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电子工艺实习
HX108-2型超外差式收音机
工作原理及焊接
班级:
通信081
学号:
0806220104
姓名:
丁茹
摘要:
本文介绍了HX108-2型超外差式收音机的工作原理、装配工艺、整机调试。
超外差收音机属于调幅收音机。
在日常生活中被广泛实用。
体积较小,且包含了多种功能能电路,由输入调谐电路、变频级、一级中放、二级中放、检波级和自动增益控制电路(AGC)、低频放大级、功率放大级等组成,接收频率范围为535千赫~1605千赫的中波段。
具有灵敏度高、选择性好、工作稳定、声音宏亮、耗电省、失真度小等优点。
关键词:
超外差、HX108-2型、放大、检波、混频、耦合
前言:
现代生活离不开电,我们每个人都必须掌握一定的用电知识及电工操作技能。
通过电子工艺实习,可使我们回血一些常用电工工具、仪表、开关元件等的使用方法及工作原理。
接触电学知识,实现理论联系实际并为后续课程的学习打下一定的基础。
收音机是最常用的家用电器之一,通过这次实习,我们应该在了解其基本工作原理的基础上学会安装、调试、使用,并学会排除一些常见故障。
焊锡技术是电工的基本操作技能之一,通过实习我们会初步掌握,并培养自己在学习中耐心细致,一丝不苟的学习作风。
一、工作原理
一、超外差式收音机的主要工作过程
输入调谐回路选取的电台信号,被送入变频级与变频级中本机振荡电路产生的高出预接受电台信号频率的一个中频(465kHz)的等幅振荡信号混合。
选取其差频频率的信号,送入中频放大电路。
此中频信号的频率固定为465kHz。
被放大后的中频信号再用检波级解调,取出音频信号送入前置低放电路和功率放大电路,最后经喇叭还原成声音。
超外差式收音机收音机是经过变频后对固定的中频频率来进行放大的。
其框图及原理图如下。
1.1工作框图
X代表集电极工作电流测试点,电流参考值参见图上方
收音机原理图
二、各部分电路功能模块
1、输入调谐电路
接收天线到变频管输入端之间的电路称为输入电路。
输入电路又叫调谐回路,是收音机的第一道大门,它的主要作用是把要收听的电台信号选出来,而把不需要的电台或干扰信号抑制掉。
输入电路原理图
输入调谐回路是由磁性天线B1(L1和L2都绕在磁棒上)、调谐电容C1a、C1a’组成的串联谐振电路,如图所示。
磁棒的磁导率很高,当它平行于电磁场的传播方向时,就能大量的聚集空间的磁力线,使绕在磁棒上的调谐线圈L1感应出较高的外来信号。
调节双联电容的容量从最大到最小,可以使调谐回路的谐振频率在最低的535kHz到最高的1605kHz范围内连续变化。
调谐回路的作用就是调节其自身的频率,使它同许多外来信号中的某一电台频率一致,即产生谐振,从而大大提高L1两端的这个外来信号的电压,同时降低L1两端非谐振信号电压,以达到选择电台的目的。
2、变频级电路
变频级负担着把接收到的广播电台高频载波信号变为465kHz的中频载波信号的重要任务。
其工作正常与否和指标优劣将直接影响后级电路和整机的性能。
因此它是收音机的关键部分。
如图所示,它主要由本振和混频两部分构成。
本机振荡电路由振荡变压器B2、可变电容器C1b、C1b’构成变压器反馈式振荡器,振荡频率主要决定于L4、C1b、C1b’。
本机振荡信号通过C2、C3接在V1基极-发射极之间,自激振荡信号由反馈线圈L3耦合给振荡电路,再由C2、C3回送到V1基极-发射极之间,循环放大,形成振荡。
混频时,电台信号经C1a、C1a’、L1谐振选频后,通过L1、L2的耦合送入V1基极,同时,本振信号通过C3注入到V1发射极,两个信号在V1中混频后再放大,经圈数很少的L3(可视为对中频短路)送到选频负载B3,输出信号由中频变压器B3的选频回路进行选频,得到差频信号,再通过中频变压器B3耦合输送给中频放大器。
在第一中频变压器B3的副边上就可得到一个载波为465kHz的信号,从而实现变频全过程。
变频级部分原理电路
由于C1a、C1b是同轴双联可变电容器,输入信号调谐频率改变,本机振荡频率也随之改变,从而保证本振频率始终高于输入信号一个中频,满足收音机对中频的要求。
电路中的C1a’、C1b’为补偿电容,是为了保证振荡频率的跟踪(又称为统调)而设置的。
C2为高频旁路电容,对高频信号相当于短路。
C3为耦合电容。
R1、R2为V1提供了静态偏置电流,使它稳定的工作在非线性区。
3、中放电路
在收音机里的中频放大器简称为中放,中频放大级是指变频输出至振幅检波器之间的那一部分电路,其作用是用来放大经变频得到的465kHz中频信号,它是收音机的“心脏”部位。
中放电路性能的好坏与否,在很大程度上决定着收音机的整机灵敏度、选择性和频率特性等主要性能指标。
中频放大级电路原理
中频放大级电路由中频变压器(也称中周或中频滤波器)和中频放大器两部分组成,如图所示。
中频放大器一般分为1~3级,每级增益为25~35dB。
而在HX108-2型超外差式收音机中,采用的是由两级中频放大和三级选频滤波网络组成的中放电路。
一般情况下,两级中放的功能并不完全相同,第一级中放除了要完成一定的放大任务外,还必须保证选择性的要求,第二级中放的任务主要是进行再次放大,所以总要使其增益最高。
对中频放大级的基本要求有:
有足够的增益,要有良好的选择性、要有一定的通频带、工作要稳定可靠。
外界干扰源及调幅收音机调试不当所造成的干扰主要发生在中频放大级、变频级和输入调谐电路中。
这些干扰同样需要通过选择性来加以抑制。
主要的干扰有:
邻近电台的干扰、中频干扰、镜像干扰。
4、检波级及自动增益控制(AGC)电路
(1)、检波器
在这时,如果在中频放大后直接接上扬声器,扬声器还无法正常播放广播,职能听到嗒嗒的杂音。
只有把音频信号从调幅波中分离出来,再将音频信号通过低频放大器和功率放大电路后加到扬声器上才行。
完成这种分离作用的电路就是检波电路,也称为解调器,可以用二极管或三极管来实现。
检波级及自动增益控制(ACG)
在HX108-2型收音机中,电路中检波管使用的是三极管(集电极和基极短接)相当于二极管检波电路。
中频调幅信号经检波管V4检波,输出的是半个中频调幅信号,它包括直流分量、音频分量和残余中频分量。
经C8、R9、C9组成的
型滤波器滤除残余中频成分后得到一个中频调幅波的音频信号。
电位器W为检波器的负载兼音量控制。
检波出来的低频信号由W和C10耦合到前置低放进行放大。
(2)、自动增益控制(AGC)电路
自动增益控制电路能自动调节收音机的增益,使收音机在接收强弱不同的电台信号时,音量不致变化过大。
自动增益控制电路主要由R8电阻和C4电容组合来完成。
如图所示。
控制过程是把检波后低频信号中的直流成分引到第一中放管的基极,控制中放管基极电流,从而实现AGC控制。
电路中的R8和C4支路起AGC作用。
设第一中放管的静态基极电流为Ib,无外来信号时,Ib由偏置电路固定。
当收音机收到电台信号时,信号经变频和中频放大,然后由检波二极管D检波。
检波后的中频脉动电流被C8、R9和C9滤除,音频信号经隔直兼耦合电容C10送入低频放大器。
其中的直流成分为Id,一部分(Id’)小号在电位器W上,另一部分(Ib’)经R8和C4滤波后注入第一中放管的基极。
由于Ib和Ib’的流向相反,Ib’要抵消一部分Ib,使第一级中放的增益下降。
外来信号越强,检波后的Ib’越大,使第一中放增益越低。
反之,中放增益下降就越小,从而起到了AGC作用。
电路中的R8、C4支路,不但能滤掉残余中的中频和音频,保证中放管正常工作,而且两者的乘积决定着控制速度的快慢。
乘积越大,控制越慢;乘积越小,控制越快。
5、低频放大级电路
检波器与功率放大器之间的电路称为低频放大电路,主要作用是放大低频信号,激励功率放大器,使功率放大器有足够的输出功率,去推动扬声器(负载)工作。
低频放大级
在有些收音机电路中,低频放大级是由前置低放级和推动级组成的。
前置低放级是用来对检波后的低频信号进行初步放大的。
推动级用来对前置级输出的低频信号做进一步的电压放大,以满足功放级对输入信号幅度的要求,它又称为激励级。
如图所示,由C10耦合来的低频信号,经三极管V5放大后,送到输入变压器B6(V5的负载)的初级。
通过输入变压器B6可改善阻抗匹配程度,从而提高三极管V5的输出信号,激励功率放大器输出足够的功率。
6、功率放大级电路
功率放大级是收音机的最后一级,主要任务是把低频放大级送来的信号进行功率放大,以足够的功率输出去推动扬声器,所以也叫功率放大器。
收音机中常用的功率放大器有甲类(A类)、推挽乙类(B类)和无变压器功率放大器3种。
而在HX108-2型收音机中所采用的功率放大电路是乙类推挽功率放大器,电路如图。
从电路结构上来看,收音机的功率放大级是由两个完全对称的单边功放电路并接而成,因此,不但要求两个功放管的型号相同,而且参数也应相近。
推挽功放的工作原理是:
当输入变压器B6初级加有低频信号,在正半周,初级线圈上端正,下端负,次级两半线圈将感应出两个大小相等的低频信号。
此时功放管V6的基极为正,发射极为负,加有正偏压而导通,功放管V7的基极为负,发射极为正,加有凡偏压,因而不能导通。
V6管上的电流I6c流过输出变压器B7初级上半线圈,输出变压器次级线圈便感应出正半周信号电流,流过扬声器。
功率放大级电路
当输入变压器B6的初级线圈加有负半周信号时,初次级信号极性将与前述正半周时相反,功放管V7加有正偏压而导通,功放管V6加有负偏压而截至。
V7管的集电极电流I7c流过输出变压器B7的下半个线圈,其方向与I6c相反。
所以,输出变压器B7次级有与前述方向相反的负半周电流流过扬声器。
在输入信号的一个全周期内,将有一个完整的输出信号加到扬声器上。
由于功放管V6、V7的放大作用,加到扬声器上的信号将比输入信号大得多。
由于此电路的两管轮流工作,所以称之为推挽放大器;又因为它的静态工作点靠近截至区,又称为乙类推挽放大器。
7、电源控制电路
由C13、C14、C15和R12组成的电源退耦电路的作用是消除由电源电压引起的寄生振荡,并分别由C14与C15滤除低频成分,C13滤除高频成分。
C13、C14、C15还有消除各级电路之间相互干扰的作用。
D1和D2构成一个稳压电路为小信号电路提供电源,可获得一个1.4V左右的电压。
Rp是收音机的开关,可起到调节收音机声音大小的作用。
§调幅收音机的装配工艺
通过对一台收音机的安装、焊接及调试,了解电子产品的装配过程,训练动手能力,掌握元器件的识别及简易测试,整机调试工艺。
还必须培养我们严谨的学习作风。
在电子产品的焊接装配中应掌握的有:
1、对照原理图讲述整机工作原理
2、对照原理图看懂装配接线图
3、了解图中电气符号,并能与实物对照
4、根据技术指标测试各元器件的主要参数
5、认真细致的安装焊接,排除安装焊接过程中出现的故障
一、装配前准备
1、元器件的清点及初步检测
清点后,用万用表测试,保证焊装在电路板上的元件都是好的。
在检测之前,按电子元器件的标注方法正确读出含义,包括精度、标值、材料、类型等,并目测检查结构件的好坏。
2、烙铁的选用和处理
焊接收音机的一般选用30W~35W的电烙铁。
3、检查印制电路板
主要查看焊盘是够钻孔、有无脱离,印制导线有无毛刺短路、断裂现象,定位凹槽、安装孔及固定孔是否齐全。
4、元器件的处理
将所有元器件端子的漆膜、氧化膜处理干净(如元器件端子未氧化可省去此步骤),然后进行整形处理。
二、焊接印制电路板
首先将元器件插在印制电路板上,保证元器件安装位置无误,极性插装正确,并对元器件的端子进行镀锡处理。
收音机远见的插件焊接应按照如下顺序进行。
注意:
所有元器件的高度不得高于中周的高度。
(1)电阻、二极管
(2)元片电容、电解电容
(3)晶体三极管
(4)中周、输入输出变压器
(5)电位器
(6)双联、天线线圈
(7)电池夹引线、喇叭引线
三、检测
1、通电前的检查
收音机装配焊接完成后,应对照装配图依次检查如下几项。
(1)检查无极性元器件位置摆放
(2)检查有极性元器件极性焊接是否正确
(3)检查各种引线连接是否完好
(4)检查焊点有否脱焊、虚焊、漏焊。
所焊元件有无短路或损坏。
如发现上述问题,及时更正修改。
2、电流测量
收音机在印制电路板上预留有电流测试断点,用万用表进行整机工作点的工作电流测量,如果检查都满足要求,即可进行收台试听,在收音机试听前应将这些点连通。
正常时收音机各个测试点参数值
工作电流Io=12~14mA
工作电压Ec=3V
三极管
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
E/V
0.55
0.08
0.06
0.15
0
0
0
B/V
1.10
0.80
0.80
0.70
0.65
0.60
0.60
C/V
1.35
1.40
1.40
0.70
2.50
3.00
3.00
Ic/mA
0.18~0.22
0.4~0.8
1~2
0
2~4
4~10
4~10
接入电源,将频率盘拨到530KHz无台区,首先测量整机静态工作总电流,测量方法如下:
首先把万用表达到电流档20mA上,然后把收音机的开关关闭,并把万用表表笔接入开关两端进行测量。
3、静态工作点的测量
分别测量V1~V7的E、B、C三个极对地电压值(也叫静态工作点电压)。
四、组装
§整机调试
1、调试用仪器设备
稳压电源(3V/200mA或2节5号电池)、XG-25A高频信号发生器
示波器、毫伏表、圆环天线(调AM用)、无感应螺丝刀
2、调试步骤
(1)准备工作
在元器件装配焊接无误及机壳装配好后,将机器接通电源,应在AM能收到本地电台后,即可进行调试工作
(2)中频调试
仪器连接如图。
首先将双联旋至最低频率点,XG-25A信号发生器置于465kHz频率处,输出场强为10mV/M,调制频率1000Hz,调制度30%,收到信号后,示波器有1000Hz波形,用无感应螺丝刀依次调节黑-白-黄三个中周,且反复调节,使其输出最大,465kHz中频即调好。
仪器连接图
(3)覆盖及统调调制
将XG-25A置于520kHz,输出场强为5mV/M,调制频率1000Hz,调制度30%,双联调至低端,用无感应螺丝刀调节红色的振荡线圈,收到信号后,再将双联旋到最高端,XG-25A信号发生器置1620kHz,调节双联振荡联微调CA-2,收到信号后,再重复双联旋至低端,调红色的振荡线圈,高低端反复调整,直至低端频率为520kHz,高端频率为1620kHz为止。
统调:
将XG-25A置于600kHz,输出场强为5mV/M左右,调节收音机调谐旋钮,收到600kHz信号后,调节中波磁棒线圈位置,使输出最大,然后将XG-25A旋至1400kHz,调节收音机,直至收到1400kHz信号后,跳双联微调电容CA-1,使输出为最大,重复调节600~1400kHz统调点,直至两点均为最大为止。
(4)完成
在中频,覆盖、统调结束后,机器即可收到高、中、低端电台,且频率与刻度基本相符。
§结束语
通过学习,使我对电子工艺的理论有了初步的系统了解。
了解到焊普通元件与电路元件的技巧、收音机的工作原理与组成元件的作用等。
这些知识不仅在课堂上有效,对以后的电子工艺课的学习有很大的指导意义,在日常生活中更是有着现实意义;也对自己的动手能力是个很大的锻炼。
实践出真知,所有发明创造无一不是在实践中得到检验的。
没有足够的动手能力,就奢谈在未来的科研中有所成就。
在之后的实习中,我应该锻炼自己动手技巧,提高了自己解决问题的能力。
自己对电学元件有了更进一步的了解,知道他们的工作原理和使用规则,真正做到在专业知识上有了一个更深入的了解,大大的扩展了自己的认识。
总的来说,我们以后再学习生活中要培养好的习惯:
对待事情不可超之过急,要养成稳重的性格;做一些事情要按照规则办事;另外,要抓住机会提高自己的动手能力和积极思考问题的能力,因为实际操作能力是我们专业学生很重要的一门功课,要想在我们的专业上有个大的突破,尤其是以后再工作中,必须要有很好的实际操作能力;遇到问题多想为什么,为什么会是这样,那样的话在你寻找问题答案的时候你的知识,你的专业技能在不断的提高。
另外,要相信自己,相信自己的实际操作能力,相信自己在这个领域里,这个专业上能获得成功。
§参考文献
1、电子工艺实训基础孙蓓、张志义主编化学工业出版社2010.4
2、电子技术课程设计杨志忠机械工程出版社2008
3、电子技术课程设计张玉璞北京理工大学出版社1994
4、电子技术课程设计指导彭介华高等教育出版社2003
5、精选实用电子电路260例孙余凯、项绮明电子工业出版社2007
6、XX网
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