收音机的组装与调试教材.docx
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收音机的组装与调试教材
模拟电子技术基础课程设计报告
设计题目:
收音机的组装与调试
专业班级:
信息工程学院
姓名:
xxx
学号:
2012xxxxxx
完成时间:
2013-12-23
2.4超外差式收音机介绍5
3.3电阻阻值计算10
4.1组装步骤13
4.2各器件安装方法14
5.各级工作点计算及测试………………………………..…………………………………20
6.1检测…….………………………………………………………………………...16
6.2调试………………………………………………………………………………17
7.1总体评价…………………………………………………………………………20
7.2发现的问题及解决方案…………………………………………………………20
1.实习目的和实习内容及要求
1.1实习目的:
1.熟悉电阻、电容、电感线圈、中周、变压器、二极管、三极管、电位器、耳机插座、喇叭等电子元件。
2.在散件的组装过程中进一步学习电子技术。
3.熟练焊接的基本技巧。
4.熟悉超外差式收音机的工作原理。
5.掌握电子安装工艺了解测量和调试技术。
6.掌握收音机的调试方法,能安装、调试出成品收音机。
1.2实习内容:
1.熟练焊接的基本技巧。
2.熟悉超外差式收音机的工作原理。
3.掌握电子安装工艺了解测量和调试技术。
4.掌握收音机的调试方法,能安装、调试出成品收音机。
1.3实习基本要求:
1.熟悉并了解电阻、电容、电感线圈、中周、变压器、二极管、三极管、电位器、耳机插座、喇叭等电子元件的基本识别方法和参数测试方法。
2.分析调幅接收系统各功能模块的工作原理。
3.基本掌握手工电烙铁的焊接技术,能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接。
4.安装调试及测量结果,最后能听到清晰的声音。
5.组装的成品收音机性能指标应满足一下条件:
接收频率范围:
AM535~1605KHZ
接收灵敏度:
AM达国家C类标准
输出功率:
大于100mW
供电电源:
DC3V
2.收音机原理
2.1收音机电路图
2.1收音机原理框图
2.3收音机基本工作原理
2.3.1无线电发送与接受的过程
人耳能听到的声音频率约在2HZ-20KHZ的范围。
通常我们把这一范围叫音频,声波在空气中的传播速度比起无线电波的传播速度是很慢的,而且衰减的速度很快,所以声音不能传得很远。
要实现声音的远距离传送,首先应将声音通过微音器转化为音频电信号,音频电信号不能直接向空间发射,必须用音频信号去调制一个等幅的高频震荡才能实现声音的远距离传输,这个等幅的高频震荡叫载波,经过调制的载波通过调谐功率器放大,由发射天线辐射到空间。
音频对载波的调制一般采用调幅或调频,由于调幅波频带窄,接收机简单,成本低的特点,目前大多电台均采用调幅广播。
发射过程如图2所示:
载波发生器
调制器
高频功率放大器
音频放大器
图2广播发送电路的原理
音频对载波的调制一般采用调幅或者调频。
调幅是使载波的振幅随着调制信号的强弱而变化,调频是使载波的频率随着调制信号的强弱而变化,由于调幅波频带窄,接收机简单,成本低的特点,所以目前中央和各省市及地方电台均采用调幅广播。
我国规定调幅广播中取音频信号的最高频率为Fn=4.5kHz,则每一广播电台占有9kHz的带宽。
调幅广播根据载波频率的高低分为中波,中短波和短波,我国中波广播频段为535kHz—1605kHz,短波I为2.7—7MHz,短波Ⅱ为7—18MHz。
由于调频波具有抗干扰能力强,音质好的特点,目前中央和大多省市区都有调频广播,调频广播频段为88—108MHz,已调波带宽为150—200kHz。
2.3.2无线电的接收
接收过程与发送过程相反,它的任务是将空中传送来的电磁波接收下来并还原成调制信号,经音频放大器放大推动杨声器发出声音。
接收机的电路形式有两种,一种为高放式收音机,高放式收音机首先经输入回路选频放大器放大,再经检波和音频放大推动扬声器发出声音。
高放式收音机具有灵敏度高,输出功率大的优点,但选择性差,另外高放级一般由二、三级组成,协调比较复杂;另一种是超外差收音机,其电路组成如图3所示:
图3超外差收音机的组成
2.4超外差式收音机介绍
2.4.1输入回路
输入回路的作用是从各种无线电波和干扰信号中,选择出所要收听的电台信号,它是同绕在磁棒上的线圈L1和双连可变电容的输入连及并联补偿电容组成,见图4(a),由于电磁波是有天线线圈L1产生感应电动势的,其等效电路如图4(b)所示,所以输入回路为一串谐振电路,其谐振固有频率
对于接收信号中fc=fs的信号,输入回路产生串联谐振,发生串联谐振时,L1两端电压最高,对其他频率的信号通过输入回路都因受到衰减,其谐振曲线如图4(c)从而达到回路选台的目的,调节C1a,便可改变谐振频率,从而可接收到本频率段不同电台的广播。
图4(a)输入回路图4(b)输出回来图4(c)谐振曲线
2.4.2本机振荡电路
变频器的作用是将天线线圈接收到的高频信号fs变成固定的中频(我国规定465kHz),要实现变频就要产生一个本机震荡信号,本振频率应高与高频信号fs一个中频,普通收音机本振与变频是由同一个晶体管实现的,如图5所示。
本机振荡是由振荡变压器B2和双连电容器的振荡连C1b等元件组成,T1集电极调谐回路B2与C7谐振于465kHz,对于本机振荡信号阻抗最小,C3、C4容量较大,对本振信号又可视为短路,故其交流等效电路如图5
(2)所示,图中L1、L2即振荡变压器B2,C=C5(C1b+C1b’)/(C5+C1b+C1b’),由图可以看出对振荡信号该级又是一级共基极电路。
图5
(1)变频电路图5
(2)交流等效电路
2.4.3混频电路
根据本机振荡注入方式,可将混频器分为:
发射极注入式、基极注入式和集电极注入式。
如图所示。
但它们基本工作原理都是利用晶体管的非线形作用,将本机振荡电路产生的高频信号及输入回路选择出来的已调波信号同时送入晶体管T,将在输出端得到不同频率的多种信号,在设计电路时,使本振信号频率比外来高频信号频率始终高出465KHz,而后在输出端采用LC调谐回路选择出465KHz的差额信号,并送到中放电路放大。
因发射极注入式电路中本振与所要接收的信号牵连少,互不干扰,工作稳定,是目前最常用的混频电路。
2.4.4中放电路
中频放大器的作用是对中频信号进行放大,中频放大电路如图6所示,与一般RC振荡器不同的是其集电极负载为中频变压器B4初级与电容C8组成并联谐振电路,其谐振回路的中心频率为中频,对于465kHz中频信号并联谐振电路阻抗最大(RC且为纯阻性的),中频放大器增益最高,而对于其它频率万分都将受到衰减和抑制。
并联谐振电路中电感具有中心抽头其作用是23两端并联谐振阻抗与晶体管的输出电阻相匹配,中频变压器初级绕组较高,次级绕阻很小,其目的也是使中频变压器与下一级输入电阻匹配以提高传输效率,一般收音机中放有关两级,如果将变频级考虑在内为三级,三个中频变压器各不相同,以型号和磁帽上的颜色区分,其目的是对各级中放的选择性,通频带和增益各有侧重,以满足整体设计指标的要求,一般中放1表态工作电流0.8—1.2mA,中放2工作电流1—1.5mA,要求中放增益40db带宽5—7kHz,邻近电台衰减26db以上。
图6中频放大器
2.4.5检波电路
检波的作用是从调幅波中得到调制信号,它与发送端调制器的作用相反,故称为解调。
在检波器中检波负载RL、CL的选择是十分重要的,RL、CL越大检波效率越高,但RL、CL过大,CL放电慢,当调幅包络的变化,而产生惰性失真(又称对角线失真)。
一般取调制信号的最高角频率与RL、CL的乘积小于1.5,即:
ΩmaxRLCL≤1.5,除二极管检波器外,还有三极管检波,三极管检波是利用晶体管be结,实现检波的,检波负载一般接在发射级。
图7检波原理
2.4.6低频放大电路和功率放大电路:
它们的作用是对微弱的小功率的音频信号放大,提出高输出功率,从而推动扬声器的工作。
OTL互补对称电路,由三极管下组成共射极放大电路,用于前置放大,三极管T2组成共射极放大电路,作为激励级,阻止校正电容,防止产生自激振荡。
2.4.7自动增益控制(AGC)电路
自动增益控制电路的作用是:
当信号过强时,它能使功率放大器增益降低,当接收信号波动过大时,它能使检波输出保持稳定,当接收信号过弱时,它能使中放增益最高。
它是利用检波输出的音频信号的平均值控制中频放得器的增益来实现的当检波器输出的音频信号增加时,通过自动增益控制电路使中放级的基极电压降低,中放级的集电极电流Ic↓→rbe↑→Au↓,当音频信号降低时,则:
Ic↑→rbe↓→Au↑,从而使检波器的输出保持稳定。
图8自动增益控制电路
3.收音机组装工具和器件
3.1组装工具
万用表、电烙铁、焊锡、锡枪、平头螺丝刀、梅花螺丝刀、信号发生器、镊子、钳子、5号电池、剪刀。
3.2组装器件清单
序号
名称
型号规格
位号
数量
序号
名称
型号规格
位号
数量
1
三极管
9018
VT1、VT2、VT3、
4只
19
电解解电容
100μF
C9、C11、C12
3只
2
三极管
9014
VT5
1只
20
瓷片电容
103
C2
1只
3
三极管
9013H
VT6、
VT7
2只
21
瓷片电容
223
C1、C4、C5
3只
4
发光二极管
3红
LED
1只
22
瓷片电容
223
C6、C7、C10、C1
3只
5
磁棒线圈
T1
1套
23
双联电容
1只
6
中周
红、黄、白、绿
T1、T2、T3、T4、T5
4个
24
收音机前盖
1个
7
输入变压器
T6
1个
25
收音机后盖
1个
8
扬声器
Φ58mm、8Ω
BL
1个
26
频率刻度板及指针不干胶
各1块
9
电阻器
51Ω
R8
1个
27
双联及电位器拔盘
各1个
10
电阻器
100Ω
R3、R11、R13、R15
4只
28
耳机插座
1个
11
电阻器
120Ω
R12、
R14
2只
29
磁棒支架
1个
12
电阻器
330Ω
R16
1只
30
印刷电路板
1块
13
电阻器
680Ω
R9
1只
31
套件说明书
1份
14
电阻器
1K
R6
1只
32
电池极片
三件
1套
15
电阻器
2K、20K、24K
R2、R5、R4
各1只
33
连接导线
4根
16
电阻器
51K、62K、100K
R1、R7、R10
各1只
34
双联及拔盘螺丝
3粒
17
电阻器
5K
RP
1只
35
电位器拔盘螺丝
1粒
18
电解电容
4.7μ
F
C3、C8
1只
36
自攻螺丝
固定电路板
1粒
3.3电阻阻值计算
电阻符号、单位
名称
电路符号
实物图
电阻的单位
电阻
R
欧姆(Ω)
1KΩ=1000Ω
1MΩ=1000KΩ
色环电阻色标法:
普通电阻器用四色环标志,精密电阻器用五色环标志,紧靠电阻体一端头的色环为第一环,露着电阻体本色较多的另一端头为末环。
色码识别定义
颜色
有效数字1
有效数字2
有效数字3
倍率
偏差
黑
0
0
0
100
棕
1
1
1
101
+1%
红
2
2
2
102
+2%
橙
3
3
3
103
黄
4
4
4
104
绿
5
5
5
105
+0.5%
蓝
6
6
6
106
+0.25%
紫
7
7
7
107
+0.1%
灰
8
8
8
108
白
9
9
9
109
金
10-1
+5%
银
10-2
+10%
4.收音机的组装
4.1组装步骤
先装低矮和耐热元件(如电阻),然后在装大元件(如中周、变压器),最后再装怕热元件(如二极管、三极管)。
4.2各器件安装方法
电阻的安装:
先将电阻阻值选择好,然后根据两孔的距离弯曲电阻脚立式插装或卧式插装在电路板上进行安装,高度要求统一。
我们按R1~R16的顺序焊接,以免漏掉电阻。
电容和三极管的安装:
电容和三极管的脚剪的长度要适中,它们不要超中周的高度。
焊电解电容时,特别要注意长脚是“+”极,短脚是“-”极。
电解电容紧贴电路板立式安装焊接,太高会影响后盖的安装。
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,既可以自动镶上焊锡丝,四个线头对应焊在线路板上。
由于调谐用的双连拨盘安装是离电路板很近,所以在它的圆周内高出部分的元件脚在焊接前用斜口钳剪去,以免安装或调谐时有故障。
焊接要控制好焊锡的量,并且要防止虚焊。
5.各级工作点的计算及测试
5.2测试数据:
VT1
VT2
VT3
VT4
VT5
VT6
VT7
IbQ(uA)
6.535
44.655
29.505
/
83.125
/
/
ICQ(mA)
0.83
5.18
2.98
/
10.64
/
/
Uce(V)
2.197
2.450
2.131
0.608
1.752
1.529
1.541
Ube(V)
0.34
0.763
0.741
0.608
0.655
0.674
0.677
UbQ(V)
1.765
0.760
0.881
0.736
0.678
2.183
0.673
UCQ(V)
2.181
2.246
2.252
0.736
1.718
3.014
1.506
β
127
116
101
/
128
/
/
6.电路的调试
6.1检测
6.1.1通电前的准备:
①:
自检,互检,使得焊接及印制板质量达到要求,特别注意各电阻阻值是否与图纸相同,各三极管,二极管是否有极性焊错,位置装错以及电路板线条断线或短路,焊接时有无焊锡造成电路短路现象。
②:
接入电源前必须检查电源有无输出电压(3V)和引出线正负极是否正确。
6.1.2初测:
接入电源(注意+、-极性),将频率盘拨到530KHz无台区,在收音机开关不打开的情况下首先测量整机静态工作总电流“Io”,测量方法参见,然后将收音机开关打开,分别测量三极管T1~T6的E、B、C三个电极对地的电压值(也叫静态工作点),测量时注意防止表笔要测量的点与其相邻点短接。
如果Io>15mA应立即停止通电,检查故障原因。
Io过大或过小都反映装配中有问题,应该重新仔细检查。
注意:
该项工作非常重要,在收音机开始正式调试前该项工作必须要做。
6.1.3试听:
如果各元器件完好,安装正确,初测也正确,即可试听。
接通电源,慢慢转动调谐盘,应能听到广播声,否则应重复①要求的各项检查内容,找出故障并改正,注意在此过程中不要调中周及微调电容。
6.2调试:
经过通电检查,调好工作点后,并正常发声后,才进行调试工作。
6.2.1调中频频率(俗称调中周)
目的:
将中周的谐振频率都调整到固定的中频频率“465KHz”这一点上。
①:
将高频信号发生器的频率指针放在465KHz位置上。
②:
打开收音机开关,频率盘放在最低位置(530KHz),将收音机靠近信号发生器。
③:
用改锥按顺序微微调整T4,T3。
使收音机信号最强,这样反复调T4、T3(2-3次),使信号最强,确认信号最强有两种方法,一是使扬声器发出的声音(1KHz)达到最响为止。
二是测量电位器Rp两端或R8对地的“直流电压”,指示值最大为止(此时可把音量调到最小),后面两项调整同样可使用此法。
6.2.2调整频率范围(通常叫调覆盖或对刻度)
目的:
使双联电容全部旋入到全部旋出,所接收的频率范围恰好是整个中波波段,即525KHz~1605KHz。
①:
低端调整:
高频信号发生器调至525KHz,收音机调至530KHz位置上,此时调整T2使收音机信号声出现并最强。
②:
高端调整:
再将高频信号发生器调到1600KHz,收音机调到高端1600KHz,调C1b使信号声出现并最强。
③:
反复上述a、b二项调整2~3次,使信号最强。
6.2.3统调(调灵敏度,跟踪调整)
目的:
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”。
方法:
低端:
信号发生器调至600KHz,收音机低端调至600KHz,调整线圈T1在磁棒上的位置使信号最强,(一般线圈位置应靠近磁棒的右端)。
高端:
信号发生器调至1500KHz,收音机高端调至1500KHz,调C1a,使高端信号最强。
高低端反复2~3次,调完后即可用蜡将线圈固定在磁棒上。
注意:
(1)上述调试过程应通过耳机监听。
(2)如果信号过强,调整作用不明显时,可逐渐增加收音机与信号发生器之间的距离,使调整作用更敏感。
7.总结
7.1总体评价
短短的几天电子实训很快就结束了,实训结束的同时自己的收音机也随之诞生了,总体来说效果还不错。
最低能接收535kHZ的信号、最高能接收1605kHz的信号,信号好时能接收到4个频道,音量很大也很清晰,抗震效果也很好从1米的地方掉下来各个器件完好无损。
7.2发现的问题及解决方案
7.2.1元器件问题
①:
对照元件清单目录表检察元件是否齐全,并用万用表粗测元器件的质量好坏。
②:
把所有元器件分清,插到打印的元器件清单表对应的器件名位置,以便焊接时准确快速的取到所用的原件。
7.2.2器件安装步骤
先装低矮和耐热元件(如电阻),然后再装大元件(如中周,变压器),最后再装怕热元件(如二极管,三极管)。
①:
电阻的安装:
先将阻值阻值选择好,然后根据两孔的距离弯曲电阻脚立式插装或卧式插装在电路板上进行安装,高度要求统一。
我们要按R1—R16的顺序焊接,以免漏掉电阻。
②:
电容和三极管的安装:
电容和三极管的脚剪得长度要适中,它们不要超中周的高度。
焊电解电容时,特别要注意长脚是"+"极,短脚是"-"极。
电解电容紧贴线路板立式安装焊接,太高会影响后盖的安装。
③:
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,既可以自动镶上焊锡丝,四个线头对应的焊在线路板上。
④:
由于调谐用的双连拨盘安装时离电路板很近,所以在它的圆周内的高出部分的元件脚在焊接前用斜口钳剪去,以免安装或调谐时有故障,影响拨盘调谐的元件有T2的引脚、双连的三个引脚、电位器的开关脚和一个引脚;
⑤:
喇叭安装挪位后用喇叭压板和螺丝固定;
⑥:
焊接要控制好焊锡的量,并且要防止虚焊。
7.2.3焊接工艺问题
①:
在焊接元器件之前,必须先检查元器件引脚是否有氧化现象,如果有,就必须把氧化层去掉,然后上锡;对三极管、中周必须测量其是否完好;对印刷电路板也要检查,看看有无断裂,或铜铂没腐蚀干净造成两条线路连接,必须把有问题的印刷电路板处理后才能插件、焊接,避免装配焊接后造成不必要的故障.
②:
按照装配图,对照元件位置,以器件清单表为参考,以先小件,后大件的顺序,逐个焊接,其高低、极向应符合图纸规定。
③:
注意二极管、三极管的极性以及色环电阻的识别。
④:
焊接时应选用尖烙铁头进行焊接,如果一次焊接不成功,应等冷却后再进行下一次焊接,以免烫坏印刷电路板造成铜铂脱皮。
焊完后应反复检查有无虚、假、漏、错焊,有无拖锡短路造成的故障。
⑤:
焊好大小件后再找到五个断点,经过测量电流值是不是在规定的范围后,就可以用焊锡直接焊接连接,如果不在就必须得找出原因修改后再次测量,以确保在最佳的工作点。
7.2.4收音机的组装
①:
把喇叭用适当的方法压入收音机盒,再把电源正极片和负极簧装入收音机盒相应位置,并装好另一端的连接片。
②:
将两个电位器拨盘用对应的螺钉固定,最后装上电池盖上后壳。
7.2.5收音机的测试和调试
①:
测试:
在元器件装配焊接无误后,将机器接通电源,即可进行调试工作。
用万用表分别对A.B.C.D.E的电流进行测试,如果在正常值范围内(小于10mA)即将它们焊接起来。
②:
调试:
用万用表Ω×1档黑表棒接地,红表棒从后级往前级寻找,对照原理图,从喇叭开始,顺着信号传播方向逐级往前碰触,喇叭应发出“喀喀”声。
当碰触到哪级无声时,则故障就在该级,可测量工作点是否正常,并检查有无接错、焊错、塔焊、虚焊等。
一切成功后,即可调台收听广播。
7.2.6实验问题解决办法
要控制好焊接的时间,电烙铁停留的时间太短,焊锡不易完全熔化、接触好,形成“虚焊”,而焊接时间太长又容易损坏元器件,或使印刷电路板的铜箔翘起。
图2-1收音机的组成框图
图2-2电路原理图
6.
a、
b、
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