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文档简介
1、收音机装配实训指导书吴建中刘兰萍重庆电力高专电子实训中心第一章无线电波传播的根底知识一、无线电波1什么是无线电波当我们翻开电视机,转动频道旋钮到某一位置时,就能收到某地区发生事件的画 面和声音。电视机和这一地区并没有用导线互相连接,那里所发生的事件的场景和声 音是怎样传来的?原来这些画面和声音是通过电视台向外发送无线电波来实现的。那 么,什么是无线电波呢?无线电波是看不见的电场和磁场互相转换的一种运动形式, 是一种电磁波,它不需要导线进行传播,所以人们把它叫做无线电波。理论与实践证 明无线电波的传播速度为 30万千米/秒。2 电磁波的产生英国物理学家麦克斯韦总结了电、磁的运动以后,提出了统一的
2、电磁场理论,预言了电磁波的存在。 后来德国物理学家赫兹从实验上证实了这理论的正确性,他提出:任何变化的电场都会在它周围的空间产生磁场。同样任何变化的磁场也会在它周围的 空间产生电场。电磁波可根据其不同频率划分为几个波段,不同频率的电磁波它的特性和用途是不一样的,详见下表不同频率电磁波的特性和用途波段名称波长频 率只要用途长波(LM10000-1000m30-300KHZ导航,通信中波(MW1000-100 m300-3000KHZ播送短波(SW100-10 m3-3MHz电报通信,播送超短波10-1 m30-300MHZ雷达,电视,无线电导航微波1 m以下300MHz以上雷达,导航,微波,电视
3、,中继一般短距离播送主要用长波。中波是沿着地球外表传播的,叫做地波传播如图1-1 (a)所示。远距离播送或通讯等多用短波。短波段的电波波长比拟短,大地对 它吸收很强,所以只能沿着地球外表传播约几十千米,然而高空中电离层对它吸收比 较弱而且会把电波反射回地面,因此短波主要靠电离层与地面之间往返反射而形成远 距离传播。这种传播方式称为天波传播如图1-1 (b)所示。天波传播会受季节,昼夜,地理环境等因素变化的影响。超短波,微波因为频率很高,所以无法通过天波和地波传播,而是通过直线传播,如图1-1 (b)所示。所以叫做视距传播或空间传播。图1-1不同波长的电磁波传播方式、无线电信号的传送与接收1 无
4、线电信号的发送发送电磁波的目的是要完成通讯任务,也就是说要把一定的信息一一语言、音 乐、图像传送给接收者。因此,首先要把语言、音乐或图像等转变成电讯号,然后 将这电讯号送往发射天线,以电磁波的形式发送出去。但是理论与实践证明,要有 效地辐射电磁波能量发射天线的长度必须等于电磁波波长的二分之一。那么要发送 频率为20 20000HZ的音频信号,发射天线的长度约要15X 107米左右。要制造这样长度的天线是不现实的,因此直接发送音频信号是行不通的。那么为了得到可实现 的天线长度, 并能有效地辐射电磁波能量, 信号频率必须是高频的 (对应波长短) 。 如何使高频率信号能携带语言、音乐或图像的信号呢?
5、我们已经知道, 一个交流电的特征可以用它的振幅、 频率和相位三个参数来表示。 高频 振荡信号同样是一个交流信号,它的特征同样可以用振幅、频率和相位三个参 数来表示,只是频率比拟高。因此,只要用语言、音乐或图像等转换的电讯号去控制 这三个参数中任一个参数,使之变化遵循控制信号变化的规律,这样就可使高频信号 能携带语言、音乐或图像信 号的信息。在无线电技术中这种控制过程称为调制,控 制信号称调制信号,被控制的正弦波 称载波。因为可以有三种方式控制正弦交流电 的三个参数,所以通常称控制振幅的为调幅方式,控制频率的为调频方式,控制位相 的为调相方式。在无线电播送中,常用的调制方式有调幅和调频两种,但以
6、调幅用的最为普遍。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1-2 所示,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1-2 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。由图1-2 (c)可以看出,被调幅后的高频振荡电流它的振幅包络线 图1-2 (c) 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 1-2 音频信号在调幅过程中各
7、点主要波形图 1-3 调幅发射机原理方框图图1-3 表示了调幅播送的示意过程。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。所谓调频就是使高频振荡信号的频率随调制信号幅度的变化而以某一固定频率 为中心左右发生变化。调频在播送中也是常被应用的一种调制方式。例如各地建立的调频播送电台和我国电视播送中的音频信号就是采用调频方式的。图1-4中,一个高频率等幅振荡电流b被音频电流a调频后,
8、产生c图所示的调频振荡电流。由图1-4可见,图1 4音频信号在号波形调频信号的特点是高 频率振荡电流的振幅保持 不变,但它的频率按音频 电流的大小而变化,在音 频电流的峰值处频率偏移 中心频率最大,调频信号 频率变化的周期等于音频信号频率变化的周期。由调频过程中 各点主要信调频振荡电流产生的电磁波叫调频波2 无线电波的接收无线电电波接收原理与发射原理正好相反,下面以收音机原理为例说明无线电波 接收的最根本原理。如图1-5所示,它是一个最简单的收音机原理方框简图。为了能 从无线电波中取出音频信号然后再复原为语言或音乐的声音,从原理上说至少应包含 以下几个组成局部:天线、调谐回路、检波器和喇叭。图
9、1 5收音机根本原理方框简图天线是用来接收空间电磁波的,电磁波在空间传播时如果碰到导体就会在导体中 激起电动势,这电动势的变化频率就是这个电磁波的频率。因此,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。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 将这些信号复原为声音,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,在本章第四节中已经介绍了选台的工作原理,在收音机中 这一任务是由电感线圈和可变电容器组成的谐振电
10、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复原成声音,因此, 必须从高频信号中把音频信号别离 出来,这个别离过程称为解调。解调是调制的反过程。即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完成。调幅的高频信号经检波 复原出音频信号,然后送往喇叭,喇叭将音频信号复原为声音。这就是无线电接收的 最根本原理。在实际的接收机中,电路的形式和组成千姿百态而且还较为复杂,其目 的是改善接收机的各种性能,但它们的最根本原理是一样的。第二章 收音机的工作原理一 直放式收音机 前面介绍了采用
11、调幅方式发送声音信号的原理及其实际信号波形,并 根据调幅信号波形的特征,提出了最简单的收音机模型。该收音机将空间 收到的电磁波经选台后送检波器进行解调处理, 然后再送喇叭复原为声音。 要使喇叭发出的声音足够大声,接收到的电磁波强度也要足够大,所以这 种收音机模型只能在实脸室中实验或在播送电台发射天线附近使用。这样 的收音机是没有实用价值的。为了使收音机能商品化,人们很自然地会想 到将接收到的微弱电磁波信号先进行放大,使已调幅的载波幅度足够大, 然后进行检波,检波后得到的音频信号再进行音频放大,最后推动喇叭。 这样即使远离电台,收音机喇叭也能发出足够大的声音。图 2-1 是这种收 音机的原理方框
12、图和各方框对应输出信号的波形图。图 2-1 直接放大式收音机的方框简图 图中可见,从天线接收到的高颇信号在收音机中经输入回路选台后直 接进行放大检波放大。因此,我们称这种收音机为直接放大式晶体管 收音机。但是,因为一些元件对不同频率的信号表现出的特性不同,例如 三极管的B值随着放人信号频率的增高是降低的,所以该收音机对不同频 率的电台信号放大量有所差异,频率较高的时候这种不均匀性就更突出。 这会导致收音机当考虑高频率信号接收效果时,较低频率信号会因收音机 放大量太大而产生自激;当考虑较低频率信号的接收效果时,高频率信号 会因收音机对高频率信号放大能力差而几乎从喇叭中听不到声音通常称 这种现象为
13、灵敏度不均匀 。同时,这类收音机对于同一个电台信号离电台 近时电磁波强,收音机输出音量大离电台远时电磁波弱收音机输 出音量小,这就是说收音机接收强弱不同的外来信号时,喇叭输出的音量 将出现很大的变化。由于直接放大式收音机有上述缺点,所以它刚一诞生 很快就被外差式收音机所代替。二、超外差收音机一超外差收音机的根本组成 直接放大式收音机的最人缺点是在接收的频率范围内敏度不均匀,选 择性差。为了克服这些缺点。可将接收到的外来信号频率统一地变换成一 个固定的信号频率,然后对这固定的频率信号进行放大。在收音机中将外 来信号统一变换成一个固定信号频率的过程称为变频,这固定的信号频率称为中频,我国规定收音机
14、中的中频频率为 465kHz因此通过变频后的中 倾信号可以进行多级中频放大,而不用考虑某些元件对不同频率表现特性 不同的问题,使收音机在接收不同频率信号时都具有相同的放大能力。在 进行中频放大时,我们还要求中频放大器能根据输入信号强弱自动调整放 大器的放大倍数,使输人信号弱时,中频放大器放大倍数增大,输入信号 强时,中频放大器放大倍数减小。这样就克服了收音机接收强弱不同的外 来信号时,喇叭输出的音量不均匀。收音机中这种能根据输入信号强弱而 自动调整放大器放大倍数的电路,称为自动增益控制电路,通常用英文字 母“AGC表示。将直接放大式收音机进行上述电路改良后,它的电路组成 框图如图 2-2 所示
15、,我们称它为“超外差式收音机。所谓外差式就是检 波前的信号频率始终是将外来信号频率经变率变换后的固定中频465kHz。假设该中频信号在检波前经过中频放大就叫超外差式。可见,超外差式收音 机与直接放大式收音机的区别就在于检波以前高频电路不同,而在检波以 后的低频局部电路那么是大同小异。图 2-2 超外差式收音机的原理框图 综上述,超外差式收音机的特点是,接收到电台信号后。不管其频率 上下,一律将之变换成一个固定中频 465kHz,然后把这一中频信号进行中 频放大、检波和低频放大。由于中频比接收的电台信号频率载波颇率 低,采用一般放大电路就容易获得较大的放大量,所以超外差式收音机灵 敏度高。又由于
16、中频放大电路采用调谐回路,它能把变频级输出的中频信 号进行放大,而其他的信号那么受到抑制得不到放大,所以超外差收音机选 择性好,受干扰小。超外差式收音机具有的如上优点使之至今仍受人们欢 迎。本章介绍袖珍超外差收音机的原埋、安装调试和检修。二超外差收音机各级的主要作用 任何一架超外差收音机其电路根本组成框图都是一样的, 如图 22 所 示。它主要由输人调谐回路、变频、中放、AGC电路、检波、前置低放和功率放大电路组成。现将各局部的原理与作用简述如下1 、输入调谐回路 输入调谐电路主要由磁棒、磁捧线圈和可变电容器组成。破棒有聚集 空间电磁波的功能, 它将使磁棒上的线圈感应出许多不同频率的电动势 每
17、 一个频率的电动势都对应着一个播送电台信号 。假设某感应电动势所对应的 信号频率等于磁棒线圈与可变电容器组成的串联谐振频率,那么该频率的信 号将以最大电压传送给变频级。2. 变频级 变频级由本机振荡电路、混频电路和选频电路组成,其主要作用是将 磁性天线接收下来的高频信号变换成固定的 465kHz中频信号。本机振荡电路的作用是产生一个频率比接收到的电台信号高出 465kHz 的高频等幅信号。混频电路的作用是将输人调谐回路接收到的高频信号 f 外与本机振荡器 产生的高频等幅信号 f 外进行混频,输出许多新的频率信号,例如差频信号 f振-f外、和频信号f振+f夕卜、f振、f外、等,其中和频、差频信号
18、的包络线仍 然与 f 外信号包络线样。选频电路的作用就是选择出我们需要的 f振-f外=465kHz中频信号,然 后耦和到下级进行电路处理,而把其余不需要的信号滤掉。选频的主要元 件是中频变压器。由于下一级电路仅处理 465kHz 中频信号, 因而在变频电路中本振信号 频率一旦确定,接收的外来信号频率也就确定了。这就是说,超外差收音 机接收什么频率的电台信号是由超外差收音机中的本机振荡频率决定的, f 外=f振-465kHz。因此,超外差收音机中的输人调谐回路的优劣主要看其是否 谐振在低于本振频率465kHz的频率上。假设是,输入调谐回路就能将该频率 的外来信号以最大电压传送给变频级,这时对应于
19、收音机就有最高接收灵 敏度,否那么收音机的灵敏度就降低。在超外差收音机中。通过调整输人回 路的参数以实现输入调谐回路的谐振频率始终低于本机振荡频率一个中频 465kHz 的过程,我们称作“统调跟踪 ,即灵敏度调整。通过调整本机振 荡回路的参数以确定接收外来信号频率范围的过程我们称作为“频率覆 盖中波段接收频率范围为535-1605kHz,这时对应本机振荡器低端频率 为535kHz+465kHz=1000kHz可变电容器全部旋进.高端频率为 1605kHz+465kH=2070kHz 可变电容器全部旋出 ,即本饥振荡频率范围为 10002070kHz。3 、中频放大器 中频放大器主要由中频变压器
20、中周和高频三极管组成。其作用是把变频级送来的中频信号再进行一次检查,只让465 kHz的中频信号通过,并送到三极管进行放大,然后将放大了的中频信号再送到检波器去检波。4 、检波器检波器也称解调器, 它主要由二极管 在本章第二节介绍的袖珍收音机 中,用三极管的发射结进行检波,三极管的发射结由一个PN结组成,只有二极管的功能和滤波电容组成,主要作用是从人耳听不见的中频信号中 检出音频信号。检波实质就是利用二极管的单向导电特性,切除已调幅中 频信号的正半周或负半周,然后经电容器滤除残留的中频分量取出含有直 流分量的音频信号,再送到低频放大器中进行音频放大5、自动增益控制电路 晶体管收音机中使用的小功
21、率高频三极管都有这样一个特性: 当三极管 静态工作电流Ic在1mA以下时,三极管的B值将随着Ic的减小而减小。自 动增益控制电路就是利用这一特性将检波得到的音频信号中的直流分量经 电路处理后,去控制中频放大器中三极管静态工作点,使收音机在接收到 强信号时中频放大器中三极管静态工作电流Ic减小,B值下降。这样中频放大器对输人的强信号放大量减小, 检波后输出的音频信号幅度不至过大; 反之,收音机接收到弱信号时,中频放大器中三极管B值上升,使检波后 输出的音频信号幅度不至减小。从而保证了收音机接收强弱电台时检波输 出的音级信号幅度根本均匀。6、低频放大器低频放大器是放大音频信号的放大器, 它是由前置
22、低放和功率放大电路 组成。前置低放的主要作用是将检波得到的微弱音频信号进行放大,使之 能向功率放大电路提供足够的推动功率。功率放大电路的主要作用是将来 自前置放大电路的音频信号进行功率放大,然后推动喇叭发出声音。第三章 9018 超外差收音机电路一, 9018 袖珍超外差收音机电路原理图 3-1 是袖珍超外差收音机电原理图,图3-1由上述电原理图可见,袖珍超外差收音机是由6个三极管组成的,其中BG为变频三极管,BG为中频放大三极管,BG为检波三极管,BG为前置 低频放大器,BG、BG,组成OTL低频功功率放大器。该收音机的主要特点是:电路元件少,电路较为简单安装调整容易。 因此,很适应初学者学
23、习。下面分别介绍各局部电路的根本工作原理。一调谐、变频电路如图3-2所示,B为磁性天线线圈,其功能用于接收空间电磁波。B2为本机振荡线圈,它的外形与中频变压器一样外观区别为磁冒涂有黑漆, BG为中频变压器,在中频变压器中装有电容c,它与中频变压器中的线圈组成并联谐振电路,谐振在固定中频 465kHz BG为变频三极管,由于硅三 极管稳定性能优于锗三极管,本机均采川硅管。为简化电路,袖珍超外差 收音机采用简单的固定偏置电路,R为三极管BG的上偏置电阻调整该电阻 可改变三极管的静态工作点,使BG发射结工作在非线性区,R为三极管BG 发射极直流负反响电阻,起稳定三极管的静态工作点的作用。电路的工作原
24、理是这样的,从磁性天线线圈 Bi接收下来的空间电磁波,经 Li、ca、 C01组成的输人调谐电路选出要接收的电台信号F外。该信号经线圈耦合至L2,再由L2的一端送BG的基极,L2的另一端G、B的端和C2送BG的 发射极。在该支路中,Ci、C2对电台信号F外的容抗很小,这就是说,对F外信号Ci、G起直通作用;B2的端之间绕的线圈匝数很 少,它对F外的感抗可忽略不计,根据交流等效原理,对 F外信号而言,F外 信号直接作用于BG的发射结。另一方面如图3-2所示,B2与BG、G等组 本钱机振荡电路。当直流电源接通的瞬间,电源 Ec经R、L2从向BG的基极+EC3V200k提供基极电流Ibi,在BG集电
25、极回路R的初级就有相应的变化电流输出, 由于本机振荡变压器初、次级间有强烈的耦合作用。因此,在本机振荡变 压器B2的初级端就将这个信号耦合到振荡变压器的次级端 上,耦合到次级的信号电压经过 C、Q,和L2输人给BG的发射结。电路中,L2电感量很小,对信号的感抗可忽略;G、C2电容量较大对信号的容抗很小, 也可忽略。因此,对振荡电路可简化为图 3-3 a。进一步简化,可得图 3-3 b。图 3-3 对振荡电路而言的交流等效电路图 图 3-4 发射极注人式混频器交流等效电路图 根据图 3-3、和前面的分析就有了图 3-4 ,它是典型的发射极注人式混 频器交流等效电路图。适当调整中 BG的上偏置电阻
26、R,使三极管BG发射 结工作在非线性区,就可使三极管具有混频功能,同时兼顾三极管BG振荡 上作正常实际电路中 R取200 k Q对应lc=0.3mA。这时,由BG集电极 就有F振-F外、F振+ F外、F振、F外 等放大的信号输出。由了 B3中频变 压器与它内部相并联的电容组成并联谐振电路谐振在F振-F外差频频率上,所以差频信号经中频变压器选频后送下一级中频放大器进行放大处理。 为了保证在接收波段范围内始终有 F振-F外=465kHz,即所谓统调跟踪灵 敏度调整电路采用二项技术措施。第一项:在输入回路工艺上使天线线圈能在磁棒上移动,当线圈靠磁 棒首、尾端时天线线圈电感量减小,反之增大。同时在输入
27、回路中增加了 一个微调电容器, 它组合在双连可变电容器中。 当接收波段低端信号时 对 应可变电容器容量大,即可变电容器完全旋入 ,可通过移动天线线圈在磁 棒上的位置而到达改变输入调谐回路的谐振频率,使之谐振于预接收的信 号频率上。当接收波段高端信号时对应可变电容器容量最小,即可变电 容器完全旋出,可通过改变输入调谐回路的微调电容器使输入调谐回路谐 振在预接收的信号频率上。由于这时的微调电容器Gi电容量与旋出的可变电容器的电容量有相同的数量级,它的容量变化对波段高端的谐振频率影 响很大。而对波段低端的谐振频率几乎没有什么影响,原因是:在波段低 端时,完全旋入的可变电容器电容量大于微调电容器的电容
28、量,因此。其 影响可忽略不计。这样收音机在进行统调时,波段低端接收灵敏度与高端 接收灵敏度可分别进行调整。从而减少它们之间的相互牵连。第二项:在振荡回路一方面采用与输入调谐回路类同的方法,即改变 振荡变压器磁帽与线圈相对位置和改变振荡回路的微调电容器,分别用于 微调振荡回路的最低谐振频率当可变电容器完全旋人时和振荡回路的 最高谐振频率当可变电容器完全旋出时与输入调谐回路不同的是,一 旦本机振荡的工作频率确定, 那么收音机接收外来电台信号的频率也就确定。 这可从以下表达式中得到证实:F振-465kHz=F外。另一方面采用同轴差容双 连可变电容器。输入调谐回路可变电容器最大电容量为 200 pF,
29、最小电容量 为8pF;振荡回路可变电容器的最大电容量为 90pF,最小电容为6pF,以保 证在输人调谐回路最高谐振频率与最低谐振频率之比 i605/535 不同于本机 振荡回路最高谐振频率与最低谐振频率之比的情况下,双连可变电容器在 180的同轴旋转过程中仍有F振-F外=465kHz。表3-1列出输人调谐回路 和变频电路各元件的作用和故障分析。表3-1输人调谐回路和变频电路各元件的作用和故障分析代 号在电路中的作用参数允许范 围元件 故障收音效果CaCb双连,Ca与C0i、Li 组成谐振电路,以选 择外来信号。Cb与 C02 B2组成振荡回 路,产生比外来信号 高出465kHz等幅振 荡信号C
30、a连容 量:8 200pFCb连容 量:6 90pFCa断路灵敏度低、音量 小、串台或无声Ca 短路无声Cb断路无声或只收到 个别台并频率 偏咼Cb 短路无调谐作用,只收到个别强电 台信号BiLiL2磁性天线,线圈Li的 作用如上述,L2为耦 合线圈它把Li的信 号电压耦合到BG的 发生结,并起到阻抗 匹配的作用磁棒 断断处粘接后影 响不大但需重 新统调Li开路音轻或无声Li 短路音轻或无声L2开路无声L2 短路声音轻或无声Ri上偏置电阻,用于调 节BG静态工作电流27 k Q调整后确定开路无声阻值 增大声音轻或无声艮负反响电阻,稳定三 极管工作点1.8 k Q1.51.8 kQ开路无声短路无
31、声,三极管可 能击穿Ci高频旁路电容0.01 卩 F0.01 卩 F以上瓷 片开路无声或灵敏度 低短路无声C2耦合电容6800 pF0.0068 0.01 卩F开路无选台功能、可 能在波段低端 能收到个别强 电台信号短路无声,三极管可 能击穿B2本机振荡线圈,与C02等组本钱机振汤 电路,产生高于外来 信号频率465kHz的正弦等幅波与双连 可变电 容器配 对开路无声或收到波 段高端少数强 台信号短路无选台功能、可能在波段低端 能收到个别强 电台信号Bb中频变压器,选择中 频,耦合信号和级间 阻抗匹配开路无声或灵敏度 低短路无声BG变频三极管,担任混 频和本振工作9018开路无声短路无声二中频
32、放大电路中频放大电路的主要任务是放大来自变频级的465kHz中频信号。图3-6为袖珍超外差收音机中频放大电路,图中Bb、B4别是第一、第二中频变压器,它们都是单调谐中频变压器,其中与中频变压器初级并联的谐振电容 也封装在中频变压器中,由它们组成的并联谐振电路要求谐振在 465kHz的 频率上,该谐振的频率值可通过微调中频变压器磁帽来实现。在电路中上 述器件的主要起选频、中频信号耦合和阻抗匹配作用,因此,是否校准每 个中频变压器的谐振频率都直接影响到袖珍超外差收音机的灵敏度、选择性等技术指标。图3-6 中频放大电路 来自变频三极管 BG集 电极的中频信号经 R选频 后.由B3次级绕组输出,一 端
33、经电解电容器 G,旁路后 送BG的发射极,另一端送 往BG的基极,即中频信号 送BG的发射结如图7-2-8 所示。在中频放大电路中,三极管静态工作点通常在lc=1mA以下,这样便于自动增益控制。为了对中 频放大电路的偏置原理进一步理解,下面我们用直流等效原理对袖珍超外 差收音机这局部电路进行分析,在袖珍超外差收音机原理图中,可视B3 B4中频变压器初、次级为短路,C3、G、C5电容器为开路、因此得到图3-7所 示中放、检波电路的直流等效原理图。图3-7中放、检波电路的直流等效电路图在图中不难看出:BG的基极偏置取至 BG的基极电压,它的数值为 Ub2=Ua= Ue3+ Ubeao由于BG发射极
34、直接接地因此它的静态偏置高于 BG电 路设计取它为。当接收到电台信号时,BG的基极电压将随着电 台信号强弱而发生变化,该变化将导致BG基极偏置发生变化,从而使袖珍 超外差收音机能根据接收信号的强弱而改变收音机中放增益的大小。BG3为检波三极管, 根本工作原理将在下面检波和自动增益控制电路中介绍。这里侧重分析它 静态工作点的稳定过程。如图3-7所示,R为BG集电极负载电阻,R为上偏置电阻,W为它 的发射极电阻。上述元件组成两个直流负反响环路。一路 F4、R组成电压 并联负反响偏置电路,它的静态工作点稳定过程为: 假设温度 T 上升,引 BG集电极上升TI C3 UC3 U3I b3I C3 J即
35、静态工作点自动稳定。调整 Rb可改变电路中负反响量的大小,同时 也改变BG静态工作点;另路山W组成电流串联负反响,它稳定静态工作点 的过程为:T ff I C3ff I e3ff Ue3ff Ube3Jf I b3Jf I C3J 上述反响电路使BG静态工作点相当稳定,为了简化电路,减少调整偏 置的环节,在袖珍超外差收音机中,中频放大电路三极管BG2 的偏置直接取自BG的基极。因此, 三极管BG的静态工作点也相当稳定。三检波和自动增益控制电路 袖珍超外差收音机只采用一级中放, 为了使收音机仍有一定增益, 检波 电路采用三极管检波。如图 3-8所示,检波电路主要由三极管 BG、剩余 中频滤波电容
36、器C5和检波负载电阻 W组成。电路中R为BG的偏置电阻, 用于保证三极管 BG3 在低静态工作点下工作,使它的发射结工作在非线性 区。图 3-8 检波电路从图中可看出, 三极管检波电路相当于由一级二极管检波电路 可视 三极管BG发射结为一个二极管与一级三极管电流放大电路组成, 因此它 具有一定的增益,检波效益高,但是它的检波失真大,袖珍超外差收音机 采用该电路的目的是为了提高整机的灵敏度。来自B次级经中频放大电路放大的中频信号送往BG三极管的基极。如上所述,三极管处在低静态工作 点状态,当送往BG3基极的中频信号为正半周时,三极管发射结正向导通, 信号电流注人基极,经三极管放大后由发射极输出;
37、当送往BG基极的中频 信号为负半周时,三极管发射结反偏三极管不工作。因此,在一个信号 周期内,只有正半周信号经三极管 BG放大输出;由三极管BG发射极输出 检波的信号,该信号包含三个成分:剩余中频分量、音频分量和直流分量, 如图3-9所示。其中剩余中频分量由C3旁路到地,音频分量和直流分量流 经电位器 W,从电位器中心滑片接点输出。调整电位器 W中心滑片的位置能改变信号输出的大小,收音机中音量控制旋钮就是控制这个滑片的位置。 经电位器 W输出的含有直流分量的音频信号经 C6隔直后送往前置低放电 路。另一方面中频信号正半周期间注入的基极电流经BG倒相放大后作为AG控制电压由集电极输出。显然,由
38、BG集电极输出的信号也包含三个成 分:剩余中频分量、音频分量和直流分量。图3-9检波电路的检波分析图3-10 AGC电路的分析由图3-10可以看出,假设输人BG基极的中频信号幅度大。经三极管检 波例相放大后由集电极输出的信号其平均直流电压下降;假设输人给BG的中频信号幅度小,那么经三极管检波倒相放大后由集电极输出的信号它的平均 直流电压上升。因此BG集电极榆出的直流分量幅度的大小实质就是反响接 收外来信号的强弱。BG集电极输出经检波放大的信号通过 G滤除剩余中频 信号后,又经由 R、C4组成的音频信号滤波器滤除该支路的音频信号,然 后输出直流正电压送往 BG的基极。当信号增强时,该正电压值减小
39、,即 AGC控制电压减小,BG发射结正向偏置电压减小,引起注人 BG的基电流 减小,那么集电极电流 2也减小,于是被控制的三极管 BG增益就下降。 由上述分析不难得出:当接收的电台信号增强时,中频放大三极管增益降 低,接收的信号越强,BG增益就下降得越多。这样,当接收的外来信号强 度在一定范围变化时,收音机检波输出的音频信号强度根本保特不变。在 自动增益控制电路中,R、G除起滤波作用外还与自动控制作用的时间强 弱程度有关,它的控制作用的时间常数,t t =RC通常取50卩s左右。假设T大,控制的反响速度越慢;反之亦然。在袖珍超外差收音机中R=R=130k; C=G=4.7 卩 F。表3-2中放
40、、检波、自动增益控制电路各元件的作用及故障分析代 号在电路中的 作用参数允许范围元件故障收音效 果G高频信号旁C3=4.7 卩 FG=4.7卩C3开路音轻或G路电容其中电解F10卩F无声C5G还兼作音G、C4、G=0.022G、C5开路有噪声频信号滤波C5=0.022 卩卩F以上可能干F扰邻近瓷介收音机短路无声F3F3 为 BG B GRs=130kQR由偏置调F3、R、W 开无声F4的偏置电阻R=56kQ整决定路W同时还传送 自动增益控 制信号R为 BG集电极负 载电阻。W 为发射极负 载电阻同时 兼收音机的 音量控制电 位器W=4.7W接触不良有杂音R选频、信号耦 合和阻抗匹 配MTF-2
41、-2开路无声短路无声参数不良啸叫BGBG9018开路或击穿无声四低频前置放大与功率放大电路如图3-11,来自音量控制电位器 W中心滑片的音频信号,经 C耦合到 BG的基极,经由BG等元件组成的共发射极前置放大电路放大后,由BG集电极送往输入变压器B5的初级。在前置放大电路中 G为音倾信号中高频 分量的旁路电容,它的作用是旁路送往 B5初级绕组的音频信号中的高频分 量,以衰减局部高音使收音机低音较为丰富。为了保证前置放大器有较大 的功率增益和较小的失真,取BG的集电极静态工作电流为1.53mA该静 态工作电流可以通过调整 R5 BG的上偏置电阻得到。来自 BG集电极的 音频信号经输入变压器 B5
42、阻抗变换后,耦合输出两组相位差互为180的音频信号,各组的一端分别送往 BG、BG的基极,另一端分别经 R、R。送 往BG、BG的发射极。BG、BG组成OTL低频放大器,它们的下偏置电阻 分别为R、Ro;上偏置电阻分别为R、R。为了减少失真,调整F7、R使它 们的静态工作电流lc为47mA由于OTL低频放大器电路上下是完全对称 的,所以调整后的偏置电阻它们的阻值也要相同。来自输入变压器次级绕 组的音频信号经BG、BG组成的。OTL功率放大电路后,由输出耦合电容 C9耦合送耳机插座EJCK,然后再由耳机插座送往喇叭。图3-11低频放大电路当没有外接耳机插头插入耳机插座时,G耦合输出的音频信号直送
43、喇叭,反之在外接耳机插头的作用下,由Co耦合输出的音频信号送往喇叭的通路将自动被切断,对应耳机被接通。在图 3-11中,F6和C8组成电源滤波 电路,它的作用是滤除电源支路的交流信号,排除除它可能对功率放大电 路以前各级电路的干扰。表3-3为低频放大电路元件作用、参数及故障分析代 号在电路中的作 用参数允许范 围元件故障收音效果Y扬声器,电能转 变为声音阻抗8Q8Q或4Q开路短路无声音圈偏心失真、音轻、声音沙哑磁性弱音轻纸盆破损失真、发音时 有“吱吱声G滤波电容器,与 R6 一起组成电源 滤波防止旧电 池引起啸叫失 直/、100卩 F 耐压6.3V100 i F 以上, 耐压6.3V击穿无声,
44、整机电 流加增漏电音轻、啸叫、 整机电流增大失效电池稍旧出现 啸叫、汽船声C9选频、信号耦合和阻抗匹配100卩 F耐压6.3V100 i F 以上, 耐压6.3V击穿声音失真、整 机电流增大音 轻漏电声音失真、整 机电流较大失效无声G高频旁路电容, 改善音质,使低 音饱满0.022 卩F0.01 0.0471 F击穿无声漏电无声失效音尖、可能有 啸叫或丝丝的 噪声C6输入电容耦合 器1 11 F1101 F击穿音轻失真或无 声漏电音轻或失真失效无声R7R9上偏置电阻分 别与R、Rio分压 确定功率放大 的静态偏置120Q调整中 决定。一般阻 值取100120Q开路交越失真短路无声,功率放 大管
45、可能击穿R8R下偏置电阻分 别与民、R9分压100Q开路无声,功率放 大管可能击穿0确定功率放大 的静态偏置短路交越失真R6滤波电阻,防止 电路回路出现 有害耦合而产 生自激啸叫100Q100200 Q开路无声短路电池用旧时可 能出现汽船声 或啸叫R5BG上偏置电阻100kQ调整决疋开路无声B GBG6推挽管,音频信 号功率放大9013N PN硅 中小功 率管衰老音轻击穿无声或失真, 整机电流增大断极音轻,失真BG4前置低放三极 管9018NPN硅小功率 管衰老音轻击穿无声断极无声R输入变压器,隔 直信号耦合和 阻抗匹配初级10001500匝,次 级双线 并绕500700匝断路无声短路音轻或无
46、声线阻绕错无声E电源、整机的能 源3V电压缺乏音小,失真, 收台少极性接反无声整机电流 大第四章 9018超外差收音机的装配一、焊接技术是金属连接的一种方法。利用金属件连接处的加热熔化和加压,以造成金属原子 之间或分子之间的结合,从而使两种金属永久连接,这一过程称为焊接。在电子整机 装配时焊接那么是将各元器件及引线实行电的连接的根本手段。在电子线路的装配中焊 接工艺是十分重要的。一台电子整机中有很多焊点,这些焊点质量的好坏,对整机的 电气性能,可靠性,稳定性,一次合格率有很大的影响。一个高质量的产品,除了要 有合理的设计外,还必须靠良好的焊接作保障。因此,从事无线电技术的工程技术人 员必须掌握
47、焊接技术这一根本功。焊接有:手工焊、浸焊、波峰焊,三种类型。手工焊适用于新产品的试制,小批 量生产的产品,维护与修理等。一焊接工艺和材料1. 电烙铁 电烙铁是焊接电子元器件的主要工具,直接影响着焊接的质量。从电烙铁的结构 上,可分为外热式和内热式两种,浸焊与波峰焊是自动化的钎焊工艺。随着科学技术 的开展,电子整机产品日趋小型化和微型化,电路越来越复杂,印刷电路上元器件排 列密度越来越高,手工焊接已不能同时满足对焊接高效益和可靠性的要求。采用自动 化焊接,可大大提高焊接速度,保证焊接质量。但手工焊接是根底,是必不可少的一 道工序,它是从事无线电维修与修理的工程技术人员必须掌握的根本功。二电烙铁的
48、使用 电烙铁是进行手工焊接常用的工具,它是根据电流通过加热器件产生热量的原理 而制成的。常用的电烙铁有普通电热丝电烙铁,温控电烙铁等。另外还有半自动送料 电烙铁、超声波电烙铁、充电烙铁等。下面着重介绍常用电烙铁。1. 电烙铁的结构及特点: 电热丝电烙铁可分为内热式和外热式两种。它的结构主要局部是烙铁头和烙铁 芯。烙铁头用导热性良好的紫铜做成,烙铁芯是在云母绝缘的园筒上绕电阻丝制成。 常用电烙铁按功率分有; 15W、20W、 25W、30W、45W、75W、100W、200W、300W、500W 等。根据焊接点处的面积大小,及散热的快慢决定选用烙铁的功率,一般晶体管电路可选用15W 30W之间。
49、2. 烙铁头: 烙铁头的形状很多,根据用途的不同,焊点的大小、方位不同,可适中选择和整 形。良好的烙铁头应外表平整、光亮、上锡良好。烙铁长期使用会损耗,且外表会受 到焊剂和焊料浸蚀造成上下不平,需用锉刀修整后,重新上锡。 1 烙铁上锡: 新烙铁或使用后的烙铁,使用前用细锉刀,将烙铁外表的氧化物锉干净,一般锉 成 10 15的斜角或根据需要,锉成一定的形状。然后接通电源,一边加热一边涂上 一层松香, 在用焊锡条轻擦烙铁头, 使烙铁均匀的涂上一层薄薄的锡, 叫烙铁头上锡。 2经常调节烙铁头的温度,防止“烧死 ,烙铁头经过长时间通电使用以后, 因为加热过度,将烙铁头氧化,而沾不上锡 , 要重新上锡处
50、理。为了保护烙铁,再加 热一定时间后约 2 3小时,拨出电源冷确一下,清洁处理一下,然后继续加热使 用。 1 使用烙铁时,不要猛力敲打,以免电阻丝被震断而损坏。 三 焊料和焊剂1, 焊料 焊料由易熔金属构成。焊接时焊料受热熔化,与母材金属结合连接在一起。焊料 的选择是燃点低,凝结快附着力强,巩固、导电率高而外表光洁。通常选用燃点在200C 的铅和锡合金锡占 63%、铅占 37%作焊料,称焊锡。常见的焊锡,是将焊锡做成 直径24mm的管状,在管中注入松香就叫松香焊锡丝。再焊接电路时,不必加焊 剂。2. 焊剂 焊剂是焊接时添加在焊点上的化合物。焊剂是焊接时起除去氧化物和防止金属表面熔接过程中继续氧
51、化作用。常用的焊剂有松香、松香酒精溶液,氯化锌溶液或酸性 焊膏等。在电子电路中,一般使用前两种后两种有腐蚀作用,一般用于金属的焊接, 或接触面较大的地线。3. 烙铁架 为了便于放置电烙铁很焊剂,一般应配置烙铁架。烙铁架用木板或其它绝缘、耐热的板材作主体,一端装上用粗铁丝或铁皮作成的支架,板面上可制成凹槽,以便放置焊锡和松香焊剂等。也可将焊锡丝绕在一个滚筒上,焊接时随用随放,既方便又不四焊接操作步骤1. 电烙铁的清洁与握法 1电烙铁的清洁:焊接前首先将烙铁蘸上松香并在湿布上擦洗。焊接过程中烙铁头上的氧化物及污 垢洋随时按上述方法清洁处理。新使用的烙铁头上必须上锡,烙铁头用的时间太长而 严重腐蚀,
52、那么用锉刀进行修整并渡锡。 2握法: 烙铁的握法有多种方式,因人而异,灵活掌握。焊接时用手肘支持桌面,使电烙 铁拿物对准,不会在焊接过程中,左右晃动而影响焊接质量。2. 元器件的加工处理: 元器件的加工,即称元器件的刮腿渡锡。焊接前用小刀或砂纸清洗元器件的氧化 层。导线剥头,多股线剥头后要捻紧渡锡。元器件及导线渡锡时,要从根部渡起。有 的元器件生产厂家已渡银或进行过防止氧化处理,那么不需要上述过程,可直接进行焊 接。3. 焊接方式: 一般焊接有两种方式: 1一手握烙铁,用烙铁头的一面接触焊接点,另一只手拿焊锡丝如图4-1 所示。当到达一定温度时,将焊锡丝放到焊接点上熔化。当焊接点的焊料接近饱满
53、,焊 剂尚未完全挥发,焊点最亮,流动性最强时,应迅速撤去电烙铁。此种方法,速度快, 糊精不易挥发,焊点美观牢固。适应于电子线路很整机装配。2手握烙铁,先把烧热的电烙铁再松香里滚动一下,待烙铁头沾上焊剂后, 迅速向上提起烙铁。此种方法适用维修。掌握前一种方法,更能提高焊接效率和焊接1、焊接方法: 图 4-11焊接时,应以烙铁的面去接触焊接点,这样传热面大,焊锡才会充分熔化浸透 被焊点,在轻轻向上提起烙铁。2焊接点的焊锡要适量,不可太多或太少,太少使焊面不牢,太多焊锡不能 充分熔化为一体,易出现堆焊、假焊和影响美观。3焊接时间要适当。时间太短,使焊锡未能充分熔化而出现拉尖。时间太长, 边焊元件边氧
54、化,焊剂挥发过快而成为虚焊,同时铜泊因温度过高而损坏。一般焊接 时间掌握在 3 5 秒为宜。4焊接时防止烙铁头在焊点上来回移动,或用力下压,这样会出现拉毛、拉 尖。在焊锡还没有凝固时,切勿移动被焊的元件或接线,否那么焊点出现砂状而附着不 牢。5. 印刷电路板的焊接 将元件成形后正面插入印刷板孔内,再翻一面,受元件腿向外稍弯曲即定位,见图 4-2 所示。由于铜泊和印刷板之间的结合度强,铜泊的厚度等 ,烙铁头的温度最 好控制在250 C300 C之间一般选用2040W的电烙铁,焊接时烙铁头不能对印刷板 施加太大压力,以防止焊盘受压翘起。焊完后,从焊接点的根部用剪刀剪去多余的部 分。图 4-2 印刷
55、板的焊接6. 接线柱插座焊片的焊接:导线或元件引线与接线柱、或电位器的引线,或插头插座的引出线,焊接时一般 用绕焊和钩焊。图4-3所示。将导线剥头留出大约2cm左右裸线从根部渡锡,在将导线从根部在接线柱上绕二圈固定。如果是焊片或插座,同样方法去头渡锡,穿过接线 孔或焊接片孔,从根部绕 2 3圈,固定牢再焊上。这样进行焊既好焊又美观、牢固, 增加了导线连接的附着力。图4-3 接线柱、焊片的焊接7. 晶体管的焊接晶体管的焊接一般是在其它元件焊好之后进行,焊接前先认清管脚,再将管脚剪 到适宜的长度,然后上好锡。焊按时,用镊子或尖咀钳、钳住管脚进行焊接,以增加 散热,同时焊接时间要短一些才好。二、机壳的安装一音窗的安装固定将音窗板两只脚插人机壳内,见图4-4 然后在机壳内用电烙铁将黑色的脚烙平固定。二周率板刻度盘的安装周率板是个平面有机塑料板,一面光滑可看到周率板数字,另一面可用胶水将周 率板与机壳粘牢。三喇叭的安装见图4-5在机壳内安放喇叭位置的圆周边沿有三个交角互为120的
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