理工科-调幅半导体收音机

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1、调调 幅幅 半半 导导 体体 收收 音音 机机 姓名： 学号： 班级：07 电信二班 指导老师： 日期：2010.06.16 河南理工大学课程设计报告 1 目录 1 选题意义选题意义2 2 总体方案总体方案3 3 调幅半导体收音机的工作原理调幅半导体收音机的工作原理4 3.1 调幅的过程.4 3.2 调幅收音机的工作原理.5 3.3 调幅收音机的电路模块.6 3.3.1 输入回路.6 3.3.2 变频级回路7 3.3.3 中频放大、自动增益控制电路.9 3.3.4 检波回路11 3.3.5 低放级回路11 3.3.6 功率放大回路.11 4 收音机的调试收音机的调试13 4.1 调整三极管的静

2、态工作点.13 4.1.1三极管静态工作点的选取13 4.1.2静态工作点调整前的检查14 4.1.3静态工作点的测量与调整14 4.2 中频频率调整.15 4.2.1信号通路检查15 4.2.2不用仪器调整中频16 4.3 接收频率范围的调整(或称频率覆盖调整) 16 4.4 统调(灵敏度调整) 17 4.4.1低频端的统调17 4.4.2高频端的统调17 5 课程设计体会课程设计体会18 6 参考文献参考文献19 附图附图.20 2 1 选题意义选题意义 通过动手做课程设计可以联系课堂所学知识，增强查阅、收集、整理、吸收消 化资料的能力，为毕业设计做好必要的准备。而我选调幅半导体收音机原理

3、及其调 试是因为之前实习的时候做的是收音机，对其比较熟悉并且想再次巩固一下。 目前调幅式收音机，一般都采用超外差式，它具有灵敏度高、工作稳定、选择 性好及失真度小等优点。 图 1 收音机基本原理方框简图 天线的作用就是接收空间电磁波，让它在天线回路中产生信号电动势。由于 空间有许许多多电台发送的电磁波，它们都有自己的固定频率，这些电磁波都同时 被天线接收下来，如果不加选择地将这些信号还原为声音，那么这些声音就变成噪 音。因此必须设法从天线接收下来的许多信号中选出所要收听的电台。在接收机中 选台主要是利用不同电台发送的电磁波频率不同的特点来进行的，在收音机中这一 任务是由电感线圈和可变电容器组成

4、的谐振电路来完成的，通常称它为调谐电路。 由调谐电路选择出的所需要的电台信号是已调幅的高频信号，虽然它被音频信号调 制，但喇叭无法将这种信号还原成声音，因此，必须从高频信号中把音频信号分离 出来，这个分离过程称为解调；解调就是解除调制的意思，通常称检波。在收音机 中，检波是由半导体器件二极管或三极管来完成。调幅的高频信号经检波还原出音 频信号，然后送往喇叭，喇叭将音频信号还原为声音。这就是无线电接收的最基本 原理。 收音机接收天线将广播电台播发的高频的调幅波接收下来，通过变频级把外 来的各调幅波信号变换成一个低频和高攀之间的固定频率465KHz（中频） ，然后 进行放大，再由 检波级检出音频信

5、号，送入低频放大级放大，推动喇叭发声。不 是把接收天线接收下来的高频调幅波直接放大去检出音频信号（直放式） 。它由输 入回路高放混频级、一级中放、二级中放、前置低放兼检波级、低放级和公放级等 河南理工大学课程设计报告 3 部分组成，接受频率范围为 535KHZ1605KHZ 的中波段。 2 总体方案总体方案 调幅收音机是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

6、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

7、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。 4 3 调幅半导体收音机的工作原理调幅半导体收音机的工作原理 3.13.1 调幅的过程调幅的过程 所谓调幅就是使高频振荡电流的振幅随着调制信号的变化而变化。图 2 所示

8、， 是音频信号调制高频振荡电流各主要过程的信号波形图。在图 2 中，(a)图表示一 个音频信号电流，(b)图表示一个高频振荡器产生的高频等幅振荡信号。(c)图表示 (a)图信号调制(b)图高频振荡信号幅度的已调制高频振荡信号。可以看出，被调幅 后的高频振荡电流它的振幅包络线中沿高频振荡电流正负峰点所连接的虚线跟音 频电流的变化规律完全一样，高频振荡电流振幅的变化正比于音频信号的幅度，振 幅变化的周期等于音频信号的周期。 图 2 图 2 表示了调幅广播的示意过程。声音由话筒转变为音频电信号，经放大后送到调 制器，高频振荡器的产生高频率等幅振荡信号也送到调制器。在调制器中，高频振 河南理工大学课程

9、设计报告 5 荡电流被音频信号调幅，调幅后的高频信号经高频放大后送往发射天线，然后由发 射天线向四周空间发射电磁波。由于该电磁波已受信号调幅，所以称它为调幅 波。 图 3 3.23.2 调幅收音机的工作原理调幅收音机的工作原理 6 图 4 图 4 为调幅超外差收音机的工作原理方框图，天线接收到的高频信号通过输 入电路与收音机的本机振荡频率（其频率较外来高频信号高一个固定中频，我国中 频标准规定为 465KHZ）一起送入变频管内混合变频，在变频级的负载回路 （选频）产生一个新频率即通过差频产生的中频，中频只改变了载波的频率，原来 的音频包络线并没有改变，中频信号可以更好地得到放大，中频信号经检波

10、并滤除 高频信号。再经低放，功率放大后，推动扬声器发出声音。 调幅收音机的工作原理过程为：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

11、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， 河南理工大学课程设计报告 7 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

12、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。 3.33.3 调幅收音机的电路模块调幅收音机的电路模块 根据超外差收音机的原理，我们可以将图表 3 所示的电路分成以下几个模块： 输入回路、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。 3.3.1 输入回路 图 5 输入回路 从磁性天线感应的调幅信号送入 C1a、C2 和 L1 组成的输入回路

13、进行调谐，选出 所需接收的电台信号，通过互感耦合送入变频管 T1 的基极 3.3.2 变频级回路 图 6 变频电路原理图 变频级电路的本振和混频，要 求由一只三极管担任（自激式变频 电路） 。由于三极管的放大作用和非线形特性，所以可以获得频率变换作用。可选 择“共基调发变压器耦合振荡器” 。 按本设计要求，在图 2 中c u 为外来中波信号调幅波，载频为 fc（5351605KHz） ；ul为本机振荡电压信号（等幅波） ，fl应为 1MHz2MHz。 两个信号同时在晶体管内混合，通过晶体管的非线性作用产生 fl+fc的各次谐 波，在通过中频变压器的选频耦合作用，选出频率为 fl+fc=465K

14、Hz 的中频调幅波, c u L uR LC . . . . . 8 如图 7 所示。 C u t 中 放 1 VT CC U - C u t L u t 音频 中频465KHz 中频调幅波 高频调幅波 3 T 1 2 . 图 7 混频示意图 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，可比共射式获得较高的频率。它的振荡调谐回路接在发射极与地 之间，基极通过 C5高频接地，振荡变压器的反馈线圈（L4）接在集极与地之间， 如图 8 所示。 6 C 1 VT . 1 2 5 C C u . .1 2 3 CC U - . . . . . . 3 L 4

15、 L 图 8 共基调发振荡电路示意图 变频管选择 3AG1 型能满足要求，其CEO I 应该小，静态工作点C I 的选择不能过 大或过小。C I 大，噪声大；C I 小，噪声小。但变频增益是随 IC改变的。典型变频 级一般在 0.21mA 之间有一个最大值。统筹考虑，C I 设计在 0.5mA 左右为宜。本 机振荡电压的强弱直接影响到反映管子变频放大能力的跨导，存在着一个最佳本 河南理工大学课程设计报告 9 振电压值。若振荡电压值过小，一旦电池电压下降，就会停振；若过大，在高端会 产生寄生振荡，由于管子自给偏压作用，会使管子正常导通时间减少。本振电压一 般选择在 100mV 左右，由于采取的是

16、共基电路，它的输入电阻低，如果本机振荡调 谐回路直接并入，会使调谐回路的品质因素降低，振荡减弱，波形变坏，甚至停振。 为提高振荡电路的性能，L3要采取部分接入的方式，使折合到振荡调谐回路的阻抗 增加到 2 1312 /) eb NNr（ 。L4不能接反，否则变成负反馈，不能起振。 变频级是由一只晶体管 T1 同时起本振和混频作用的自激式变频电路。本振回 路由 L2、C7、C5、C1b 组成，它是互感耦合共基调射式的 LC 振荡电路。L2 抽头是 为了减小晶体管的输入阻抗对振荡回路的影响。本振信号通过耦合电容 C4 从 T1 的 射极注入，它与输入回路耦合到 T1 管基极的高频调幅信号在 T1 管中混频，由集电 极调谐回路（中周）选出二者的差频即 465kHz 的中频信号，然后再将中频信号送 入中放电路去放大。 为了提高电路的稳定性，兼顾变频和振荡性能，静态工作电流一般取为 0.30.4mA。为了保证在电源电压降低时，本机振荡仍能稳定工