收音机原理与设计创新讲座ppt课件

1、创新实践教案创新实践教案编著:李小根二二O一一年十一月一一年十一月电气信息学院电气信息学院 无线电通讯与超外差收音机无线电通讯与超外差收音机的原理与设计的原理与设计P95 P95无线电波的传播无线电波的传播无线电波的接收无线电波的接收超外差收音机电路分析超外差收音机电路分析集成单片式收音机实践集成单片式收音机实践 民用波段的划分民用波段的划分 收音机：收音机： 中波段中波段 525KC-1605KC 525KC-1605KC 短波段短波段 1.6MC-26MC 1.6MC-26MC FM FM波段波段88MC-108MC88MC-108MC 电视机：电视机： LVHF LVHF甚高频低段甚高频

2、低段48.5MC92MC48.5MC92MC HVHF HVHF甚高频高段甚高频高段167MC223MC167MC223MC UHF UHF （特高频段（特高频段223MC958MC223MC958MC 增补频段增补频段: 92MC 167MC: 92MC 167MC 卫星电视卫星电视 ： 2.5GC86GC 2.5GC86GC （另分上行（另分上行/ /下行）下行） 移动通讯移动通讯 ： AMPS AMPS移动模拟通信业务移动模拟通信业务0.8GC1GC0.8GC1GC （再分为上行和下行波（再分为上行和下行波段）段） PCS PCS个人全数字通信业务）个人全数字通信业务） 1.8GC1.9

3、9GC 1.8GC1.99GC PCSH PCSH （个人全数字通信业务高段（个人全数字通信业务高段2GC2GC以上以上无线电波的传播无线电波的传播 1、无线电波是电磁波，由电磁振荡产生。 2、 电场和磁场不断交替地产生，并向空间传播，其电场与磁场总是互相垂直的。电波靠电场电波靠电场还是磁场传还是磁场传播播? ?天波、地波与直射波天波、地波与直射波地波地波天波天波直射波直射波发射与接收方式发射与接收方式由由_来决定。来决定。地波地波1、定义：沿地球表面空间向外、定义：沿地球表面空间向外传播的无线电波叫地波。传播的无线电波叫地波。2、特点：、特点：1).可以绕过障碍物继续向前传播。可以绕过障碍物

4、继续向前传播。2)稳定可靠。稳定可靠。3、用途：中波，长波的传播。、用途：中波，长波的传播。1)超远程无线电通讯。超远程无线电通讯。2)导航。导航。3)无线电广播。无线电广播。4)移动通讯。移动通讯。（二天波（二天波1、定义；依靠电离层的反射作用传播、定义；依靠电离层的反射作用传播的无线电波。的无线电波。2、特点：其传播受外界影响较大，它、特点：其传播受外界影响较大，它与电离层强度、太阳辐射强度等多种因与电离层强度、太阳辐射强度等多种因素有关，由于这些原因收音机夜晚收到素有关，由于这些原因收音机夜晚收到的电台比白天多。的电台比白天多。3、用途：短波传播。、用途：短波传播。 无线电广播无线电广播

5、（三空间波（三空间波 1、定义：沿直线传播的无线电波。 2、特点： 1 沿 地 面 传 播 时 距 离 短 ，（60KM）。 2大气干扰小能量损耗小。 3信号较强且稳定。 3、用途：微波 1）. 电视广播 2）雷达 3）卫星通讯电波电波? ?是高频还是低是高频还是低频频? ?是高压还是低是高压还是低压压? ?答案答案: :无线电波是高频无线电波是高频 只有波长足够短，即频率足够高的电磁波，才只有波长足够短，即频率足够高的电磁波，才能有足够的能量由天线发射出去。因此能有足够的能量由天线发射出去。因此,高频电高频电波也叫波也叫“射频射频RF）” 因此，无线电广播要用高频电磁波驮载上有用因此，无线电

6、广播要用高频电磁波驮载上有用的低频电波的低频电波(信号信号)才能很方便地在空间进行传才能很方便地在空间进行传播。播。 而且而且,不同的广播电台，采用不同频率的载波，不同的广播电台，采用不同频率的载波，就能彼此互不干扰。就能彼此互不干扰。 无线电波的发射无线电波的发射一、载波的调制与解调一、载波的调制与解调 （一载波（一载波 高频振荡电路产生的高频、等幅电磁高频振荡电路产生的高频、等幅电磁波，叫做载波。载波是运输工具，起运波，叫做载波。载波是运输工具，起运载低频信号的作用。载低频信号的作用。 （二调制（二调制 用低频信号控制高频载波的过程。用低频信号控制高频载波的过程。 （三解调（三解调 从已调

7、波中，将低频调制信号还原出从已调波中，将低频调制信号还原出来的过程。来的过程。 调制调制 用低频信号控制高频用低频信号控制高频载波的过程叫做调制载波的过程叫做调制 1、调幅：、调幅： 载波的幅度被低频信载波的幅度被低频信号控制，这种调制叫调幅号控制，这种调制叫调幅 2、调频：、调频： 载波的频率被低频信号载波的频率被低频信号控制，这种调制叫调频控制，这种调制叫调频载载波波与与调调幅幅 调调频频载波载波调制波调制波调幅波调幅波调频波调频波P81解调方式解调方式 调幅波调幅波 检检波器波器 调频波调频波 鉴频鉴频器器 无线电发射机的结构与波形图无线电发射机的结构与波形图声声/电电转换转换载波发生器

8、载波发生器调制器调制器射频功射频功率放大器率放大器P98调幅调幅?调频调频? P95无线电波的传播无线电波的传播无线电波的接收无线电波的接收超外差收音机电路分析超外差收音机电路分析集成单片式收音机实践集成单片式收音机实践无线电接收机技术发展史无线电接收机技术发展史1、矿石检波收音机、矿石检波收音机、2、多管直放式收音机，、多管直放式收音机，3、超外差收音机。、超外差收音机。4、单片式集成电路收音机、单片式集成电路收音机 矿石检波收音机结构图矿石检波收音机结构图优点：不用电池优点：不用电池超外差式收音机超外差式收音机特点：特点： 把接收到的电台信号与把接收到的电台信号与本机振荡信号同时送入变频本

9、机振荡信号同时送入变频管进行混频，并始终保持本管进行混频，并始终保持本机振荡频率比外来信号频率机振荡频率比外来信号频率高高455kHz455kHz，通过选频电路取，通过选频电路取两个信号的两个信号的“差额进行中差额进行中频放大。这就叫做超外差技频放大。这就叫做超外差技术。术。超外差调幅收音机的组成与波形图超外差调幅收音机的组成与波形图F本本=F信信+F中中F信信取差频取差频F中中音频音频负反馈环负反馈环P98超外差调频收音机的组成超外差调频收音机的组成负反馈环负反馈环 无线电波的传播无线电波的传播无线电波的接收无线电波的接收超外差收音机电路分析超外差收音机电路分析集成单片式收音机实践集成单片式

10、收音机实践5.2超外差收音机的原理与设计超外差收音机的原理与设计 七管式调幅收音机电原理图 扬声器扬声器磁性天线磁性天线本机振荡线圈本机振荡线圈三级中频变压器三级中频变压器(选中频选中频)输入回路输入回路 变频变频 中放中放1 中放中放2 检波检波 低放低放 鼓励鼓励 功放功放超外差收音机的最简结构超外差收音机的最简结构二、输入电路二、输入电路三、变频电路三、变频电路五、中频放大电路五、中频放大电路六、检波鉴频电路八、音频(低频)放大电路九、扬声器耳机）七、七、AGC(AFC)AGC(AFC)电路电路一、天线一、天线P1031.输入回路输入回路（一）、电路组成：（一）、电路组成：1、初级调谐线

11、圈、初级调谐线圈L磁性天线）磁性天线）2、可变电容器、可变电容器C13、高频补偿电容、高频补偿电容C2高频补偿高频补偿微调电容微调电容多联同步多联同步可变电容可变电容磁性天线磁性天线（L、L1、磁芯）、磁芯）（二工作原理：（二工作原理： 串联谐振原理串联谐振原理（三）、义务：（三）、义务： 接收广播电台发射接收广播电台发射的高频载波的高频载波 选出所要收听电台的选出所要收听电台的高频信号高频信号 有效地抑制不需要收有效地抑制不需要收听的电台信号听的电台信号磁性天线完整电路磁性天线完整电路 （一电原理图（一电原理图C1：调谐电容：调谐电容C2：高频补偿：高频补偿L1：天线线圈：天线线圈L2：输出

12、线圈：输出线圈C3：交流接地：交流接地小技巧小技巧:偏置电源偏置电源接抽头而接抽头而非接上端非接上端,这是提这是提高放大器高放大器Ri的措的措施施.C3把此处交流把此处交流接地。接地。磁性天线绕制工艺磁性天线绕制工艺由于高频的集肤效应，短波天线用镀银线绕制由于高频的集肤效应，短波天线用镀银线绕制高频有集肤效应，故中波天线用多股漆包线绕制高频有集肤效应，故中波天线用多股漆包线绕制变频电路的结构与工作波形变频电路的结构与工作波形变频器变频器变频原理变频原理 把本机振荡产生的高频等幅振荡信号f1，与输入回路选择的广播电台的高频已调波信号f2同时加到非线性元件的输入端。利用元件的非线性作用进行混频。

13、混频后的输出其频率为f1、f2以及频率为f1+f2、f1f2、多次谐波的信号,达到频率变换的效果。本机振荡电路本机振荡电路 振荡器振荡器=放大器放大器 + 正反馈正反馈放大器放大器正反馈正反馈UiUo输入电路和变频电路输入电路和变频电路 电路组成电路组成:B1：磁棒天线：磁棒天线T1：变频管：变频管B2：正反馈变压器：正反馈变压器C5：本振信号注入：本振信号注入C1B ：本振调谐：本振调谐C4：高频补偿：高频补偿BZ1：中频变压器：中频变压器C7：谐振电容：谐振电容C6：垫整电容：垫整电容P110变频电路变频电路=振荡器振荡器 + 混频器混频器中频放大器中频放大器一一 、 中周滤波式中频电路中

14、周滤波式中频电路本级谐振选本级谐振选频网络频网络前级谐振前级谐振选频网络选频网络B1和和B2都有都有 阻抗变换阻抗变换?P91中频放大器的作用中频放大器的作用 电台发射的载波经过变频以后得到的 “中频电压是很弱的幅度很低，约数毫伏）必须利用电压放大器进行足够地放大。中频放大器的电路组成中频放大器的电路组成T：中频放大管：中频放大管R1、R2、R3：直流偏置电路；直流偏置电路；C1、C4为为B1、B2的谐振电容；的谐振电容；C2、C3：交流旁路电容；交流旁路电容；C6：中和电容；中和电容；电路特点：电路特点：具有选频特性的具有选频特性的电压放大器。电压放大器。 小知识小知识: 电源接抽头而电源接

15、抽头而非接上端非接上端,这是提这是提高谐振回路高谐振回路Q值值 的措施的措施.45之间的圈数，之间的圈数，是上方的是上方的45倍。倍。中频滤波器变压器型）中频滤波器变压器型）中周尺寸：中周尺寸：实物图实物图22161212131010mmmm212mm77电原理图电原理图内藏式谐内藏式谐振电容振电容不得使用带磁铁不得使用带磁铁的起子来调节！的起子来调节！磁帽颜色代表磁帽颜色代表型号便于调试型号便于调试陶瓷滤波器型陶瓷滤波器型(固体中周固体中周)双端式双端式等效图等效图三端式三端式等效图等效图P91陶瓷滤波器式中频电路陶瓷滤波器式中频电路 P1153L455陶瓷陶瓷滤波器在这滤波器在这里担任耦合

16、里担任耦合与选频作用与选频作用检波与自动增益控制检波与自动增益控制1、检波器的结构、检波器的结构Ui 输入回路输入回路P116低频输出2、检波器的工作波形、检波器的工作波形等幅波等幅波调幅波调幅波直流波直流波交流波交流波4 、检波器与、检波器与AGC电路电路 电路组成：电路组成：1、 中频变压器中频变压器B3； 2、 检波二极管检波二极管D； 3、 丌形滤波器丌形滤波器C1、C2、R1； 4、负载兼音量调节器、负载兼音量调节器W； 5、AGC环路环路R3、C3。 带开关电位器带开关电位器P1195、AGC电路工作原理电路工作原理AGCAGC电路：电路： 自动增益控制电路自动增益控制电路 作用：

17、当输入信号电压变化作用：当输入信号电压变化很大时，保持收音机输出功很大时，保持收音机输出功率基本不变。克服声音时大率基本不变。克服声音时大时小的弊端。时小的弊端。低频放大电路低频放大电路1、义务：、义务： 低频低频音频音频 低频放大电路的任务是把检波器输出的音低频放大电路的任务是把检波器输出的音频信号放大，输出足够的音频功率推动扬声器。频信号放大，输出足够的音频功率推动扬声器。这里包括音频电压放大电路和音频功率放大电这里包括音频电压放大电路和音频功率放大电路两部分路两部分2、特点、特点 失真要小，尽量达到高保真；失真要小，尽量达到高保真； 要有足够的输出功率，以推动扬声器放声要有足够的输出功率

18、，以推动扬声器放声 退耦电路退耦电路 所有的所有的EC总有一定的内阻，当信号中的交总有一定的内阻，当信号中的交流电流通过电源流电流通过电源EC时，则会造成电源电压随交时，则会造成电源电压随交流信号而变化。流信号而变化。 对于多级放大电路，交流信号通过电源对于多级放大电路，交流信号通过电源EC，不仅会引起电源电压的不断变化，并会将后级不仅会引起电源电压的不断变化，并会将后级大信号的交流信号反馈给前级，导致放大电路大信号的交流信号反馈给前级，导致放大电路之间的相互干扰，严重时会产生之间的相互干扰，严重时会产生(振荡振荡)啸叫而不啸叫而不能正常工作。能正常工作。 为了消除这种有害的耦合，必须在各级放

19、大为了消除这种有害的耦合，必须在各级放大电路之间加电路之间加“退耦电路退耦电路”。多级放大器与退耦电路多级放大器与退耦电路 （一）、电路组成：（一）、电路组成：R1、 C1 ：第一级退耦电路；：第一级退耦电路；R2 、C2： 第二级退耦电路；第二级退耦电路；C3：平波电容首级退耦电路）：平波电容首级退耦电路）P123退耦电路的参数退耦电路的参数 退耦电容越大越好，容量越大平波作用就越好。一般因体积和成本的原因选在退耦电容越大越好，容量越大平波作用就越好。一般因体积和成本的原因选在47uF4700uF之间，需要提供的电流越大，容量就要选大些。之间，需要提供的电流越大，容量就要选大些。退耦电阻的退

20、耦电阻的 阻值越大，隔离纹波的作用就越好。但会降低直流电压使损耗增加，一阻值越大，隔离纹波的作用就越好。但会降低直流电压使损耗增加，一般选在般选在10470。需要提供的电流越大，阻值就要选小些。在高频场合的退耦电。需要提供的电流越大，阻值就要选小些。在高频场合的退耦电阻可以用电感来担任，电感的铜阻可以做得很小，却可以隔离高频纹波，起到良阻可以用电感来担任，电感的铜阻可以做得很小，却可以隔离高频纹波，起到良好的退耦作用。好的退耦作用。n 效率要高效率要高n 功放管输出功率大，其直功放管输出功率大，其直流电能转换为流电能转换为n 信号电能的效率要高。信号电能的效率要高。n 输出功率尽可能大输出功率

21、尽可能大n 功放管往往在接近极限运功放管往往在接近极限运用状态下工作。用状态下工作。n 非线性失真要小非线性失真要小音频功率放大器任务与特点音频功率放大器任务与特点实用的互补对称式实用的互补对称式OTL功率放大器功率放大器电路组成：电路组成：T1:电压推动管；电压推动管；T2：OTL上管；上管；T3：OTL下管；下管；D：温度补偿二极管；：温度补偿二极管；R1：上偏电阻；：上偏电阻；R2：下偏电阻；：下偏电阻；R3：负载兼上偏电阻；：负载兼上偏电阻；R4：负载兼偏置电阻；：负载兼偏置电阻；R5：射极负反馈电阻；：射极负反馈电阻；R6：隔离电阻；：隔离电阻；RL：扬声器负载；：扬声器负载；C1：

22、输入电容；：输入电容；C2：自举电容；：自举电容；C3：耦合电容；：耦合电容；C4C4：旁路电容；：旁路电容；C5C5：输出电容；：输出电容；K K点：点：OTLOTL中点中点UkEc/2UkEc/2 P95无线电波的传播无线电波的传播无线电波的接收无线电波的接收超外差收音机电路分析超外差收音机电路分析集成单片式收音机实践集成单片式收音机实践产品级集成电路双波段收音机产品级集成电路双波段收音机 返回CXA1191内部结构图内部结构图5.3 CXA1191单片集成收音机工作原理单片集成收音机工作原理波段切换波段切换P126实习用机实习用机FM接收机工作框接收机工作框CXA1191内部结构整理图内

23、部结构整理图AM接收机工作框接收机工作框单片机单片机 CXA1191AM/FMCXA1191AM/FM收音机电路总图收音机电路总图波波段段开开关关AM磁棒天线磁棒天线四联电容器四联电容器FM拉拉竿天线竿天线FM天线天线L280M高通高通滤波器滤波器FM本本振振L3AM本本振振L4FM中周中周T2AM中周中周T1OTL中点中点27脚？脚？陶瓷滤波器陶瓷滤波器P124带带开开关关音音量量电电位位器器 CXA1191M信号流程详图天线耦合器FM高放129FM混频选台调谐FM本振7选台调谐L2L36隔离放大器1314CF210.7MC滤波器FM3级中放17鉴频器2T1(粉)10.7MC选频212324

24、FMAMR4R5455选频CF1455KC滤波器16AM二级中放检波器22AGCC15R磁棒天线选台调谐AM混频10AM本振5L1L4(红)选台调谐24前置放大Ui+-电压放大推动级FM立体声指示灯27扬声器C19消振C2226C185C9静噪电子音量141.2VW1R2小大交/直流负反馈块内稳压器215AM块内稳压器1AM/FM电子切换开关11202826小信号处理部分电源83V1.2VAFC19C14OTL功放FMT1（黄）C16C204.7u10uC13L5C12C11CXA1191M信号流程与外围元件总图FM变频变频（接收头）（接收头）AM变频变频（接收头）（接收头）FM中放中放AM中放中放共用低、功放共用低、功放P129内部稳压内部稳压电源系统电源系统电子波电子波段切换段切换开关开关 1191