收音机原理安装与调试.docx

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目

录

第一部分基础知识………………………………………………………………………………1一,无线电波的传播方式…………………………………………………………………………1二,无线电广播信号的类型及传播………………………………………………………………1三,初识收音机……………………………………………………………………………………2第二部分收音机原理……………………………………..……………………………………..4一,调幅收音机的原理……………………………………………………………………………4二,调幅收音机的电路分析………………………………………………………………………4三,调频收音机的原理…………………..………………………………………………………11四,本次实习的套件说明…………………………………………………………………………12第三部分元器件知识………………………………………………………………………..…15一,基本元件……………………………………………………………………………………..15

（一）,电阻器………………………………………………………………………..………….15

（二）电容器……………………………………………………………………………………17,（三）电感器和变压器…………………………………………………………………………18,二,半导体器件…………………………………………………………………………..………20

（一）,二极管………………………………………………………………………………………20

（二）三极管………………………………………………………………………………..…22,（三）,集成电路…………………………………………………………………………..…23

三,其他元器件………………………………………………………………………………..…25第四部分基本工具…………………………………………………………………………..…27一,万用表……………………………………………………………………………………..…27二,电烙铁……………………………………………………………………………………..…28三,示波器（略）……………………………………………………………………………..…28四,信号源（略）……………………………………………………………………………..…28第五部分整机装配及工艺…………………………………………………………………..…29第六部分整机调试…………………………………………………………………………..…34

第一部分

基础知识

一,无线电波的传播方式无线电波在空间的传播方式主要有以下三种:

（1）地波;

（2）天波;（3）沿直线传播的电磁波;1,地波沿地球表面附近的空间传播的无线电波叫地波.地面上有高低不平的山坡和房屋等障物,根据波的衍射特性,当波长大于或相当于障碍物的尺寸时,波才能明显地绕到障碍物的后面.地面上的障碍物一般不太大,长波可以很好地绕过它们.中波和中短波也能较好地绕过,短波和微波（也即超短波）由于波长过短,绕过障碍物的本领就很差了.地球是个良导体,地球表面会因地波的传播引起感应电流,因而地波在传播过程中有能量损失.频率越高,损失的能量越多.所以无论从衍射的角度看还是从能量损失的角度看,长波,中波和中短波沿地球表面可以传播较远的距离,而短波和微波则不能.地波的传播比较稳定,不受昼夜变化的影响,而且能够沿着弯曲的地球表面达到地平线以外的地方,所以长波,中波和中短波用来进行无线电广播.2,天波依靠电离层的反射来传播的无线电波叫做天波.电离层对于不同波长的电磁波表现出不同的特性.实验证明,波长短于10m的微波能穿过电离层,波长超过3000m的长波,几乎会被电离层全部吸收.对于中波,中短波,短波,波长越短,电离层对它吸收得越少而反射得越多.因此,短波最适宜以天波的形式传播,它可以被电离层反射到几千千米以外.但是,电离层是不稳定的,白天受阳光照射时电离程度高,夜晚电离程度低.因此夜间它对中波和中短波的吸收减弱,这时中波和中短波也能以天波的形式传播.收音机在夜晚能够收听到许多远地的中波或中短波电台,就是这个缘故.3,沿直线传播的电磁波微波和超短波既不能以地波的形式传播,又不能依靠电离层的反射以天波的形式传播.它们跟可见光一样,是沿直线传播的.地球表面是球形的,微波沿直线传播,为了增大传播距离,发射天线和接收天线都建得很高,但也只能达到几百米.在进行远距离通信时,要设立中继站.由某地发射出去的微波,被中继站接收,进行放大,再传向下一站.这就像接力赛跑一样,一站传一站,把电信号传到远方.直线传播方式受大气的干扰小,能量损耗少,所以收到的信号较强而且比较稳定.电视,雷达采用的都是微波.现在,可以用同步通信卫星传送微波.由于同步通信卫星静止在赤道上空36000km的高空,用它来做中继站,可以使无线电信号跨越大陆和海洋.二,无线电广播信号的类型及传播声波在空气中传播速度慢（约340m/s）,衰减快,传播距离短.为了使音频信号能够远距离传播,常将声音信号调制到高频载波（单一频率的等幅振荡波形）上,以电磁波形式从天线发射出去.最常见的两种调制方式是调幅和调频.调幅（AM）是使载波的振幅随调制信号的幅度变化而变化,该过程如图1-1所示.一个调幅广播频道所占带宽为9千赫,因而传送的声音信号最高频率约4.5千赫,特别是由于受到收音机通带宽度的限制,保真度较差.另外,抑制寄生调幅干扰的能力差,重放信号中常混有令人生厌的噪声,影响收听效果.调频（FM）是指在调制过程中使载波的频率随调制信号幅度变化而变化,波形变化如图1-2所示.一个调频广播频道所占带宽为200千赫,声音信号最高频率可达15千赫,因而保真度高.另外,调频广播的信噪比高,抗干扰能力强.

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目前无线电电声广播已经向调频立体声方向发展.

图1-1调幅过程图1-2调频波形广播电台的调幅广播通常使用中波和短波波段,调频广播则使用超短波波段.中波广播的频率范围为535～1605kHz,该波段的电磁波主要沿地表进行传播.由于地表对它的吸收较强,所以传播距离有限;短波的频率范围为3～30MHz,它主要靠距地面50～400km左右的高空电离层的反射进行传播,传播距离较远.由于电离层的高度受季节,昼夜,气候等条件变化的影响,所以短波信号的强弱随环境条件变化很明显.用短波段实现远距离广播,成本低,易于实现,因而这一频段的电台特别拥挤.在收音机中为了调谐方便,常将短波分为短波Ⅰ（3.9～8.5MHz）和短波Ⅱ（8.5～18MHz）,也有的分为6个波段,甚至更多,这些波段基本覆盖了短波广播的主要频率范围;调频广播的频率范围为88～l08MHz,属于超短波波段.由于它只能在空间直线传播,因此它的传播距离较近,广泛用于各地市地方台的立体声广播.表1是常用无线电波段的使用情况.表1波段长波中波中短波短波波长频率传播方式地波主要用途超远程无线电通信和导航

30000m～3000m10kHz～100kHz3000m～200m200m～50m50m～10m米波10m～1m（VHF）100kHz～1500kHz1500kHz～6000kHz6MHz～30MHz30MHz～300MHz

地波和天波调幅（AM）无线电广播,电报,通信天波调频（FM）无近似直线传线电广播,电播视,导航

微波

分米波1m～0.1m（UHF）厘米波毫米波10cm～1cm10mm～1mm

300MHz～3000MHz3000MHz～30000MHz30000MHz～300000MHz直线传播电视,雷达,导航

三,初识收音机收音机是接收广播电台发送的携带音频信息的无线电波,并从中还原出声音的装置.

（一）收音机的分类及组成常用的收音机有调幅式收音机和调频式收音机两种.1.调幅式收音机常用的调幅式收音机大多是超外差式调幅收音机,它的结构如图1-3所示.接收天线感

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应到电台广播信号后,通过输入回路的调谐,把需要的节目预选出来,变频器将本机产生的等幅振荡信号与外来选出的电台信号在混频器中混频,取得它们的差频,并称之为中频率信号（按我国广播标准规定为465kHz）.不管外来电台的频率如何变化,由于本机振荡的频率跟踪外来电台频率变化且始终比外来信号频率高一个中频频率,后级可对固定中频信号进行放大.又由于固定频率的放大器易于高质量的最优化设计,因此中频放大器保证了良好的灵敏度,选择性,保真度等各项指标.然后通过检波器得到音频信号,送低频放大电路和功率放大电路,输出驱动扬声器发出声音.

图1-3超外差式调幅收音机结构图

2.调频式收音机常用的调频式收音机是超外差调频收音机,它的结构如图1-4所示.用于高频段的调频接收机与中波段的调幅超外差收音机原理大体相同,但由于频率较高,从天线,高频回路到各高,中频放大器的调谐回路形式有所不同（中频频率也较高,定为10.7MHz）.由于调制方式不同,解调采用鉴频器.

图1-4超外差调频收音机结构图

（二）收音机的主要性能指标收音机的主要性能指标有灵敏度,选择性,失真度,输出功率等.1.频率范围简称波段,它是指收音机所能接收到的广播电台信号的频率宽度.调幅中波频率范围为（535～1605）kHz;短波频率范围为（2.3～26.1）MHz,并可分为若干个短波,用短波1,短波2…….来表示;调频广播频率范围为（88～108）MHz;有些收音机还可以接收电视伴音TV信号.2.灵敏度当收音机的输出功率达到额定功率时,在输入端所需要的最小信号的强度称为灵敏度,单位为微伏/米.它用于表示收音机接收微弱信号的能力.输入信号越小,收音机的灵敏度越高.高灵敏度的收音机因能接收距离较远,信号很弱的无线电广播,所以收听的电台较多.一般中波段收音机的灵敏度应不劣于2毫伏/米,一般调频收音机的灵敏度为100微伏/米.3.选择性选择性表示收音机从包括各种频率的复杂信号中选出有用信号而抑制其他干扰信号的能力,选择性以输入信号失谐±9kHz时灵敏度下降的程度来表示,单位为dB（分贝）.dB数越大,表示收音机的选择性越强.例如,某收音机选择性≥22dB.4.失真度失真度,也称为保真度.它反映收音机输出信号的失真情况.对音质有影响的主要是频率失真和非线性失真.普通便携式收音机,由于体积的限制,所使用的扬声器的口径较小,无法重现较宽的音频频带,只要求频宽300HZ—3KHZ,非线性失真在8%以内就行了.5,输出功率输出功率是指收音机输送给扬声器的音频信号的功率,单位为W（瓦）,也可用mW表示.输出功率越大,收音机发出的声音越响.例如,某收音机最大不失真功率≥100mW.

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第二部分收音机原理

一,调幅收音机的原理1,矿石收音机（略）2,直放式（来复再生式）收音机:

对天线接收下来的高频调幅波直接进行放大,然后检出音频信号后,经低频放大器加以放大,最后推动扬声器发声.见图2-1.

图2-1

直接放大式收音机原理方框图

特点:

高频,低频灵敏度不一样,选择性差,失真大,稳定性差.3,超外差式收音机:

如果对天线接收下来的某一范围的广播电台信号与本机振荡信号进行混频,即进行频率变换,都变换为一个固定的中频载波频率（仅是载波频率发生改变,而其信号包络仍然和原高频信号包络一样）,然后再对此固定的中频进行放大,检波,再加上低放级,就成了超外差式收音机.这种接收机中,在高频放大器和中频放大器之间须增加一级变换器,通常称为变频器,它的根本任务是把高频信号变换成固定中频.而由于中频频率（我国采用465千赫）较变换前的高频信号（广播电台的频率）低,而且频率是固定的,所以任何电台的信号都能得到相等的放大量.另外,中频的放大量容易做得比较高,而不易产生自激,所以超外差式收音机可以做得灵敏度很高.由于外来电台必须经过"变频"变成中频频率才能通过中频放大回路,所以可以提高收音机的选择性.一般的超外差式收音机组成方框图如图2-2所示.

图2-2超外差式收音机原理图优点:

灵敏度高,选择性好,音质好（通频带宽）,工作稳定缺点:

镜像干扰,中频干扰,互调干扰二,调幅收音机的电路分析

（一）变频级从图2-2中可以看出,超外差式收音机的变频级包括混频器和本机振荡器两个部分.

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从天线收到的高频调幅信号经调谐输入回路的选择,送入变频级的混频器.本机振荡器产生的高频等幅振荡信号也送入混频器.通常本机振荡的频率高于外来信号的频率,而且高出的数值要保持一定值,即中频频率.两种信号在混频器中混频的结果,产生一个新的频率信号,即差频信号（本机振荡频率与输入信号频率之差）,也称"中频"信号.这就是"外差作用".我国收音机中频频率规定为465千赫.465千赫的差频信号仍属高频范围,只是因为它比外来信号的载波频率低,所以才称为"中频"信号.变频级电路的本振和混频由一只三极管担任（自激式变频电路）.由于三极管的放大作用和非线形特性,所以可以起频率变换作用.两个信号同时在晶体管内混合,将产生fL±nfC的许多频率成分,通过中频变压器的选频作用,选出频率为fL-fC=465KHz的中频调幅波,如图2-3所示.

.

uC

VT1

-UCC

12

中频调幅波音频u

C

中放

t

T3

tuL

中频465KHz

高频调幅波

t

图2-3混频示意图图2-4所示的变频电路是某套件的收音机线路中的变频电路.

图2-4现对此电路工作过程叙述如下:

Lab是绕在磁性棒上的线圈,Lab,Ca,Cat组成了高频调谐回路,Lb,Cb,Cbt,C3组成本机振荡回路.磁性天线接收到的高频调幅信号,经高频调谐回路的选择,由耦合线圈Lcd加到变频管的基极和发射极之间;本机振荡器产生的高频等幅信号（比外来信号频率高一个固定中频）通过C2,C1和R2也加到变频管的基极和发射极之间.我们知道半导体三极管的发射结（发射极和基极之间的P-N结）是非线性元件,所以当外来信号和本机振荡信号加在发射极--基极回路时发生混频,产生了我们需要的差频（465千赫）.我们再通过接在集电极回路中的L3组成的中频谐振回路（俗称中周）,将被放大了的中频信号选取出来,由L3次级输出送至中频放大器.

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为了使本机振荡的频率和调谐回路的高频谐振频率之差始终为一固定中频（465千赫）,在改变调谐回路的谐振频率时（选择所要收听的电台时）,必须同时调整振荡回路的振荡频率,这叫"跟踪".为了简化使用时的调谐手续,在收音机中,上述两个回路是采用一只同轴双连可变电容（Ca,进行调整的.Cb）常用的双连可变电容是等容式的.例如有270PF×2,365PF×2等规格.使用等容双连可变电容时必须在本机振荡回路中的可变电容Cb上并联一个小电容Cbt,适当地选取Cbt,以便使两个回路得到较好的统调,C3是垫振电容用以补偿波段高低端的统调偏差.电阻R1,R2组成偏置电路.L2是中波振荡线圈.L3是"中周".下面介绍一下频率"跟踪"的原理.变频级包含有输入谐振回路和本机振荡回路.输入谐振回路调谐于被接收信号的载频fc上,本机振荡回路应调谐在比fc高出465kHZ的频率fL上,保证变频后输出为中频（465kHZ）信号.为此,常常采用双联电容器来实现.如图2-5所示.

图2-5双联电容器实现频率跟踪但是,这两个谐振回路的波段覆盖系数k不相等,例如在（535～1605）kHZ中波段,它们分别为

为了使双连电容器在0～180°的转动角范围内,同时满足两个回路的波段覆盖,通常采用三点统调方法.在本振回路中串联一个固定电容C3（常取300pF）,俗称垫整电容;又并联一个可变电容Cbt（常取5～30pF的微调电容）,俗称补偿电容,如图2-7（c）所示.因为在未接入C3和Cbt时,在双连电容器转角180°范围内只有一点满足fL=fc+465kHz.如图2-6（a）所示,在低频端本机振荡回路的振荡频率和输入谐振回路的谐振频率相差465kHz,则双连从0°旋到180°过程中,其余各点都不满足fL=fc+465kHz,也就是说只有低频端一点跟踪.图2-6（b）所示情况只有在中间一点（双连旋在90°角左右）跟踪.

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（a）

（b）

图2-6频率与双连旋转关系曲线如果本机振荡回路中并联一个电容Cbt,如图2-7（a）,当双连全部旋进,Cb电容量最大,而电容器Cbt容量较小,因此对谐振回路影响不大;当双连全部旋出（即Cb容量最小仅10pF左右）时,并联电容Cbt对谐振回路的作用很大,它使谐振回路的高端谐振频率明显降低,于是如图2-7（a）所示可以实现a,b两个统调点.

图2-7

串,并联电容后的跟踪曲线

在本机振荡回路中串联一个大电容器C3,如图2-7（b）所示.当双连全部旋出（Cb容量最小）串联电容C3,（>>Cb）对回路的影响不大;当双连全部旋进（Cb容量最大）C3将,使回路的低端谐振频率明显升高,如图2-7（b）中a点,这里也有两个统调点.如果回路原先在中心频率（指双连旋转90°角点上）满足统调,再串联上垫整电容C3和并联上补偿电容Cbt,就可能如图2-7（c）所示,使调谐曲线的高频端和低频端都满足统调.这就实现了三点统调.曲线表明,三点统调的跟踪曲线呈s形,它与输入调谐回路谐振曲线之间并不处处相差465kHz,但由于选台时起主要作用的是本振回路,当它正确调谐在fL（fc+465kHz）时,即使输入回路稍有失谐,由于通频带较宽,高频fc信号仍能通过,只要fL和fc的差频维持为465kHZ,整机的灵敏度和选择性所受影响就不大.在中波波段上,三个跟踪点定为600kHz,1000kHz和1500kHz.

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（二）中频放大级中频放大器是超外差式收音机的及其重要的组成部分,中放级的好坏对收音机的灵敏度,选择性和保真度等主要指标有决定性的影响.收音机里的中频放大器其工作频率为465千赫,用谐振回路作负载,这样可大大提高收音机的灵敏度和选择性.某套件的收音机中频放大器电路如图2-8所示.经过变频级变换成465千赫的中频信号通过中频变压器L3耦合至Q2基极,经过Q2放大后由第二只中频变压器L4耦合到Q3进行第二次中频放大,Q3既是第二中放的放大管,又是检波级,Q3放大后的中频信号利用Q3的be极的PN结的单向导电特性进行经检波.R3是第一中放管Q2的偏置电路,C4的任务之一是旁路中频信号;R4,R3,W1是第二中放管Q3的偏置电路.C5,C6是旁路电容,音频信号通过C7耦合到低放级.各极中频放大器之间采用中频变压器进行耦合.由于三极管输出阻抗较低,考虑阻抗匹配,所以电源供给从中频变压器初级中心头接入.同时次级大多数是不调谐的且圈数很少,以便与下一级所接的三极管输入阻抗小的特点相适应.

图2-8（三）检波和自动增益控制在超外差式收音机中,通常采用二极管检波器.在图2-8中利用Q3的be极单向导电特性作为检波二极管用,C5,C6是中频滤波电容,W1是检波负载,兼音量控制电位器,检波后的音频信号由电位器的滑动臂经隔直电容C7送至低频放大器.收音机在接收强弱不同的电台信号的时候,音量往往相差很大.电台信号过强,甚至引起失真.装上自动增益控制后,就能避免出现这些现象.自动增益控制电路由R3,组成.C4检波后,音频信号的一部分,通过R3送回到第一中放管Q2的基极.由于C4的滤波作用,滤去了音频信号中的交流成分,保留了直流成分.实际上送回到Q2基极的是音频信号中的直流成分.当检波输出的音频信号增大的时候,Q3的IC3增大,Q3的集电极电位就降低,通过R3,就会使Q2的基极电位降低,Q2的集电极电流减小,Q2的放大倍数就会下降,从而保持检波输出的音频信号大小基本不变,这样就达到了自动增益控制的目的.

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（四）功率放大电路收音机功放电路见图2-9所示:

Q4是推动级,它的集电极电流较大,能输出一定的音频功率,推动末级功率放大工作.输入变压器L5起阻抗匹配和倒相的作用,它输出大小相等,相位相反的信号推动三极管Q5,Q6做乙类推挽功率放大.Q5,Q6串联成无输出变压器（OTL）推挽功率放大电路.R7,R8,R9,R10是偏置电阻,使Q5,Q6在没信号输入时,也有一定的集电极电流,用来消除交越失真.由L5次级提供的倒相信号使Q5和Q6交替导通,在Q6的集电极上输出放大了的完整信号,通过隔直电容C9耦合到扬声器上.

图2-9（五）超外差式六管收音机整机电路分析磁性天线感应来的信号送到谐振回路Lab,中去Ca（参见图2-10线路标注）将Lab,,Ca调谐在接收的信号频率上,其它干扰信号相应地被抑制.然后通过Lcd的耦合将高频信号送到变频级Q1的基极.变频级的振荡电压通过C2注入Q1的发射极.Lb,Cb组成振荡回路,反馈是由Lc来实现的,因此,这是一个振荡电压由发射极注入,信号由基极注入的变频级.R1,R2是偏置元件,C1作高频旁路之用.经变频之后,信号变换成465千赫的中频信号,由谐振于465千赫的中频变压器L3取出送至由Q2组成的第一中频放大级.第一中放级加有自动增益控制,由R3,C4组成,C4是一个容量较大的电解电容器,其主要作用是滤除检波后的音频电流.经过Q2放大后的中频信号由L4取出后送到第二中频放大级.R4,R3,W1是第二中放级的偏置电阻,C5,C6是旁路电容.经过二级中放后的信号由Q3的be极单向导电特性进行检波.在电位器W1上的音频信号通过C7耦合到Q4组成的前置低放级.检波后的直流分量通过R3加到中频放大器Q2的基极作自动增益控制.Q4放大后的音频信号,经L5送到由Q5,Q6组成的推挽功率放大级,最后输出较大的音频功率推动扬声器发出声音.R5是Q4的偏置电阻;R7,R8,R9,R10是Q5和Q6推挽放大级的偏置电阻.C10,R6组成电源退耦电路;电容C8用来改善