超外差式收音机课程设计

1、超外差式收音机课程设计院系： 信息工程学院 专业： 电子信息工程 班级： 姓名： 学号： 院长：指导老师：实验地点：实验时间： 目录.1概述.3第一章、课程设计内容. 71.1 设计题目.71.2 设计目的.71.3 设计要求.71.4 电子元器件.7第二章、超外差式调幅收音机的原理及电路图.92.1超外差式调幅收音机电路原理图.92.2超外差式调幅收音机的工作原理分析.92.2.1 输入调谐电路.92.2.2 变频电路.92.2.3 中频放大电路.102.2.4 检波和自动增益控制电路.102.2.5 前置低放电路.102.2.6 功率放大器(otl电路).11第三章、超外差式调幅收音机的设

2、计.123.1 元器件的安装.123.1.1安装工艺具体要求.123.2电路板的焊接.123.2.1 焊接注意事项.123.2.2 焊接方法.133.2.3 焊接时容易发生的错误.13第四章、单元模块的调试调及试听.144.1超外差式收音机的调试.144.1.1 调整各级晶体三极管的静态工作点.144.1.2 调整中频频率.144.1.3 调整频率范围.144.1.4 跟踪统调.154.2 试听.15第五章、分析故障及解决方法案.165.1 制作过程中可能出现的故障.165.1.1 元器件性故障.165.1.2 焊接性故障.165.1.3 元器件安装性故障.165.1.4 电源故障.165.2

3、 出现故障的解决方案.16第六章、课程设计体会.17参考文献.18概述简单收音机为了提高灵敏度指标增加了高放级，但高放级级数的增加是有限度的，如果为了提高灵敏度而加多高放级，则不但统调困难，更易发生寄生振荡。另一个原因在于：晶体管电路对高中低频带的表现是不同的，这就造成了整个收音频带内的指标不和谐。 如果能把收音机固定在一个频带上工作，它的收音质量当然很好，不过事实上许多广播电台并不都挤在一个不大的频带上广播，而是分布在 个很宽的频带中进行广播。因而，只能在改进收音机的电路上想办法，把这些分散在各波段的电台，在收音机里变成一个预定的频率，这样，就能很好地加以放大了。 超外差电路就是这样的装置。

4、它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，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

5、。上图示出了超外差式收音机的方框图。可以看出，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。 变频很象货物转运。贷物从遥远的地方由火车运到终点车站，然后由汽车转运到目的地。贷物内容没有变，但运输工具由火车改为汽车。 还可以再作简单归纳：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( 备注：这个频率各国不同，或 455khz) ，而音频信号 ( 包络线的形状 ) 没变。这包络线正是我们运输的货物。 混频器输出的携音频

6、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。 超外差式收音机能够大大提高收音机的增益、灵敏度和选择性。因为不管电台信号频率如何都变成为中频信号，然后都能进入中频放大级，所以对不同频率电台都能够进行均匀地放大。中放的级数可以根据要求增加或减少，更容易在稳定条件下获得高增益和窄带频响特性。此外，由于中频

7、是恒定的，所以不必每级都加入可变电容器选择电台，避免使用多联同轴可变电容器，而只需在调谐回路和本振回路用一只双连可变电容器就可完成选台。现在，绝大多数商品化收音机都是超外差式的。民用超外差式收音机的中频一般选择在 465khz 或 455khz 。混频器的输出回路和中领变压器专门对 465khz 或 465khz 谐振。为什么固定在一个频率能够选择电台呢 ? 原来，仍是调谐回路调选到电台，但本地振荡电路的工作频率随着调谐回路的频率变化，即本振频率总比电台的频率高一个中频，并且中频信号的振幅包络与高频信号的振幅包络完全相同，这就使得音额信号能够通过检波器再现。假设一个收音机工作在 800khz

8、到 1800khz ，中频工作在 470khz ，那么本地振荡频率应当在 800+470 1270khz 到 1800+470 2270khz 之间变化。当然如果本地振荡频率从 1800-470 1330khz 到 18000-470 1330khz 间变化，即比电台总低 470khz 的频率，那么仍旧能够得出差频 470khz 的结果。但实际生产的收音机中的本振频率是选高于电台信号频率的。因此电台信号频率或称调幅信号频率 (fs) 与本地振荡频率 (fo) 和中频频率 (if) 之间的关系为 fo-fs=if 。 从上面分析可知高于本振 个中频或者低于本振一个中频的电台信号都能够进入中频放大

9、器，从而在收音机中产生干扰，这种干扰叫做镜像干扰，两信号的频率叫做镜像频率。解决镜像干扰的基本方法就是提高输入调谐回路的选择性，使本振频率严格高于电台信号的频率，在上例中当本振频率为 1270khz 时，调谐回路尖锐地选择在 800khz ，那么镜像频率 1740khz 就难以进入调谐回路引起干扰。 在超外差式收音机中，有时还有一些附加装置，如自动增益控制、调谐指示、负反馈、温度补偿等电路。加了这些电路，使得收音机在质量上和使用上都更趋完善，而且其中有些电路已成为不可缺少的部分。 超外差式收音机的中频放大电路采用了固定调谐的电路，这 特点使它比其他收音机优越得多，综合起来有如下优点： (1)

10、用作放大的中频，可以选择那些易于控制的、有利于工作的领率 ( 我国采用的中频频率为 465 千赫 ) ，以便适合于管子和电路的性质，能够得到较为稳定和最大限度的放大量。 (2) 各个波段的输入信号都变成了固定的中频，电路将不因外来频率的差异而影响工作，这样各个频带就能够得到均匀的放大，这对于频率相差很大的高频信号 ( 短波 ) 来说，是特别有利的。 (3) 如果外来信号和本机振荡相差不是预定的中频，就不可能进入放大电路。因此在接收一个需要的信号时，混进来的干扰电波首先就在变频电路被剔除掉，加之中频放大电路是一个调谐好了的带有滤波性质的电路，所以收音机的选择性指标很高。 超外差式收音机和简易型收

11、音机相比，虽然线路比较复杂，晶体管和元件用的较多，因而成本较贵，但无论在灵敏度、选择性、音量和音质等方面，都远优于简易型收音机。它与简易型收音机不同的地方是增加了两个部分：变频级和中频放大级。除此以外，检波级及音频放大级和简易型半导体收音机里所用的电路没有什么两样。第一章、课程设计内容1.1 设计题目中夏s66d六管超外差式收音机设计.1.2 设计目的（1）、了解超外差式收音机的工作原理和内部结构。（2）、熟练掌握超外差式收音机的安装工艺及调试过程。（3）、培养分析问题、发现问题和解决问题的能力并掌握电路设计的基本思路和方法。1.3 设计要求（1）、能独立完成设计内容并完全掌握其内部结构、工作

12、原理和安装调试过程。（2）、要求在设计过程中能熟练掌握其元器件的计算、焊接技术和电路故障的判别方法。（3）、可在此基础上进行创新设计，改善系统的性能指标。1.4 电子元器件电路元器件列表：序号名称型号规格位号数量1三极管9018vt1、2、33只2三极管9014vt41只3三极管9013hvt5、vt62只4发光管led1只5磁棒线圈t11套6中周红、白、黑t1、t2、t33个7输入变压器t51个8扬声器bl1个9电阻器100r6、r8、103只10电阻器120r7、r92只11电阻器330、1.8kr11、r2各1只12电阻器30k100kr4、r5各1只13电阻器120k、200kr3、r

13、1各1只14电位器5krp1只15电解电容0.47fc61只16电解电容10fc31只17电解电容100fc8、c92只序号名称型号规格位号数量 18瓷片电容682、103c1、c2各1只19电瓷片电容223c4、5c、c7待添加的隐藏文字内容33只20双联电容ca1只21收音机前盖1个22收音机后盖1个23刻度板、音窗各1个24双联拨盘1只25电位器拨盘1只26磁棒支架1只27印刷电路板1块28电原理图及封装说明1份29电池正负极片3件1套30连接导线4根31耳机插座j1个32双联及拨盘螺丝3粒33电位器拨盘螺丝1粒34自攻螺丝1粒第二章、超外差式调幅收音机的原理及电路图2.1 超外差式调幅

14、收音机电路原理图如图2-1为超外差式收音机的电原理图： 图2-12.2超外差式调幅收音机的工作原理分析超外差式收音机主要由输入电路、混频电路、中放电路、检波电路、前置低频放大器、功率放大电路和喇叭或耳机组成2.2.1、输入调谐电路 输入调谐电路由双连可变电容器的ca和t 1的初级线圈lab组成，是一并联谐振电路，t l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=l2labca，当改变ca时，就能收到不同频率的电台信号。2.2.2、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vt l为中心，它的作用是把通过输入调谐电路收到的不

15、同频率电台信号(高频信号)变换成固定的465khz的中频信号。 vt l、t2、cb等元件组成本机振荡电路，它的任务是产生一个比输入信号频率高465 khz的等幅高频振荡信号。由于c l对高频信号相当短路，t l的次级lcd的电感量又很小，对高频信号提供了通路，所以本机振荡电路是共基极电路，振荡频率由t2、cb控制，cb是双连电容器的另一连，调节它以改变本机振荡频率。t2是振荡线圈，其初次绕在同一磁芯上，它们把vt 1的等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，本机振荡的电压由t2的初级的抽头引出，通过c2耦合到vt 1的发射极上。混频电路由vt l、t3的初级线圈等组成，是共

16、发射极电路。其工作过程是： (磁性天线接收的电台信号)通过输入调谐电路接收到的电台信号，通过tl的次级线圈lcd送到vt l的基极，本机振荡信号又通过c2送到vt l和发射极，两种频率的信号在t 1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，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。2.2.3、中频放大电路 它主要由vt2

17、、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和内部电容组成，它们构成并联谐振电路，谐振频率是465khz，与前面介绍的直放式收音机相比，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。2.2.4、检波和自动增益控制电路 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构成的三极管检波电路，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，其控制过程是： 外信号电压vb3ib3ic3vc3通过r3 vb2ib2ic2外信号

18、电压 检波级的主要任务是把中频调幅信号还原成音频信号，c4、c5起滤去残余的中频成分的作用。2.2.5、前置低放电路 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。2.2.6、功率放大器(otl电路) 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。vt5、vt

19、6组成同类型晶体管的推挽电路，r7、r8和r9、r10分别是vt5、vt6的偏量电阻。变压器t5做倒相耦合，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。第三章、超外差式调幅收音机的设计3.1 元器件的安装一般将元件安装面称为正面，覆铜焊接面称为反面。正面上的各个孔位都标明了应安装元件的图形符号和文字符号，制作者只需按照印刷电路板上标明的符号，再通过原理电路图查找其规格，将相应元件对号入座即可。3.1.1安装工艺具体要求是： 安装时请先装低矮或耐热的元件(如电阻)，然后再装大一点的元件(如中周、变压器)，最后

20、装怕热的元件(如三极管)。 1、电阻的安装：请将电阻的阻值(参照本说明书的“色环电阻色标数”)选择好后根据两孔的距离弯曲电阻脚可采用卧式紧贴电路板安装，也可以采用立式安装，高度要统一。 2、瓷片电容和三极管的脚剪的长度要适中，不要剪的太短，也不要留得太长，它们不要超过中周的高度。电解电容紧贴线路板立式安装焊接，太高会影响后盖的安装。 3、磁棒线圈(系采用进口的自焊线生产的，可以不用刀子刮或砂纸砂线头)的四根引线头可以直接用电烙铁配合松香焊锡丝来回摩擦几次即可自动上锡，四个线头对应的焊在线路板的铜泊面。 4、由于调谐用的双联拨盘安装时离电路板很近，所以在它的圆周内的高出部分在焊接前先用斜口钳剪去

21、，以免安装或调谐时有障碍，影响拨盘调谐的元件有t2和t4的引脚及接地焊片、双连的三个引出脚、电位器的开关脚和一个引脚。 5、耳机插座的安装。先将插座的靠尾部下面一个焊片往下从根部弯曲90度插在电路板上，然后再用剪下来的一个引脚一端插在靠尾部上端的孔内，另一端插在电路板对应的j孔内，焊接时速度要快一点以免烫坏插座的塑料部分。 6、发光管的安装请按照图示5弯曲成型，直接插在电路板上焊接，最后请将跨线j1连接。 7、喇叭安放挪位后再用电烙铁将周围的三个塑料桩子靠近喇叭边缘烫下去把喇叭压紧以免喇叭松动。3.2电路板的焊接3.2.1、焊接注意事项 在动手焊接前用万用表将各元件测量一下，做到心中有数，安装

22、时先装低矮和耐热的元件（如电阻），然后再装大一点的元件（如中周，变压器），最后装怕热的元件（如三极管）。 3.2.2、焊接方法 右手持电烙铁。根据情况左手持焊锡丝或者用尖嘴钳或镊子夹持无件或导线。焊接前，电烙铁要充分预热。烙铁头刃面l要吃锡，即带一定量焊锡。将烙铁头刃面紧贴在焊点处。电烙铁与水平面大约成4560“角左右。左手向下送锡，右手送烙铁。送锡时间决定锡量大小，烙铁停留时间决定加热时间。当焊锡、烙铁头在无件引脚根部焊盘处相接触后，烙铁头在焊点处停留的时间应根据焊盘大小拄制在0.52秒钟，抬开烙铁头。侍焊点处的锡冷却凝固。装配焊接过程中我们应当特别细心，不可有虚焊、错焊、漏焊等现象发生。3

23、.2.3、容易发生的错误是： 1、电阻色环认错。色环中红、棕、橙容易混淆，在不能确定时，请用万用表检测其阻值。 2、将电解电容器和发光二极管等有极性的元件焊反。电解电容器长脚为正极，短脚为负极，其外壳圆周上也标有“-”号，说明靠近“-”号的那根引线是负极。发光二极管的长脚为正极，短脚为负极，将管体透过光线来看，电极小那根引线是正极，另一个引线是负极。 3、中周、振荡线圈弄混。振荡线圈t2的磁帽是红色，t3是第一中周磁帽是白色，t4是第二中周磁帽是黑色，它们之间千万不要弄混。 4、输入变压器t5装反。t5的塑料骨架上有凸点的一边为初级，印刷板上也有圆点作为标记，将它们一一对应即可。5、磁性线圈的

24、线头为漆包线,避免未去漆或不上锡就焊接。第四章、单元模块的调试及试听4.1超外差式收音机的调试 一台不经过调整的收音机可能收不到电台或声音很小，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。在通电调试之前，要对照印刷电路图认真检查元器件有无错漏的地方，焊点之间有没有短路现象，元器件引线之间有无相碰现象等。4.1.1、调整各级晶体三极管的静态工作点。晶体三极管的工作状态是否合适，会直接影响整机的性能，严重时甚至使整机不能工作。所谓工作状态的调整主要是指集电极电流的调整。图1中有“x”的地方为电流表接入处，线路板上留有四个测量电流的缺口，分别是a、b、c、d四个点，将电位器的开关打开

25、(音量旋至最小即测量静态电流)，用万用表的10ma档测量各点的三极管静态电流是icl03ma，ic205ma，ic42ma，ic5，615ma，测量值与上述值差不多时可用。电烙铁将这四个缺口依次连接，再把音量开到最大，调双连拨盘即可收到电台声音。如果遇到某一级电流太大或太小时首先重点检查这一级三极管的极性和质量，然后检查三极管周围元件是否有问题。4.1.2、调整中频频率。 就是通过调整中周的磁帽，使它谐振在465khz上。调中周的工具应该使用无感起子，调中周最好使用高频信号发生器，使高频信号发生器输出465khz的中频信号，用1khz音频调制，调制度选30。调整的方法是： 首先，将本机振荡回路

26、用导线短路，使它停振，以避免造成对中频调试工作的干扰。 然后，将双连可变电容器调到最大值(逆时针旋到底)。打开收音机的电源开关k，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，调整t4，使扬声器发出1khz的响声最响。然后由后级往前级，从基级输入信号，仅调整t3、t4，使扬声器中声音最响，中频就调整好了。 如果没有高频信号发生器，也可以利用一台成品收音机做信号源。从成品收音机的第二中周的次级(检波之前)焊出一根导线，串联一个001 uf的电容器作为中频输出端头，成品收音机调准一个电台，音量电位器旋到最小位置，测试调整方法同上。 这步调试完成后，将使本机振荡器停振的短路线去掉，以

27、便进行下一步的调试工作。4.1.3、调整频率范围 调整频率范围也叫做调整频率覆盖。它是通过调整本机振荡线圈t2和振荡回路的补偿电容来实现。 在中波波段，规定接收频率范围是535khz到1605khz，也就是要求双连可变电容器全部旋入时能接收535khz的信号，全部旋也时能接收1605khz的信号。 首先在低端收一个广播电台，例如武汉交通广播电台603khz的广播。如果刻度盘指针位置比603khz低，说明振荡线圈的电感量小了，可以把振荡线圈的磁帽旋进一点。反之，可以把振荡线圈的磁帼旋出一点，直到指针的位置在603khz处收到这个广播电台。 然后在高端收一个广播电台，例如武汉楚天广播电台1179k

28、hz，如果指针的位置不在1179khz处，要调整补偿电容器(双连背后)，直到指针的位置在1179khz处收到这个电台为止。4.1.4、跟踪统调 统调的目的是使本机振荡频率同天线回路频率始终相差465khz。当然这两个频率要处处保持相差465khz是困难的。但是可以做到高、低二点相差465khz。先在低端接收一个广播电台，例如603khz的广播，移动磁性天线线圈t1在磁棒上的位置，使扬声器的声音最响，低端统调就算初步完成了。再在高端接收一个广播电台，例如1179khz的广播，调整天线回路中的补偿电容器(双连的背后)，使扬声器的声音最响，高端统调就初步完成了。由于高、低端相互影响，因此要反复调整几

29、次。4.2 试听测量电流，电位器开关关掉，装上电池，用万用表的50ma档表装跨接在电位器开关的两端（黑表笔接电池负极，红表笔接开关的另一端），若电流指示小于10ma，则说明可以通电，将电位器开关（音量旋至最小即测量静态电流）用万用表分别依次测量d，c，b，a四个电流缺口，若被测量的数字在规定的参考值左右即可用烙铁将这四个缺口依次连通，再把音量开到最大，调双连拔盘即可以到电台。在安装电路板时注意把喇叭及电池引线埋在比较隐蔽的地方，并不要影响调谐拔盘的旋转和避开螺丝桩子，电路板挪位后再上螺丝固定。选用两节1.5v电池即可。拨开开关并调节频道收听是否有声音或者干扰信号，如果以上操作并无错误的话收音机

30、会正常工作，如不能正常工作可以回想操作中是否出错并进行进一步的调整直到正常工作。第五章、分析故障及解决方法案5.1、制作过程中可能出现的故障5.1.1、元器件性故障可能由于元器件的性能不良或其它原因的损坏使电路不能正常工作等器件性故障。5.1.2、焊接性故障可能由于在元器件焊接时导致元器件损坏或者造成电路的短路、断路、粘连、虚焊、错焊、漏焊等焊接性故障。5.1.3、元器件安装性故障在元器件的安装进程中一定要仔细，尤其在电阻的测量和计算过程中不可出现错误，同时在电容和led的安装时不可以将电极弄反，总之在元器件的安装过程中一定要注意极性的错误。5.1.4、电源故障设计与焊接过程中不能忽视电源的量程选取工作，电源的各项指标都应该满足元器件标准，不可以偏高也不可以偏低，如果偏高有可能会烧坏元器件，如果偏低会导致元器件不能正常工作。5.2、出现