模电课程设计与制作

1、2012级模拟电子技术课程设计无线接收机的设计与制作姓 名：陈 少 少专 业：电气工程及其自动化学 号：201240650104指导教师：韦 永 梅2013 年 12 月目 录1.设计方案及比较1.1方案一：直接放大式收音机1.2方案二：超外差式收音机1.3两种方案的比较2.单元模块电路与设计 2.1输入调谐电路2.2变2.3中2.4检2.5前2.6功频频波置率电放和低放路大自放大 电路 动增益控制电路 电路 器3.元器件说明（部分）3.1电阻3.2电解电容和瓷片电容3.3 磁棒线圈3.4 变压器3.5 发光二极管和喇叭4. 收音机的焊接与组装5. 调试及故障排除5.1 收音机的基本调试5.2

2、 中周调整5.3 中频频率调整5.4 统调6. 参考文献1.设计方案及比较1.1 方案一：直接放大式收音机图1为单管收音机的一个原理图。从磁性天线B感应下来的电磁波，有可变电容器C1和调谐线圈L1调到谐振于所接收的广播电台之后，有L1与L2的感应作用，在基极线圈L2上产生感应电压，在基极b和发射极e之间经由电容器C2构成了高频电流回路。由于b、e实质上也是一个二极管，对高频电流起着检波的作用。当高频信号的负半周加在基极上的时候，积极电流增大。正半周得到一个反向偏压，使三极管截止。于是c、e回路的集电极电流只有在高频电流为负半周时才跟随它起相映的变化，与二极管检波时情况貌似。但是集电极回路变动的

3、幅度要比三极管的输入回路(基极回路)电流的变化大得多， 也就是有了放大作用。在集电极回路里通过插座C2插入一个耳机，就能将检波后经过放大的音频电流还原成声音。C3是旁路电容器，他的作用和二极管收音机上有所用的相同，即滤去高频。1.2 方案二：超外差式收音机超外差式收音机的原理图如图3-2。输入信号和本机振荡信号产生一个固定中频信号的过程。因为，它是比高频信号低，比低频信号又高的超音频信号，所以这种接收方式叫超外差式。超外差式收音机就是利用这种方式，把接收到的频率不同的电台信号都变成固定的中频信号（465kHz),再由放大器对这个固定的中频信号进行放大，同时在选择回路（输入回路）或高频放大器与检

4、波器之间插入一个变频器及中频放大器。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（在我国为465KHz），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，

5、由于都变成了中频，放大起来就能得到相同的放大量。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，而音频信号(包络线的形状)没变。混频器输出的携音频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

6、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。根据超外差收音机的原理，我们分成以下几个模块：调谐回路、变频回路（包括本振电路、混频电路和选频电路）、中频放大（中放）回路、检波及AGC回路、低放级回路、功放级回路。1.3方案比较及选择直接放大式收音机电路简单，一般只用14只晶体管和一些基本元件，易于安装调试，成本低，但它的灵敏度低，选择性不太好。超外差式收音机具有灵敏度高而工作稳定，选择性好而失真度小等优点，在实际生活中有着广泛的应用。灵敏度是指收音机接收微弱信号的能力；选择性是指接收有用信号抑制无用信号的能力，也就是分隔邻近电台的能力

7、；失真度是指收音机输出信号波形与输入信号波形相比失真的程度。灵敏度、选择性、失真度都是收音机的主要性能指标。由于本次课程设计重要是理解和组装超外差收音机，所以我选择方案二（超外差收音机）。2.单元模块电路与设计图3 超外差式收音机的原理图超外差式收音机的电路原理图为图3，下面我就根据原理图来分析 外差式收音机的模块电路。2.1输入调谐电路（选台）输入调谐电路由双联可变电容器CA和T1的初级线圈Lab组成，是一并联谐振 电路，T1是磁性天线线圈，从天线接受进来的高频信号，通过输入调谐电路的谐振电路的谐振选出需要的电台信号，电台信号频率是f=1/2LabCA，当改变CA时，就能受到不同频率从的电台

8、信号。2.2变频电路（决定收音机的灵敏度、信噪比）电子学理论指出：当两个不同频率的正弦交流电通过非线性器件时，就会产生很多新的频率成份，其中之一就是这两个频率的差频。为了达到变频的目的收音机必须自身有一个产生等幅波的高频振荡器，简称“本振”。本机振荡和混频和起来称为变频电路。变频电路是以V1为中心，它的作用格式把通 过输入调谐电路受到的不同频率电台信号（高频信号）变换成固定的465KHz的中频信号。V1、V2、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465KHz的等幅高频振荡信号。振荡频率由T2、CB控制，CB是双联电容器的另一联，调节它以改变本机振荡频率。T2是振荡线圈

9、，其初次绕在同一磁芯上，他们把V1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的初级抽头引出，通过C2耦合到V1的发射极上。混频电路由V1、T3的初级线圈等组成，是共发射极电路。其工作过程是：（磁性天线接受的电台信号）通过输入调谐电路接受到的电台信号，通过T1的次级线圈送到V1的基极，本机振荡信号有通过C2送到V1和发射极，两种频率的信号在V1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

10、，他、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，而其他信号集合被滤掉。2.3中频放大电路（保证足够大的放大量）它主要由V2、V3组成的两级中频放大器。第一中放电路中的V2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，中频信号哦经一级中频发达其充分放大后由T4耦合到中放管V3的基极，再经V3管的放大耦合到V4的基极。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额放大。T3、T4、T5都谐振在465KHz上。2.4检波和自动增益控制电路（

11、还原音频信号）经过中放后，中频信号进入检波级，检波级也要完成两个任务：一是在尽可能减小失真的前提下把中频调幅信号还原成音频。二是将检波后的直流分量送回到中放级，控制中放级的增益，使该级不致发生消波失真。由于各电台的发射功率大小不同，电台距离收音机的远近也相差很大，所以它们在收音机天线中产生的感应电压也相差十分悬殊，强弱之间可能相差上万倍。显然为了平衡强弱之间的差异，我们必须使整机的增益能自动的控制。通常我们通过调整中放级的工作点来实现。电台信号强时，把中放级的电流调小，使这一增益降低；反之，电台信号弱时将中放级的电流适当调大使它的增益增加。中频信号经二级中频放大器充分放大后由T5耦合到检波管V

12、4，V4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：改变不同频率电台时，音量差别不会太大）。检波后AGC控制电压通过R6、C3加到V2的基极，当信号过强时，经R6、C3的负反馈作用使V2的Ib2降低，从而降低放大倍数。R9、C6、C7组成TI型滤波器去残余的中频部分。在通过滑动变阻器VR（音量电位器：调节实现音量的控制），耦合电容C8送到V5管的基极。2.5前置低放电路低放也称电压放大级。从检波级输出的音频信号很小，大约只有几毫伏到几十毫伏。电压放大的任务就是将它放大到几十到几百倍。检波滤波后的音频信号由电位器VP送到前置低放管V5，经过低放可将音

13、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，还需要进行功率放大。2.6功率放大器（OTL电路）功率放大器的任务是不仅有输出较大的电压，而且能够输出较大的电流。本电 路采用无输出变压器，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。V6、V7组成同类型晶体管的推挽电路，R12、R13和R14、R15分别是V6、V7的偏凉电阻。变压器T6做倒相耦合，C12是隔直电容，也是耦合电容。为了减少低频失真，电容C12一般为100200uf的电解电容。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。3.元器件说明3

14、.1电阻在本次课程设计中可以根据色差法对11种颜色进行分类。如表1：3.2 电解电容和瓷片电容图5 电解电容实物图如图5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。图6 瓷片电容实物图如图6所示为瓷片电容，瓷片电容和电解电容一样，要求其管脚的长要合适。在焊接瓷片电容时不必考虑它的正负极性。3.3 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1,2,3,4点。焊接前要仔细辨别2,3引脚，切不

15、可弄反。3.4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）。3.5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。它的接法按照图表所示弯曲成型，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，以免其松动不稳。除了上面列出的元器件外，还有扬声器、印刷电路板、导线、螺丝等等元器件。4.收音机的焊接和组装焊接前电阻要看清阻值大小，并用万用表校核。电容、三极管要看清极性。一 旦焊错

16、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。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。上螺丝、螺母时用力要合适，不可用力太大。总之，动手焊接前用万用表将各元件测量一下，做到心中有数，安装时先安装低矮和耐热元件（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）。电阻的安装：将电阻的阻值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。瓷片电容和三极管的脚剪的长短要适中，它们不要超过中周的高度。电解电容紧贴线路板立式焊接，太高会影响后盖的安装。、棒线圈的四根引线头可直接用

17、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。由于调谐用的双联拨盘安装时离电路板很进，所以在它的圆周内的高出部分的元件脚在焊锡前先用斜口钳剪去，以免安装或调协时有障碍，影响拨盘调谐的元件有T2和T4的引脚及接地焊片、双联的三个引出脚、电位器的开关脚和一个引脚脚。耳机插座的安装：先将插座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。发光二极管的安装要弯曲后，直接插在电路板上焊接。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

18、去把喇叭压紧以免喇叭松动。焊接完毕，仔细检查电路是否有虚焊、假焊和短路的地方。电阻是否有阻值接错的，电容、发光二极管是否有正负极反了的，三极管的e、b、c脚接对了没有，中周的型号是否有误等。逐步分析，发现错误及时纠正，以免通电后烧坏元件。5.调试及故障排除收音机的调试主要包括：基本调试（外观检查和静态电路测试）、中周调整、中频频率调整、统调。5.1 收音机的基本调试调试是为了收音机能正常更好的工作，将调试好的部件组装成整机后，不可能都处在最佳配合状态，而满足整机的技术指标。所以，单元部件经组装后一定要进行整机调试。首先，按直观检查的方法对整机进行外观检查。外观检查有如下内容：焊接质量检查、电池

19、夹弹簧检查、频率刻度指示检查、旋钮检查、耳机插座检查、机内异物检查等。结构调整主要是检查印制电路板各部件的固定是否牢靠，有无松动，各接插件间接触是否良好，机械转动部分是否灵活。其次，对电路电流进行测量。将电位器开关关掉，装上电池用万用表的50mV档来测量，表笔跨接在电位器开关的两端（黑色表笔接电池负极，红色表笔接开关的另一端）若电流指示小于10mV，则说明可以通电，将电位器开关打开（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，若被测量电流的数字在规定的参考值的左右即可用电烙铁将四个缺口依次连通，再把音量开到最大，调双连拨盘即可收到电台。在安装电路板的时候注意把喇

20、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。当测量不在规定的电流值的范围则要仔细检查三极管的极性有没有装错，中周是不是装错位置以及虚焊等，若测量哪一级电流不正常则说明那一级电流有问题。5.2中周调整由于和中周变压器并联的电容器的容量总存在误差，机内的布线也存在着不同的分布电容，这些都会引起中周变压器的失谐，所以要进行调整。但由于中周在出厂时厂家就已经调好，在这里就不需要我们再来调整中周了。如果出厂时没有调整好中周，则可以按以下方法进行中周调整：把高频信号发生器调到465kHz上，双连电容逆时针旋到头，然后调T4（黑色）、T3（白色）两个中

21、周，反复调几次，达到收音机喇叭声音最响为止。5.3 中频频率调整收音机中波段频率范围一般规定在5351605kHz。它是通过双连电容从容量最大到容量最小来实现这种连续调谐的，为了满足上述的要求所以必须调频率范围。在出厂前厂家也已经调整好，在这我们也不需要再调整了。5.4 统调统调就是通过调试收音机的输入回路、本机振荡频率、中放回路的中频频率校正，从而达到在接收的频率范围内机子具有良好的频率跟踪特性。所谓跟踪是指在接收的频率范围内，当接收任一频率的电台时，本机振荡频率与要接收的频率通过混频电路后都应该输出标准的中频频率信号，在超外差AM（调幅）波段中，中频频率为465KHZ。从理论上讲，中波收音

22、机从5251605kHz的范围内，振荡频率和外部电台频率之差各点都应该是465kHz，但实际上是很难做到的，为了使整个波段内都能做到基本同步，经过大量实验证明，只要把600kHz，1000kHz，1500kHz这三点调准就可以了，所以要进行三点统调。中波的频率范围是：530KHZ1600KHZ,那么本机振荡的频率范围就应该在955KHZ2065KHZ，收音机是通过一个双联可变电容来同时改变输入回路的谐振频率和本机振荡频率的，理想状态下，我们在选台时在整个波段的频率范围内，本机振荡频率与输入回路谐振频率之差都应该保持在465KHZ，但实际情况并没有这么理想，由于本机振荡电路与输入回路分属不同的谐

23、振槽路且谐振频率也不同，虽然我们输入回路和本机振荡电路的谐振电容是同步联动的，但由于电路参数的差异，很难保证在正个接收频率范围内都能准确地差拍出465KHZ中频，为此在实际电路中都作了一些补偿措施。一般说来，输入回路的线圈和本机振荡线圈及所配的双联电容及都是配套元件。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，如果不一致可调整本机振荡线圈B5的磁芯，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，然后调整输入回路线圈L2在磁棒的位置是声音最大为止。如果刻度指针所指示的频率与接收频率已经一致，此时只要调整L2使声音最大即可。统调的第三步方法与第二步相似，在波段的高端接收一个已知频率的强信号电台，分别调整C2和C9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。反复第二和第三步进行微调是接收效果达到最好成绩。高、低端调试好后，中端一般都不用调了，除非你在输入回路或本机振荡电路所使用的元件参数有误。7.参考文献