模拟电子技术基础 课程设计报告.docx

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模拟电子技术基础课程设计报告

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：

_____________________

学号：

20121524122

完成时间：

2013-12-23

目录

1.实习目的和实习内容及要求3

1.1实习目的：

3

1.2实习内容：

3

1.3实习基本要求：

3

2.收音机原理4

2.1收音机组成4

2.2收音机电路4

2.3电路分析4

3.收音机组装实训工具和元件8

3.1万用表的使用8

3.2电容器9

3.3电阻器10

3.4晶体管的测判11

4.焊接技术及工具13

4.1基本工具使用13

4.2焊前处理15

4.3焊接技术15

5.电路的调试16

5.1调整静态工作点…….…………………………………………………...16

5.2调整中放（俗称调中周）…………………………………………………17

5.3调整频率覆盖（即校对刻度）……………………………………………17

5.4调整输入回路--补偿……………………………………………………..18

6.实习过程遇到的问题及解决方法18

（附录）实习时间安排：

19

1.实习目的和实习内容及要求

1.1实习目的：

1.学习收音机的调试与装配;

2.提高读整机电路图及电路板图的能力;

3.掌握收音机生产工艺流程，提高焊接工艺水平。

1.2实习内容：

1.收音机电路原理分析;

2.掌握印制电路板的组装及焊接工艺;

3.进行AM、FM中频及统调覆盖的调试及整机测试;

4.故障判断及排除。

1.3实习基本要求：

1.会检测元器件并判别其质量;

2.独立完成各测试点的测量与整机安装;

3.会排除在调试与装配过程中可能出现的问题与故障;

4.所制作的产品电器性能指标应能满足三级机水平（国标），具体如下：

接收频率范围：

AM525~1605KHZFM72~108MHZ

接收灵敏度：

AM达国家C类标准FM优于μV级

输出功率：

大于100mW

供电电源：

DC3V

立体声耳机输出阻抗：

32Ω

2.收音机原理

2.1收音机组成

图2-1收音机的组成框图

2.2收音机电路

图2-2电路原理图

2.3电路分析

2.3.1无线电波的接收

接收机应具有三项功能：

1-选台；2-调制；3-电声转换

超外差式收音机把接收到的电台信号与本机振荡信号同时送入变频管进行混频，并始终保持本机振荡频率比外来信号高465KHz，通过选频电路取两个信号的"差额"进行中频放大,超外差式收音机方框图与各部分波形

图2－3超外差式收音机方框图

2.3.2输入回路

常见的输入回路为磁性天线和外接天线。

外接天线又分为直接耦合式天线，电容耦合式天线，电感耦合式天线和电感，电容耦合式天线。

如图所示（a）（b）（c）（d）。

图2－4各种外接天线

2.3.3本机振荡电路

如图所示，L2和C3组成振荡回路，R1、R2和R3共同组成电流负反馈偏置电路，C1和C2起隔直通交作用，振荡电压通过L1和L2耦合反馈到基极，满足振荡相位平衡条件，即可自激振荡产生高频信号。

图2－5本振电路

2.3.4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。

图2－5混频器的几种方式

2.3.5中频放大电路

中频放大电路由两级中频放大器和三个中频变压器组成，如图2－6所示是一个典型的中频放大电路。

虽然三个中频变压器原理相同，但要求不同。

要求B1有良好的选择性，B2有一定的通频带和选择性；B3有较宽的通频带和较好的选择性，一般情况下，这三个变压器位置不可调换。

图2－6中频放大电路

2.3.6检波电路

如图2－7所示是二极管检波电路，它由中频信号输入电路，非线形元件和负载三部分组成，由于二极管D的单向导电特性抑制了输入的高频信号的负半周，使输出端只反映输入信号正半周的信号。

当输入为一等幅波时，由于电容的充电和放电作用，电阻Rw上将得到一个某一平均值上下起伏的锯齿形波形，这一平均值随输入信号振幅的变化而变化。

当输入为包迹变化代表低频调制信号变化规律的普通调幅波时，这一平均值将随调幅波的包迹变化而变化，它就是图lw-8二极管检波电路

该调幅波的检波输出信号。

图2－7二极管检波电路

2.3.7AGC电路：

它实质上是负反馈电路，其关键部分是自控源。

即外部电压信号强弱自动变化的电流源，几乎所有超外差收音机的AGC电路的源由此获得。

AGC电路自动音量控制作用。

因此AGC电路又叫自动音量控制电路。

2.3.8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。

3.收音机组装实训工具和元件

3.1万用表的使用

3.1.1使用前的准备

①明确要测什么？

怎么测？

②选择档位和量程；

③机械调零（不必每次都调）；

④注意红表笔要插入正极插口；黑表笔要插入负极插口；

3.1.2电压的测量

①注意：

两表笔要和被测电路并联；

②选择档位：

直流DCV

交流ACV

③选择量程：

a、量程要大于实测电压值；

b、不能确定被测电压大小时，可先用最大量程，再逐档减小；

④测量直流电压时，应注意被测两点正负极性。

不确定时，应用表笔快速碰触被测电路，观察指针偏转情况，以防指针被打弯。

⑤测量10V以下的交流电压，应用交流10V专用刻度读数；

3.1.3直流电流的测量

①注意：

两表笔要与被测电路串联；

②选择档位：

DCmA（μA）

③其他注意事项同电压测量；

3.1.4电阻的测量

①选择档位Ω

②选择合适倍乘；

③调节欧姆档调零旋钮进行调零（换一次倍乘调一次）；

④无法调零时，须更换表内电池；

⑤测量时，必须把被测电路与电源或其它电路切断：

⑥测量时手指不可同时与两表笔接触；

⑦注意：

对电阻档，黑表笔接内部电池正极，红表笔接负极；

⑧如有RX10K档，该档内部采用10V电池，不可用来检测耐压低的电子元件；

3.1.5其他注意事项

①万用表读数时，视线应正对着表针。

若表盘上有反射镜子，眼睛看到的表针应与镜子里的影子重合；

②为了提高测量精度，选取电压、电流量程，电阻倍乘时，尽量使表针偏转到满刻度的1/3到2/3处；

③测电阻时，应避免由于无意中将两支表比碰在一起造成短路，把电池白白浪费掉；

④万用表不用时，应将转换开关拨到交流电压最高一档或off档；

⑤长期不用万用表，应将电池取出。

3.2电容器

3.2.1有极性电容（电解电容）

极性：

①有“—”号标志的一侧为负；

②引出线长的一侧为正极；

参数：

①耐压值；

②容值；

3.2.2无极性电容（陶瓷电容）

电容容值标注规则：

容值：

103——>10x103=10000PF

682——>68x102=6800PF

2n2J表示该电容器标称值为2.2纳法（nF），即2200皮法（pF），允许偏差为±5%

①凡不带小数点的整数，若不标单位，则默认单位为PF；

②凡是带小数点的数，若不标单位，则默认单位为μF；

3.2.3电容好坏测试

①选用万用表欧姆档最高量程；

②利用电容充放电特性，对于好的电容，当用两表笔接触电容两引线时，万用表指针开始应有一个较大的摆动，然后指针慢慢退回到∞处；将电容两引线短接一下，然后交换表笔再测试，现象应该同上；

③如果万用表指针始终保持一个较大的摆动，则电容发生漏电故障；如果万用表指针始终不动，则电容可能发生开路故障；

④4700PF左右的电容是RX10K档测试时的临界值；

⑤一般电容器漏电电阻为几十至几百兆欧，除了电解电容外漏电电阻若小于几兆欧，就不能用了；

3.2.4可变电容

①单连可变电容

②双连可变电容

3.3电阻器

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。

表3－1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%

3.4晶体管的测判

3.4.1三极管的判断

1.三颠倒，找基极

三极管是含有两个PN结的半导体器件。

根据两个PN结连接方式不同，可以分为NPN型和PNP型两种不同导电类型的三极管。

测试三极管要使用万用电表的欧姆挡，并选择R×100或R×1k挡位。

红表笔所连接的是表内电池的负极，黑表笔则连接着表内电池的正极。

第一步是判断哪个管脚是基极。

这时，我们任取两个电极（如这两个电极为1、2），用万用电表两支表笔颠倒测量它的正、反向电阻，观察表针的偏转角度；接着，再取1、3两个电极和2、3两个电极，分别颠倒测量它们的正、反向电阻，观察表针的偏转角度。

在这三次颠倒测量中，必然有两次测量结果相近：

即颠倒测量中表针一次偏转大，一次偏转小；剩下一次必然是颠倒测量前后指针偏转角度都很小，这一次未测的那只管脚就是我们要寻找的基极。

2.PN结，定管型

找出三极管的基极后，我们就可以根据基极与另外两个电极之间PN结的方向来确定管子的导电类型。

将万用表的黑表笔接触基极，红表笔接触另外两个电极中的任一电极，若表头指针偏转角度很大，则说明被测三极管为NPN型管；若表头指针偏转角度很小，则被测管即为PNP型。

3.顺箭头，偏转大

　　找出了基极b，另外两个电极哪个是集电极c，哪个是发射极e呢?

这时我们可以用测穿透电流ICEO的方法确定集电极c和发射极e。

（1）对于NPN型三极管，穿透电流的测量电路如图所示。

根据这个原理，用万用电表的黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec，虽然两次测量中万用表指针偏转角度都很小，但仔细观察，总会有一次偏转角度稍大，此时电流的流向一定是：

黑表笔→c极→b极→e极→红表笔，电流流向正好与三极管符号中的箭头方向一致（“顺箭头”），所以此时黑表笔所接的一定是集电极c，红表笔所接的一定是发射极e。

（2）对于PNP型的三极管，道理也类似于NPN型，其电流流向一定是：

黑表笔→e极→b极→c极→红表笔，其电流流向也与三极管符号中的箭头方向一致，所以此时黑表笔所接的一定是发射极e，红表笔所接的一定是集电极c。

4.测不出，动嘴巴

　　若在“顺箭头，偏转大”的测量过程中，若由于颠倒前后的两次测量指针偏转均太小难以区分时，就要“动嘴巴”了。

具体方法是：

在“顺箭头，偏转大”的两次测量中，用两只手分别捏住两表笔与管脚的结合部，用嘴巴含住（或用舌头抵住）基电极b，仍用“顺箭头，偏转大”的判别方法即可区分开集电极c与发射极e。

其中人体起到直流偏置电阻的作用，目的是使效果更加明显。

电子制作中常用的三极管有90××系列，包括低频小功率硅管9013（NPN）、9012（PNP），低噪声管9014（NPN），高频小功率管9018（NPN）等。

它们的型号一般都标在塑壳上，而样子都一样，都是TO-92标准封装。

在老式的电子产品中还能见到3DG6（低频小功率硅管）、3AX31（低频小功率锗管）等

9011NPN9012PNP9013NPN9014NPN9015PNP9016NPN9018NPN8050NPN8550PNP

9011或3DG6、3DG201型硅NPN小功率三极管,VT2选用9015或3CG21型硅PNP小

功率三极管

3.4.2二极管、三极管的测试

1、选用万用表欧姆档RX100或RX1K档

2、PN结正向电阻几百几K或更小

3、PN结反向电阻几十K或更大

4.焊接技术及工具

4.1基本工具使用

4.1.1电烙铁

电烙铁是最常用的焊接工具。

电烙铁通电后，在烙铁头部能产生约250℃左右的高温，使焊锡熔化，可把电子元器件焊接在电路板上。

在电子制作中，通常要焊接晶体管、集成电路等小型元件，所以一般选用功率在25Ｗ左右的内热式电烙铁。

操作姿势见图5-2。

操作时要注意安全。

加热后的电烙铁头部不要碰及皮肤等身体裸露部分，以免烫伤，也不要将烙铁头碰到塑料之类的物体（特别是塑料包裹的电线）及化纤类衣服，以免烫伤。

不用时，要放在烙铁架上，如果电烙铁已经接在电源上，但烙铁不热，应请有经验的老师或家长检查，自己不要拆装，以免发生危险。

图4－1电烙铁操作姿势

我们使用20W内热式电烙铁。

如图

图4－2电烙铁和焊锡

新烙铁使用前，应用细砂纸将烙铁头打光亮，通电烧热，蘸上松香后用烙铁头刃面接触焊锡丝，使烙铁头上均匀地镀上一层锡。

这样做，可以便于焊接和防止烙铁头表面氧化。

旧的烙铁头如严重氧化而发黑，可用钢挫挫去表层氧化物，使其露出金属光泽后，重新镀锡，才能使用。

电烙铁要用220V交流电源，使用时要特别注意安全。

应认真做到以下几点：

　　1．电烙铁插头最好使用三极插头。

要使外壳妥善接地。

　　2．使用前，应认真检查电源插头、电源线有无损坏。

并检查烙铁头是否松动。

　　3．电烙铁使用中，不能用力敲击。

要防止跌落。

烙铁头上焊锡过多时，可用布擦掉。

不可乱甩，以防烫伤他人。

　　4．焊接过程中，烙铁不能到处乱放。

不焊时，应放在烙铁架上。

注意电源线不可搭在烙铁头上，以防烫坏绝缘层而发生事故。

　　5.使用结束后，应及时切断电源，拔下电源插头。

冷却后，再将电烙铁收回工具箱。

4.1.2焊锡和助焊剂

　　焊接时，还需要焊锡和助焊剂。

　　1．焊锡。

焊接电子元件，一般采用有松香芯的焊锡丝。

这种焊锡丝，熔点较低，而且内含松香助焊剂，使用极为方便。

　　２.助焊剂。

常用的助焊剂是松香或松香水（将松香溶于酒精中）。

使用助焊剂，可以帮助清除金属表面的氧化物，利于焊接，又可保护烙铁头。

焊接较大元件或导线时，也可采用焊锡膏。

但它有一定腐蚀性，焊接后应及时清除残留物。

4.1.3辅助工具

实

物

名称

电烙铁

剪刀

镊子

尖头钳

小旋凿

为了方便焊接操作常采用如下工具等做为辅助工具。

同学们应学会正确使用这些工具。

图4－3常用工具

剪刀：

用来剪断电线或元件引线。

还可以用来刮除元件引线或其它金属表面的氧化物及污垢，便于焊接。

镊子：

用来夹持细小元件或元件的引线。

　　小旋凿：

有平头和十字头两种，用来拧动镙钉。

尖头钳：

夹持元件或剪断较粗的导线。

4.2焊前处理

焊接前，应对元件引脚或电路板的焊接部位进行焊前处理。

4.2.1清除焊接部位的氧化层

　　1．可用断锯条制成小刀。

刮去金属引线表面的氧化层，使引脚露出金属光泽。

　　2．印刷电路板可用细纱纸将铜箔打光后，涂上一层松香酒精溶液。

4.2.2元件镀锡

　　在刮净的引线上镀锡。

可将引线蘸一下松香酒精溶液后，将带锡的热烙铁头压在引线上，并转动引线。

即可使引线均匀地镀上一层很薄的锡层。

导线焊接前，应将绝缘外皮剥去，再经过上面两项处理，才能正式焊接。

若是多股金属丝的导线，打光后应先拧在一起，然后再镀锡。

4.3焊接技术

做好焊前处理之后，就可正式进行焊接。

4.3.1焊接方法

　　１．右手持电烙铁。

左手用尖嘴钳或镊子夹持元件或导线。

焊接前，电烙铁要充分预热。

烙铁头刃面上要吃锡，即带上一定量焊锡。

　　２．将烙铁头刃面紧贴在焊点处。

电烙铁与水平面大约成60℃角。

以便于熔化的锡从烙铁头上流到焊点上。

烙铁头在焊点处停留的时间控制在2～3秒钟。

（A）刮去氧化层　　　　（B）均匀镀上一层锡

图4－4上锡操作

3．抬开烙铁头。

左手仍持元件不动。

待焊点处的锡冷却凝固后，才可松开左手。

　　4．用镊子转动引线，确认不松动，然后可用偏口钳剪去多余的引线。

（Ａ）焊接     （Ｂ）检查       （C）剪短

图4－5焊接及引脚处理

4.3.2焊接质量

　　焊接时，要保证每个焊点焊接牢固、接触良好。

要保证焊接质量。

好的焊点如图B

　　（Ａ）所示应是锡点光亮，圆滑而无毛刺，锡量适中。

锡和被焊物融合牢固。

不应有虚焊和假焊。

虚焊是焊点处只有少量锡焊住，造成接触不良，时通时断。

假焊是指表面上好像焊住了，但实际上并没有焊上，有时用手一拔，引线就可以从焊点中拔出。

这两种情况将给电子制作的调试和检修带来极大的困难。

只有经过大量的、认真的焊接实践，才能避免这两种情况。

焊接电路板时，一定要控制好时胡间太长，电路板将被烧焦，或造成铜箔脱落。

从电路板上拆卸元件时，可将电烙铁头贴在焊点上，待焊点上的锡熔化后，将元件拔出。

5.电路的调试

5.1调整静态工作点

先将本振回路短路（S1接通）。

在无信号情况下，按表6.1要求调整各级集电极电流。

表5.1各级集电极电流

晶体管

T1

T2

T3

T5

T6、T7

集电极电流（mA）

0.3～0.5

3～5

1.5～3.5

3～5

1～2

变频级包括本机振荡和混频两方面的作用，混频要求管子工作在输入特性非线性区域，工作电流宜小，而振荡则要求工作电流大些，为了兼顾二者，一般取IC1在（0.3～0.6）mA范围内。

中放有两级，前级加有自动增益控制，要求晶体管工作在增益变化剧烈的非线性区域，IC2一般取（0.4～0.6）mA范围，后级以提高功率增益为主，IC3取（0.8～1.2）mA范围。

实习中所测数据如下：

Vt1

Vt2

Vt3

Vt4

Vt5

Vt6

Vt7

ICQmA

0.75

5.04

2.64

3.42

9.47

1.06

1.06

UceV

0.01

0.007

8.7mV

0.612

2.7

1.276

0.845

UbeV

0.071

0.694

0.683

0.614

0.578

0.591

0.595

A

72

101

91

434

115

200

196

5.2调整中放（俗称调中周）

    调整的目的是将Tr1、Tr2、Tr3谐振回路都准确地调谐在规定的中频465kHz上，尽可能提高中放增益。

调试方法如下：

    先将双连动片全部旋入，并将本振回路中电感线圈L4初级短接（即S1接通），使它停振。

再将音量控制电位器W旋在最大位置。

然后调节高频信号发生器，输出一个fo=465kHz标准的中频调幅波信号（调制频率为400Hz，调制度为30%）。

3．

5.3调整频率覆盖（即校对刻度）

    仪器连接如图6－4所示,调节过程中,扬声器用负载RL代替,输出电压用示波器作指示。

图5－1统调仪器连接方式

5.3.1调低端

    断开图2.13.5上的S1，将双连电容器全部旋进，音量电位器W仍保持最大。

调节高频信号发生器使输出频率为525kHz（调制频率为400Hz，调制度为30％）幅度为0.2V的调幅波信号。

调节振荡线圈磁芯使收音机输出最大。

若收音机低端低于525kHz，振荡线圈磁芯向外旋（减少电感量）；若低端高于525kHz，磁芯位置向里旋（增加电感量）。

    5.3.2调高端

    将高频信号发生器调到1610kHz，幅度和调制度同上。

把双连电容器全部旋出，调节振荡回路补偿电容C2，使收音机输出最大。

若收音机高端频率高于1610kHz，应增大C2容量；反之，则应减小C2容量。

实际上，高端与低端的调整过程中互有牵连，因此必须由低端到高端反复调整几次，才能调整好频率覆盖。

5.4调整输入回路--补偿

    5.4.1调低端

    仪器接线不变，调节信号发生器，使输出信号频率在535kHz附近，调制度为30%，把双连电容器旋至低频端，直至收音机清楚地收听到400Hz调制信号，接着移动磁棒上天线线圈的位置，使收音机输出最大，至此低端算是初步调好。

    5.4.2调高端

    调节高频信号发生器输出载频为1605kHz附近的信号，把双连电容旋至高频端，使收音机清楚地收听到400Hz调制信号,然后,调节输入回路微调电容Co使收音机输出最大。

与调整频率覆盖一样，调节高端与低端的补偿会互相牵连，必须由低端到高端反复调几次。

以上调整时，高频信号发生器输出的信号幅度要适当（不能太强），以利于调节过程中便于判别收音机输出音量的峰点为准。

6.实习过程遇到的问题及解决方法

整机装配完毕后，一般会出现两种问题：

一是可以收听到电台，但台少，或不清晰、失真，需要调试。

二是收听不到电台，无声，那就需要进行检测，找出什么地方出的问题，是否需要更换元器件；现以中夏牌S66D型袖珍收音机为例（电路原理图见附图），对这两个问题做一些简单的分析，供各位老师和同学们参考。

1.可以收听到电台，但台少，或不清晰，失真，需要调

我们进行的是三点统调，即中端、高端、低端三点。

先调中端，一般是729kHz的中央台。

指针刻度对应729kHz，缓慢调节红色的中频变压器（中周），即调节磁芯在线圈中的位置，使其能最清晰的收到江西电台的广播。

然后再调高端，可先将收音机调到一个高端电台即中央一台981kHz，然后调节两个补偿电容。

这两个高端频率补偿电容是并联在调谐电Ca、Cb两端的，直到能清晰地收听到高端的电台广播为止。

最后调低端，一般是调630kHz的中央二台。

指针刻度对应630kHz，直接拨动天线线圈相对磁棒的位置，直到能清晰的收听到中央二台的广播为止。

2.收听不到电台，无声

此时需要进行