调幅半导体收音机原理和其调试

1、调幅半导体收音机原理及其调试学号：0401040221姓名：马*专业班级：电科04-2指导老师：王科平2008年1月5日目录：TOCo1-5hz一、选题意义3二、总体方案4三、各部分设计及原理分析5四、参数选择9五、调幅收音机的调试.13六、结论.七、参考文献选题意义直接放大式收音机的最大缺点是在接收的频率范围内灵敏度不均匀，选择性差。为了克服这些缺点，可将接收到的外来信号频率统一地变换成一个固定的信号频率，然后对这固定的频率信号进行放大。在收音机中将外来信号统一变换成一个固定信号频率的过程称为变频，这固定的信号频率称为中频，我国规定收音机中的中频频率为465kHz。因此，通过变频后的中频信号

2、可以进行多级中频放大，而不用考虑某些元件对不同频率表现特性不同的问题，使收音机在接收不同频率信号时都具有相同的放大能力。在进行中频放大时，我们还要求中频放大器能根据输入信号强弱自动调整放大器的放大倍数，使输入信号弱时，中频放大器放大倍数增大，输入信号强时，中频放大器放大倍数减小。这样就克服了收音机接收强弱不同的外来信号时，喇叭输出的音量不均匀。收音机中这种能根据输入信号强弱而自动调整放大器放大倍数的电路，称为自动增益控制电路，通常用英文字母“AGC表示。将直接放大式收音机进行上述电路改进后，它的电路组成框图如图6-1-2所示，我们称它为“超外差式”收音机。所谓外差式就是检波级前的信号频率始终是

3、将外来信号频率经频率变换后的固定中频465kHz。若该中频信号在检波前经过中频放大就叫超外差式。可见，超外差式收音机和直接放大式收音机的区别就在于检波以前高频电路不同，而在检波以后的低频部分电路则是大同小异。综上述，超外差收音机的优点是：接收到电台信号后，不论其频率高低，一律将之变换成一个固定中频465kHz，然后把这一中频信号进行中频放大，检波和低频放大。由于中频比接收的电台信号频率（载波频率）低，采用一般放大电路就容易获得较大的放大量，所以超外差式收音机灵敏度高。又由于中频放大电路采用调谐回路，它能把变频级输出的中频信号进行放大，而其它的信号则受到抑制得不到放大，所以超外差收音机选择性好，

4、受干扰小。超外差式收音机具有的如上优点使之至今仍受人们欢迎。总体方案超外差式接收机具有优良的性能，现已得到普遍的使用，目前已见不到直接放大式收音机、再生式和来复式接收机，全部采用超外差式接收原理。超外差式接收原理还广泛使用于各种仪器仪表中，学习超外差式接收原理是十分有意义的。超外差式收音机的特点是：被调谐接收的信号，在检波之前，不管其电台频率（即载波频率）如何，都换成固定的中频频率（我国是465kHz）再由放大器对这个固定的中频信号进行放大，这样就解决了对不同频率的电台信号放大不一致的问题，使收音机在整个频率接收范围内灵敏度均匀。同时，由于中频信号既便于放大又便于调谐，所以，超外差式收音机还具

5、有灵敏度高、选择性好的特点。图6-2是表示超外差式收音机工作过程的方框图。扬声器图6-2超外差式收音机方框图各部分设计及原理分析(1)输入电路输入电路如图6-3所示。通过Li、C串联回路进行选频谐振，抑制非谐振频率的II信号。使f0=1/2冗皿的信号在Li上最大，:通过磁耦合传递到VL2两端，而加到三极管V输入端，作为输入信号。L_III上二输入电路的主要作用一是选择电台，图6二是频率覆盖。对于中波段，Li为定值，只调节G,当G全部动片旋入，容量最大时，应使Li、G谐振频率为535kHz;C全部动片旋出，容量最小时，应使Li、Ci谐振于1605kHz,这样才能满足收听中波段全部电台的要求。半导

6、体收音机的线圈都是绕在磁棒上的称为磁性天线。中波磁棒为锰锌铁氧体材料，一般涂黑色漆；短波磁棒为镍锌铁氧体材料制做，一般涂成棕色或灰色。二者不可互换使用，否则效率降低。由于磁棒具有较强的导磁能力，能聚集空间无线电波的磁力线，使灵敏度提高。磁棒必须水平放置。磁性天线具有很强的方向性。(2)变频级原理：从输入回路送来的是一个高频调幅信号。这里高频信号只起运载音频信号的作用，所以称为“载波”。而变频的作用，则是将输入回路送来的这个调幅信号的载波，由原来的高频变为比原高频低，而又比音频高的“中频”，同时仍然保持原调制信号的包络线形状。我国规定广播接收机的中频为465kHz。变频的实现变频电路示意见图6-

7、4。在基极回路加入电台的高频载波信号Ui,在发射极加入一个高频振荡电压严。氏由装在机内的所谓本机振荡器产生，所以U2又称为本振电压。变频是利用晶体管的非线性特性来实现的。实践证明，如果将两种不同的频率变频i电路示意的。实践证明，如果将两种不同的频率变频i电路示意in:同时加在非线性元件的输入端，那么在其输出端除了有fi和f2外，将会按照一定的规律产生其他各种频率，如有f2+fi，f2-fi，等等，这叫“混频”。如果在输出端采用谐振回路，将谐振频率调制为f2-fi，那就可以很容易的取出所需要差频的信号。具体的做法是：把三极管V的Ib、Ic调得较小，工作点偏低，使电路工作于非线性放大状态下，同时使

8、本振频率f2总比输入电台信号fi高出一个中频465kHz,而LC选频网络谐振于中频，贝U完成了变频。输入电路和变频电路的典型电路见图6-5。采用双联可变电容进行调谐，就是为了使本振频率总比输入电路谐振频率高出一个中频。UCc(3)中放电(3)中放电V外差式部分，它的工作好坏决失真、自动增中频UbbLC谐振回路收音机的极重要c在C465kHz。现将其中一级的微变当回路中RBaO)X-亠WOI图6-2-1超外差收音机电路原理JDG2OKI220BGlOiLIN414I%1U&SW12R9RM参数选择（一）调谐、变频电路如图6-2-1所示，Li从磁性天线（磁棒）上感应出的电台信号，经由Li和CI-A

9、组成的输入调谐回路选择后，只剩下需要的电台信号，该信号耦合给L2,并由L2送BG的基极和发射极。由于调谐回路阻抗高，约为100kQ，三极管输入阻抗低，约为12kQ0要Li和L2的圈数比，一般Li和L2的圈数比，一般取Li为6080圈，L2取Li的十分之一左右。ZX-92i型超外差式收音机元件清单使它们的阻抗匹配，使信号输出最大，就必须适当选择表6-2-i三极管3DG20i(黄或绿、兰）用EB极i支三极管3DG20i(绿)或90i4i支三极管3DG20i(蓝)或90i42支三极管3DG20i(灰)或90i42支三极管90i2或3CX20i、85502支二极管iN4i482支振荡线圈TFI0-92

10、0(红色）i支中频变压器TFI0-92i(黄色）i支中频变压器TFI0-922(白色）i支中频变压器TFI0-923(绿色）i支输入变压器绿色（或兰色）i支输出变压器红色（自耦型）i支磁棒及线圈B-5Xi3Xi00mmi套电动扬声器YD66-0.252W-48Qi支电阻器i0、i5、5I、220、470各i支电阻器6I0,820、3K、i5K各i支电阻器i50、IK、20K、62K各2支电位器WHI5-K4i6-5Ki支瓷片电容O.OIu(或i03)i支瓷片电容0.022u(或223)8支电解电容4.7u2支电解电容i0ui支电解电容100u3支双联电容CBM-223PF1支耳机插座3.5mm

11、1个机壳前盖1个机壳后盖1个塑料音窗1个刻度板l块调谐拔盘1个调谐指示片（可不用）1片电位器拔盘1个磁棒支架1个印刷电路板l块装配说明l份喇叭压板2个电池正极片l片电池负极簧1个螺丝6粒导线（红、黄、黑）3根电阻器可用范围R3：62Q150QR9:470Q-680QR2:1K1.5KR15：3K5.1KR4、13：18K22K电容器可用范围C3：6800PF0.1uC14、15：0.01u0033uC10、13：1u4.7uC4：4.7ul0u三极管B值分色点标记：黄4055倍、绿5580倍、兰80120倍、紫120180倍、灰180270倍、白270400倍电阻值色标数黑棕红橙黄绿蓝紫灰白0

12、l23456789L1和L2在磁棒的中间位置时，其电感量最大，但Q（Q为品质因数）值略低，在磁棒的端头位置电感量最小但Q值最高。为了使天线线圈电感量较大并同时提高Q值，有的收音机的L1采用间绕和分段绕制。在统调时，如果L2被调在磁棒的中间位置时，才能使波段低端具有较高的灵敏度，那么就说明线圈的电感量不够，需要增加天线线圈的圈数；如果线圈被调到磁棒的端头位置，才能使波段低端具有较高的灵敏度，则需要减少线圈匝数。对应波段高端灵敏度调整，由于这时双连可变电容器动片已几乎全部旋出，每组电容量约为几微微法至十几微微法，因此，并联于C1-A（或称输入连）两端的微调电容器C和这时C1-A的电容量有相同的数量

13、级，我们可以改变C电容量以改变输人回路的高端谐振频率，使之始终低于本机振荡频率465kHz。所以微调电容C主要用于调整波段高端的接收灵敏度。相反，微调电容C对波段低端接收灵敏度的影响极小，这是因为在波段低端双连可变电容器Cl-A几乎全部旋进，这时Cl-A的电容量很大，约为200多微微法，微调电容器C的电容量的变化对它来说便可忽略不计。来自L2经输入调谐回路选择的信号电压一端接BG的基极，另一端经C2旁路到地，再由地经本振回路B2次级下半绕组，然后由C3耦合送BG的发射极。和此同时，来自本机振荡回路的本机振荡信号由本振线圈次级抽头B2输出，经电容C3耦合后注入BG的发射极；本机振荡信号的另一端，

14、即本振线圈次级另一端，经地由C2耦合到L2的一端，并经L2送BG的基极。由于L2线圈只有几匝，电感量很少，它对本机振荡信号的感抗可忽略不计。因此，可认为由C2耦合的本振信号是直送BG基极，这样在BG三极管的发射结同时加有两个信号，它们的频率分别为f振、f外。只要适当地调整BG的上偏置电阻R,使BG的发射结工作在非线性区（这时对应BG集电极电流lc为0.20.4mA），贝Uf振、f外信号经BG混频放大后将由集电极输出各种频率成分的信号。由B3中频变压器初级绕组和电容组成的465kHz并联谐振电路，选出465kHz中频信号，并将之经中频变压器耦合至次级绕组，输出送中频放大电路进行中频信号放大处理。

15、在本机振荡回路中可变电容C1-B（或简称振荡连）两端并接一个微调电容器，它的主要作用是调整收音机波段高端的覆盖范围，其功能和输入调谐回路中的电容一样。收音机波段低端的覆盖范围调整是调节B2本机振荡线圈的磁心，当将B2中的磁心越往下旋（用无感螺丝刀顺时针转动磁心），线圈的电感量就越大，这时本机振荡频率就越低，对应接收的信号频率也越低。（二）中频放大电路中频放大电路的主要任务是放大来自变频级的465kHz中频信号。收音机的灵敏度、选择性等技术指标主要取决于中频放大器，一般收音机的中频放大倍数要达到1000倍，因此，中放三极管的放大倍数取B=70左右。B值不能取得太高，否则将引起中频放大器自激啸叫。

16、在图6-2-1中，R、B和B5分别是第一中频变压器、第二中频变压器和第三中频变压器，它们都是单调谐中频变压器，初级绕组分别和各自电容器组成并联谐振电路，谐振频率为465kHz。在电路中它们主要起选频、中频信号耦合和阻抗匹配作用。来自变频三极管BG集电极的中频信号，经R选频后，由R次级绕组输出，一端经电容G、C5后送往BG的发射极，另一端送往BG的基极。该信号经BG放大后由集电极输出，并再经B选频进一步滤除非中频信号后由B次级绕组耦合输出：同样，B4输出的中频信号一端送往BG的基极，另一端经C6、R8后送往BG的发射极，中频信号经BG再一次放大后由集电极输出送往B5中频变压器。来自BG集电极已经

17、过两级中频放大的中频信号，经B5再一次选频后，由B5次级绕组输出，送往检波电路进行解调处理。在上述的两级中频放大电路中，各极工作状态的确定要考虑到不同的需要。（三）检波器及自动增益控制电路在图6-2-1中检波电路主要由检波三极管BG、滤波电容C8和检波电阻R）、W组成。来自B5次级经中频放大器放大的中频信号送往三极管BG的基极和发射极，发射结相当于二极管，检波后输出信号的变化规律和高频调幅波包络线基本一致。收音机的检波输出音频信号强度也能自动地在一定范围内保持不变。（四）低频前置放大和功率放大电路如图6-2-1所示，来自音量电位器W中心滑片的音频信号，经Go耦合到BG的基极，通过由BG、BG组

18、成的阻容耦合低频前置放大器放大后，由BG集电极送往输入变压器B6的初级。为了保证前置放大器有较大的功率增益和较小的失真，取BG的集电极静态工作电流为23mA来自BG集电极的音频信号经输入变压器阻抗变换后，耦合输出两组相位差互为180的音频信号，然后分别送往BG、BG的基极和发射极，BG、BG组成变压器耦合推挽低频功率放大器。由于电路上下是完全对称的，来自输入变压器的音频信号，经BG、BG功率放大后送往喇叭。在图6-2-1中，R15是交流负反馈电阻，其作用是改善低频放大器的音质。调幅收音机的调试收音机机芯装配完后，经过反复检查，确实认为没有装错即可进行收音机的调整。收音机的调整主要有如下几个方面

19、内容：三极管静态工作点调整。它主要是通过改变三极管上偏置电阻的阻值，使三极管静态工作在最佳状态。中频频率的调整。它是通过改变中频变压器的电感量，使和它相并联的电容器组成的并联谐振电路，其谐振频率为465kHz。接收频率范围调整。它是通过改变中波振荡线圈的电感量和本机振荡回路的微调电容器来实现收音机接收的中波频率范围为5301605kHz。统调，也称灵敏度调整。它是通过调整天线线圈在磁棒上的位置(改变天线线圈的电感量)和输入回路微调电容使收音机在接收频率范围内始终有f振-f外=465kHz。(一)调整三极管的静态工作点1三极管静态工作点的选取收音机质量的优劣和三极管静态工作点的调整关系很大，因此

20、，进行收音机的调整首先必须调整好各级静态工作电流。变频三极管的静态工作电流调大一些，收音机的本机振荡相对强些，但混频效果差些，对应三极管的噪声也相应增加；若工作电流调得太小，噪声虽然可以减小，但电源电压稍降低时，本机振荡不易起振。一中放三极管加有自动增益控制，所以工作电流不宜调得太大。静态工作电流调得太大自动增益控制效果差，但静态工作电流也不能调得太小，因为工作电流太小，一中放功率增益小，整机增益就不高，特别是在电池电压变化时，整机性能变化显著，收音机稳定性变差。二中放三极管静态工作电流可取大一点，以便获得较高的功率增益，但是若三极管集电极静态工作电流大于lmA时，中放功率增益增大不了多少，所

21、以二中放静态工作电流通常取ImA左右。前置低放(BG)般静态工作电流调23mA由于该级要求在失真较小的前提下尽量能提高功率增益，所以静态工作电流可适当大些。推挽功率放大级的静态工作电流主要用于克服交越失真(对应喇叭发出的声音像口吃似的)。因此，静态工作电流不能调的太大，否则将增加电源的功率损耗，使功放级效率降低。一般调整原则是在不引起交越失真的前提下三极管静态工作电流尽可能调小。2静态工作点调整前的检查静态工作点调整前的检查也称作通电前检查，其目的是为了防止收音机元件装错或元器件不良在通电时引起整机总电流太大而将电池耗尽或将元件损坏。因此，在通电前首先不装入电池，闭合收音机电源开关，用万用表R

22、X100档测量电池极板，红表笔接收音机负极板，黑表笔接正极板正常电阻值约为700Q。若电阻值约为0Q,说明印刷电路板中有短路，可能故障是R7电阻以前的线路板电源负极走线和电源正极(地)短路，或电解电容器C16击穿。若电阻值基本正常，断开电源开关装入电池，将万用表拨置500mA档，将表笔并联于电源开关两端，如图6-2-8所示，正常电流在10mA左右。若测得电流值很大，上百mA则是6击穿或Fb电阻之前的电源供电回路短路；若测得电流大于10mA并伴随着通电时间而增加，故障元件是C6极性接反；若电流值为2030mA可能故障是前置放大器不良，这时整机电流不是很大，所以可以通电进行偏置调整和故障检修。3静

23、态工作点的测量和调整测量三极管静态工作点是在无交流信号输人的前提条件下进行的，因此，测量低频放大器时必须使音量控制电位器置最小的位置。测量变频、中放电路时必须用一根导线短路天线线圈的次级L2。功放级静态工作点的测量和调整。将万用表拨至500mA电流档，测量功放级Ic7、Ic8的静态工作电流，正常电流值为26mA这时万用表应退至10mA档测量)。若电流约为80mA左右，则是输入变压器次级断线，或BG、BG不良；若电流在630mA之间，则短接电路板为测量功放级静态电流而开的槽口，用万用表电压档测量中点电压，正常电压值为电源电压的一半。若中点电压不正常，故障是BG、BG,不对称且三极管性能差；若电流

24、约为0mA同时中点电压正常，故障是BG、BG同时接错，集电极和发射极对调。前置低放静态工作点的测量。将万用表拨置直流2.5V档，万用表黑表笔接地(电源的负极)，红表笔接BG6发射极，测量BG6发射极对地电压，正常电压为6=0.60.7V。中放级静态工作点的测量。将万用表拨置直流2.5V电压档，测量BG发射极对地电压，正常时42=0.60.8V。若电压略偏离正常值可调整R4电阻值，通常R电阻值减小U12电压值变得更低，反之亦然。若Ub正常，则测量BG发射极对地电压，正常电压值为也=0.60.7V。若Ue3不正常检查B4次级和B5初级绕组是否断线，R8是否不良，若上述元件都正常则故障元件是BG不良

25、。变频级静态工作点的测量和调整。测量BG发射极对地电压，正常电压值为4=0.61.0V。若电压略偏离正常值，可调整R电阻的阻值，通常Ri阻值减小Uli变得更低，反之亦然。若电压不正常，采用直流等效电路的方法，然后进行检查。收音机静态工作点调整结束，卸下短路L2的短路线。4调整三极管静态工作点时可能遇到的问题测量三极管发射极电压可根据Ie=丄换算出近似的集电极电流即ReeIc。在进行静态工作点调整时，收音机的供电电压必须是标准值(新电池)。遇到三极管静态工作电流调不上去或调不下来时，要停止调整，进行检查。这种情况可能是：发射极电阻值太大；下偏置电阻太小；集电极负载电阻阻值太大；三极管引脚接错或三

26、极管不良。要掌握估算集电极回路里的电流最大值，或发射极最大电压值(即三极管饱和或击穿的情况下)，其估算公式为：本级电源电压集电极回路最大电流=集电极负载电阻+发射极电阻这样才有能力通过测量静态工作点判断电路的工作状态。若在调整过程中，发现上偏置电阻阻值很大时，集电极电流仍较大，但该电流值可以调小，则要重点检查，下偏置电阻是否开路；发射极电阻是否短路。若该电流无法调小，则要检查三极管是否击穿，耦合电容是否击穿、漏电或接反。若上偏置电阻阻值需要调得很小，才能达到规定的发射极电压值，则要着重检查三极管的发射极和集电极是否接反，三极管的B值是否太小。（5）若没有改变三极管偏置电阻的阻值，却发现发射极电

27、压（或集电极电流）忽大忽小地变化，这时要检查是否有外来信号输入，三极管的Iceo是否太大等。（6）若在调整三极管的偏置过程中偏置电阻的阻值刚略有变动时，发射极电压（或集电极电流）不是缓缓发生变化，而是突然变化，则可能故障是电位器或微调电阻接触不良或电路产生振荡，若振荡发生在低频放大电路可将输入变压器初级线圈引脚对调，破坏振荡的相位条件。（二）中频频率调整1.信号通路检查收音机各级静态工作点调整结束，将音量控制电位器顺时针旋置最大，在正常情况下喇叭应有声音。若喇叭无声，可用干扰法检查故障部位。首先用镊子碰BG5基极，若喇叭无声，故障是喇叭不良；若喇叭有声，可用镊子碰W电位器中Go不良；若有声，故

28、障是检波电路或检波前Go不良；若有声，故障是检波电路或检波前心滑动片。此时若仍无声，故障是的电路工作不良。接通电源并将音量开至最大，判断变频级振荡电路是否起振用万用表电压档测BG发射极对地电压的同时用一根导线短路中波振荡线圈次级，如图6-2-9所示。短路时万用表指示的电压值要发生微弱的变化。若电压值没有变化，说明变频电路中本机振荡电路不工作，可能故障是三极管装错，将低频三极管当高频三极管用，或G不良。对于G不良可用一个O.OluF的瓷介电容在路和G并联试一试。若并上电容时电路工作正常，则故障是和其相并联的电容器不良；若电路仍不起振，一般故障是振荡线圈开路或振荡线圈相位接反。若检查发现变频电路中

29、本机振荡电路工作正常，在确认天线线圈Li没有开路的前提下，喇叭无声是中频放大电路工作不良引起的。由于中频放大电路旁路电容G、C5、C8失效只能使收音机灵敏度低而不会引起收音机无声，所以故障是和中频变压器相并联的谐振电容不良或电容量不正确，否则即为中频变压器不良。为了判断哪个中频变压器或电容不良，可用干扰法进行检查。分别用镊子碰BGBG的基极，先碰BG基极。若喇叭无声，检查B5中周中的C和若喇叭有声，再碰BG基极。若此时喇叭无声，检查B4中周中的C和B;若喇叭有声检查B3中周中的C和Bso不用仪器调整中频收音机静态工作点调整好后，一般都能收到一些电台信号。这时若用导线短接双连可变电容器的振荡连C

30、10时，接收的电台信号消失，说明收音机变频电路工作正常，可以进行中频调整。调整中频，就是调整收音机上各中频变压器的电感量，使它和其相并联的电容器组成的谐振电路谐振于465kHz中频频率上。一般中频变压器出厂时都已校准过，但新安装的收音机由于和它相并联的电容器存在容量误差，印刷电路板线路间存在分布电容，所以会将造成各中频变压器不同时谐振在同一个频率上，因此新装配的收音机要进行中频调整。由上所述可知，这种调整原则上是不能大范围调整中频变压器的磁帽位置，即不行将中频变压器的磁帽旋得很进去（这时对应电感量最大）或旋得很出来（这时对应电感量小）o（三）接收频率范围的调整（或称频率覆盖调整）中频变压器谐振频率校准后，将调谐拨盘直接紧固在双连可变电容器的轴柄上,然后用M2X5的沉头螺钉紧固好，将机芯装入机壳内并用两个M3X5头螺钉将它紧固在机壳上。调整调谐拨盘，确认指针指示范围为5301605kHz。接通电源，调谐拨盘使拨盘指针指示在刻度盘低频端现正在播音的电台频率上（可取一架成品收音机进行比较），例如640kHzo用无感螺丝刀调整中波振荡线