七管半导体收音机课设

#摘要：本文介绍了一种收音机的设计，该系统由高频小信号放大器、混频器、中频放大器、检波器、低频放大器等几个部分组成。电路的主要特点是接收到的高频信号，不论频率功率如何，都一律要变换成一个固定的中频频率(465千赫)。这个中频频率比接收的载波频率低。共中频放大极放大固定的频率的中频信号,容易获得较高的放大量，所以收音机能有很高的灵敏度。超外差式收音机的中频放大器，多采用2~3级调谐回路，中频谐振曲线接近于理想特性，因此整机的选择性好，受干扰少。超外差收音机还能稳定地作多波段接收。关键词:超外差收音机、混频器、检波、功放关键词:超外差收音机、混频器、检波、功放一•超外差收音机的结构超外差式收音机主要由输入电路、混频电路、中放电路、检波电路、前置低频放大器、功率放大电路和喇叭或耳机组成。超外差收音机工作框图和波形图整体电路图如下018^04—100m9013H9C0H9014ClCBM223P_R75tD4IN4148TC5223Or~D2IN4148HX1082七管半导体收音机说明：1.“X”018^04—100m9013H9C0H9014ClCBM223P_R75tD4IN4148TC5223Or~D2IN4148HX1082七管半导体收音机说明：1.“X”为銀电极工作电流测试点.0.流参考值见上方2焊接要求：中周外壳(B2)应专脚与drawn妾牢固.以肪调谐盅卡盘“B3外壳两綁均应焊接接地LSII100mIN4148州r1R3=t=|C|100二i9018HCH223TL:x]卡C12223CIO4.7mR10100K3V79013H超外差收音机的工作原理过程为：天线接收到的高频信号通过输入，将所要收听的电台在调谐电路里调好以后，经过电路本身的作用，就变成另外一个预先确定好的频率（我国为465KHz）,然后再进行放大和检波。由于晶体管的非线性作用导致混频的结果就会产生一个新的频率，这就是外差作用。任何电台的频率，由于都变成了中频，放大起来就能得到相同的放大量。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。二、超外差收音机系统硬件设计1、输入谐振回路输入端使用的是并联谐振，通过调节电容的大小可改变谐振频率,从而可改变收听的电台。双连可变电容器的C1-A和B1的初级线圈L1组成，是一并联谐振电路，B1是磁性天线线圈，从天线接收进来的高频信号，通过输入调谐电路的谐振选出需要的电台信号。并联谐振电路仿真—」0.01A92HzR1100Q100mHC1:±3OUFDC1e-0090hmDC1e'O09Ohm0.01A92HzR1100Q100mHC1:±3OUFDC1e-0090hmDC1e'O09Ohm仿真结果电阻上的电流与总电流相同，电路处于谐振状态。2、变频电路变频电路包括：本地振荡器、混频器、选频电路三个部分。变频级是以变频管VT1为中心组成的电路，它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。从输入回路送来的调幅信号和本机振荡器产生的等幅信号一起送到变频级，经过变频级产生一个新的频率，这一新的频率恰好是输入信号频率和本振信号频率的差值，称为差频。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。本地振荡器仿真电路

本地振荡器结果显示由lc振荡器使原本输出为0变成了稳定正弦波混频器仿真电路仿真结果图Oscilloscope-XSClTime14.401ms14.401ms0.000sChannel_A55&632mVTime14.401ms14.401ms0.000sChannel_A55&632mV556.632mV0.000VChannel_B19.534mV19.534mV

0.000VSaveTimebaseChannelAChannelBScale:50mV/DivYpos.(Div):-1.2TriggerScale:200us/DivXpos.(Div):0Scale:1V/DivYpos.(Div):1.2Edge:国国而眉两Level:qv|ac][o][dc][ac]|oJ[.dc||-Jo|SingleNormal|Auto|None

混频器将天线上接收到的信号与本振产生的信号混频，当混频的频率等于中频时，信号可以通过中频放大器，被放大后再进行峰值检波模拟乘法器能够完成两个信号的相乘，在其输出中都会出现混频所要求的差值（wL-wC）,然后利用滤波器取出该频率分量，即完成混频。3、中频放大器中频放大电路的主要任务是放大来自变频极的465KHZ的中频信号。主要由V2、V3组成的两级中频放大器。第一中放电路中的V2负载是变压器B4和内部电容组成，它们构成并联谐振电路，谐振频率是465KHz。第二中放由V5和变压器B5组成。R1R2'C1=r中频放大电路R1R2'C1=r中频放大电路中频放大器仿真电路仿真结果图在混频器将输出频率固定到中频465khz后，这里用一个基本放大电路来仿真，很显然电压放大100倍。4、检波器及自动增益控制电路检波极检波的作用是从中频调幅信号中取出音频信号。V4发射-基极结用做检波。检波电路是由一个晶体三极管(相当于检波二极管)，电容C9和电容C8构成的，其原理是二极管的充放电过程来模拟信号的包络的变化，但是要合理的选择放电时间常数，避免发生惰性失真等失真

现象，以至于收音机无法正常的收听到声音。检波电路的主要功能就是从已调制的中频信号中解调出原来的基带信号(声音，视频等信号)，再将所产生的基带信号通过互感耦合传给下一级电路做进一步的处理。这里的三极管集电极和发射极相连，相当于只取了发射极的处理。当于二极管包络检波电路。.庄.^2—::-IF-••.20沁当于二极管包络检波电路。.庄.^2—::-IF-••.20沁•'''IC=5VC-5，-vLJCIRz(2)自动增益控制电路接收弱信号时，使收音机的中放电路增益增高，而接收强信号时自动使其增益降低，从而使检波前的放大增益随输入信号的强弱变化而自动增减，以保持输出的相对稳定。5、音频放大电路超外差收音机低频放大电路是指从检波以后到扬声器输出这一部分电路，它包括前置低频电压放大器和功率放大器。低频电压放大级应有足够的增益和频带宽度，同时要求其非线性失真和噪声都要小。功率放大器是用来对音频信号进行功率放大，用以推动扬声器还原声音，要求它的输出功率大，频率响应宽，效率高，而且非线性失真小。（1）低频功率放大器超外差式收音机的低频放大器中，通常都接有1~2级前置放大级,它的工作状态均属于“甲类”即工作于晶体管集电极特性曲线的直线部分，并且大多数采用共发射极电路。它的任务是将检波后的微弱音频信号放大到足以推动功率放大级的电平。低频功率放大器仿真电路仿真结果图当输入正弦交流信号Ui时，经VT1放大，倒向后同时作用于VT2.VT3的基极。Ui的负半周使VT2管导通（VT3管截止），有电流通过负载Rl。同时给c2充电。在ui正半周VT3导通，（VT2截止）则已充好电的电容器c2起着电源作用，通过负载Rl放电，在El上得到正弦波。（2）功率放大器功率放大级是收音机电路中的最后一级，所以又称末级放大器。功率放大器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。本电路采用无输出变压器功率放大器，可以消除输出变压器引起的失真和损耗，频率特性好，还可以减小放大器的体积和重量。为了获得较大的输出功率和优质的音响，通常较多采用推挽式功率放大电路。这种电路的特点是基极偏置电压较小，在静态是集电极电路仅有2~4毫安，因此非常省电：在极小的是真情况下，可获得较大的输出功率。功率放大器的仿真电路在实际电路中，回路还可以是选频网络来选出我们所需要的频率，将不需要的频率滤除。三、焊接工艺1、焊前准备焊前要对印制电路板表面和元器件引脚进行清洁。2、焊接方法采用点锡焊接法。先把元器件插入印制板规定的位置，经检查无误后再用右手握电烙铁，烙铁头的刃口放在元器件引脚的焊接位置，左手握焊锡丝的一端去接触烙铁刃口与元器件引脚的共同点进行焊接。根据焊点大小控制焊锡量，焊锡量以包住引线、灌满焊盘、能形成一个大小合适的圆滑的焊点为好。焊接时间不能太长，也不能太短，接解时间视具体情况而定，焊完后先拿走焊锡丝再收回电烙铁。3、注意事项（1）在焊锡未凝固以前不得摇动元器件的引脚，以免造成虚焊；（2）焊接热敏易损元件时，可用镊子或尖嘴钳夹住元器件的引脚以帮助散热；（3）要特别注意电烙铁加热后的安全，不用时要在烙铁架上放好，不要乱甩电烙铁的焊锡，以免烫伤人及电烙铁本身的导线；（4）由于焊锡丝中的铅是对人体有害的重金属，操作时应带手套或操作后及时洗手。4、拆焊当要更换元器件或有的地方焊错了，要将其拆下来。动作要领是：加热迅速、注意力集中、动作快。最后达到接触良好、牢固、清洁美观。四、整机装配步骤-印刷电路板的装配是整机质量的关键，装配质量的好坏对收音机有很大的影响。因此印刷电路板装配总的要求是：元器件装插正确。不能有插错，漏插；焊点要光滑，五虚焊。在装元器件时。要执行工艺指导以及装配样板的规定，遵循元器件的装插原则。（1）元器件的装焊接应遵循由小到大，先轻后重，先高后低，先里后外的原则，这样有利于装配顺利进行。（2）安装瓷片电容，电解电容等元件时，引线不能太长，否则降低元器件的稳定性；也不能过短，以免毁坏元器件。一般距离电路板2mm，并且注意电解电容正负极性，不能插错。（3）可调电容器装插，四角应插到位，焊接时，先用少量焊锡固定住任一脚，（此时用一手指按住可调电容器，使其紧贴线路板）然后同时焊接其余三个脚，最后重新补焊四个脚一次。音量电位器的安装，首先用铜铆钉固定两边开关脚，然后再进行焊接。使电位器与电路板平行，在焊接电阻器的三个焊接片时，应在短时间内完成，否则易焊坏电阻器动片、从而造成音量电位器不起作用或者接触不良。集成电路的焊接：在焊接时，首先要弄清引线脚的排列顺序，并与线路半晌的焊盘引脚对准，核对无误后，先焊接1脚和19脚用于固定IC,然后再反复检查，确认后再焊接其余脚位。焊接完后再反复检查，确保焊接无误。按照上述要求和步骤去焊接，反复检查无误后组装完成，即可完成整机。五、收音机调试-超外差收音机的调整有三种：1、调中频—即是调中频调谐回路中放电路是决定收音电路的灵敏度和选择性的关键所在，它的性能优劣决定了整机性能的好坏。调整中频变压器，使之谐振在AM/465kHz(或FM/10.7MHZ)频率，这是中放电路调整的任务。2、调覆盖——即是调本振谐振回路超外差收音机电路接收信号的频率范围与机売刻度上的频率标志应一致，所以，要进行校准调整，也叫调覆盖。在超外差收音机中，决定接收频率的是本机振荡频率与中频频率的差值，而不是输入回路的频率，因此，调覆盖实质是调本振频率和中频频率之差。因此调覆盖即调整本振回路，使它比收音机频率刻度盘的指示频率高AM/465kHz（或FM/10.7MHz）。在本振电路中，改变振荡线圈的电感值（即调节磁芯）可以较为明显地改变低频端的振荡频率（但对高频端也有影响）。改变振荡微调电容的电容量，可以明显地改变高频端的振荡频率。3、统调一一即是调输入回路统调又称为调整灵敏度，本振频率与中频频率确定了接收的外来信号频率，输入回路与外来信号的频率的谐振与否，决定超外差收音机的灵敏度和选择性（即选台功能），因此，调整输入回路使它与外来信号频率谐振，可以使收音机灵敏度高，选择性较好。调整输入回路的选择性也称为调补偿或调跟踪，但是在外差式收音电路中，调整输入谐振回路的选择性会影响灵敏度，因此，调整谐振回路的谐振频率主要是调整灵敏度，使整机各波段的调谐点一致。调整时，低端调输入回路线圈在磁棒上的位置，高端调天线的微调电容。六、心得与体会课程设计是培养学生综合运用所学知识，发现，提出，分析，和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对我们实际工作能力的具体训练和考察过程。此次，我通过查阅资料，设计中用到了高频小信号放大电路，并联谐振回路，高频功放电路，中频放大电路，lc振荡器，以及混频器电路，借此来仿真七管收音机中的部分电路，设计的电路大多来源于课本的实际例子，较为简单，还有很大的提升空间，由于初次接触multisim仿真软件，因而选择最简单的例子来熟悉仿真软件。对于焊接部分，学习了很多焊接技巧，掌握了基本的焊接要领,体会到不仅要掌握理论知识，还要将其转化为实际的电路。在此次课程设计中，我看到了很多自己的不足，对电路的不熟悉,对软件的初次接触，都使得困难重重。但是，我也学到了很多在书本中没有学到的知识，了解了理论和实际结合的必要性，并查阅了大量资料，丰富了视野，只有理论知识和实际动手能力结合起来，才能真正的锻炼自己。七、思考题1•检波后的低通滤波器是如何设计的，为什么这样设计？答：检波后的信号包含三个成分：残余中频分量、音频分量和直流分量，经三极管VT3的集电极输出，通过R3、C3组成的滤波器滤除交流成分，其直流分量回授到中放管VT2的基极。当天线接收信号检波器检波器VT3VT3的集电极的集电极电压。电压经R3、C4、C3组成的滤波器滤除交流后的VT2基极偏臵电流IB中放VT2输出中频电压J—起到自动增益控制作用。2•详细介绍自动增益电路答：自动增益控制（简称AGC）。收音机中设计AGC电路的目的是:接收弱信号时，使收音机的中放电