超外差式收音機原理圖及電路仿真

1、超外差式收音機原理及電路仿真一、實習目的:1、掌握收音機的原理與組成2、識別各種電子元器件3、掌握焊接技術4、學會超外差收音機的安裝與調(diào)試、原理1、最簡收音機原理圖1中LC諧振回路是收音機輸入回路，改變電容 C使諧振回路固有頻 率與無線電發(fā)射頻率相同，從而引起電磁共振，諧振回路兩端電壓VAB最大，將該電波接收下來。經(jīng)高頻放大電路放大后，通過由二極管D和濾波電容C1構 成的檢波電路，將調(diào)幅信號包絡解調(diào)下來，得到調(diào)制前的音頻信號，再將音頻信 號進行低頻放大，送到喇叭，就完全復原成可聞的聲波信號。圖1最簡單的收音機組成框圖這就是最簡AM收音機也稱高放式收音機的工作原理，它簡單，但 可行性、可使用性太

2、差，不適合日常使用。由于高放式收音機中高頻放大器只能 適應較窄頻率范圍的放大，要想在整個中波頻段 525kHZ 1605kHZ獲得一致放 大是很困難的。因此用超外差接收方式來代替高放式收音機。2、超外差式收音機原理所謂超外差式，就是通過輸入回路先將電臺高頻調(diào)制波接收下來， 和本地振 蕩回路產(chǎn)生的本地信號一并送入混頻器，再經(jīng)中頻回路進行頻率選擇，得到一固 定的中頻載波如：調(diào)幅中頻國際上統(tǒng)一為 465KHZ或455KHZ調(diào)制波。超外 差的實質就是將調(diào)制波不同頻率的載波， 變成固定的且頻率較低的中頻載波。女口 圖2所示。在超外差的設計中，本振頻率高于輸入頻率。用同軸雙聯(lián)可變電容器，使輸 入回路電容C

3、1-A和本振回路電容C1-B同步變化，從而使頻率差值始終保持近 似一致，其差值即為中頻465KHZ，即：如接收信號頻率是600kHz，那么本振頻 率是1055kHz；假設接收信號頻率是1000kHz，那么本振頻率是1465kHz ;假設接收信 號頻率是1500kHz，那么本振頻率是1965kHz；圖2超外差收音機組成框圖OIRLU Mi9 M1+-i2 n>TL由于諧振回路諧振頻率，f與C不成線性變化，因此必須有補償電容對其特 性進行修正，以獲得在收聽范圍內(nèi)f與C近似成線性變化，保證f本振-f信號=f 中頻為一固定中頻信號。超外差方式使接收的調(diào)制信號變?yōu)榻y(tǒng)一的中頻調(diào)制信 號，在作高頻放大

4、時，就可以得到穩(wěn)定且倍數(shù)較高的放大， 從而大大提高收音機 的品質。3、電路的工作原理HX108-2七管半導體收音機-HCV,圖3收音機原理圖由電路原理圖可知，整機中含有 7 只三極管，因此稱為 7 管收音機。其中， 三極管 V1 為變頻管， V2 、V3 為中放管， V4 為檢波管， V5 為低頻前置放大管， V6、V7 為低頻功放管 。1輸入電路：又稱輸入調(diào)諧回路或選擇電路，其作用是從天線上接收到的各 種高頻信號中選擇出所需要的電臺信號并送到變頻級。輸入電路是收音機的大 門，它的靈敏度和選擇性對整機的靈敏度和選擇性都有重要影響。 輸入調(diào)諧電路 由雙連可變電容器的 C1-A 和 B1 的初級線

5、圈 L1 組成，是一并聯(lián)諧振電路， B1 是磁性天線線圈， 從天線接收進來的高頻信號， 通過輸入調(diào)諧電路的諧振選出需 要的電臺信號，電臺信號頻率是f=l /2nLC1-A，當改變C1-A時，就能收到不 同頻率的電臺信號。2變頻電路：又稱變頻器，由本機振蕩器和混頻器組成，其作用是將輸入電 路選出的信號載波頻率為 fs 的高頻信號與本機振蕩器產(chǎn)生的振蕩信號頻 率為fr在混頻器中進行混頻，結果得到一個固定頻率465kHz的中頻信號。 這個過程稱為 “變頻，它只是將信號的載波頻率降低了， 而信號的調(diào)制特性并沒 有改變，仍屬于調(diào)幅波。由于混頻管的非線性作用，fs與fr在混頻過程中，產(chǎn)生 的信號除原信號頻

6、率外， 還有二次諧涉及兩個頻率的 和頻和差頻分量。其中差頻 分量frfs就是我們需要的中頻信號，可以用諧振回路選擇出來，而將其它 不需要的信號濾除掉。本機振蕩和混頻合起來稱為變頻電路。變頻電路是以 V l 為中心，它的作用是把通過輸入調(diào)諧電路收到的不同頻率電臺信號 高頻信號 變換成固定的465KHZ的中頻信號。混頻電路由VI、B1的次級線圈等組成，是共發(fā)射極電路。其工作過程 是： 磁性天線接收的電臺信號 通過輸入調(diào)諧電路接收到的電臺信號，通過 BI 的次 級線圈L2送到VI的基極，本機振蕩信號又通過 C1-B送到VI和發(fā)射極，兩種 頻率的信號在V1中進行混頻，由于晶體三極管的非線性作用，混合的

7、結果產(chǎn)生 各種頻率的信號，其中有一種是本機振蕩頻率和電臺頻率的差等于465KHZ的信號，這就是中頻信號。混頻電路的負載是中頻變壓器， B3 的初級線圈和內(nèi)部電 容組成的并聯(lián)諧振電路，它的諧振頻率是 465KHZ可以把465KHZ的中頻信號從 多種頻率的信號中選擇出來，并通過 B3的次級線圈耦合到下一級去，而其它信 號幾乎被濾掉。3中頻放大電路：又叫中頻放大器，其作用是將變頻級送來的中頻信號進行 放大，一般采用變壓器耦合的多級放大器。 中頻放大器是超外差式收音機的重要 組成局部， 直接影響著收音機的主要性能指標。 質量好的中頻放大器應有較高的 增益，足夠的通頻帶和阻帶 使通頻帶以外的頻率全部衰減

8、，以保證整機良好 的靈敏度、選擇性和頻率響應特性。它主要由V2、V3組成的兩級中頻放大器。第一中放電路中的V2負載是變壓器T3和內(nèi)部電容組成，它們構成并聯(lián)諧振電路， 諧振頻率是465KHz與前面介紹的直放式收音機相比，超外差式收音機靈敏度和選擇性都提高了許多，主要原因是有了中頻放大電路，它比高頻信號更容易調(diào) 諧和放大。第二中放由V3和變壓器T4組成。4檢波和自動增益控制電路：檢波的作用是從中頻調(diào)幅信號中取出音頻信號 ， 常利用二極管來實現(xiàn)。由于 V4發(fā)射結的單向導電性，中頻調(diào)幅信號通過檢波三 極管后將得到包含有多種頻率成份的脈動電壓，然后經(jīng)過濾波電路濾除不要的成分，取出音頻信號和直流分量。 音

9、頻信號通過音量控制電位器送往音頻放大器， 而直流分量與信號強弱成正比，可將其反應至中放級實現(xiàn)自動增益控制簡稱 AGC o收音機中設計AGCfe路的目的是：接收弱信號時，使收音機的中放電路 增益增高，而接收強信號時自動使其增益降低，從而使檢波前的放大增益隨輸入 信號的強弱變化而自動增減，以保持輸出的相對穩(wěn)定。中頻信號經(jīng)一級中頻放大 器充分放大后由T4耦合到檢波管V4, V4既起放大作用，又是檢波管，V4構成 的三極管檢波電路，這種電路檢波效率高，有較強的自動增益控制AGC作用。AGC控制電壓通過 R8加到VT2的基極，其控制過程是：外信號電壓 T V3T Ib3 T Ic3 T Vc3j通過 R

10、8 Vb2j Ib2 J Ic2 J外信號電壓 J5音頻放大電路：又叫音頻放大器， 它包括前置低頻電壓放大器和功率放大 器。一般收音機中有一至兩級低頻電壓放大。 兩級中的第一級稱為前置低頻放大 器，第二級稱為末級低頻放大器。低頻電壓放大級應有足夠的增益和頻帶寬度， 同時要求其非線性失真和噪聲都要小。功率放大器是用來對音頻信號進行功率放 大，用以推動揚聲器復原聲音，要求它的輸出功率大，頻率響應寬，效率高，而 且非線性失真小。本機由3V直流電壓供電。為了提高功放的輸出功率，因此， 3V直流電壓經(jīng)濾波電容 C15去耦濾波后，直接給低頻功率放大器供電。而前面 各級電路是用3V直流電壓經(jīng)過由R12、VD

11、1VD2組成的簡單穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓后穩(wěn) 定電壓約為1.4V供電。目的是用來提高各級電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定性。6電源：各級公用一個電源。三、識別各種元器件1、電阻：常以色環(huán)來標示，其中最常見的為四色環(huán)標示。如采 用四色環(huán)表示， 其第一色環(huán)是十位數(shù)，第二色環(huán)為個位數(shù)，第三色環(huán)為倍率，表示10的幾次方, 第四色環(huán)為誤差率。例如：四色環(huán)的電阻的顏色排列為“紅藍棕金 ，那么這只電 阻的電阻值為260Q、誤差為5%o棕紅橙黃綠藍1藍紫灰白黑小、金銀1234567890正負5%正負10%2、電解電容的極性：電解電容可用萬用表的電阻擋測量其極性。 長角為正極3、二極管：晶體二極管內(nèi)部實質上是一個 PN結。當外加正向

12、電壓，也即P端 電位高于 N 端電位時，二極管導通呈低電阻，當外加反向電壓，也即 N 端電位 高于 P 端電位時， 二極管截止呈高電阻。 因此可應用萬用表的電阻擋鑒別二極管 的極性和判別其質量的好壞。 黑段為負極。4、三極管： 三極管是由管芯兩個 PN 結、三個電極和管殼組成，三個電 極分別叫集電極c、發(fā)射極e和基極b,目前常見的三極管有硅平面管和鍺合金 管兩種，每種又有 PNP 和 NPN 型兩類。1判別基極和管型對于PNP型三極管，C、E極分別為其內(nèi)部兩個PN結的正極，B極為它們 共同的負極，而對于 NPN 型三極管而言，那么正好相反： C、 E 極分別為兩個 PN 結的負極，而B極那么為

13、它們共用的正極，根據(jù)PN結正向電阻小反向電阻大的特 性就可以很方便的判斷基極和三極管的類型。 具體方法如下：將萬用表撥在RX 100或RX 1K檔上。黑筆接觸某一管腳，用紅表筆分別接另外兩個管腳，這樣 就可得到三組每組兩次的讀數(shù)，當其中一組二次測量都是幾百歐的低阻值時， 那么黑表筆所接觸的管腳就是基極，且三極管的管型為 NPN 型；如用上述方法測 得一組二次都是幾十至上百千歐的高阻值時，那么黑表筆所接觸的管腳即為基極， 且三極管的管型為PNP型。2判別發(fā)射極和集電極三極管為NPN型。將萬用表撥在RX100或RX1K檔上。用手將基極 與另一管腳捏在一起注意不要讓電極直接相碰 ，將黑表筆接在與基極

14、捏在一 起的管腳上， 紅表筆接另一管腳， 注意觀察萬用表指針擺動的幅度。 然后將兩個 管腳對調(diào)， 重復上述測量步驟。 比擬兩次測量中表針擺動的幅度， 找出擺動幅度 大的一次。黑表筆接的是集電極，紅表筆接的是發(fā)射極。對 PNP 型三極管，那么將黑表筆接在與基極捏在一起的管腳上，重復上述實 驗，找出表針擺動幅度大的一次， 這時黑表筆接的是發(fā)射極， 紅表筆接的是集電 極。這種判別電極方法的原理是，利用萬用表內(nèi)部的電池，給三極管的集電極、 發(fā)射極加上電壓，使其具有放大能力。有手捏其基極、集電極時，就等于通過手 的電阻給三極管加一正向偏流， 使其導通， 此時表針擺動幅度就反映出其放大能 力的大小，因此可

15、正確判別出發(fā)射極、集電極來。平端面對自己，三個引腳分別是 e,b,c.5、元片電容： 第 1、 2 位數(shù)字代表電容值，第 3 位數(shù)字代表 0 的個數(shù)，如 223，那么 22*10A3pf。6、變壓器的識別四、安裝工藝要求：在動手焊接前用萬用表將各元件測量一下，做到心中有數(shù)，安裝時先裝大一點的元件如中周，變壓器 ，然后安裝低矮和耐熱的元件如電阻 ，最后裝怕 熱的元件如三極管 。A:電阻的安裝：將電阻的阻值參照前面所說明的電阻值計算示意圖 選擇好后 根據(jù)兩孔的距離彎曲電阻腳可采用臥式緊貼電路板安裝， 也可以采用立式安裝 ， 高度要統(tǒng)一。B 瓷片電容和三極管的腳剪的長度要適中，不要剪的太短，也不要留

16、太長， 它們 不要超過中周的長度，太高會影響后蓋的安裝 。C 磁棒線圈的四根引線頭可以直接用電烙鐵配合松香焊錫絲來回摩擦幾次即可 自動鍍上錫，四個線頭對應的焊在線路板的銅泊面。D 由于調(diào)諧用的雙連拔盤安裝時離電路板很近， 所以在它的園周內(nèi)的高出局部的 元件腳在焊接前先用斜口鉗剪去， 以免安裝或調(diào)諧時有障礙， 影響拔盤調(diào)諧的元 件有B2和B4的引出腳，電位器的開關腳和一個引腳。E 速度：焊接時速度要快，以免燙壞電路板的塑料局部而導致接觸不良。四、焊接 ：在電子制作中，元器件的連接處需要焊接。焊接的質量對制作的質 量影響極大。所以，學習電于制作技術，必須掌握焊接技術，練好焊接根本功。 在正式的焊接

17、訓練開始之前，我們先認識了以下幾件焊接工具： 1電烙鐵。電烙鐵是最常用的焊接工具，本次實習中我們使用的是 30W 的長壽命電烙鐵。2焊錫和助焊劑松香。焊錫不但能固定元件，而且能保證可靠的電流 通路。 3 輔助工具。如：尖嘴鉗、斜口鉗、剪刀等。 掌握正確的焊接時間， 3 秒鐘左右 盡量增大電烙鐵和焊點的接觸面 焊錫要適量焊接結束后，檢查一下有沒有漏焊、搭焊、虛焊的現(xiàn)象。五、調(diào)試過程：測量電流，電位器開關關掉，裝上電池，用萬用表的50mA檔表裝跨接在電 位器開關的兩端黑表筆接電池負極，紅表筆接開關的另一端 ，假設電流指示小于10mA，那么說明可以通電，將電位器開關音量旋至最小即測量靜態(tài)電流用 萬用表分別依次測量 V1， V3，V5，V6四個電流缺口，假設被測量的數(shù)字在規(guī)定 的參考值左右即可用烙鐵將這四個缺口依次連通，再把音量開到最大，