六管超外差式收音机制作

XXXX学院电子电路设计报告-1-1．设计内容与要求1.1设计内容题目：六管超外差式收音机制作1．熟悉六管超外差式收音机的基本工作原理。2．进行天线、调谐电路、本机振荡、混频、中放、检波、低放、功放、扬声器等电路模块的设计。3．根据电路图，安装元器件，进行焊接，确保焊接没有虚焊、错焊。4．调试。确保能收听到至少两三个声音清晰的音频信号。1.2设计要求1.熟悉常用电子元器件及材料的类型、型号、规格和符号，熟悉各电子器件的主要性能、使用知识；2.掌握常用元器件规格参数表达方法、常用元器件识别及测量方法、元器件安装使用方法以及元器件检测方法与筛选方法；3.了解电子元件焊接的基本知识与要求，能够进行简单的手工焊接；4.掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单电路的调试方法。2.工作原理与电路原理图2.1电路构成与框图根据超外差收音机的原理，我们可以将电路分成以下几个模块：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，如图2-1。XXXX学院电子电路设计报告-2-图2-1超外差式收音机的电路框图1.输入调谐电路输入调谐电路的电路图如图2-2所示。输入调谐电路由双连可变电容器的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，电台信号频率是f=l／2πLabCA，当改变CA时，就能收到不同频率的电台信号，最低535KHz，最高1605KHz。图2-2输入调谐电路的电路图图2-3变频电路的电路图磁棒线圈同样作为机音机的天线，接收频率范围为535KHz—1605KHz的中波段。一般接收中波是用磁棒天线，接收短波和超短波要用拉杆天线，这是因为当天线的长度（L）为无线电信号波长(λ)的1/4时，天线的发射和接收转换效率最高，即L=λ/4。又因为λ=V×T，V是电磁波的速度，300000公里/秒，T是电磁波的周期，即频率F的倒数，T=1/F，所以L=λ/4=V×T/4=300000K/4F，把接收频率范围535KHz—1605KHz带入可得，L的范围在47—140米，做这样长的天线是不切实际的，所以用磁性材料加绕线圈，来增强接收效果。因为天线的长度和接收或发射的信号的波长成正比，而短波和超短波因为波长比较短，可以直接用拉杆天线。2.变频电路本机振荡和混频合起来称为变频电路。变频电路是以VT1为中心，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。因为接收到的信号强度较弱，所以VT1同时起到高频放大的作用。变频电路的电路图如图2-3所示。XXXX学院电子电路设计报告-3-(1)本地振荡电路VT1、T2、CB等元件组成本地振荡电路，它的任务是产生一个比输入信号频率高465KHz的等幅高频振荡信号。由于C1对高频信号相当于短路，T1的次级Lcd的电感量又很小，对高频信号提供了通路，所以本地振荡电路是共基极电路，选择共基调发振荡电路的原因是该电路对外来信号与本机振荡电路之间的牵连干扰最小，工作稳定，与共射式相比可获得较高的频率。振荡频率由T2、CB控制，CB是双联电容器的另一连，调节它以改变本地振荡频率。通过设计可变电容的值，使它的振荡频率在535+465KHz到1605+465KHz。因为CA和CB是联动的，所以输入线圈的谐振频率会和本机振荡频率同时改变，使得本振频率总是比外来信号高465KHz。T2是振荡线圈，其初次级绕在同一磁芯上，它们把VT1的集电极输出的放大了的振荡信号以正反馈的形式耦合到振荡回路，正反馈回路由T2的次级构成，本地振荡的电压由T2的初级的抽头引出，通过C2耦合到VT1的发射极上。(2)混频电路混频电路由VT1、T2的初级线圈等组成，是共发射极电路。其工作过程是：输入调谐电路(磁性天线)接收到的电台信号，通过T1的次级线圈Lcd送到VT1的基极，本机振荡信号又通过C2送到VT1和发射极，两种频率的信号在VT1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，通过调整磁芯，使得它的谐振频率是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。CA，CB旁边的半可变电容叫补偿电容，是防止两边在最高和最低频率时频率差不准而设置的，通过微调这两个电容，使得在接收信号的频率在535—1605KHz时都与本地振荡电路的频率正好相差465KHz。3.中频放大电路中频放大电路的电路图如图2-4所示。XXXX学院电子电路设计报告-4-图2-4中频放大电路及检波、自动增益控制电路的电路图中频放大电路主要由VT2、VT3组成的两级中频放大器。第一中放电路中的VT2负载是中频变压器T4，T4的线圈和内部电容构成并联谐振电路，谐振频率是465KHz，起到再次选频的作用。第二中放电路中的VT3既起到再次放大的作用，将信号从发射级送出，由R4提供静态工作电压。与直放式收音机相比，超外差式收音机灵敏度和选择性都提高了许多，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。C3是为VT2,VT3的信号提供交流回路，同时隔开直流,以免影响VT2的工作电压。VT2,VT3的信号是高频与低频的混合信号,所以C3的值不能太小,否则会隔断低频信号的通路。4.检波和自动增益控制电路（AGC）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VT3，VT3既起放大作用，又是检波管，VT3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VT2的基极，其控制过程如图2-5图2-5AGC控制过程图AGC是用直流电压控制VT2的基极电压,不需要高频信号，所以C4滤掉AGC信号中的交流分量，保留直流分量。外信号电压↑Vb3↑Ib3↑Ic3↑外信号电压↓Vc3↓Ic2↓Ib2↓通过R3，Vb2↓R4分压↑XXXX学院电子电路设计报告-5-检波级的主要任务是把中频调幅信号还原成音频信号，C5起滤去残余的中频成分的作用，保留低频分量，输入到下一级。5.前置低频放大电路前置低频放大电路的电路图如图2-6所示。图2-6前置低频放大电路的电路图图2-7功率放大器电路的电路图检波滤波后的音频信号由电位器RP送到前置低放管VT4，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。旋转电位器RP，改变RP的阻值，从而可以改变VT4的基极对地的信号电压的大小，可达到控制音量的目的。C6是隔直流电容器，只让交流信号通过，防止VT3的直流电压影响VT4的工作点。6.功率放大器电路(OTL)功率放大器电路的电路图如图2-7所示。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。T5是输入变压器，做倒相耦合，次级是两组线圈，把VT4送来的信号变成对称的两路信号。VT5、VT6组成功率放大器，分别在信号的正半周和负半周导通，一个负责放大正半周的信号，一个负责放大负半周的信号。为避免交越失真或非对称失真，就要调整好两个管子的工作点，并且两个管特性要一致。R7、R8和R9、R10分别是VT5、VT6的偏量电阻。最终放大的信号通过C9输出，推动喇XXXX学院电子电路设计报告-6-叭发出声音。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。无输出变压器的功率放大器的输出阻抗低，可以直接推动扬声器工作。2.2工作原理超外差收音机的工作原理过程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。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。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(混频和本振的作用)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。2.3电路原理图图2-8袖珍收音机的原理电路图XXXX学院电子电路设计报告-7-注：1、调试时请注意连接集电极回路A、B、C、D（测集电极电流用）2、中方增益低时，可改变R4的阻值，声音会提高3．安装与调试3.1安装准备3.1.1元器件的识别本制作所需元器件清单见附表-1。1.电阻确定色环电阻的阻值都是用颜色码表示的，每一种颜色都有对应的数值。一般有3环、4环、和5环等。3色环电阻的识别：第一色环是十位数，第二色环是个位数，用前三个色环来代表其阻值，如：39Ω，39KΩ，39MΩ。5色环电阻的识别：第一、二、三环分别代表三位有效数的阻值；第四环代表倍率；第五环代表误差。如果第五条色环为黑色，一般用来表示为绕线电阻器，第五条色环如为白色，一般用来表示为保险丝电阻器。如果电阻体只有中间一条黑色的色环，则代表此电阻为零欧姆电阻本实验所用的是4环电阻，电阻的前两个色环表示数字，第三个色环表示“0”的个数，最后的色环表示误差%。色环对应数值如表3-1表3-1色环对应数值表棕红橙黄绿蓝紫灰白黑金银12345678905%10%2.电容这里提供的电容有两种，一种是电解电容，一种是瓷片电容。电解电容有极性，瓷片电容没有极性。判断电解电容的极性时，可根据引脚的长短来判断，一般长的一端为正（+），短的一端为负（-），电容器的外皮上也有明显的“-”极标志。电解电容会将容值和单位标记在元件上，而瓷片电容则标记三位数。第一、二位数字代表电容值，第三位数字代表“0”的个数，单位为PF。如：223表示22000PF=0.022μF。3.三极管XXXX学院电子电路设计报告-8-VT5、VT6属于中功率三极管，VT1—VT4属于高频小功率三极管，相互之间不要相混淆。三极管的型号规格在元件表面已经标明，组装前需辨认清楚。辨认三极管管脚时，将管脚向下，面对横平面，从左到右依次是集电极e、基极b和发射极c。本实验所用三极管均为90系列，其中9013H结构：NPN，集电极-发射极电压：25V，集电极-基电压：45V，射极-基极电压：5V，集电极电流：0.5A，耗散功率：0.625W，结温：150℃，特怔频率：最小150MHZ，放大倍数：220。9014结构：NPN，集电极-发射极电压45V，集电极-基电压50V，射极-基极电压5V，集电极电流0.1A，耗散功率0.4W，结温150℃，特怔频率最小150MHZ，放大倍数：A60-150B100-300C200-600D400-1000。9018结构：NPN，集电极-发射极电压15V，集电极-基电压30V，射极-基极电压5V，集电极电流0.05A，耗散功率0.4W，结温150℃，特怔频率平均620