频收音机设计第一章 绪论一、无线技术的广泛发展随着科学技术的不断发展,信息科学与技术的迅速的发

3、展和广泛的应用，深深的改变着人类的生产、生活等各个方面。人类社会生产力发展和人们生活质量的提高越来越得意于和依赖于信息科学和技术发展。高频电子科学与技术涉及到检测、分析、处理及生活生产过程中有大量的应用。其中，无线技术的发展日益增长，新颖的调频收音机的不断出现,技术不断的提高,设计出来的收音机外型精致和小巧。从分离元件到集成电路，这标志着收音机的内部电路简单。用一个集成块就能完成所有的工作。从早期的调幅收音机到现在的调频收音机，我们可以想象收音机的不断的改进和不断创新，使收音机的发展空间愈来愈大。现在，出现了新一代高科技产品数字调频收音机，功能强大，性能优良， 设计精巧耐用。二、调频收音机主要

4、应用技术调频收音机电路设计，主要采用两块集成块，这两块集成块分别是 ic1 ta7335p 和 ic2 fs2204。ic1 集成块具有对调频广播信号进行放大、 与本振信号差拍混频的功能；2 集成块具有对调频中频信号进行放大、ic 鉴频，对调幅信号进行高频放大、与本振信号差拍混频，对调幅中频 信号进行放大、检波、低频放大、功率放大等功能。两块集成块和一 些分离元件组成了调频收音机。该电路即可以实现调幅也可以实现调 频，具有两项功能。可以说这是高科技的产物。第二章 调频收音机工作原理2.1 调频收音机的电路组成与分析调频收音机由天线接收到的信号，经过输入回路的选频，将所选出的等幅调频波先送入高频

5、放大电路进行放大，以增加输入信号的幅度，然后变频，变换成 10.7mhz 固定中频的调频波。变频后的10.7 的中频信号，经过中频变压器的筛选后，送往第一级中频放大器放大；中频变压器对放大后的中频信号进一步的加以筛选，再送到第二级中频放大器放大，中频变压器将选出的信号送往检波器。应当指出，三个中频变压器工作原理是相同的，但是对它们的要求不同，参数也有所不同。要求变压器有良好的选择性，变压器有一定的通频带和选择性，变压器有较宽的通频带和较好的选择性。在实际的电路中，三个变压器的位置不可更换。这里的中频调频信号，保持了原调频信号频率偏移特性，只是载频频率变低。限幅电路的作用是把经过中频放大后的调频

6、波上的幅度干扰切除掉，保持调频波的等幅特性。经过限幅电路去掉噪声干扰后，信号被送至鉴频电路，通过鉴频电路解调作用，将调频波中的频率变换转换成信号幅度的变化，于是得到与发射台相对应的音频信号。音频信号再经过低放、功放电路组成的音频放大电路放大，推动扬声器发出声音来。与 am 收音机相比，其低放、功放电路基本相同，可公用。2.2 调频头电路的组成、作用与要求一、组成与作用 调频头也称调频高频头或高频调谐器，它主要由输入回路、高频放大电路、 变频电路组成，调频头的作用是选择所要接听的调频电台信号，并将它放大、混频，变为 10.7mhz 的固定中频信号，输至中频放大电路。调频头的晶体管高频放大电路一般

7、采用共基电路，这是由于共基电路的截止频率高、内部反馈小、工作稳定性好、有较好的增益，适于高频放大，并且共基电路输入阻抗低，容易与天线输入阻抗相匹配。图2-1 调频收音机电路图调频头电路为晶体管共基极高放电路。其中，l1、c2 组成固定调谐式单 杆不平衡直接耦合输入回路。输入回路选择出的信号由变压器耦合到高频放大管 基极，进行高频放大后，再由 c5、c6a、c7、c8 与 l2 组成的可变调谐回路对信号 进一步选择。即调节 c6a，使调谐回路谐振于所要接收的电台频率上，从而对无用 电台信号或干扰信号加以抑制，从而选择出所要接收的电台信号，经 c9 耦合到混频管。r1、r2、r3 为该电路偏置电阻

8、，agc（自动增益控制电路）控制电压经 r2 加至高放管基极。c6a 从容量最大变化到最小时，调谐回路从低端 87mhz 变化到 高端 108mhz。c5、c7 用于调谐回路在高端与本振回路进行统调。c8 容量较大，对高频相当于短路，主要起隔直作用。二、性能要求调频头既是调频接收电路中工作频率最高、信号最微弱的部位，又是决定整 机选择性、灵敏度的关键部件。因此，对调频头的电路结构、元器件质量及工艺 要求较严格。 1要有良好的选择性 调频头既要能选择出所要接听的电台的信号，又应能对其它电台的信号及干扰信号有效地加以抑制。 2. 噪声系数要小 输入信噪比与输出信噪比的比值，叫噪声系数。调频头处在整

9、机最前端，降低调频头的噪声，是收音机的噪声功率大大下降，噪声系数大大减小，扬声器可发出没有任何杂音的“干净”的声音。 3线性要好、动态范围大、增益适当 调频头要有很好的线性工作状态和能够承受大信号的较大的工作范围，同时还要有适当的增益。 4本振辐射要小 本振信号可视为一种干扰源，若其向外辐射，则对接收机造成干扰。为此，本机振荡不要过强，波形失真要小，一般对本振部分加屏蔽。有些高保真收音机 甚至把整个调频头全屏蔽起来。2.3部分电路的作用与分析23.1输入电路调频收音机输入回路分为固定调谐式输入回路和可变调谐式输入回路。 一、固定调谐式输入回路 固定调谐式输入回路的谐振频率为 87108mhz

10、的调频波段中间（98mhz）附近的固定值。由于调频收音机的频率覆盖比较窄，通常使波段两端的灵敏度较高，中间有些失真，增益较低，为补偿波段中间的增益，将输入回路的谐振频率调到中间。采用固定调谐式输入回路的调频头，一般使用双连可变电容器，一连用于 本振谐振回路，一连用于高放输出端谐振回路，这样可以基本满足普通调频收音 机对灵敏度与选择性的要求。输入回路的天线多采用拉杆天线，有单杆和双杆之 分，单杆对地不平衡，双杆对地平衡。 1单杆不平衡天线输入回路 单杆不平衡天线输入回路，其特点是结构简单。a 图为电容 耦合，l1、c1 组成的输入回路，75鞭状天线接收的信号通过 c2 耦合到输入回路， 经筛选后

11、，输入回路选择出的信号经 c3 耦合到高放级。b 图为电感耦合，天线接 收的信号通过电感 l1、l2 耦合到输入回路，在由 c2 将输入回路选择出的信号耦合 到高放级。电容耦合在天线与输入回路的匹配和传输均匀性上，不如电感耦合好， 但结构简单，普通接收机多采用电容耦合的方式。2双杆平衡天线输入回路 双杆平衡天线输入回路。它有单调谐和双调谐之分，a 图为 单调谐回路，它通过 l1、l2 之间的耦合作用，将天线接收到的信号耦合到输入回 路，再由 c2 将输入回路选择出的信号送到高放级。对要求较高的收音机，单调谐 回路满足不了选择性既好，增益又高的要求，常采用 b 图所示的双调谐回路。二、可变调谐式

12、输入回路 高档的调频收音机，常采用可变调谐式输入回路。改变输入 回路的可变电容，使其与所要接收电台的信号频率发生谐振，其它频率的干扰受 到很大衰减，既增强了选择性，又提高了抗干扰能力。此电路多采用三连或多连 可变电容器。天线接收的电台信号，通过 l1、l2 耦合到由 l2、c1a、c2、c3、c4 和 c5 组成的输入回路。c4、c5 组成电容分压器，起减小高放级输入阻抗的旁路作 用，提高回路 q 值，c5 两端的电压送到高放级。2.3.2 场效应管共源极高放电路在性能要求较高的调频收音机中，高放管多采用场效应管。这是因为场效应 管与晶体管相比具有阻抗较高，动态范围大，噪声系数低等优点。将场效

13、应管应 用于高放电路，可大大提高对大信号的承受能力，减小失真，提高整机的选择性。2.3.3中频放大电路作用与性能要求一、中频放大电路作用 将变频级输出的中频 10.7mhz 信号加以放大，提高灵敏度；对中频信号进一 步筛选，提高选择性；并且送到鉴频器进行鉴频。 二、 性能要求 中放级性能的好坏，在很大的程度上决定着收音机整机的灵敏度、选择性、 失真度和自动增益控制等主要的技术指标。对中频放大器主要性能的要求有： 1. 增益高 要保证有 60db 左右功率增益，一般中放级采用两级放大。 2. 选择性好 中频放大器多采用谐振于 10.7mhz 并联谐振回路作负载，由此大大提高整机 的选择性。 3.

14、 稳定性好中放级工作在 10.7mhz 信号下，如果不考虑其工作时的稳定性要求，将容易 出现失真、自激现象等等。 4. 通频带要有一定的宽度中频信号的中心频率为 10.7mhz，广播电台发射信号的频谱宽度规定为 9khz。这样，送入中频放大级的信号频率约为 88108mhz，要对整个频谱内的信号均匀放大，就要求中放级的通频带要有一定的宽度。中频放大电路一般由两级中频放大器和三个中频变压器组成。中频变压器有两个作用，其一，变压器的初级线圈与槽路电容组成固定中频的选频回路，对信号作进一步的筛选；其二，利用变压器耦合实现阻抗匹配，并将信号耦合至下一级。2.3.4 鉴频电路与去加重电路一、鉴频电路的原

15、理鉴频电路也称频率检波器或调频检波器，它是解调器的一种。鉴频是调频的逆过程，鉴频电路的作用是从调频信号中解调出低频调制信号。对于单声道接收机，它可取出调制在载波上的音频信号；对于立体声接收机，它可从主载波上取出立体声复合信号。 二、鉴频电路的性能要求 1. 失真小 鉴频电路要求非线性失真小，解调后的波形失真较小，才能使原来的调制信号不失真地重现出来。 2. 灵敏度高 鉴频电路在输入同样频偏的调频波的情况下，解调出的信号幅值较大，灵敏度较高。 3. 通频带要适当的宽鉴频电路的通频带约为中放通频带的 1.5 倍。由于带宽与灵敏度是相互矛盾的，一般立体声收音机只要 300khz 带宽就够了。否则，频

16、带过宽，中放增益又不充分，将会使鉴频电路灵敏度下降。三、鉴频的基本方法鉴频过程分为两步：首先把等幅的调频波转化为幅度按调频信号频率变化规 律而变化的调频调幅波；然后再从调频调幅波中把幅度变化规律检出来，即得到 原调制信号，因此鉴频电路一般由两部分组成。一部分为线性变换电路，它对调频波进行波形变换，将等幅的调频波变换为幅度按调制信号规律变化的调频调幅 波。另部分为含非线性元件的调幅检波器，对调频调幅波信号进行幅度检波，以检出调制信号。2.3.5 低频放大电路的性能要求1.要有足够的放大能力 低频放大器放大音频信号的能力越大，微弱信号得到的放大量就越大，因而 收音机的灵敏度就越高，声音就越响亮。

17、2.失真要小 扬声器能否真地重现电台原来的声音信号，与低频放大器有直接的关系。如 果失真大，音质就会变差。所以，要求低频放大器失真尽可能小。 3.噪声要小 在低频放大器中，引起噪声的主要原因是晶体管质量不好，所以，要尽量选 用低噪声晶体管，以减小低放级的噪声。 4.频率特性要好 声音的频率范围较宽，低频放大器要能够对各种频率的音频信号进行等量的 放大，即频率特性好。如果对音频的低频部分放大能力和高频部分的放大能力差 别很大，就会使声音变得很难听。丢失低频分量声音显得刺耳，丢失高频分量声 音显得沉闷。所以，要求低频放大器在一个尽可能大的频率范围内，对音频信号 作近似等量的放大。5.效率要高 低频

18、放大器最终的目的是使扬声器发声清脆、洪亮。扬声器放音的功率一般 较大，当输出功率一定时，效率越高，电池消耗就越少。这在低频放大电路中是 很突出的问题。2.4 调频广播与单声道调频收音机的基本组成2.4.1 调频波的特点一、调频波的形成 调制是通过用待传送的音频信号（即调制信号）去控制高频载波的振幅、频率或相位来实现的。二、频偏调频波频偏调频波是一种等幅疏密波，疏密变化的程度用频偏来表示。频偏是调频广播中的一个重要概念，它表示为某时刻调频波的频率与调制前高频载波的频率之差， 在调频过程中，频偏随音频信号强弱变化，音频信号强，频偏大，音频信号弱，频偏小。为保证高保真广播所需要的带宽和有效地利用有限

19、的频道间隔，国际上规定调频广播所允许的最大频偏为 75khz。三、广播频段和传播特点调幅广播中的中波段载频范围为 5251605khz，短波段载频范围一般在 2.626.1mhz，前者主要靠地波传播，后者应用在短波段靠电离层反射来传播，调频广播工作在超短波段，其范围在 30300mhz，各国采用频率范围大小不一样，我国采用的是国际标准波段，即 87108mhz。由于调频广播工作在超短波段，其工作频率大约为调幅中波广播频率的 100 倍， 因此其传输特性与一般中波、短波的调幅广播有很多不同之处，主要特点有：直线传播，传播距离一般在几十至上百 km，易受金属物体、高山、楼房等障碍物的反射。2.4.

20、2 调频广播的优点调频（fm）广播与调幅（am）广播相比，主要具有以下几个优点：一、 抗干扰能力强，噪声低 1.各电台间干扰少 由于调频广播为视距广播，因此各电台间相互干扰大大减少。 2.易克服干扰所引起的幅度变化 一般工业、家用电器等外界及本机内部干扰都以幅度调制方式出现，所以， 这种干扰对调幅收音机来说很难克服，而调频收音机中因为有限幅器，能够切除 这种幅度干扰，使得调频收音机的信噪比较高，不易出现噪声。 二、 频带宽、音质好调幅广播目前规定中波广播的频道间隔为 9khz，考虑到选择性，中频通频带只能限制在 9khz 以内，致使放声的最高频率最多只能在 47khz，所以，高音频分量难以重现

21、，不能保证音质。调频广播电台间隔规定为 200khz，单声道调频收音机通频带为 180khz，立体声收音机通频带为 198khz，因此，放音频率范围可达 2015000khz，这就可以实现高质量的声音广播。对于同一个调频调幅收音机，即使在低放及节目相同情 况下，调频也比调幅收听效果好很多。三、 解决电台拥挤，频率不够分配的困难 调频段的开发不仅可以增加200个频道。而且由于它是视距传播，所以，数百km 外又可重复使用同一频率，这样采用交叉布台的方法，在我国幅员辽阔的情 况下，可大大增加可用的频道数目。2.5 单声道调频收音机基本组成及信号流程2.5.1 单声道调频收音机基本组成单声道调频收音机

22、采用超外差式，由输入回路、高频放大、混频、本振、中放、限幅、鉴频、音频放大及自动频率控 制电路（afc）等电路组成。 （1） 调频收音机的调谐器，通常设有高频放大电路，它由输入回路、高频放大、 混频与本振电路组成。调幅收音机的调谐电路，一般不设高频放大电路。 （2） 调频收音机变频后的中频频率为 10.7mhz，而调幅收音机变频后的中频频 率为 465khz，两者电路形式基本相同。 （3） 调频波的干扰主要表现为幅度干扰，为此调频收音机中在中放电路后设有 限幅电路，以切除幅度干扰。这是调幅收音机没有的，也是不能有的。 （4） 由于调频收音机接收的是调频波，要想从中解调出音频信号，需采用频率 解

23、调电路，即鉴频电路。调幅收音机采用的是检波电路，以进行幅度解调。 （5） 调频收音机中，由于本机振荡频率较高，为了防止由于电源电压与温度变 化而引起的振荡频率漂移，还附设有自动频率控制电路（afc） ，这是一般 调幅收音机中没有的。2.5.2单声道调频收音机信号流程由天线接收到的信号，经过输入回路的选频，将所选出的等 幅调频波先送入高频放大电路进行放大，以增加输入信号的幅度，然后变频，变 换成 10.7mhz 固定中频的调频波。这里的中频调频信号，保持了原调频信号频率 偏移特性，只是载频频率变低。限幅电路的作用是把经过中频放大后的调频波上 的幅度干扰切除掉，保持调频波的等幅特性。经过限幅电路去

24、掉噪声干扰后，信 号被送至鉴频电路，通过鉴频电路解调作用，将调频波中的频率变换转换成信号 幅度的变化，于是得到与发射台相对应的音频信号。音频信号再经过低放、功放 电路组成的音频放大电路放大，推动扬声器发出声音来。与 am 收音机相比，其 低放、功放电路基本相同，可公用。2.6 整机电路分析由两块集成电路 ic1 和 ic2 构成的调频/调幅收音机电路请见附录 c。 其中， 1 ic 为 ta7335p,具有对调频广播信号进行放大、与本振信号差拍混频的功能；ic2 为 fs2204（或 uln-2204） ，具有对调频中频信号进行放大、鉴频，对调幅信号进行 高频放大、与本振信号差拍混频，对调幅中

25、频信号放大、检波、低频放大、功率放大等功能，因此，用 fs2204 芯片还可以构成单片调幅收音机。 ta7335p 称为集成电路调频调谐器，内部电路包含高频放大器、混频器、本机振 荡器及 afc 用的变容二极管。其外部连接的元器件主要是 lc 调谐回路。第三章 调频收音机的安装与调试3.1 调频收音机的安装1、安装前用万用表初步判别元器件好坏，测量内容见附表； 表3-1 2、将所有元器件引脚上的漆膜、氧化膜清除干净，按照装配图正确插入元件，其高低、极性应符合图纸规定；3、焊接时可按电阻、二极管、瓷片电容、晶体三极管、中周、输入输出变压器、电位器、电解电容、双联、天线线圈、电池夹引线、喇叭引线顺

26、序焊接，注意焊点要光滑，大小不要超出焊盘，不能有虚焊、搭焊、漏焊；4、特别提示：二极管、三极管的极性不要接错；输入（绿色）、输出（红色）变压器不能调换位置；红中周b2外壳应弯脚焊牢，否则会造成卡调谐盘； 黄中周b3外壳一定要焊牢(c2、c4的地由b3外壳连通)；将双联cbm-223p安装在印刷电路板正面，将天线组合件上的支架入在印刷电路板反面双联上，然后用2只m2.55螺钉固定，并将双联引脚超出电路板部分，弯脚后焊牢，并剪去多余部分；5、焊接完一类元器件，应检查一遍焊接质量及是否有错焊、漏焊，发现问题及时纠正。3.2 调频收音机的调试一、调试测量电流，电位器开关关掉，装上电池，用万用表的50ma档表装跨接在电位器开关的两端（黑表笔接电池负极，红表笔接开关的另一端），若电流指示小于10ma，则说明可以通电，将电位器开关（音量旋