高频电子线路课程设计实验报告——超外差式收音机的组装与调试

1、高频电子线路课程设计实验报告摘要 调幅式收音机一般都采用超外差式， 它具有灵敏度高、 功能工作稳定、 选择性好 及失真度小等优点。 所谓外差， 是指天线输入信号和本机振荡信号产生一个固定中频信号的 过程， 超外差收音机在检波之前，先进行变频和中频放大，然后检波，音频信号经过低频放大送到扬声器。 由于其中的中频放大器对固定中频信号进行放大， 所以该收音机的灵敏度和 选择性课大大提高，但同时也会附带中频干扰。关键词 收音机、组装、调试1设计任务及目的（1） 设计任务：完成超外差式收音机的组装与调试（2） 目的：通过这次实验可以让我们更进一步理解巩固所学的基本理论和 基本技能，培养运用仪器仪表检测元

2、器件的能力以及焊接、布局、安装、调试电 子线路的能力， 培养及锻炼我们测试排查实际电子线路中故障的能力， 加强对电 子工艺流程的理解熟悉。2引言 1947年、美国贝尔实验室发明了世界上第一个晶体管，从此以后开始了 收音机的晶体管时代 并且逐步结束了以矿石收音机、 电子管收音机为代表的收 音机的初级阶段。 1956 年，西德西门子公司研制成了超高频晶体管，为调频晶 体管收音机创造了必要的条件。 1959 年日本索尼公司生产了第一代调频晶体 管收音机。 1961 年，美国研制了集成电路。随后 1966 年，日本利用这一技术 设计了世界上第一台集成电路收音机， 开始了收音机工业的又一场技术革命。 从

3、 此收音机向着小型化、系列化、集成化、低功耗、多功能的方向发展 3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，送到耳机变成音波。1超外差式收音机方框图如图1:图1超外差式收音机的组成框图功放叩2#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

4、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。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。VT1 9018VT2 9018AX C8tL B：C 100PT0r5niAlOOu'VT3 9018 VT4 90141ff_R6 d叫 25&#

5、171;aLIVT5. VT6 9013H03mAT2T1Cl _L103T严/TL8K /iCTiR430K100K1223R5_a47uT5C9R7120覲 I lOOnGB3V-CeT R3C4-LC52237223RIO1003红尹K：7 l3mA/LED汪小野爛鑑齋彎嬲鵜龈毎鳖聲电流扣4 电路各部分作用4.1输入回路为了设法选择所需要的节目，在接收天线后，有一个选择性电路，它的作 用是把所需的信号（电台）挑选出来，并把不要的信号“滤掉”，以免产生干扰, 这就是我们收听广播时，所使用的“选台”按钮。选择性电路的输出是选出某个电台的高频调幅信号，把解调的音频信号送到耳机，就可以收到广播电

6、台的高 频信号。输人回路是一个由可变电容器 CA输入调谐线圈T1组成LC并联调谐回 路，其作用是从天线接收到的许多频率的信号中，选择出欲收听的电台信号。被 选出的电台信号，再由T1耦合到第一级晶体管的基极。输入回路选择电台信号的原理是这样的，当不同频率的电磁波（即不同电台 的信号）在输入回路中感应出不同回路的电动势时，如某电台的信号频率与输入调谐回路的谐振频率f0 =（可变电容在某位置时）相同，则在回路中产生谐振，回路呈阻性，电流最大，在线圈T1上产生的压降也最大，经耦合送入 晶体管基极的电压也最大；而其他不符合谐振回路谐振频率的电台信号，在L1上产生的压降很小，送入晶体管基极的信号电压也就很

7、微弱，可以认为被输入回 路抑制掉了。改变CA可获得不同的谐振频率，也就可选择出不同的电台信号。晶体管收音机输入回路广泛采用磁性天线。将输入调谐回路的线圈绕在磁 棒上就构成了磁性天线。磁棒一般用导磁率较高的铁氧体材料，以集聚磁力线， 增强感应电势，提高选择性；其圈数比必须选合适，以使收音机获得较好的灵敏 度和选择性。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收 的整个频段内的各个电台信号。4.2变频器变频电路的作用是变频电路的作用是把输入电路输送过来的高频调制信号 变换为固定频率的中频调制信号。4.2.1

8、高频放大器从接收天线得到的高频天线电信号一般非常微弱，直接把它送到检波器不 太合适，最好在选择电路和检波器之间插入一个高频放大器，把高频信号放大。 高频放大器由一级或多级小信号谐振放大器组成，用来放大天线上感生的有用信 号；同时，利用放大器的谐振系统抑制天线上感生的其他频率的干扰信号。由于放大器的中心频率岁所需的接受频率不同而不同，因此，高频放大器必须是可调谐的。4.2.2混频器混频器有两个输入信号，一是由咼频放大器送来的咼频已调信号；意识由本机振荡产生的本振信号。它的作用是高频已调信号不失真的变为中频已调信号。 我国调幅广播接收机中的中频为 465KHz本振的频率也是可调的，且必须使它 正确

9、追踪载频。变频电路是由V1（9018）,T2,T3,R1,R2,C1等组成的自激式变频电路。从输入电路选出的信号（载波频率为fs的高频信号）与本机振荡器产生的 振荡信号（频率为fr ）在混频器中进行混频，结果得到一个固定频率（465kHz） 的中频信号。这个过程称为“变频”，它只是将信号的载波频率降低了，而信号 的调制特性并没有改变，仍属于调幅波。由于混频管的非线性作用，fs与fr在混频过程中，产生的信号除原信号频率外，还有二次谐波及两个频率的和频和差 频分量。其中差频分量（fr fs ）就是我们需要的中频信号，可以用谐振回路选 择出来，而将其它不需要的信号滤除掉。因为465kHz中频信号的频

10、率是固定的， 所以本机振荡信号的频率始终比接收到的外来信号频率高出 465kHz,这也是“超外差”得名的原因。变频电路的工作原理是：本振回路由T2、CB组成，它是互感耦合共基调射 式的LC振荡电路。T2是为了减小晶体管的输入阻抗对振荡回路的影响。本振信 号通过耦合电容C2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。为了提高电路的稳定性，兼顾变频和振荡性能，静态工作电流一般取为0.30.4mA4.3中频放大器中放级由V2(9018), T4 等组成。中频放大

11、器的作用是将变频级送来的中频信号进行放大，一般采用变压器 耦合的多级放大器。中频放大器是超外差式收音机的重要组成部分，直接影响着 收音机的主要性能指标。质量好的中频放大器应有较高的增益，足够的通频带和 阻带(使通频带以外的频率全部衰减)，以保证整机良好的灵敏度、选择性和频 率响应特性。从T3次级输入的中频信号加到V2的基极,经中放管V2放大，其负载是单调 谐中频变压器T4。其中频变压器调谐于465kHz的中频频率上，以提高整机的灵 敏度、选择性和减小失真。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。中放管采用了硅管，其温度稳定性较好，V2管因加有自动增益控制，静态电

12、流不宜过大，以提供检波级所必须的功率，故静态电流取得 较大些在0.50.8mA范围。4.4振幅检波器和自动增益控制电路4.4.1振幅检波器检波级由V3(9018),C5,RP等组成，本机的检波电路是利用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

13、量调节电位器兼作电源开关。4.4.2 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，。4.5 低频放大器其电路由由 V4（9014）,T6 等组成 ., 作用是放大音频信号 ,

14、 也叫低频放大级的 激励级.低频放大器的工作原理是：从RP音量电位器输入的音频信号经 C6后， 加到V4的基极B,放大后经T5送到功率输出级,采用T5是为了实现与功率输出 级阻抗匹配 , 它工作电流较大 .4.6 功率输出级功率输出级由V5 V6和输入变压器T6等组成,为乙类推挽功放电路（即 有输入变压器和但无输出变压器功率放大电路） , 这种电路阻抗匹配性能好 , 有足 够的功率去驱动扬声器。功率放大不仅要输出较大的电压， 而且还要能够输出 较大的电流。 本机采用变压器耦合、 推挽式功率放大电路，功率输出级的工作原理是：在信号的一个周期内，V5、V6两管轮流导通，最后在输出端相互叠加，结果在

15、负载扬声器上合成完整的不失真的波形。在原理 图中，对直流通路而言，V5 V6是相互串联的，对交流通路而言， V5 V6是相 互并联的，当信号为负半周时，V6导通、V5截止，电源通过V6、扬声器给C9 充电，充电路径为：E+扬声器C 9E ;当信号为正半周时，V6截止、 V5导通，V5导通时的电源是靠C9在信号为负半周时充的电压而提供的。因此，V5 为等效的射级输出器，所以， V5、 V6 组成的功放级都可看成是射级输出器。 又因对交流而言 ，两管是并联的，而射级输出器的优点之一是输出阻抗低 ，所以， 功放级可直接与扬声器相连，不需要输出变压器进行阻抗变换。5安装与焊接5.1 安装注意事项：注意

16、电解电容的有正负极性之分、三极管的管脚排列（有时不遵循它的 排列一般规则）及三个中周的型号（它们的技术参数比如通频带、选择性不同， 若装错会影响收音机的性能）；先安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。装配前识别不同的元器件，以及判别所装配的元器件性能的好坏，是保 证装配电子产品质量的重要步骤。识别元器件及参数，需要具备相关知识；而判 别元器件性能的好坏可通过外观检查、仪器测试来完成。一般情况下，是运用万 用表进行元器件好坏的粗略判别。5.2 焊接a、 电阻的安装：将电阻的阻值（参照教材中电阻值计算示意图）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

17、可以采用立式安 装，高度要统一。B、 瓷片电容和三极管的脚剪的长度要适中，不要剪的太短，也不要留太 长，它们不要超过中周的长度，太高会影响后盖的安装。c 、磁棒线圈的四根引线头可以直接用电烙铁配合松看焊锡丝来回摩擦几 次即可自动镀上锡，四个线头对应的焊在线路板的铜泊面。d、由于调谐用的双连拔盘安装时离电路板很近，所以在它的园周内的高 出部分的元件脚在焊接前先用斜口钳剪去， 以免安装或调谐时有障碍， 影响拔盘 调谐的元件有T2和T4的引出脚，电位器的开关脚和一个引脚。e、耳机插座的安装：焊接时速度要快，以免烫坏插座的塑料部分而导致接 触不良。f 、发光管的安装按照图示弯曲成型，直接插在电路板上焊

18、接。g、喇叭安放挪位后再用电路铁将周围的三个塑料桩子靠近喇叭边缘烫下去 把喇叭压紧以免喇叭松动。6.电路调试测量电流，电位器开关关掉，装上电池，用万用表的50mA当表装跨接在电 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，将电位器开关（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，若被测量的数字在规定的参考 值左右即可用烙铁将这四个缺口依次连通， 再把音量开到最大，调双连拔盘即可 以到电台。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，并不要影响调谐拔盘的旋转和避开螺丝桩子，电路板挪位后再上螺丝固定

19、。7.设计所用器材名称型号规格位号数量名称型号规格位号数量1三极管9018V1、V2、V33只19瓷片电容223C4 C5C73支2三极管9014V41支20双联电容CA1支4三极管9013V5 V62支21收音机前盖1个5发光二极管LED1支22收音机后盖1个6磁棒线圈T11套23刻度尺、音窗各1支7中周红、白、黑T2、T3、T43个24双联拨盘1个8输入变压器T51个25电位器拨盘1个9扬声器BL1个26磁棒支架1个10电阻器100QR6 R&R103支27印刷电路板1块11电阻器120QR7 R92支28电路图及说明1份12电阻器330 Q、1.8KR11、R2各1支29电池正负极簧片1套13电阻器30K、100KR4 R5各130连接导线4根14电阻器120K、200KR3 R1各1支31双联及拨盘螺丝3粒15电位器5K （带开关插 脚式）RP1支32电位器拨盘 螺丝1粒16电解电容0.47 g F、10g FC6 C3各133自攻螺丝1粒17电解电容100 g FC8 C92支348小结（ 通过课程设计收获和心得 ） 通过这次课程设计，我学习并掌握了晶体管超外差收音机的原理，了解了 收音机各个部分的工作方式， 通过实践巩固了课堂上学习的理论知识。 另外，我 还学会了如何识别和使用常见的电子元器件，学会了电烙铁的正确使用方法。首先我们