七管超外差式收音机电子综合设计报告

1、成 绩兰 州 商 学 院信息工程学院本科生课程设计报告课程名称：电子综合设计设 计 题 目： 七管超外差式收音机 系 别： 计算机与电子工程系 专 业 (方 向)： 电子信息工程 年 级、 班： 2009级（2）班 学 生 姓 名： * 学 号： * 指 导 教 师： * 2012 年 12 月 20 日兰 州 商 学 院目录1 系统原理31.1 AM调制原理、框图及波型31.2AM解调42系统结构组成52.1直放式收音机的特点52.2超外差式收音机各级的作用与特点52.3超外差式收音机与直放式收音机的区别63系统特点74系统制作、安装及调试74.1制作所需工具、元件及材料74.1.1制作所需

2、工具74.1.2制作所需元件及材料84.2数字万用表的使用94.3电烙铁使用的注意事项94.4系统安装及注意事项104.4.1系统安装104.4.2注意事项105系统调试105.1电路检查115.2三极管的静态工作点116统调的原理和注意事项126.1统调的原理126.2统调的注意事项127故障分析及排除方法137.1无声137.2声音很小137.3收到的台数少147.4产生啸叫声148电路原理图与印刷电路图（附录）151系统原理1.1 AM调制原理、框图及波型 标准调幅就是常规双边带调制，简称调幅（AM）。AM调制是用调制信号去控制高频载波的幅度，使其随调制信号作线性变化的过程。假设调制信号

3、的平均值为0，并用一个直流偏量与之相叠加，再与高频载波相乘，即可形成调幅信号，如图1-1所示。 图1-1 AM调制系统框图 其时域表示式为： 式中为外加直流分量，可以是确知信号，也可以是随机信号。AM信号波形如图1-2。图1-2 AM信号的波形AM信号的频域表示式为： 式中与分别是确知信号的频谱在频域中的左右搬移，而与是载频分量在频域中的左右搬移。 AM频谱如图1-3所示。图1-3 AM频谱图1.2 AM解调 解调是调制的逆过程，就是从接收到的已调信号中恢复出原调制信号。解调的方法有两种。 一种是相干检波，又称相干解调，就是把在载频位置的已调信号的频谱搬回到原始基带位置，常用于解调单边带和双边

4、带调制信号。它有两种实现电路，一种由相乘器和低通滤波器组成，另一种直接采用二极管包络检波。不过，其要求接收端必须提供一个与已调载波严格同步的本地载波，且结构比较复杂，很少用于AM信号解调。 另一种是包络检波，结构简单，解调输出是相干解调输出的2倍，AM信号几乎都采用此方法。包络检波电路有很多种，无源的有二极管检波，有源的有三极管检波、运放等；还有单向检波、桥式检波等。最简单的，也是用得最多的就是二极管和三极管。包络检波器通常由半波或全波整流器和低通滤波器组成，无需相干载波，广播接收及中多采用此法，如图1-4所示。图1-4 AM信号包络检波系统框图2系统结构组成2.1直放式收音机的特点 直放式收

5、音机，由于只需要将高频信号接收后直接放大检波，所以电路简单，一些基本元件即可构成，且易于安装，成本低。不过，其灵敏度较低，若要想提高收音机的灵敏度，就得增加高频放大的级数。不过，高频增益过高，后级输出信号产生的电磁场只要有一点点泄露，被前级接收，就会引起自激，使其工作不容易稳定。2.2 超外差式收音机各级的作用与特点超外差式收音机组成方框图如图2-2所示。图2-2 超外差式收音机组成方框图（1）调谐回路：由可变电容（CA）和磁棒线圈的初级线圈组成。调节可变电容可使LC的固有频率等于所需电台频率，产生谐振，以此原理选择不同频率的电台信号，最后再由接三极管（V1）集电极的振荡线圈耦合到下一级。（2

6、）混频：接收的电台信号通过磁棒线圈耦合到三极管（V1）的基极，本地振荡产生的信号通过定值电容（C2）耦合到三极管（V1）的射极，这两种信号在三极管（V1）中混频，由其集电极输出，其中含有原接收信号、本地振荡信号和前两种信号频率之差的中频信号（即465kHz的所需信号），然后通过电阻耦合到下一极。（3）本地振荡：由红色振荡线圈（T2）、可变电容（CB）和与三极管（V1）射极连接的定值电容（C2）组成。在满足“正反馈”和“反馈量足够大”这两个起振条件后，即可产生等幅高频振荡信号，且频率与接收信号频率之差总维持在465kHz。（4）中频放大器：由黄色中周、三极管（V2）与白色中周、三极管（V3）与绿

7、色中周构成。其中黄色中周通过LC谐振选择出将混频信号中的中频信号，而三极管（V2）与白色中周和三极管（V3）与绿色中周用于对中频信号进行选择放大，是所需信号幅值达到检波要求，然后通过绿色中周耦合到下一极。（5）检波和AGC：检波由三极管（V4）完成，其射极的电容（C6、C7）用于将残留的中频信号滤除。自动增益控制（AGC），保证了检波这项功能的稳定进行，若信号越强其反馈直流成分越大，使三极管（V2）输出信号增益越小，反之，三极管（V2）输出信号增益越大（达到检波所需）。最后通过电容（C8）耦合到下一级。（6）低频放大器：由三极管（V5）、LC振荡电路构成。用于将音频信号电压进行放大，送入功率放

8、大器。（7）功率放大器：用于放大音频信号的功率，使其能够驱动扬声器发出声音。2.3 超外差式收音机与直放式收音机的区别（1）直放式收音机在高频信号检波以前不改变频率，而超外差式收音机是把电台信号变成一个固定频率的中频信号，再放大检波。（2）直放式收音机通频带较宽，但选择性差，而超外差式收音机通频带适中且较稳定，所以后者选择性较好。（3）直放式收音机若想放大信号（即高频信号）需较多级放大器，且不稳定，而超外差式收音机只用将变换后的中频信号放大即可，较容易且稳定。（4）直放式收音机抗噪能力较差，而超外差式收音机抗噪能力较强。3系统特点 超外差式收音机的主要特点就是：将接收的高频电台信号，通过混频和

9、选频，使所有不同种类的高频信号都变为固定的中频信号（465kHz），然后对其进行中频放大、检波、低放、功放等处理，最终得到所需音频信号；固定的中频频率比较低，容易实现较高的增益和稳定性；将各个波段的信号处理为同一中频，使各个波段的信号都能够得到均匀的放大，这对多波段收音机特别有利；固定频率有助于提高邻近波道的选择性，也可以使上下边频信号获得同样的放大，降低了频率失真。总的来说它的优点就是灵敏度高，选择性好，音质好（通频带宽），工作稳定（不容易自激）。 缺点是：镜像干扰（比接收频率高两个中频的干扰信号），假响应（变频电路的非线性）。4系统制作及安装动手之前，根据清单检查所需工具、元件及材料是否完

10、备，掌握万用表、电烙铁等使用方法。4.1 制作所需元件、材料和工具 4.1.1 制作所需工具（1）数字万用表：1个。（2）电烙铁：1个。（3）剪线钳：大号、小号各1把。（4）尖嘴钳：1把。（5）螺丝刀：“一”字型和“十”字型大、中、小号各1个，共6个。（6）吸锡器：1只。（7）镊子：1只。（8）烙铁架：1个。（9）松香：1盒。4.1.2制作所需元件和材料所需元件及材料如表1： 表1 制作所需元件及材料元 件型 号数 量元 件型 号数 量三极管90132只电阻2K1只三极管90141只电阻30K1只三极管90184只电阻56K1只发光二极管红色1只电阻100K2只磁棒及线圈4×8

11、15;80mm1套电阻120K1只振荡线圈TF10（红色）1只瓷片电容1031只中频变压器TF10（黄色）1只瓷片电容2237只中频变压器TF10（白色）1只电解电容4.7uF2只中频变压器TF10（绿色）1只双联电容100uF3只输入变压器蓝色1只耳机插座Ø3.5mm1只扬声器0.5W 81只机壳上盖1个电位器10K1只机壳下盖1个电阻511只刻度面板1块电阻1002只调谐拨盘1只电阻1202只电位器拨盘1只电阻1501只磁棒支架1只电阻2201只印刷电路板1块电阻5101只电池极片1套电阻6801只螺丝5个电阻1K1只导线红、黄、黑4根4.2 数字万用表的使用 （1）使用前，将O

12、N-OFF开关置于ON位置，检查电池电压是否不足，如果电压不足，则应更换电池。 （2）测试前，确认功能开关置于所需量程上、表笔是否正确连接，测量电压时表笔如置于电流插孔将损坏仪器和被测设备并可能造成人身伤害。 （3）如果显示“1”，表示过量程，功能开关应置于更高的量程。 （4）不要在电阻档或二极管档时，接入电压信号。 （5）直流电压的测量：首先将黑表笔插进“com”孔,红表笔插进“V ”。把旋钮选到比估计值大的量程(注意：表盘上的数值均为最大量程,“V”表示直流电压档,“V”表示交流电压档,“A”是电流档),接着把表笔接电源或电池两端；保持接触稳定。数值可以直接从显示屏上读取,若显示为“1.”

13、,则表明量程太小,那么就要加大量程后再测量。如果在数值左边出现“-”,则表明表笔极性与实际电源极性相反,此时红表笔接的是负极。 （6）直流电流的测量：先将黑表笔插入“COM”孔。若测量大于200mA的电流,则要将红表笔插入“10A”插孔并将旋钮打到直流“10A”档；若测量小于200mA的电流,则将红表笔插入 “200mA”插孔,将旋钮打到直流200mA以内的合适量程。调整好后,就可以测量了。将数字万用表串进电路中,保持稳定,即可读数。若显示为“1.”,那么就要加大量程；如果在数值左边出现“-”,则表明电流从黑表笔流进万用表。 （7）电阻的测量：将表笔插进“COM”和“V”孔中,把旋钮打旋到“”

14、中所需的量程,用表笔接在电阻两端金属部位,测量中可以用手接触电阻,但不要把手同时接触电阻两端,这样会影响测量精确度。读数时,要保持表笔和电阻有良好的接触；注意单位：在“200”档时单位是“”,在“2K”到“200K”档时单位为 “K ”,“2M”以上的单位是“M”。4.3 电烙铁使用的注意事项（1）电烙铁使用前应检查使用电压是否与电烙铁标称电压相符。（2）电烙铁通电后不能任意敲击、拆卸及安装其电热部份零件。（3）电烙铁应保持干燥，不宜在过分潮湿或淋雨环境使用。（4）拆烙铁头时，要关掉电源。（5）当烙铁头上有黑色氧化层时候，可用砂布擦去，然后通电，并立即上锡。（6）海绵用来收集锡渣和锡珠，用手捏

15、刚好不出水为适。（7）烙铁通电后必须放在烙铁架上，不能与实验桌接触。（8）焊接过程中，烙铁不能到处乱放。不焊时，应放在烙铁架上。注意电源线不可搭在烙铁头上，以防烫坏绝缘层而发生事故。4.4 系统安装及注意事项4.4.1 系统安装（1）将各元件分类排放整齐。（2）将电烙铁提前预热。（3）安装时先安低矮和耐热的元件（如电阻），然后装大一点的元件（如变压器）， 最后装怕热的元件（如三极管）。（4）焊接好一个元件后将其多余的引脚用剪线钳剪去。4.4.2 注意事项（1）焊接前将各元件测量一下，检查好坏。（2）安装元件时看清阻值和有源元件的正负极。（3）安装完一个元件后，先将其焊接好，再安装下一个元件。（

16、4）正确使用电烙铁，焊点不能虚焊。（5）安装元件时，不可过度用力，以免损坏元件。（6） 仔细检查电路是否有虚焊，假焊和短路的地方。5系统调试安装完成后需对系统进行必要调试，检查电路、三极管静态工作点等。5.1电路检查待所有元器件都焊接完成后，测量电流，关掉电位器开关，装上电池（注意正负极）用万用表50mA档表笔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，将电位器打开（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，若测量的数值A点位1mv左右，B点大于A点，大约为1.5mA，C点大于B点，为4.8mV左右

17、，D点位2mV左右即可用烙铁将四个缺口依次连通，再把音量调到最大，调双联拨盘即可收到电台。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，并且不要影响调谐拨盘的旋转和避开螺丝桩子，电路板挪位后再上螺丝固定。当测量电流不在规定电流值左右要仔细检查三极管极性有没有装错，中周是否装错位置以及虚假错焊等，若测量哪一级电流不正常则说明那一级有问题5.2三极管的静态工作点 （1）确认安装正确后，将两节共3V的干电池正确接入电路，先用数字万用表适当量程的直流电流毫安档测量整机电流，大约11mA左右，太大则表明有短路现象，太小则表明断路，查明原因并排除故障后再接电源测量。 （2）通过调整各级三极管集电极

18、电流来调整其工作状态，合适的工作状态会直接影响整机性能。在图8-2中线路板上留有的四个测量集电极电流的缺口（分别是A、B、C、D，调试时许将其用焊锡连接）。将电位器（VR，用于调节音量）的开关打开并旋至最小（及测量静态电流），用数字万用表适当量程的直流电流毫安档测量A、B、C、D各点的电流，各静态电流标准值为、，若测量值符合上述数值范围时表示可用。若测量值过大或过小时，应着重检查该级三极管极性及其是否损坏，若正常因检查该级其他元件是否正常。（3）调整好各级三极管的静态工作点后，再把音量开到最大，调节调频拨盘。6统调的原理和注意事项在超外差收音机中，通过对输入回路、本机振荡频率、中放回路的中频频

19、率校正，实行统一调谐，使收音机具有良好的频率跟踪特性，即统调。目的是使本机振荡频率始终比输入回路的谐振频率高出一个固定的中频频率“465KHZ”。6.1统调的原理 由于高频调谐回路和本振回路的波段系数不同，本振波段中将只有一点跟踪，而波段中的其他频率处混频后均不是要求的固定中频。 为了使统调要求能基本满足，通常在本振回路附加并联电容（即垫补电容，其容量较小）和串联电容（即垫整电容，其容量较大）。 在本振频率高频端，本振处的双联电容（其中之一）已被调至最小，由于垫补电容容量与之相近，使本振回路总的电容增大，所以高频本振频率降低。 在本振频率低频端，本振处的双联电容（其中之一）已被调至最大，垫补电

20、容的并联作用可乎略，但串联的垫整电容，使本振回路总电容减小，所以使低端本振频率提高。6.2统调的注意事项 (1)校准中放的中周（黄色、白色、绿色），使它们都谐振在465KHZ的频率上，这一步很重要，因为收音机的输入回路和本机振荡电路在设计上都是以中频作为参照的， 如果中频频率不正确，那么就很难调试好整机的跟踪特性。 (2)在波段的高端接收一个已知频率的强信号电台，此时调谐刻度指针所指的频率是否和所接收的频率一致，如果不一致可调整双联电容（CBM-223pF）的校准螺丝，使刻度指针所指的频率与接收的频率一致且声音最大即可。 (3)在波段的低端接收一个已知频率的本地强信号台，当接收到电台声音后，看

21、此时调谐刻度指针所指的频率是否和所接收的频率一致，如果不一致可调整红色中周（T2，本地振荡）并同时旋动调谐旋钮，直到刻度指针所指示的频率与接收频率一致。 (4)中周和本振线圈磁芯为较薄的磁帽，极易破碎，用起子调试时动作一定要轻，旋转不动时不能使劲旋转，磁芯调破或里面线圈弄断，则中周报废。每次调整之前要记好位置，当调整不当时，能及时调回到原来的位置，否则一旦中周调乱，很难校准。7故障分析及排除方法收音机调试完成后可能出现无声、声音小、收到台数少、产生啸叫等故障。7.1无声 将收音机音量调至最大，用数字万用表的直流电压20V档，黑表笔接地，红表笔分别触碰电位器的中心端和非接地端（相当于输入干扰信号

22、），可能会出现以下情况： （1）碰电位器的非接地端，扬声器中无“咯咯”声，碰电位器的中心端时扬声器有声，这是由于电位器内部接触不良，可通过更换或修理电位器来排除故障。 （2）碰电位器的非接地端和中心端，均无声，这时用万用表的200档，两表笔接触扬声器引线，触碰时扬声器有“咯咯”声，说明扬声器完好。然后用数字万用表电阻档点触电解电容（C12）的正端，扬声器中无“咯咯”声，说明耳机插孔接触不良或扬声器的导线断路，若有“咯咯”声，则应检查推挽功放电路。检测三极管（V6和V7）是否工作正常。若不正常，则需更换损坏的三极管，然后再检测收音机是否能够正常放音。若三极管正常，则表示输入变压器（T6）损坏，可通过更换来排除故障。7.2声音很小 (1)检测电池:用数字万用表的直流电压10V档检测安装电池的电压是否达到3V，若电压过低则须更换电池。 (2)检测扬声器:检查扬声器的接线是否已损坏，若损坏应更换连接线并重新焊接，若未损坏，则检查扬声器是否已经老化，若老化应及时更换。 (3)检测电位器:用数字万用表检查控制音量的电位器是否损坏，若损坏应更换相同类型的电位器并重新焊接。 (4)检查功率放大器等有关三极管是否