收音机及超外差收音机的电路原理

收音机及超外差收音机的电路原理本次课设组装的是S66袖珍型超外差收音机，其电路如图2-1所示：图2-1超外差收音机电路图晶体管收音机分为直接放大式和超外差式两大类。直接放大式收音机电路简单，一般只用1——4只晶体管和一些基本元件，易于安装调试，成本低，但它的灵敏度低，选择性不太好。本次课程设计重要是理解和组装超外差收音机，下面重点讲解超外差收音机的工作原理和电路。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。超外差式收音机就是利用这种方式，把接收到的频率不同的电台信号都变成固定的中频信号（465kHz),再由放大器对这个固定的中频信号进行放大，同时在选择回路（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。和直接放大式相比较，超外差式收音机具有灵敏度高而工作稳定，选择性好而失真度小等优点，在实际生活中有着广泛的应用。灵敏度是指收音机接收微弱信号的能力；选择性是指接收有用信号抑制无用信号的能力，也就是分隔邻近电台的能力；失真度是指收音机输出信号波形与输入信号波形相比失真的程度。灵敏度、选择性、失真度都是收音机的主要性能指标。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（在我国为465KHz），然后再进行放大和检波。这个固定的频率，是由差频的作用产生的。如果我们在收音机内制造—个振荡电波(通常称为本机振荡)，使它和外来高频调幅信号同时送到一个晶体管内混合，这种工作叫混频。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。采用了这种电路的收音机叫外差式收音机，混频和振荡的工作，合称变频。外差作用产生出来的差频，习惯上我们采用易于控制的一种频率，它比高频较低，但比音频高，这就是常说的中间频率，简称中频。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。调谐回路的输出，进入混频级的是高频调制信号，即载波与其携带的音频信号。经过混频，输出载波的波形变得很稀疏其频率降低了，但音频信号的形状没有变。通常将这个过程(混濒和本振的作用)叫做变频。变频仅仅是载波频率变低了，并且无论输入信号频率如何变化最终都变为465KHz，而音频信号(包络线的形状)没变。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。若要求超外差式收音机得到更高的灵敏度，在调谐回路与混频之间还可以加入高频放大级然后再去混频。根据超外差收音机的原理，我们分成以下几个模块：调谐回路、变频回路（包括本振电路、混频电路和选频电路）、中频放大（中放）回路、检波及AGC回路、低放级回路、功放级回路。2.2元器件说明（1）元器件清单：见附录（2）元件说明①电阻：在本次课程设计中可以根据色差法对11个电阻进行分类。如表格2-1表2-1色差法表值棕红橙黄绿兰紫灰白黑金银12345678905%10%②电解电容和瓷片电容：如图2-2所示为电解电容，在安装电解电容时要求电容的管脚长度要适中，要正确判断管脚的正，负极，否则不能完成实现收音功能。并且电解电容要紧贴电路板立式安装焊接，太高就会影响后盖的安装。图2-2电解电容器示意图电解电容器示意图如图2-3所示为瓷片电容，瓷片电容和电解电容一样，要求其管脚的长度要合适。在焊接瓷片电容时不必考虑它的正负极性。图2-3瓷片电容示意图③三极管：本次课设组装的S66收音机中有两种三极管。VT5，VT6为9013属于中功率三极管，VT1-VT4为3DG201或9014属于高频小功率三极管，在安装时，VT1选用低值（绿点或黄点）的三极管，VT2和VT3选用中值（兰点或紫点）的三极管，VT4选用高值（紫点或灰点）的三极管，否则装出来的效果不好。同时，要求电容和三极管管脚的长度要适中，不要剪的太短，也不要留的太长，使它们不要超过中周的高度。三极管管脚排列图如图2-4所示。图2-4三极管脚位示意图④中频变压器（中周）：中频变压器（简称中周）三只为一套，这三只中周在出厂前均已调在规定的频率上，装好后只需微调甚至不调，不要乱调。中周外壳除起屏蔽作用外，还起导线的作用，所以中周外壳必须接地。图2-5中频变压器（中周）图⑤磁棒线圈：磁棒线圈的四根引线头可以直接用电烙铁配合松香焊锡丝来回摩擦几次即可自动镀上锡，四个线头的接在对应的印制板的焊盘上，即a,b,c,d点，线头的判断由图表15可知。焊接前要仔细辨别b、c引脚，切不可弄反。图2-6磁棒线圈线头示意图⑥双连拨盘：由于调谐用的双连拨盘安装时离电路板很近，所以在它的圆周内的高出部分的元件引脚在焊接前先用剪刀剪去，以免安装或调谐时有障碍，影响拨盘调谐的元件有T2和T4的引脚以及接地焊片，双连的三个引出脚，电位器的开关脚和一个引脚。⑦耳机插座：先将插座的靠尾部下面的一个焊片往下从根部弯曲90度插在电路板上，然后再用剪下来的一个引脚的一端插在靠尾部上端的孔内，另一端插在电路板对应的J孔内，焊接时的速度一定要快以免烫坏插座的塑料部分，影响电路的导通。⑧电位器：电位器的实物图如图2-7所示。图2-7电位器图⑨变压器：T5为输入变压器，线圈骨架上有突点标记的为初级，印制版上也有圆点作为标记。安装时不要装反（还可以配合万用表测量进行分辨）。⑩发光二极管和喇叭：发光二极管主要用来进行收音机开关的指示，当开关打开时发光二极管亮，反之则不亮。它的接法按照图表所示弯曲成型，然后直接插到电路板上焊接即可，安装时要注意二极管的正负极。把喇叭放好后，如果挪动，可用电烙铁将其周围的三个塑料桩靠近喇叭的边缘烫下去把喇叭压紧，以免其松动不稳。除了上面列出的元器件外，还有扬声器、印刷电路板、导线、螺丝等等元器件。2.3收音机的焊接和组装焊接前电阻要看清阻值大小，并用万用表校核。电容、三极管要看清极性。一旦焊错要小心地用烙铁加热后取下重焊。拨下的动作要轻，如果安装孔堵塞，要边加热，边用针通开。电阻的读数方向要一致，色环不清楚时要用万用表测定阻值后再装。上螺丝、螺母时用力要合适，不可用力太大。总之，动手焊接前用万用表将各元件测量一下，做到心中有数，安装时先安装低矮和耐热元件（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）。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采用卧式紧贴电路板安装，也可以采用立式安装，高度要统一。瓷片电容和三极管的脚剪的长短要适中，它们不要超过中周的高度。电解电容紧贴线路板立式焊接，太高会影响后盖的安装。、棒线圈的四根引线头可直接用电烙铁配合松香焊锡丝来回摩擦几次即可自动上锡，四个线头对应的焊在线路板的铜泊面。由于调谐用的双联拨盘安装时离电路板很进，所以在它的圆周内的高出部分的元件脚在焊锡前先用斜口钳剪去，以免安装或调协时有障碍，影响拨盘调谐的元件有T2和T4的引脚及接地焊片、双联的三个引出脚、电位器的开关脚和一个引脚脚。耳机插座的安装：先将插座靠尾部下面一个焊片往下从根部弯曲90度插在电路板上，然后用剪下来的一个引脚一端插在靠尾部上端的孔内，另一端插在电路板对应的J孔内，焊接时速度要快一点以免烫坏插座的塑料部分。发光二极管的安装要弯曲后，直接插在电路板上焊接。喇叭安放挪位后再用电烙铁将周围的三个塑料桩子靠近喇叭边缘烫下去把喇叭压紧以免喇叭松动。焊接完毕，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。2.4调试及故障排除收音机的调试主要包括：基本调试（外观检查和静态电路测试）、中周调整、中频频率调整、统调。㈠收音机的基本调试：调试是为了收音机能正常更好的工作，将调试好的部件组装成整机后，不可能都处在最佳配合状态，而满足整机的技术指标。所以，单元部件经组装后一定要进行整机调试。首先，按直观检查的方法对整机进行外观检查。外观检查有如下内容：焊接质量检查、电池夹弹簧检查、频率刻度指示检查、旋钮检查、耳机插座检查、机内异物检查等。结构调整主要是检查印制电路板各部件的固定是否牢靠，有无松动，各接插件间接触是否良好，机械转动部分是否灵活。其次，对电路电流进行测量。将电位器开关关掉，装上电池用万用表的50mV档来测量，表笔跨接在电位器开关的两端（黑色表笔接电池负极，红色表笔接开关的另一端）若电流指示小于10mV，则说明可以通电，将电位器开关打开（音量旋至最小即测量静态电流）用万用表分别依次测量D，C，B，A四个电流缺口，若被测量电流的数字在规定的参考值的左右即可用电烙铁将四个缺口依次连通，再把音量开到最大，调双连拨盘即可收到电台。在安装电路板的时候注意把喇叭及电池引线埋在比较隐蔽的地方，并且不要影响调谐拨盘的旋转和避开螺丝桩子，电路板挪位后再上螺丝固定。当测量不在规定的电流值的范围则要仔细检查三极管的极性有没有装错，中周是不是装错位置以及虚焊等，若测量哪一级电流不正常则说明那一级电流有问题。㈡中周调整：由于和中周变压器并联的电容器的容量总存在误差，机内的布线也存在着不同的分布电容，这些都会引起中周变压器的失谐，所以要进行调整。但由于中周在出厂时厂家就已经调好，在这里就不需要我们再来调整中周了。如果出厂时没有调整好中周，则可以按以下方法进行中周调整：把高频信号发生器调到465kHz上，双连电容逆时针旋到头，然后调T4（黑色）、T3（白色）两个中周，反复调几次，达到收音机喇叭声音最响为止。㈢中频频率调整：收音机中波段频率范围一般规定在535~1605kHz。它是通过双连电容从容量最大到容量最小来实现这种连续调谐的，为了满足上述的要求所以必须调频率范围。在出厂前厂家也已经调整好，在这我们也不需要再调整了。㈣统调：统调就是通过调试收音机的输入回路、本机振荡频率、中放回路的中频频率校正，从而达到在接收的频率范围内机子具有良好的频率跟踪特性。所谓跟踪是指在接收的频率范围内，当接收任一频率的电台时，本机振荡频率与要接收的频率通过混频电路后都应该输出标准的中频频率信号，在超外差AM（调幅）波段中，中频频率为465KHZ。从理论上讲，中波收音机从525~1605kHz的范围内，振荡频率和外部电台频率之差各点都应该是465kHz，但实际上是很难做到的，为了使整个波段内都能做到基本同步，经过大量实验证明，只要把600kHz，1000kHz，1500kHz这三点调准就可以了，所以要进行三点统调。中波的频率范围是：530KHZ---1600KHZ,那么本机振荡的频率范围就应该在955KHZ---2065KHZ，收音机是通过一个双联可变电容来同时改变输入回路的谐振频率和本机振荡频率的，理想状态下，我们在选台时在整个波段的频率范围内，本机振荡频率与输入回路谐振频率之差都应该保持在465KHZ，但实际情况并没有这么理想，由于本机振荡电路与输入回路分属不同的谐振槽路且谐振频率也不同，虽然我们输入回路和本机振荡电路的谐振电容是同步联动的，但由于电路参数的差异，很难保证在正个接收频率范围内都能准确地差拍出465KHZ中频，为此在实际电路中都作了一些补偿措施。一般说来，输入回路的线圈和本机振荡线圈及所配的双联电容及都是配套元件。在波段的低端接收一个已知频率的本地强信号台，当接收到电台声音后，看此时调谐刻度指针所指的频率是否和所接收的频率一致，如果不一致可调整本机振荡线圈B5的磁芯，并同时旋动调谐旋钮，直到刻度指针所指示的频率与接收频率一致，然后调整输入回路线圈L2在磁棒的位置是声音最大为止。如果刻度指针所指示的频率与接收频率已经一致，此时只要调整L2使声音最大即可。统调的第三步方法与第二步相似，在波段的高端接收一个已知频率的强信号电台，分别调整C2和C9使刻度指针所指的频率与接收的频