晶体管收音机安装调试课程设计

1、晶体管收音机原理 、 安装与调试 第一章 无线电广播的发送与接收 1.1.1 无线电广播的发送 1.1.1 声音及其传播 1、声音 声音是由物体的机械振动产生的。 能发声的物体叫做声源。 声源振动的频率有高、有低，这里所说的频率指的是声源每秒振动的次数 。 人耳能听到的声音频率范围为20Hz20kHz，通常把这一范围的频率，叫作 音频，有时也称为声频。 2.声音的传播 在声波传播的过程中，由于空气的阻尼作用，声音的大小将随着传播距离的 增大而减小，所以声音不能直接向很远的地方传送。 声音可以用有线广播的方式进行传送，有线广播的传送方式如图1-1所示。 图中，声音首先经过传声器变成音频信号，然后

2、送入音频放大器对音频信号进 行电压放大和功率放大，经过放大后的音频信号再经导线送入扬声器，还原成 声音放出。 1.1.2 无线电波 1、电磁波与无线电波 通过物理学的电磁现象可以知道，在通入交流变化电流的导体周围会产 生交流变化的磁场，交流变化的磁场在其周围又会感应出交流变化的电场；交 流变化的电场又在其周围产生交流变化的磁场，这种变化的磁场与变化的 电场不断交替产生，并不断向周围空间传播，这就是电磁波。我们常见的可见 光以及看不见的红外线、远红外线、紫外线、各种射线及无线电波都是频率不 同的电磁波，无线电波只是电磁波中的一小部分。 2、无线电波波段的划分 无线电波的频率范围很宽，不同频率的无

3、线电波的特性是不同的。无线电 波按其频率(或波长)的不同可划分为若干个波段，各波段的名称及频率范围见 表1-1。 一般常把分米波和米波合称为超短波，把波长小于30cm的分米波和厘米波合称 为微波。 表1-1无线电电波波段的划分 波段名称波长范围频段名称频率范围 超长波104 106m甚低频(VLF)330kHz 长波1103104m低频(LF)30300kHz 中波102103m中频(MF)300-1500kHz 中短波502103m中高频(1F)1500- 6000kHz 短波1050m高频(HF)630MHz 米波110m甚高频(VHF)30300MHz 分米波10100cm特高频(UHF

4、)300- 3000MHz 厘米波110cm超高频(SHF)330GHz 毫米波110mm极高频(EHF30300GHz 亚毫米波1mm以下超极高频 (SEHF) 300GHz以上 1.1.3 无线电广播的基本原理 无线电广播的发送是利用无线电波将音频(低频)信号向远方传播的。 音频信号的频率很低，通常在2020000Hz的范围内，属于低频信号。低频无 线电波如果直接向外发射时，需要足够长的天线，而且能量损耗也很大。所以，实 际上音频信号是不能直接由天线来发射的。无线电广播是利用高频的无线电波作为 “运输工具”，首先把所需传送的音频信号“装载”到高频信号上，然后再由发射 天线发送出去。 1调制

5、 一个正弦波高频信号有幅度、频率和相位三个主要参数，调制就是使高 频信号的三个主要参数之一随音频信号的变化规律而变化的过程。其中，高 频信号称为载波，音频信号称为调制信号，调制后的信号称为已调波。在无 线电广播中，一般采用调幅制或调频制。 (1) 调幅制是指使高频载波的幅度随音频信号的变化规律而变化，而高 频载波的频率和相位不变。调幅波的波形如图1-3所示。 图1-3 调幅波的波形 (a)载波 (b)调制信号 (c)调幅波 从图中可以看到，高 频调幅波的幅度与音 频信号瞬时值的大小 成正比例变化，已调 波振幅的包络(图c虚线 部分)与音频信号的波 形完全一致，包含了 音频信号的所有信息。 (2

6、) 调频制是指使高频载波的频率随音频信号的变化规律而变化，而 高频载波的幅度和相位不变，调频波的波形如图1-4所示。 图1-4 调频波的波形 (a)载波 (b)调制信号 (c)调频 波 从图中可以看到，调频波的幅度是不变的，而高频载波的频率发生了变化。 当音频信号的幅度增大时，调频波的瞬时频率也随之升高；当音频信号的幅度 增大到峰顶时，调频波的瞬时频率也随之升高到最高频率。反之，当音频信号 的幅度减小时，调频波的瞬时频率也随之降低；当音频信号的幅度减小到波谷 时，调频波的瞬时频率也随之降低到最低频率。当音频信号的幅度过零点时， 调频波的瞬时频率为载波的基本频率。调频波瞬时频率的变化反映了音频信

7、号 幅度的变化规律。 2无线电广播的基本过程 在无线电广播的发射过程中，声音信号经传声器转换为音频信号，并 送入音频放大器，音频信号在音频放大器中得到放大，被放大后的音频信号 作为调制信号被送入调制器。高频振荡器产生等幅的高频信号，高频信号作 为载波也被送入调制器。在调制器中，调制信号对载波进行幅度(或频率)调 制，形成调幅波(或调频波)，调幅波和调频波统称为已调波。已调波再被送 入高频功率放大器，经高频功率放大器放大后送入发射天线，向空间发射出 去。 无线电广播的基本过程 1.2.2 无线电广播的接收 1.2.1 收音机的基本工作过程 收音机的基本工作过程就是无线电广播发射的逆过程。收音机的

8、基本 任务是将空间传来的无线电波接收下来，并把它还原成原来的声音信号。为 了完成这一任务，收音机必须具备以下四项基本功能： 1接收并选择电台信号 1)接收 接收电台信号的任务是由收音机的天线来完成的 2)选择 由于广播电台很多，在同一时间里，天线收到的不仅是我们希望收到 的电台信号，还有许多来自不同电台的、具有不同载频的无线电信号。这些广 播电台之所以使用不同的载频，就是为了让听众根据电台频率的不同，选择出 所需要的电台节目。为了选择出我们需要的电台节目，必须在接收天线的后面 设有一个选择电台信号的电路，它就是输入调谐回路。输入调谐回路的作用就 是将所需要接收的电台信号选出来，而把其它不需要的

9、信号抑制掉，以免对接 收信号形成干扰。 2解调 解调是从高频已调波信号中取出调制信号的过程。完成解调工作的电 路称为解调器。 对应于不同的调制(调幅或调频)方式，解调分为检波与鉴频两种。完 成调幅波解调工作的电路称为检波器，完成调频波解调工作的电路称为鉴 频器，检波器与鉴频器统称为解调器。 (1) 检波 从高频调幅波信号中取出低频调制信号的过程叫做检波。检波是对 应于调幅波的解调，实现检波的解调电路称为检波器。所以，在调幅收音机中 的解调器称为检波器。 (2) 鉴频 从高频调频波信号中取出低频调制信号的过程叫做鉴频。鉴频是对 应于调频波的解调，实现鉴频的解调电路称为鉴频器，所以，在调频收音机中

10、 的解调器称为鉴频器。 3将音频信号加以放大 将解调出来的音频信号直接送入扬声器去放音，一般来说是不行的， 因为这时的音频信号太弱，还不能推动扬声器正常放音，必须对音频信号的 电压和功率加以放大。也就是说，在解调器的后面必须设置低频放大电路 前置放大电路与功率放大电路。 4把音频信号还原成声音 将音频信号经过低频电压放大和功率放大后送入扬声器，扬声器将音 频信号还原成声音，就可以听到所选择的电台广播了。 最简单的收音机结构框图 第二章 调幅广播收音机 图2-1 X921型超外差式七管收音机电路图 2.1.1 输入调谐回路 从收音机的接收天线到变频级(或高频放大级)输 入端之间的电路，称为输入调

11、谐回路。 1 1输入调谐回路的作用 从天线接收下来的多个电台信号中选择出所要接收 的电台信号，并抑制掉其它不需要的电台信号及各种干扰及噪声信号。 2 21 12 2 输入调谐回路的组成与工作原理 1 1中波磁性天线输入调谐回路的组成 中波磁性天线输入调谐回路 调谐线圈 调谐电容 补偿电容 磁棒 输入线圈 变频级交流旁路电容 本机振荡电路的调谐电容 双连可变电容器 实物图 磁棒 L1 L2 (5)输入调谐回路的补偿电容C17与本机振荡电路中的垫整电容C18都是一个容 量只有几pF的小型微调电容器，也可称为半可调电容器。由于它们的容量和 体积都很小，故在袖珍式收音机中，为了缩小元器件的体积，通常使

12、用一种 将这两个小电容器与双连可变电容器装在一起的复合型可变电容器。例如， 常用的CBM一226D型塑料密封双连可变电容器就是这种复合型的可变电容器。 在体积较大的台式收音机中，一般使用陶瓷或云母作介质的、独立的半可调 电容器。 2 2中波磁性天线输入调谐回路的工作原理 由天线收集来的电磁波使绕制在磁性天线上的线圈L1中产生感生电动势 。L1与C1-A组成LC串联谐振回路，其谐振频率用公式表示为 A CL f 11 0 2 1 通过调节C1-A，使L1C1-A串联谐振回路的谐振频率与欲接收电台的信号频 率相同，这时，该电台的信号将在L1C1-A串联谐振回路中发生谐振，使L1两端 产生的感生电动

13、势最强，经L1与L2的耦合，将选择出的电台信号送入第一级 (变频级)电路。由于其它电台的信号及干扰信号的频率不等于L1C1-A串联谐振 回路的谐振频率，因而在L1两端产生的感生电动势极弱，被抑制掉。 0 f 1 f 2 2.2.2 变频电路 1 1变频电路的作用 变频电路的作用是将输入调谐回路选出的电台信号的载波频率变为固 定的中频频率(465kHz)，同时保持中频信号的包络与高频载波信号的包络完 全一致，使传送的低频信号不致产生失真。 高频调幅信号u1 高频等幅振荡信号u2 465kHz的中频信号u3 变频电路的组成 实用变频电路 电路中，BGl是变频管，它是本机振荡器和混频器共用的晶体管。

14、为了兼 顾本机振荡器及混频器的要求，变频管BG1的静态集电极电流一般选为0.2 0.4mA。图中，Vcc为该电路的集电极电源，也是收音机的电源。 1基本电路 变频电路 变频管 它是本机振荡器和混频器共用的晶体管 基极偏置电阻 发射极电阻，用来稳定BGl的静态工作点 双连可变电容器的本振电容器 补偿电容 本振线圈 本振电路的反馈线圈，L4与L3组成一个高频变压器。L4把 集电极输出信号的一部分通过L4与L3的耦合，反馈给本振 回路，以补偿本振电路的损失，维持振荡振幅的稳定 本振信号的耦合电容 基极旁路电容 实物图 C2是BGl的基极旁路电容，起隔直流、通交流的作用。它既可以使L2的下 端交流接地

15、，用以保证交流信号畅通，又可以使BGl的基极直流电压不会对地 形成短路，用以保证基极有正常的静态工作点。从本振电路来说，C2还能使本 振信号电压u2顺利通过，加到BG1的基极上。 2 2变频电路工作状态的检测 变频电路工作状态的检测主要是检查变频管的工作点是否正常及振荡电路是 否振荡。 (1) 变频管工作点的检查方法 变频管工作点的检查方法有电流法和电压法 两种。电流法指的是断开集电极的电源电路，测量集电极电流IC1。由于电流法 必须断开集电极电路，不仅操作烦琐，也会使印制电路板受损，故一般多采用电 压法进行检查。 电压法指的是测量变频管各极的工作电压。在实践中，一般只要测出以下 两个电压即可

16、：集电极电压，即集电极与地之间的电压Uc，该电压应该近似 等于电源电压。在本机中，UC11.5V。发射结电压，即基极与发射极之间的 电压UBE。在本机中，发射结电压UBE1约为0.50.6V。 振荡电路是否振荡的检查 万用表红笔 万用表黑笔 1)、测量发射极电压。把万用表拨在直流电压档(3V)，将红表笔接在发射极 上，将黑表笔接在地线上，测量变频管的发射极与地之间的电压UE(即发射极 电阻两端的电压)，记下此时的电压值。 2)、短路本振回路，迫使振荡电路停振(如图中AB间弧线所示)，观察发射极 电压是否变化。实践中，一般可用镊子将本振双连电容器C1-B的定片(图中A点) 与地(图中B点)之间短

17、路，观察此时发射极电压是否有变化，如果短路C1-B时发 射极电压有变化(一般多为下降0.1V左右)，则说明振荡电路在振荡；反之，则 说明振荡电路停振。 2 2.3.3 中频放大电路 2 2.3.1.3.1 中频放大电路的作用 对中频信号进行选频和放大，然后将放大了的中频信号送入检波器去 检波。中频放大电路的质量直接影响着整机的灵敏度、选择性和自动增益控 制等性能。 2 2.3.2.3.2 中频放大电路的组成 中频放大电路一般由两级中频放大器组成，每级中频放大器的前面及后面 均设有465kHz的中频选频回路，以对中频信号进行放大和选频。第一级中频放 大器的输入信号是来自变频级的中频信号，第二级中

18、频放大器的输出信号经第 三中频变压器的耦合送入检波器进行解调。 图2-7 中频放大电路的结构 2 2.3.3.3.3 实用中频放大电路 它由两级单调谐中频放大器组成，由于第一级中频放大电路的下偏置电阻 包含有检波电路的组件，所以此图也将检波电路一起画出。电路中，BG2、 BG3是两只中频放大管，均工作在放大态。R4、R7分别是BG2、BG3的偏置电 阻；R5是自动增益控制电路的反馈电阻，也是BG2下偏置电阻的一部分；C4既 是第一级中放管BG2的基极旁路电容，又是自动增益控制电路的滤波电容；B3 、B4、B5是三只中频变压器，它们的一次绕组及其谐振电容C19、C20、C21分别 构成了三个LC

19、并联谐振回路，谐振频率均为465kHz，作为变频电路及两级中 频放大电路的负载，并负责完成选频工作。 图2-8 X-921型收音机的中频放大电路 中频放大管 偏置电阻 自动增益控制电路的反馈电阻 基极旁路电容 自动增益控制电路的滤波电容 B3、B4、B5是三只中频变压器，它们的一次绕组及其谐振电容C19、 C20、C21分别构成了三个LC并联谐振回路，谐振频率均为465kHz，作为变 频电路及两级中频放大电路的负载，并负责完成选频工作。 B3 B4 B5 3 3中频放大电路的基本工作原理 (1)、第一级中频放大电路 第一级中放管BG2工作在放大态并兼管自动 增益控制。由于第一级中放管受自动增益

20、控制的作用，所以电路的增益及 工作点均较低，一般集电极电流IC2仅为0.5mA。 1) BG2的基极偏置电路采用分压式，电阻R4为上偏置 电阻，下偏置电阻(R下)由自动增益控制电路的反馈电阻 R5、音量电位器W、滤波电阻R9及检波管BG4的直流电阻等 组成，B5二次绕组的直流电阻忽略不计。 2) 第一中频变压器的二次绕组是BG2的输入回路，将 B3选出的中频信号加在BG2的输入端。 3) C4既是第一级中放管BG2的基极旁路电容，又是自 动增益控制电路的滤波电容。C20及B4的一次绕组组成 BG2的负载，并负责完威第二次中频选频工作。 (2) 第二级中频放大电路 第二级中放管BG3虽然也 工作

21、在放大态，但由于BG3只有单纯的放大作用，所以它 的增益及工作点均较高，集电极电流IC3为0.50.9mA。 1) BG3的基极偏置电路采用固定偏置式，基极电压 由1.5V电源通过R17和偏置电阻R7向BG3的基极提供。通 过对R7的调节，可调整BG3的静态工作点。 2) 第二中频变压器的二次绕组是BG3的输入回路， 将B4选出的中频信号加在BG3的输入端。C6是第二级中 放管的基极旁路电容，起隔直通交的作用，可使B4二 次绕组两端的中频信号电压通过C6加在BG3发射结两端。 3) C21及B5的一次绕组组成BG3的负载，并负责完 成第三次中频选频工作，然后，将放大了的中频信号 经变压器耦合，

22、由B5的二次绕组送入检波电路。 4 4中频放大电路元器件的选择 为了保证中频放大电路的工作正常，对它所使用 的所有元器件，都必须进行认真的选择，选择的重点 是中放晶体管和中频变压器。 (1) 中放晶体管选择 对中放管的选择应考虑两 方面，一是增益要高，二是工作要稳定。所以，一般 选择值为80120的硅NPN型高频管。由于BG2加有 自动增益控制，所以BG2的值应比BG3的值略高。 (2) 中频变压器的选择 目前，普及型收音机的中频 变压器多采用单调谐式的TTF2型及SZP型等几种。当 采用TTF2型中频变压器时，配谐电容应为200pF；当 采用SZP型中频变压器时，配谐电容应为510pF。为了

23、区 别中频变压器的序号，通常在中频变压器的磁帽顶部涂 有颜色。 5 5中频放大电路工作状态的检测 中频放大电路工作状态的检测主要包括静态工作点 的检测及交直流通路的综合检测两个方面。 (1) 静态工作点的检测主要是检查两只中放管的工作 电压是否正常。中频放大电路工作点的检查方法与变频 管工作点的检查方法相同，也有“电流法”和“电压法 ”两种。由于“电流法”必须断开集电极电路，不仅操 作烦琐，也会使印制电路板受损，故一般多采用“电压 法”。 在中频放大电路中，集电极与发射极之间的电 压UCE2、UCE3均应近似等于电源电压，基极与发射极 之间的电压UBE2、UBE3为0.60.7V，由于BG2的

24、集电极 电流较小，所以UBE2比UBE3略低。 (2) 交直流通路的综合检测 有条件时，可用高 频信号发生器，从各级输入端注入经1000Hz调幅的 465kHz中频信号，扬声器中应有1000Hz的“嘀、 嘀”声发出，也可以用“简易信号注入法”，即用 手捏着一个金属物品(可用万用表的一只表笔)的一端 ，用另一端依次碰触中放电路各级的输入端和输出 端，向各测试点注入人体的干扰信号，扬声器应有 “喀、喀”的干扰声发出。 2 2.4.4 检波电路 一、检波电路的作用 从中频放大电路送来的调幅信号中解调出音频信号，并将解调出的音频信 号送入音频放大电路。 二、检波电路的组成 图2-9 检波电路的组成框图

25、 二极管或三极管的一个 PN节 型滤波电路 音量电位器 中频放大电路输出的是465kHz的中频调幅信号 检去中频调幅信号 滤除残余的中频信号 音频信号 图2-10 检波电路 第三中频变压器 检波管 型滤波电路 音量电位器 输出耦合电容 三、检波电路的工作原理 中频放大器输出的中频信号经中频变压器B5二次绕组送入检波管BG4， 利用PN节的单向导电特性，把中频信号变成中频脉动信号。这个脉动信号 中包含有直流成分、残余的中频信号及音频包络三部分。利用由C8、C9、R9 构成型滤波电路，滤除残余的中频信号。检波后的音频信号电压降落在 音量电位器W上，经电容C10耦合送入低频放大电路。检波后得到的直流

26、电压 作为自动增益控制的AGC电压，被送到受控的第一级中频放大管(BG2)的基极 。 2 2.5.5 自动增益控制电路 一、动增益控制电路的作用 能根据接收到的广播电台信号的强弱，自动调节收音机的高频增益：当接 收到的信号较弱时，使收音机具有较高的高频增益；而当接收到的信号较强时 ，又能使收音机的高频增益自动降低，从而保证中频放大电路高频增益的稳定 ，这样既可避免接收弱信号电台时音量过小(或接收不到)，也可避免接收强信 号电台时音量过大(或使低频放大电路由于输入信号过大而产生阻塞失真)。 自动增益控制电路 二次自 动增益 控制电 路 滤波电容C4的作用 C4对AGC电压具有滤波 作用。因为从音

27、量电位器上端取出的AGC电 压中，带有检波后残余的中频信号成分， C4可滤除AGC电压中的残余中频信号，使送 至BG2基极的AGC电压为纯净的直流电压， 避免反馈的残余中频信号干扰中放电路的 正常工作。 二、动增益控制电路的工作原理 1 1收音机中自动增益的控制过程 (1) 静态时 当收音机没有接收到电台的广播时， BG2(受控管)的集电极电流IC2为0.20.4mA。第一级中 放管具有最高的 值，中放电路处于最高增益状态。 (2) 弱信号输入时 当收音机接收较弱信号电台的 广播时，中放电路输出信号的电压幅度较小，检波后产 生的UAGC也较小。当负极性的UAGC经R5送至BG2的基极 时，将使

28、BG2的基极电压略有下降、基极电流略有减小 。由于UAGC也较小，所以IC2将在0.4mA的基础上略有减 小，使第一级中放管仍具有较高的值，第一级中放电 路处于增益较高的状态，检波电路输出的音频信号电压 幅度仍能达到额定值，不会有明显的减小。 (3) 强信号输入时 当收音机接收较强信号电台的广播时，中放电路输 出信号的幅度较大，检波后产生的UAGC也较大。当负极性的UAGC经R5送至 BG2的基极时，将使BG2的基极电压下降、基极电流减小。由于UAGC较大， IC2将在0.4mA的基础上大幅度下降，使第一级中放管值减小，第一级中放 电路的增益随之减小，检波电路输出的音频信号电压幅度基本维持在额定值， 不致有明显的增大。 3 3二次自动增