六管超外差收音机的组装及调试

内蒙古师范大学计算机与信息工程学院《高频电路》课程设计报告设计题目六管超外差收音机的安装与调试指导教师**职称**姓名**学号**********日期201*年7月3日六管超外差收音机的组装及调试计算机与信息工程学院**级*******指导教师**讲师摘要本文结合在组装收音机过程中所用到的分立器件，分析了各自的作用。在完成组装过程中具体分析了超外差收音机从接收到混频，选频，中放，低放，检波等各个环节的的工作原理及其优势。后期调试主要解决对中频的调整问题，从而加深对此类无线电通信的认识。关键词六管收音机；工作原理；调试收音机作为一种最常见的无线接收装置，其工作原理涉及无线通信最基本的几个环节，因此它的原理在无线通信领域有着代表性。而超外差收音机，作为实用的产品，克服了直放收音机在应用中的缺点，成了无线接收机的典范。以下以六管朝外差收音机做出具体分析。1元器件说明①磁性天线，它的作用是接收电磁波。磁性天线由一个铁氧体磁棒和线围绕组组成，对电磁波的吸收能力很强。另外线圈绕组内能够感应出比较高的高频电压，所以磁性天线兼有放大高频传号的作用。此外，磁性天线还有较强的方向性，能够提高收音机的抗干扰能力。②中频变压器（俗称中周），是超外差式晶体管收音机中特有的一种具有固定谐振回路的变压器，其谐振回路在一定范围内可微调，以使接入电路后能达到稳定的谐振频率（465kHz）。它的微调借助于磁心的相对位置的变化来完成。本试验中有红，白，黑三只。（红色）中周型号为LF10T2做振荡线圈使用、（白色）T3中周做第一级中放使用、（黑色）中周T4做二级中放使用，它们的位置不能随意调换。③T5为输入变压器，它主要用于音频放大电路中，它需要有很宽的工作频率范围以保证信号的失真最小。它还要通过阻抗匹配使信号源与负载的阻抗相匹配，以获得最大的功率输出，因此安装时不能装反。④三极管起放大作用，9018适合于高频功放，放大倍数约为120；9013属于中功率三极管放大倍数大约为180；9014为低频功放，放大倍数约等于250。⑤各种型号的电容和电阻，喇叭，导线等。2工作原理2.1超外差的认识最初的收音机属于直放式收音机，它是将从天线上接收到的高频信号直接放大，最后进行检波。这样导致在接收频段的高端和低段的放大不一样，整个波段的灵敏度不均匀的缺点。如果是多波段收音机，这个矛盾更突出。其次，如果要提高灵敏度，必须增加高频放大的级数，由此带来各级之间的统一调谐的困难，而且高频放大器增益做不高，容易产生自激。如果能够把收音机接收到的高频信号，都变换成固定的中频信号进行放大检波,由于中频是比变换前的信号频率低且频率固定的信号，所以任何电台的信号都能得到相等的放大量，同时总的放大量也可以较高。从而克服了上述弊端。用本地振荡器产生一个始终比接收信号高一个中频频率的振荡信号，在混频器内利用晶体管的非线性将振荡信号与接收信号相减产生一个固定频率即中频，这就是外差。为了获得较好的选择性和灵敏度，在获得中频信号以后再进行中频放大，这样收音机的接收质量大大提高，这就是超外差式的原理，如图1所示。自我国超外差式收音机的中频一般选择在465kHz。图1超外差原理2.2实验电路分析调幅收音机由输入回路、本振回路、混频电路、检波电路、自动增益控制电路（AGC）及音频功率放大电路组成，如图2所示。图2本此实验采用3v的教学用六管超外差收音机，电路如图3所示。图3六管超外差式调幅收音机的整机电路2.2.1输入调谐回路收音机输入回路的作用是接收无线电波，并从中选择出所需电台信号。输入回路由磁棒天线线圈与调台旋钮相连的可变电容构成的LC调谐电路，如图4所示。调节可变电容Ca可使LC的固有频率等于电台频率，产生谐振，以选择不同频率的电台信号,再通过dc耦合到下一级。图4输入调谐回路2.2.2混频电路混频电路包括混频、本机振荡和选频三部分电路，其作用是把不同频率的输入信号变成频率固定的465kHz的中频信号。CB所在的并联谐振网充当本机振荡电路，用来产生一个比输入信号频率高465kHz的等幅振荡信号。三极管V1、是混频器主要器件，输入信号和本振信号在V1中进行混频，利用晶体管的非线性，产生各种频率的电信号，再通过T3所在并联负载选频谐振电路中选出465kHz的中频信号。如图5。图5混频电路图6检波及中频放大电路2.2.3检波及中频放大电路中放电路由V2管完成。混频电路选出的信号经过V2放大再由T4所在选频网络（黑色中周）选频。先对中频放大再选频提高对信号的灵敏度和选择性。检波是由V3管基极与发射极的二极管完成。检波后的信号经过C4，C5滤除残余中频信号后，一方面由V3集电极送给反馈（AGC）网络，另一方面送给下级低频放大。电路如图6。2.2.4自动增益控制电路（AGC）由图6可知，检波后信号经由V3集电极反馈给V2的基极，假设V2b电压幅值过大，则导致V2c电流增大，经耦合后V3c集电极电流也增大，致使V3c电压减小，反馈后V2b电压减小，从而平衡信号大小。2.2.5低频放大与功率放大电路低频放大与功率放大电路都是在为推动喇叭做准备，低放主要针对低频信号幅值进行放，低放由三极管V4完成。低频信号经由V3发射极送出，通c5滤波后在Rp电阻上形成压降，此电压信号送V4基极，进行放大。功率放大电路是乙类推挽放大电路，对信号功率进行充分放大。乙类推挽放大电路主要由PNP（V5）和NPN(V6)两只三极管以及偏执电阻R7，R8，R9，R10组成，工作期间有用信号正负周期分别由V5,V6交替工作，具有很高的效率。经过功放后的信号具有较高的电压电流可以推动喇叭发出声音。图7低频放大与功率放大电路3六管超外差式收音机的调试检测各元件没有问题后按照先低后高的原则进行焊接。装焊完成后，必须先检测装焊有无问题，主要针对三极管的静态工作点进行。另外，一台不经过调整的收音机可能收不到电台或声音很小，因此要提高收音机的灵敏度、选择性和收听频率范围，还必须经过调整。3.1静态工作点的测试静态工作点是指三极管在直流时的状态，它是晶体三极管的能否正常工作的基础，因此必须重视。针对本实验电路，需测定V1，V2，V3，V5的集电极电流。如图3中有“X”的地方为电流表接入处，在PCB板上留有四个测量电流的缺口，分别是A、B、C、D四个点。安装电源并打开收音机，将音量旋至最小，用万用表的直流20mA档测量各点的电流。Icl≈0．6mA，Ic2≈1．72mA，Ic4≈6.3mA，Ic5，6≈5．7mA。若测量电流过小，则有可能元器件脱焊或虚焊；若测量电流过大，则有可能焊点之间短路或元器件装配错误。3.2调整中频调整中频目的是使三个中周变压器（中频调谐回路）的谐振频率调整为465KHZ。新的中周一般由厂家已调整到465KHZ，所以调试时当接收某一个电台，用无感改锥。调整过程是先将本机振荡回路用导线短路，使之停振以避免造成对中频调试工作的干扰。然将音量电位器RP旋到最大，信号发生器的输出头碰触VT2的基极，用无感改锥依次调整T3，T2，T1使扬声器发出的响声最大。调整顺序是由后级往前级。3.3统调（调整频率跟踪）统调目的是使本机振荡频率能始终比接收信号高出一个固定频465kHz，即本机震荡频率覆盖1000kHz～2155kHz。这样保证接收到的中波段范围535kHz～1650kHz各个频率差频是固定的中频为465kHz，中频能顺利地通过中频放大器。由于做到每个频率都比接受到的信号高465kHz比较难以实现，所以一般上选用“三点统调”即本机振荡频率在频段的高端、中间、低端选三点进行调试。低频端调整方法：接收600Khz左右的电波，移动磁性天线线圈在磁棒上的位置，使音量达到最大，这样低端就算初步调好了。高频端的调整方法:选定1500Khz左右的电台信号，调整本振电容，使输出音量最大即可。由于低端与高端之间有影响，所以要耐心调试使之达最佳状态。中频端调整方法：接收1000KHZ左右的电波，微微拨动微调电容，若声音变小，则说明原来位置已达三点统调。3.4各点波形的测试经过以上的调试后可以测试经过各级电路后的波形，如下图8示：图8各点测试波形4六管收音机干扰分析4.1传播过程的干扰中波的传播主要受电离层的影响，夜间收到的中波电台会比白天多。这是由于电离层导电性能在白天和夜间的不同变化引起的。白天由于阳光照射，电离层密度增大，导电性能增强，对电波的吸收也大，中波很大一部分被吸收，传播得不远；夜间时，大气不受太阳照射，电离层导电性能大大减弱，中波就可以通过天波途径，传送到很远的地方。因此收听中波电台最好选择在夜间。另外现在各种电器中的开关电源类、可控硅斩波调压器等电路都会产生大量脉冲干扰信号，对中波接收造成严重干扰。4.2镜像干扰根据超外差式收音机的变频原理，当振荡频率与外来信号频率相差一个中频频率（465kHz）时，即f（本振）-f（信号）＝465Khz，信号就能顺利通过中频放大器获得放大。如果外来信号频率满足f（像镜）-f（本振）＝465khz，此时的同样中频放大器也能顺利的让他们通过获得放大,产生镜像干扰。镜像干扰信号频率与有用信号频率间隔是中频的二倍，解决镜像干扰方案有两种：一是提高中频，这样使镜像干扰频率远远高于有用信号频率，混频前容易滤除；二是采用二次混频结构，在第一混频过程中选用较中高，从而在混频前将干扰信号滤除。小结本次课程设计实验是对以前所学高频，通信，模拟电子技术等学科知识的综合运用，经过制作调试加深了我对无线通信的基本模型的理解。在调试过程遇到问题后的解决方案使我深刻领会到各个部分之间工作的关系。另外通过此次实践，也认识到理论知识与工业设计之间的差异与联系。参考文献[1]冯军，谢嘉奎电主编，电子线路非线性部分第五版，高等教育出版社[2]施敏著，黄择岗译，半导体物理器件，电子工业出版社[3]童诗白，华成英，模拟电子技术基础（第四版），高等教育出版社