河北大学 电子工艺实习 收音机组装与调试

电子信息工程学院2008级电气信息类电子工艺实习电子工艺实习题目：收音机组装与调试学院电子信息工程学院学科门类工学班级学号姓名指导教师2009年12月18日一、实验目的（1）学习超外差式收音机的基本工作原理；（2）通过对一台正规产品“收音机”的安装、焊接及调试，了解电子产品的装配过程；掌握元器件的识别及质量检验；学习整机装配工艺；培养动手能力及严谨的科学作风。装订线电子信息工程学院2008级电气信息类电子工艺实习（3）通过对收音机的检验与检测，了解一种工艺产品的生产和调试的全过程，学习调试电子产品的方法。二、实验要求（1）对照电原理图看懂接线图；（2）了解图上方的符号，并与实物对照；（3）根据技术指标测试个元器件的主要参数；（4）认真细心的安装焊接。三、使用的主要器材（1）收音机套件一套；（2）工具一套;（3）数字万用表一个；（4）稳压电源一个；（5）中波扫频仪一台。四、实验步骤（1）认真学习收音机的工作原理，看懂点原理图；（2）按材料清单清点全套零件，并负责保管；（3）用万用表检测元器件，有关测量结果填入实验报告；（4）对元器件引线或引脚进行镀锡处理，注意镀锡层未氧化（可焊性好）时可以不再处理；（5）检查印制板的铜箔线条是否完好，有无断线及短路，特别注意边缘；（6）安装元器件，元器件安装质量及顺序直接影响整机质量及成功率，合理的安装需要思考及经验。请参照本部分相关章节的内容安装和焊接。（7）请参照本部分相关章节的内容，进行检测和调试。五、收音机的基本工作原理博士—618收音机原理电路图如下所示电子信息工程学院2008级电气信息类电子工艺实习博士—618收音机原理电路图图9各元件位置5.1无线电发送与接受的过程电子信息工程学院2008级电气信息类电子工艺实习5.1.1无线电的发送人耳能听到的声音频率约在2HZ－20KHZ的范围。通常我们把这一范围叫音频，声波在空气中的传播速度比起无线电波的传播速度是很慢的，而且衰减的速度很快，所以声音不能传得很远。要实现声音的远距离传送，首先应将声音通过微音器转化为音频电信号，音频电信号不能直接向空间发射，必须用音频信号去调制一个等幅的高频震荡才能实现声音的远距离传输，这个等幅的高频震荡叫载波，经过调制的载波通过调谐功率器放大，由发射天线辐射到空间。音频对载波的调制一般采用调幅或调频，由于调幅波频带窄，接收机简单，成本低的特点，目前大多电台均采用调幅广播．发射过程如图（1）所示:图1广播发送电路的原理音频对载波的调制一般采用调幅或者调频。调幅是使载波的振幅随着调制信号的强弱而变化，调频是使载波的频率随着调制信号的强弱而变化，由于调幅波频带窄，接收机简单，成本低的特点，所以目前中央和各省市及地方电台均采用调幅广播。我国规定调幅广播中取音频信号的最高频率为Fn=4.5kHz，则每一广播电台占有9kHz的带宽。调幅广播根据载波频率的高低分为中波，中短波和短波，我国中波广播频段为535kHz—1605kHz，短波I为2.7—7MHz，短波Ⅱ为7—18MHz。由于调频波具有抗干扰能力强，音质好的特点，目前中央和大多省市区都有调频广播，调频广播频段为88—108MHz,已调波带宽为150—200kHz。5.1.2无线电的接收接收过程与发送过程相反，它的任务是将空中传送来的电磁波接收下来并还原成调制信号，经音频放大器放大推动杨声器发出声音。接收机的电路形式有两种，一种为高放式收音机，高放式收音机首先经输入回路选频放大器放大，再经检波和音频放大推动扬声器发出声音。高放式收音机具有灵敏度高，输出功率大的优点，但选择性差，另外高放级一般由二、三级组成，协调比较复杂；另一种是超外差收音机，其电路组成如图2所示载波发生器调制器高频功率放大器音频放大器电子信息工程学院2008级电气信息类电子工艺实习图2超外差收音机的组成超外差式收音机与高放式收音机的区别是把接收到的高频信号变为频率较低的中频信号，经过中频放大器放大，再进行检波，要将高频信号变换为中频信号，接收机还需要外加一个正弦信号，这个信号叫外差信号，产生外差信号的电路叫本机振荡器，高频信号和外差信号均加到混频器，利用晶体管的非线性混频，经中频选频电路得到两者的差频信号，即f1=f0-fs，这个差频信号叫中频，我国规定调幅收音机中超外差收音机由于中频465kHz（调频为了10.MHz），中频信号送入后面的中频放大器放大，再进行检波。目前接收机的主要形式是超外差接收机。5.2超外差式收音机介绍5.2.1输入回路输入回路的作用是从各种无线电波和干扰信号中，选择出所要收听的电台信号，它是同绕在磁棒上的线圈L1和双连可变电容的输入连及并联补偿电容组成，见图3（a），由于电磁波是有天线线圈L1产生感应电动势的，其等效电路如图3（a）所示，所以输入回路为一串谐振电路，其谐振固有频率,对于接收信号中fc=fs的信号，输入回路产生串联谐振，发生串联谐振时，L1两端电压最高，对其他频率的信号通过输入回路都因受到衰减，其谐振曲线如图3（c）从而达到回路选台的目的，调节C1a,便可改变谐振频率，从而可接收到本频率段不同电台的广播。输入回路选择到的高频信号，通过L1，L2的耦合加到混频级C1a'C1aL2L1B电子信息工程学院2008级电气信息类电子工艺实习（a）输入回路（b）输出回路（c）谐振曲线图3输入回路5.2.2变频级变频器的作用是将天线线圈接收到的高频信号fs变成固定的中频（我国规定465kHz），要实现变频就要产生一个本机震荡信号，本振频率应高与高频信号fs一个中频，普通收音机本振与变频是由同一个晶体管实现的，如图5所示。本机振荡是由振荡变压器B2和双连电容器的振荡连C1b等元件组成，T1集电极调谐回路B2与C7谐振于465kHz，对于本机振荡信号阻抗最小，C3、C4容量较大，对本振信号又可视为短路，故其交流等效电路如图4（2）所示，图中L1、L2即振荡变压器B2,C=C5(C1b+C1b’)/(C5+C1b+C1b’),由图可以看出对振荡信号该级又是一级共基极电路。VcB1C3R1R3T1C4L2L1B2C1b'C1bC5**R2B3C7T1B2L1L2**图4（1）变频电路图4（2）交流等效电路输入高频信号耦合加到T1的基极,本振信号利用晶体管输入特性的非现实混频,若非线性器件的伏安特性:i=ao+a1u+a2u2i是通过非线性器件的电流,u是加到非线性器件上的电压,设高频信号为:Us=UsCOSwst本振荡信号为：Uo=UoCOSwot则U=UsCOSwst+UoCOSwot代入式i=ao+a1(UsCOSwst+UoCOSwot)+a2(UsCOSwst+UoCOSwot)2根据三角公式2122COSCOS2COSαCOSβ=COS(α+β)+COS(α-β)2222201100220200200011112222222[()()]ssssssssiaaUCOStaUCOStaUaUCOStaUaUCOStaUUCOStCOSt电子信息工程学院2008级电气信息类电子工艺实习由上式可见不同的频率高频电压作用于非线性器件时其电流不仅有基波万分还要产生一系列的谐波及和频及差额,信号经极电极并联谐调回路(B3与C7组成),取出差额ωo－ωs(即为中频)送入中频放大器放大。由于混频是利用晶体管输入特性曲线的非线来实现的，所以选择适当的工作点是十分重要的，工作点选择低谐波成分丰富易产生差频项，但对本机振荡来讲，不易产生振荡成无声，对于高频信号来讲也会生非线性失真，同时高次谐振波成分过强时还会产生“啸叫”。工作点若选择过高，本机振荡虽易起振，但差频相较小变频增益反而会下降，一般变频级集电极电流为0.3-0.5mA。5.2.3中放中频放大器的作用是对中频信号进行放大，中频放大电路如图5所示，与一般RC振荡器不同的是其集电极负载为中频变压器B4初级与电容C8组成并联谐振电路，其谐振回路的中心频率为中频，对于465kHz中频信号并联谐振电路阻抗最大（RC且为纯阻性的），中频放大器增益最高，而对于其它频率万分都将受到衰减和抑制。并联谐振电路中电感具有中心抽头其作用是23两端并联谐振阻抗与晶体管的输出电阻相匹配，中频变压器初级绕组较高，次级绕阻很小，其目的也是使中频变压器与下一级输入电阻匹配以提高传输效率，一般收音机中放有关两级，如果将变频级考虑在内为三级，三个中频变压器各不相同，以型号和磁帽上的颜色区分，其目的是对各级中放的选择性，通频带和增益各有侧重，以满足整体设计指标的要求，一般中放1表态工作电流0.8—1.2mA，中放2工作电流1—1.5mA，要求中放增益40db带宽5—7kHz，邻近电台衰减26db以上。VcB3R4R5C10R6C9T2321C8B4电子信息工程学院2008级电气信息类电子工艺实习图5中频放大器5.2.4检波检波的作用是从调幅波中得到调制信号，它与发送端调制器的作用相反，故称为解调。在检波器中检波负载RL、CL的选择是十分重要的，RL、CL越大检波效率越高，但RL、CL过大，CL放电慢，当调幅包络的变化，而产生惰性失真（又称对角线失真）。一般取调制信号的最高角频率与RL、CL的乘积小于１.5，即：ΩmaxRLCL≤1.5，除二极管检波器外，还有三极管检波，三极管检波是利用晶体管be结，实现检波的，检波负载一般接在发射级。图6检波原理5.2.5自动增益控制(AGC)电路自动增益控制电路的作用是：当信号过强时，它能使功率放大器增益降低，当接收信号波动过大时，它能使检波输出保持稳定，当接收信号过弱时，它能使中放增益最高。它是利用检波输出的音频信号的平均值控制中频放得器的增益来实现的当检波器输出的音频信号增加时，通过自动增益控制电路使中放级的基极电压降低，中放级的集电极电流Ic↓→rbe↑→Au↓，当音频信号降低时，则：Ic↑→rbe↓→Au↑，从而使检波器的输出保持稳定。图6二极管检波器电子信息工程学院2008级电气信息类电子工艺实习图8自动增益控制电路5.2.6音频放大器图7是具有输入、输出变压器压器的音频放大器，RW是音量电位器，B1是输入变压器，B2是输出变压器，T1是前置放大管，T2、T3是推挽管，R1和R2、R3分别是T1和T2的偏置电阻。检波器输出的音频信号加到RW上，通过调节RW可以改变前置放大级输入音频信号的大小，达到音量调节的目的。音频信号通过耦合电容C1加到前置放大管T1的基极，引起集电极电流随音频信号的大小变化，集电极电流的变化通过变压器B1耦合功放级。功放级电路是对称的，对于输入信号的正半周，由于T1的倒相作用使T2管的基极电位下降，T3的基极电位升高，T2导通，T3截止，T2的集电极电流通过输出变压器B2初级（上臂）耦合到次级，对于输入信号的下半周，T2的基极电位升高，T3基极电位降低，T3导通，T3的集电极变压器耦合的功率放大器的输出：电流通过B1的（下臂）耦合到次级，在变压器B2的初次级又合成一个完整的正弦波，该音频信号推动扬声器发生声音。由于T2导通时T3截止，T3导通时T2截止，帮自然保护区推挽电路。为了克服交越失真，推挽管工作于甲乙类，一般静态工作电流３—８mA，T1管的集电极静态电流1.5mA左右。电子信息工程学院2008级电气信息类电子工艺实习VcC1RwR1R3R2T3N2N1T1T2B1B2图7变压器功率放大器5.2.7扬声器扬声器是换能器件，它将电能轮换成声强，杨声器种类很多，收音机常用的是恒磁动圈式纸盆扬声器它主要由环形永久磁铁、音圈、纸盆、纸盆架组成。永久磁铁产生恒定磁场，当音频电流通过音圈时，音圈在磁场力的作用下，在磁隙间作上一振动，音圈的振动牵动纸盆一起振动，低盆振动使周围空气振动而发出声音。六、元器件识别与测量收音机在焊接前要对所有元件进行测量，以鉴别其好坏优劣，对电解电容，二极管要工分开正负极，对于晶体管使用前还要分清极型和Ｅ、Ｂ、Ｃ，否则要把元件焊到线路板后再查找问题，就困难了，元器件测量包括电阻、电容、电感与晶体管。6.1电阻的检测收音机中所用的