《模拟电子技术》课程设计

1、吉林建筑大学电气与电子信息工程学院模拟电子技术课程设 计 报 告专 业：电气工程及其自动化班 级：电气131姓 名：张秀鑫学 号：201310897指导教师：马占敖 齐志才日 期：2015年01月05日2015年01月18日吉林建筑大学模拟电子技术课程设计第1章 概述1.1设计题目：七管超外差式半导体收音机安装与调试1.2设计内容：1.掌握超外差式半导体收音机的接收原理。2.熟悉接收机的各个单元电路。3.元器安装。4.运用EDA软件进行仿真。5.总电路图。6.粗调与细调。1.3设计目的与要求：1.结合所学知识，培养自己的动手能力以及独立思考的能力，并且懂得元件的使用和规范操作，实现理论联系实际

2、，为日后的课程学习奠定坚实的理论和实践基础。2.提高自己分析解决实际问题的能力有好处，学以致用，将理论知识贯穿到实践中去。3.使自己了解并学会一些常用电工工具、仪表、开关元件等的使用方法。4.通过制作要求掌握对电路板焊锡技术的同时，培养自己在工作中耐心细致、严谨、认真、实事求是、刻苦钻研以及一丝不苟的工作作风。5.使自己掌握电路设计的基本方法，提高动手组织实验的基本技能，培养解决电路的实质本领，为毕业后从事电子电路实际工作打下基础。第二章 系统总体方案2.1超外差式收音机的工作原理：图2.1 超外差式收音机的工作原理示意图从图中我们可以看出，调谐回路的输出，进入混频级的是高频调制信号，即载波与

3、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(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。如上图所示，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

4、检波并滤除高频信号。再经低放，功率放大后，推动扬声器发出声音。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。2.2 方案选择及技术指标：1.方案选择本设计所用的七管超外差式收音机电路设计图如图2.2.1所示：图2.

5、2.1 电路原理图1).输入回路：从磁性天线感应的调幅信号送入C1a、C2(双连可变电容器)(调台的钮)和B1组成的输入回路进行调谐，选出所需接收的电台信号，通过互感耦合送入变频管V1的基极。2).变频级：变频级是由一只晶体管V1同时起本振和混频作用的自激式变频电路。本振回路由B2、C3,C1B组成，它是互感耦合共基调射式的LC振荡电路。本振信号通过耦合电容C3从V1的射极注入，它与输入回路耦合到V1管基极的高频调幅信号在V1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。3).中放级：中放级由V2、V3组成两级单调谐中频选频放大电

6、路。各中频变压器均调谐于465kHz的中频频率上，以提高整机的灵敏度、选择性和减小失真。第一级中放(V2)加有自动增益控制，以使强、弱台信号得以均衡，维持输出稳定。V2管因加有自动增益控制；V3管主要提高增益，以提供检波级所必须的功率。4).检波级：经中频放大级放大了的中频信号，其中频和高次谐波由C8C9和R9组成的RC型滤波电路予以滤除。音频信号由C10耦合到低放级去放大。电位器Rw是音量调节(钮)电位器兼作电源开关。滤波后的成分经R8、C4组成的退耦电路送到V2的基极作为AGC控制之用。(中频，低频和直流信号，最后余下低频信号)。5).自动增益控制：AGC环是闭环电子电路，是一个负反馈系统

7、，它可以分成增益受控放大电路和控制电压形成电路两部分。增益受控放大电路位于正向放大通路，其增益随控制电压而改变。控制电压形成电路的基本部件是AGC和低通平滑滤波器，有时也包含门电路和直流放大器等部件。滤波后的成分经R8、C4组成的退耦电路送到V2的基极作为AGC控制(负反馈)之用。主要作用对不同电台的声音信号大小的自动调节。6).低放级与功率输出级：V5为低频放大级，V6、V7为互补推挽输出级。HX108-2型7管半导体收音机频率范围：5251605KHZ；输出功率：100mW（最大）；扬声器：57mm，8；电源：5号电池二节。电原理图如图2.1。由图知，整机中含7只三极管，因此称为7管收音机

8、。其中，三极管V1为变频管，V2、V3为中放管，V4为检波管，V5为低频前置放大管，V6、V7为低频功放管。天线回路选出所需电台信号，经变压器B1耦合到变频管V1基极。与此同时，由变频管V1、振荡线圈B2、双联同轴可变电容C1B等元器件组成的共基调射型变压器反馈式本机振荡器，其本振信号经电容C3注入到变频管V1发射极。电台信号与本振信号在变频管V1中进行混频，混频后，V1管集电极电流中将含有一系列组合频率分量，其中包含本振信号与电台信号的差频（465KHZ）分量，经过中周B3(内含谐振电容），选出所需中频（465KHZ）分量，并耦合到中放管V2基极。图中电阻R3是用来进一步提高抗干扰性的，二极

9、管VD3是用以限制混频后中频信号振幅（即二次AGC）。中放由V2、V3等元器件组成的两级小信号谐振放大器。通过两级中放将混频后所获得的中频信号放大后，送入下一级检波器。检波器由三极管V4（相当于二极管）等元件组成的大信号包络检波器。检波器将放大的中频调幅信号还原为所需音频信号，经耦合电容C10送入后级低频放大器进行放大。检波过程中，除产生所需音频信号之外，还产生反映输入信号强弱的直流分量，由检波电容之一C7两端取出后，经R8、C4组成的低通滤波器滤波后，作为AGC电压加到中放。V2基极，实现反向AGC。即当输入信号增强时，AGC电压降低，中放管V2的基极偏置电压降低，工作电流IE将减小，中放增

10、益随之降低，从而使得检波器输出的电平能够维持在一定的范围。低放部分由前置放大器和低频功率放大器组成。由V5组成的变压器耦合式前置放大器将检波器输出的音频信号放大后，经输入变压器B6送入功率放大器进行功率放大。功率放大器由V6、V7等元器件组成，它们组成了变压器耦合式乙类推挽功率放大器，将音频信号功率放大到足够大后，经输出变压器B7耦合去推动扬声器发声。其中R11、VD4用来给功放管V6、V7提供合适偏置电压，消除交越失真。本机由3V直流电压供电。为提高功放的输出功率，因此，3V直流电压经滤波电容C15去耦滤波后，直接给低频功率放大器供电。而前面各级电路是用3V直流电压经过由R12、VD1、VD

11、2组成的简单稳压电路稳压后供电。目的是用来提高各级电路静态工作点的稳定性。2).表中各项元件介绍及其使用方法：电阻：   在本次课程设计中可以根据色差法对11个电阻进行分类。电解电容和瓷片电容：   在安装电解电容时要求电容的管脚长度要适中，要正确判断管脚的正，负极，否则不能完成实现收音功能。并且电解电容要紧贴电路板立式安装焊接，太高就会影响后盖的安装。 三极管：   本次课程设计组装的收音机中有两种三极管。V5，V6为9013属于中功率三极管，V4为9014属于高频小功率三极管，在安装时，一定

12、注意要将元件安在正确的位置，否则装出来的效果不好。同时，要求电容和三极管管脚的长度要适中，不要剪的太短，也不要留的太长，使它们不要超过中周的高度。  中频变压器（中周）：   中频变压器（简称中周）三只为一套，T2为振荡线圈的中周型号为LF10-1（红色），T3为第一级中放用的中周型号为TF10-1（白色），T4为第二级中放的中周型号为TF10-1（黑色）。这三只中周在出厂前均已调在规定的频率上，装好后不要乱调。中周外壳除起屏蔽作用外，起导线的作用，中周外壳必须接地。  磁棒线圈：   磁棒线圈

13、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镀上锡，四个线头的接在对应的印制板的焊盘上，即a,b,c,d点，焊接前要仔细辨别b、c引脚，切不可弄反。  调谐盘：   由于调谐用的双连拨盘安装离电路板近，所以在它的圆周内的高出部分的元件引脚在焊接前用剪刀剪去，以免安装调谐时障碍，影响拨盘调谐的元件有T2和T4的引脚以及接地焊片，双连的三个引出脚，电位器开关脚和一个引脚。  耳机插座：   先将插座的靠尾部下面的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的一

14、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，焊接时的速度一定要快以免烫坏插座的塑料部分，影响电路导通。  变压器：  T5为输入变压器，线圈骨架上有突点标记的为初级，印制版上也有圆点作为标记，安装时不要装反（还可以配合万用表测量进行分辨）。  发光二极管和喇叭：  发光二极管主要用来进行收音机开关的指示，当开关打开时发光二极管亮，反之则不亮。它的接法弯曲成型，然后直接插到电路板上焊接即可，安装时要注意二极管的正负极。把喇叭放好后，如果挪动，可用电烙铁将其周围的三个塑料桩靠近喇叭的边缘烫下去把喇叭压紧，以免

15、其松动不稳。 2.技术指标收音机主要技术指标有：频率范围、灵敏度、选择性、整机频率特性、中频抑制、自动增益控制、音调控制、频率稳定性、假响应抑制和电源消耗等。灵敏度：指收音机接收微弱电台信号的能力。 在灵敏度越高，表示接收微弱信号的能力越强，收到的电台数也越多。频率范围：是指收音机所能接收到的电台广播信号的频率范围，中频频率是超外差式收音机的一项特有指标， 我国规定调幅收音机中频频率为 465kHz，并允许最大有±5kHz 的偏差，偏差超标会引起灵敏 度下降、选择性变差和自激等现象。调频收音机中频频率10.7MHz。 输出功率：是指收音机输出的音频信号强度，通常以毫瓦和瓦为

16、单位， 输出功率分为最大输出功率、最大不失真输出功率和额定输出功率三种。 最大输出功率是指在不考虑失真的情况下，能输出的最大功率。 最大不失真输出功率又称最大有用功率，是指在非性谐波失真小于 10%（即规定的失真度） 时的输出功率。中频抑制：是指超外差式收音机对直接混频进变频级、中放级的中频干扰信号的抑制能力。 变频级对中频干扰的抑制能力在中波低频端最差， 所以衡量这一指标的好坏， 通常是将收音机调谐在中波低频端（553kHz）进行测量。 对假象抑制和中频抑制能力的提高主要是通过提高输入回路的选择性来实现 。自动增益控制：使放大电路的增益自动地随信号强度而调整的自动控制方法。实现这种功能的电路

17、简称AGC环。AGC环是闭环电子电路，是一个负反馈系统，它可以分成增益受控放大电路和控制电压形成电路两部分。增益受控放大电路位于正向放大通路，其增益随控制电压而改变。控制电压形成电路的基本部件是AGC 检波器和低通平滑滤波器，有时也包含门电路和直流放大器等部件。放大电路的输出信号U0经检波并经滤波器滤除低频调制分量和噪声后，产生用以控制增益受控放大器的电压Uc。当输入信号Ui增大时，U0和Uc亦随之增大。Uc增大使放大电路的增益下降，从而使输出信号的变化量显著小于输入信号的变化量，达到自动增益控制的目的。第三章 单元电路设计3.1混频电路：图3.1 混频器工作电路混频器在收音机中起到的具体作用

18、是：全面提升收音机性能。那么问题来了，混频器究竟是如何改善收音机的性能的呢？它的工作电路流程图如图3.2所示：图3.2 混频器运行步骤分析图将高频已调信号的载频率fS 变为固定频率为465kHz的中频fI，本机振荡频率fLO始终跟随输入高频已调信号载波频率fS通过混频作用，二频率之差始终保持为465kHz。混频器的性能要求是：混频增益要大，失真要小；噪声系数要小；选择性要好；混频器输入端的阻抗应与高频放大器的输出端的阻抗匹配；要求选频回路的幅频特性要好。当混频器通过将高频放大电路完成如上变化后实现了：提高灵敏度之中频放大器增益高；提高选择性之混频、中放的选频作用；提高稳定性之工作频率降低。第四

19、章 安装与调试整理好元件后，按照图4.1所示焊接板进行具体的焊接操作。4.1 常规安装过程以及细节操作介绍：1.元件的插放：HX108-2收音机的安装采取立式插法。(注意：元件向左倾斜15-20°；元件脚大约折弯30°；主体距插板约1-2mm) 。2.电烙铁的使用：焊点高约1.5mm,直径与焊盘一致，脚高出约0.5mm。3.元器件焊接与安装：元件间距由孔距决定，电解电容紧贴底板安装。4.错焊元件拔除。5.电位器阻值的测量：转旋钮1-2,2-3之间的阻值应随改变。图4.1 简易焊接板示意图6.印制板元件的安装：先上双联反面的螺丝，再焊接。7.前框准备:1).撕去周率板正面和背

20、面的保护膜，贴于前框。2).将喇叭安装在前框。3).将调谐盘安装在双联轴上，用M2.5*4的螺钉固定。4).将导线焊在喇叭与电路板之间，将正负电源线，焊在板上。5).连接测试点。6).按如图所示安装机板。8.组装要点: 1).安装前用万用表初步判别元器件好坏，再将所有元器件上的漆膜、氧化膜清除干净，然后进行搪锡（如元器件引脚未氧化则省去此项），最后将电阻、二极管进行弯脚。2).将所有元件引脚的漆膜、氧化膜清除干净，按装配图正确插入元件，其高低、极性应符合图纸规定。 3).焊接时按电阻、二极管、片电容、晶体三极管、中周、输入输出变压器、电位器、电解电容、双联天线线圈、电池夹引线、喇叭引线顺序焊接

21、，焊点要光滑，大小不要超出焊盘，不能有虚焊、搭焊、漏焊。4).二极管、三极管的极性不要接错；输入(绿色)、输出(红色)变压器不能调换位置；红中周B2外壳应弯脚焊牢，否则会造成卡调谐盘：黄中周B3外壳一定要焊牢(C2、C4的地由B3外壳连通)；将双联CBM-223P安装在印刷电路板正面，将天线组合件上的支架入在印刷电路板反面双联上，收音机装配焊接完成后，检查元件有无装错位置，焊点有否错焊、虚焊、桥焊。所有焊元件有无短路或损坏。发现问题及时修理更正。9.操作要点：1).电烙铁的前端，不应放在电线上。2).烙铁必须插在烙铁架上，烙铁架上的海棉需加水。3).电烙铁加热过程中要及时给裸铜面搪锡，否则会不

22、好焊。4).焊锡时，加热中要把斜面靠在元件脚上，使加热面积最大。5).用电烙铁运载焊锡丝（高温时助焊剂挥发，易造成焊接缺陷）。6).焊接前电阻要看清阻值大小，用万用表校核。电容、二极管要看清极性。7).一旦焊错要小心地用烙铁加热后取下重焊。拨下的动作要轻，如果安装孔堵塞，要边加热，边用针通开。8).电阻的读数方向要一致，色环不清楚时要用万用表测定阻值后再装。10.测试1).调整静态工作点：各晶体管的作用不同，所处的工作点不一样，各级静态工作点的调整是通过无信号时（本机振荡停振）无外加信号时各晶体管发射极电阻上的电压的大小分别来衡量的。分级调整R1、R4、R12、R17、R18使VT1级电压为-

23、0.50.7V。VT2级R6上电压-0.50.7V。VT3级R7上电压为-0.250.4V，VT5级R14上电压为-0.70.9V，VT6、VT7级电流为26mA。 2).调整中频：目的是使三个中周变压器（中频调谐回路）的谐振频率调整为固定的中频频率465khz，由于所用中周是新的，一般厂家已调整到465khz，调试时，调整顺序由后级往前级即先调bz3再调bz2至喇叭声音最响为止。 3).频率覆盖（调收音机的频率范围5351605khz）：调整时装上一个刻度盘，使双连可变电容全部旋进和旋出指针分别在刻度盘5301630千周的线上，旋动双连可变电容器使指针对准640千周刻度（

24、中央人民广播电台）用无感起子旋动振荡线圈的磁芯收听640千周电台广播，声音适中旋动双连可变器电容使指针对准1500千周刻度附近。调整振荡回路微调电容C3接听1500千周附近电台广播，如此高端、低端反复调整几次。  4). 电容容值分布：采用电容相同的C1、C2双连可变电容器进行同步调节，通常在所选频范围内的高、中、低三点进行跟踪，即三点统调，为了实现良好三跟踪在本机振荡回路串联一个垫整电容C及并联一个微调补偿电容C，在输入回路并联一个补偿微调电容C，具体调整，然后调输入回路补偿电容Cz使音量最响。中端调整在1000khz附近收听广播，使声音最响此时调整双连电容器动片中的花片

25、上的C片，拨动片距。若拨动花片时，输入减小，则中端不失谐，将花片拨回原处，若输入增大，还需在拨动对边花边进行补偿，可改变垫整电容的容量。 4.2 焊接过程中的故障分析及解决办法: 一、输入电路的故障分析: 1).收不到台 当输入电路中的电容有短路时，输入的高频信号被短路，收音机收不到节目，但有“沙沙”的噪声，检查时测电容两面三刀极片间的电阻值，正常时应无穷大。 2).串台 串台是指在收听某一电台时，其他台的声音一起混入，原因是输入电路的线圈断线或多股线断股，输入电路失去调谐作用或选择性非常差所造成的结果。 3).灵敏度低&#

26、160;引起灵敏度低的原因是输入电路电容漏电、线圈断股或受潮等，使输入回路的Q值下降。二、变频电路故障分析: 1).收不到台 如本振停振则不能产生本振信号，高频信号无法混频产生465kHz的中频信号，V1只能输出高频信号，而高频信号被中频选频回路滤去，导致收不到电台。 2).灵敏度低 垫整电容失效、振荡线圈受潮使Q值下降、统调不好或中频选频回路失谐等都会引起灵敏度降低。 3).噪声大 变频管穿透电流大或性能不好、变频管发射极电容漏电引起工作电流增大都会引起噪声大的故障。也可改变垫整电容的容量。 心得与体会首先，需要知道课程设

27、计这门课是培养学生综合运用所学知识、发现、提出、分析和解决实际问题、锻炼动手能力的重要环节，是一个对学生实际工作能力的具体训练和考察的过程。开始历时近两周的设计后，我在最后做出了人生中第一个超外差式半导体收音机，取得了小小的成功，我感到非常高兴。因为，我的努力终于得到了回报！这其中我首先要感谢的是我的模拟电子技术任课教师马老师，他在前期给了我很多的指导，使我在实际操作中避免了不必要的错误；还要感谢的就是班级里的同学们，在我遇到问题的时候是他们及时指点我并和我一起分析讨论，从而帮助我解决了问题，助我成功。让我明白了：“天下无难事，只怕有心人”的真谛！通过这次课程设计，我掌握了万用表和电烙铁的正确

28、使用方法；熟悉了组成收音机的各个元件包括电阻、电容、二极管、三极管、中周、输入输出变压器等。这些知识不仅在课堂上有效，对以后的电子专业课的学习有很大的指导意义；知道如何将元件焊接到电路板上所使用的方法以及如何提高收音机放音的性能等。通过上网查询资料学习，也深入了解了很多之前在书上没理解透的各种原理。我认为，在这学期的课程设计中，不仅培养了我独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在设计中：我们学会了很多学习的方法，而这些才是日后最实用的，受益匪浅！要想面对社会的挑战，只有不断的学习、努力，再学习、再努力。这对于我的将来也有很大的帮助。以后，不管有多苦，我想我都能变苦

29、为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我都可以在课程设计结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。经历这次设计过程，我更加扎实地掌握了有关如何制作半导体收音机以及如何焊接电路板等方面的知识。虽然在过程中遇到了一些难题，但经过一次又一次地思考、一遍又一遍地检查，我终于找出了原因所在。这也暴露出了前期我在这方面知识的欠缺和经验的不足！俗话说的好：“纸上得来终觉浅，觉知此事要躬行”。感谢学校给了我这次机会，让我能自己亲身动手制作，使我在之前理论课所掌握的知识不再是纸上谈兵，能够得到真正意义上的运用。这也让我们明白了一个道理，那就是：“过而能改，善莫大焉”。谈及心得与

30、体会，我想带给我最大的体会就是：死读书没用。经过一学期的模拟电子技术课程的学习，我们积累了一定的理论知识，但是在制作收音机的过程中，我能明显感觉到，实践和理论不能合二为一并论！纵使我学到了书上的知识，但是当我拿起焊笔的时候却时时犹豫不决。这就是因为我还没真正地把理论知识与实践结合起来，所以此刻我立即放下焊笔，整理好自己的心绪：上网搜寻了很多有关制作收音机的资料，研究几天以后我终于鼓起勇气拿起电烙铁。此刻，我就发现相比之前多了很多自信，也不再紧张了。最后，我的努力没有白费，一个能发声的收音机就诞生了，我感到很欣慰。当然，能够在这么短的时间内取得成功和我不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取资

31、源的付出是有很大关系的。并且最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，比如做万用表组装与调试时，好几个焊点间距特别小，稍不注意，就把它们焊在一起了。最后在老师和同学的指导下，终于迎刃而解。在遇到问题的时候一定要不耻下问，虚心向别人请教，只有这样，才能成功地做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功、收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！课程设计给我很多专业知识以及专业技能上的提升，它同时又是一门讲道课、一门辩思课，给了我许多道；给了我很多思；给了我莫大的空间！同时，设计让我感触很深，使我对抽象的理论有了具体的认识。回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到动手实践，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多此前在书本上所