《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：学 号：201311671指导教师：马占敖 齐志才日 期：2015年01月05日2015年01月16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.元器件安装。4.运用EDA软件进行仿真。5.总电路原理图。6.粗调与细调。1.3设计目的与要求：1.了解收音机的基本知识及工作原理。2.熟悉手工焊锡的常用工具的使用、其维护及其修理。3.基本掌握手工

2、电烙铁的焊接技术，能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接。熟悉电子产品的安装工艺的生产流程。4.熟悉印制电路板设计的步骤和方法，熟悉手工制作印制电板的工艺流程，能够根据电路原理图，元器件实物设计并制作印制电路板。5.熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围，能查阅有关的电子器件图书。6.能够正确识别和选用常用的电子器件，并且能够熟练使用普通万用表和数字万用表。7训练动手能力，培养职业道德和职业技能，培养工程实践观念及严谨细致的科学作风。8.通过制作要求掌握对电路板焊锡技术的同时，培养自己在学习中耐心细致、严谨、认真、实事求是、刻苦钻研以及一丝不苟的品质。第二章 系统总体方案2.1超

3、外差式收音机的工作原理：收音机原理就是把从天线接收到的高频信号经检波（解调）还原成音频信号。 图2.1 超外差式收音机的工作原理示意图它是由天线、输入回路、本机振荡器、变频器、中频放大器、检波器、低频电压放大器、功率放大器等部分组成。从天线（磁棒具有聚集电磁波磁场的能力，而天线线圈是绕在磁棒上）接收到的许多广播电台的高频信号，通过输入回路（为并联谐振回路，具有选频作用）选出其中所需要的电台信号送入变频级的基极，同时，由本机振荡器产生高频等幅波信号，它的频率高于被选电台载波465KHz，也送于变频级的发射极，二者通过晶体管be结的非线性变换，将高频调幅波变换成载波为465KHz的中频调幅波信号。

4、在这个变换过程中，被改变的只是已调幅波载波的频率，而调幅波的振幅的变化规律（调制信号即声音）并未改变。变换后的中频信号通过变频级集电极接的LC并联回路选出载波为465KHz的中频调幅信号，被送到中频放大器，放大后，再送入检波器进行幅度检波，从而还原出音频信号，然后通过低频电压放大和功率放大，再去推动扬声器，还原出声音。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(备注：这个频率各

5、国不同，或455KHz)，而音频信号(包络线的形状)没变。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。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所示：图2.2 电路原理图1).表中各项元件介绍及其使用方法：

6、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。棕红橙黄绿蓝紫灰白黑金银12345678905%10%电阻值计算方法：在实物电阻中，第一二种颜色所对应的数字代表电阻值的前两位数字，最后一种颜色所对应的数字代表电阻值中从第三位开始数，“0”的个数。电解电容和瓷片电容： 如图2. 3所示为电解电容，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。如图2. 4 所示为瓷片电容，瓷片电容和电解电容一样，要求其管脚的长度要合适。在实物图所标的数字中，第一二位数字代表

7、电容值，第三位数字代表“0”的个数。在焊接瓷片电容时不必考虑它的正负极性。图 2. 3 电解电容器示意图 图 2. 4 瓷片电容示意图三极管：  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。T2为振荡线圈的中周（红色），T3为第一级中放用的中周（白色），T4为第二级中放的中周（黑色）。这

8、三只中周装好后只需微调甚至不调。中周外壳除起屏蔽作用外，还起导线的作用，所以中周外壳必须接地。 磁棒线圈： 磁棒线圈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

9、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

10、料桩靠近喇叭的边缘烫下去把喇叭压紧，以免其松动不稳。除了上面列出的元器件外，还有电位器、电路板、导线、螺丝等等元器件。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

11、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

12、：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

13、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是：全面提升收音机性能。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。1).输入回路：从磁性天线感应的调幅信号送入C

14、1a、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。收音机输入回路的任务是接收广播电台发射的无线电波，并从中选择出所需电台信号。输入回路是由收音机内部的磁棒天线线圈与调台旋钮相连的可变电容CA构成的LC调谐电路，如图2-2所示。调节可变电容CA可使LC 的固有频率等于电台频率，产生谐振，以选择不同频率的电台信号。再由L2耦合到下一级变频级。对输入回路的要求:要有良好的选择性。即选出欲收电台型信号，抑制邻近电台信号的能力要强。要有足够的频率范围。即输入回路要能调谐到所需接受的整个频段内的各个电台信号。 图3-2 输入回路

15、图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。图3-3 变频电路原理图3).中放级选频级输出的中频信号由V2的基极输入并进行放大，中放电路中的负载是中频变压器B4和谐振电容C。它们也是并联谐振在中频465kHz。中频信号进行中频放大器放大以后，再送给检波以得到所需的音频信号，经功率放大输出，耦合

16、到扬声器，还原为声音。VT2、VT3为中放管。T2、T3为中频变压器，因谐振频率为465 kHz，故简称“中周”。电路作用是放大465 kHz的中频信号，提高灵敏度和选择性。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，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。保证中频信号不随电台信号强弱而变化，趋于稳定。4).检波级：检波级由V3(9018),C5,RP等组成 本机的检波

17、电路是利用V3的基-射极的PN结来完成检波任务的。检波级的作用是从中频调幅信号中取出音频信号检波级的工作原理是利用V3的基-射极的PN结来完成检波任务的中频调幅信号通过V3的基-射极的PN结检波后,将得到包含有多种频率成份的脉动电压，然后经过滤波电路滤除不要的成份，取出音频信号和直流分量，而直流分量与信号强弱成正比。音频信号通过音量控制电位器音频信号由C6耦合到低放级去放大。电位器RP是音量调节电位器兼作电源开关。 图3-4 中频放大及检波电路示意图5).自动增益控制：（简称AGC） 收音机中设计AGC电路的目的是：接收弱信号时，使收音机的中放电路增益增高，而接收强信号时自动使其增益降低，从而

18、使检波前的放大增益随输入信号的强弱变化而自动增减，以保持输出的相对稳定。在本收音机中自动增益控制电压从V3的集电极取出，当输入信号增强时，通过V3电流IC3增大，IC3的增大使得V3的集电极电位降低，这又使中放管V2的基极电位下降，从而使V2的增益下降。调整R4使V2的集电极电流在0.3-0.7mA范围内。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。图3-5 自动增益控制电路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。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

19、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。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。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、VT6组成同类型晶体管的推挽电路，R7、R8和R9

20、、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。图 3-6 低放级和功率输出级第四章 安装与调试4.1 常规安装过程以及细节操作介绍：1.在动手焊接前请用万用表将各元件测量一下，做到心中有数，安装时请先装低矮和耐热的元件，然后再装大一点的元件，最后装怕热的元件。电阻的安装：请将电阻的阻值选择好后根据两孔的距离弯曲电阻脚立式或卧式插装，在电路板上插装，高度要统一。瓷片电容和三极管的脚的长度要适中，电解电容紧贴线路板安装。磁棒线圈的四根引线头可以直接用电

21、烙铁配合松香焊锡丝来回摩擦几次即可焊上锡，三个线头对应的焊在线路板上。由于调谐用的双连拨盘安装时离电路板很近，所以在他的圆周内的高出部分的元件脚在焊接前用斜口钳剪掉。喇叭安放挪位后用喇叭压板和螺丝固定。2.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

22、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。4.2调试:1.调试前的检查:（1）检查三极管及其管脚是否装错，振荡变压器是否错装中频变压器，各中频变压器是否前后倒装，是否有漏装的元件。（2）电路中电解电容正负极性是否有误。（3）印刷线路是否有断裂、搭线，各焊点是否确实焊牢，正面元件是否相互碰触。2. 调整各级晶体三极管的静态工作点所谓静态是指收音机未收到任何电台时的状态。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。电路图中有“X”的地方为电流表接入处，

23、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(音量旋至最小即测量静态电流)，用万用表的20mA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。若测量电流过小，则有可能元器件脱焊或虚焊；若测量电流过大，则有可能焊点之间短路或元器件装配错误，应立即断开电源，否则可能造成元器件的损坏。当电路正常后，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。3. 调中频调节中频

24、使三个中频变压器都准确谐振于465KHZ上。具体操作方法为：将465KHZ的中频调幅波信号输出线的非接地端接入VT1的基极，地线接至电池的负极，将双连电容全旋进去，用无感起子依次调整BZ3、BZ2、BZ1的磁芯位置，以改变其电感量，使声音达最大而且不刺耳。由于前、后级之间相互影响，反复调整几次。4.对刻度（调整振荡回路的电感、电容）调整刻度使双连电容全部旋入至全部旋出时，收音机所接收的信号频率范围正好是整个中波段535KHZ1605KHZ。使收音机接收535KHZ的调幅波信号（将信号输出线的非接地端靠近磁性天线，地线接至电池的负极），将刻度盘旋至535KHZ处，用无感起子调整振荡回路的线圈B2

25、的磁芯位置，以改变其电感量，使声音达最大而且不刺耳。接收1605KHZ调幅波信号（将信号输出线的非接地端靠近磁性天线，地线接至电池的负极），将刻度盘旋至1605KHZ处，调振荡回路的补偿电容C3（拉线电容），使声音达最大而且不刺耳。由于高、低端之间相互影响，反复调整几次。5.调统调（调整输入回路的电感、电容）调整输入回路的电感和电容值，使本机振荡频率与输入回路频率的差值恒为中频465KHZ。首先，调整收音机使其接收600KHZ的调幅波信号（将信号输出线的非接地端靠近磁性天线，地线接至电池的负极），将刻度盘旋至600KHZ的刻度处，调输入回路的线圈B1在磁棒上的位置，以改变其电感量，使声音达最大

26、而且不刺耳。用蜡烛将线圈B1固定。接收1500KHZ的调幅波信号（将信号输出线的非接地端靠近磁性天线，地线接至电池的负极），将刻度盘旋至1500KHZ的刻度处，调输入回路的补偿电容C2（磁可调电容），使声音达最大而且不刺耳。由于高、低端之间相互影响，反复调整几次。6.试听如果噪声过大，确认元件、焊接都无问题时，应着重考虑变频级及中频级电路，变频管、中放管的值是否过大？增益是否过高？振荡过强？如过高、过强，可以考虑在中频变压器的初级并联120 的电阻，在振荡线圈次级并联一只二极管或几十千欧电阻。（1）试听响度 调准电台，试听喇叭声响，在30m2的房间放声响亮，表明达到功率输出要求。（2

27、）失真度试查 声音应柔和动听，音量小时或大时的发音都很圆润。失真度大的收音机听上去有闷、嘶哑、不自然感觉。（3）试听灵敏度 对准电台方向，从最低端到最高端试收多少个电台。电台多，噪声小为佳，收本省以外较远的或电波较弱的电台声音较响，说明灵敏度高，合格。4.3焊接过程中的故障分析及解决办法 1.对元器件的参数和连接方法不是很熟悉，在焊接天线时没有把漆包线表面的漆清理干净，引起接触不良。2.在焊接时有些元器件虚焊。当把收音机组装好后，测试A B C D E各静态工作点电流在正常范围内，工作正常，当把这几点连接后，收音机没有声音，经过检查发现是D点虚焊，接触不良。把收音

28、机组装好，也有声音，但声音不大，灵敏度不高，通过调整中周，使各级放大都是中频，提高了收音机的灵敏度和稳定性。3.收到的台少(1)看周围是否有强干扰源，若有则可以到比较空旷的地方或窗台边试一试。(2)检查磁棒线圈是否损坏或受潮，若没有则可以调整磁棒线圈与磁棒相对位置，看是否可以多收到一些电台。心得与体会短短的几天的课程设计很快就结束了，回顾这次课程设计，受益匪浅，在实习过程中，遇到不少困难，但通过分析问题，请教同学老师，最终顺利完成预期设计要求和任务，为这次课程设计画上了圆满的句号。通过这次课程设计，我深刻的认识到了，理论知识和实践相结合是教学环节中相当重要的一个环节，只有这样才能提高自己的实际

29、操作能力，并且从中培养自己的独立思考、勇于克服困难。这次课程设计我真的很高兴，主要是自己亲自焊好了一个收音机，虽然没有出声，但也明白了自己的问题所在，收获了很多。通过这次课程设计，我了解到了焊普通元件与电路元件的技巧、印制电路板图的设计制作与工艺流程、收音机的工作原理与组成元件的作用等。这些知识不仅在课堂上有效，对以后的学习有很大的指导意义，在日常生活中更是有着现实意义；也对自己的动手能力是个很大的锻炼。实践出真知，纵观古今，所有发明创造无一不是在实践中得到检验的。没有足够的动手能力，就奢谈在未来的科研尤其是实验研究中有所成就。在实习中，我锻炼了自己动手技巧，提高了自己解决一起问题的能力。比如

30、做收音机组装与调试时，好几个焊盘的间距特别小，稍不留神，就焊在了一起，但是我还是完成了任务。我觉得自己在以下几个方面与有收获： (1)对电子工艺的理论有了初步的系统了解。我们了解到了焊普通元件与电路元件的技巧、收音机的工作原理与组成元件的作用等。这些知识不仅在课堂上有效，对以后的电子工艺课的学习有很大的指导意义，在日常生活中更是有着现实意义。(2)对自己的动手能力是个很大的锻炼。在实习中，我锻炼了自己动手技巧，提高了自己解决问题的能力。比如在焊接芯片时，怎样把那么多脚分开焊接对我们来说是个难题，可是经过训练后，我们做到了。虽然在实习中会遇到难题，但是从中我学到了很多，使自己的动手能力也有所提高，我想在以后的理论学习中我就能够明白自己的学习方向，增进专业的强知识化。课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，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。通过这次课程设计，我掌