高频电子线路课程设计实验报告超外差式收音机的组装与调试.docx
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高频电子线路课程设计实验报告超外差式收音机的组装与调试
高频电子线路课程设计实验报告
摘要调幅式收音机一般都采用超外差式,它具有灵敏度高、功能工作稳定、选择性好及失真度小等优点。
所谓外差,是指天线输入信号和本机振荡信号产生一个固定中频信号的过程,超外差收音机在检波之前,先进展变频和中频放大,然后检波,音频信号经过低频放大送到扬声器。
由于其中的中频放大器对固定中频信号进展放大,所以该收音机的灵敏度和选择性课大大提高,但同时也会附带中频干扰。
关键词收音机、组装、调试
1.设计任务及目的
〔1〕设计任务:
完成超外差式收音机的组装与调试
〔2〕目的:
通过这次实验可以让我们更进一步理解稳固所学的根本理论和根本技能,培养运用仪器仪表检测元器件的能力以及焊接、布局、安装、调试电子线路的能力,培养及锻炼我们测试排查实际电子线路中故障的能力,加强对电子工艺流程的理解熟悉。
2.引言
1947年、美国贝尔实验室创造了世界上第一个晶体管,从此以后.开场了收音机的晶体管时代.并且逐步完毕了以矿石收音机、电子管收音机为代表的收音机的初级阶段。
1956年,西德西门子公司研制成了超高频晶体管,为调频晶体管收音机创造了必要的条件。
1959年.日本索尼公司生产了第一代调频晶体管收音机。
1961年,美国研制了集成电路。
随后.1966年,日本利用这一技术设计了世界上第一台集成电路收音机,开场了收音机工业的又一场技术革命。
从此收音机向着小型化、系列化、集成化、低功耗、多功能的方向开展
3.工作原理
收音机原理就是把从天线接收到的高频信号经检波〔解调〕复原成音频信号,送到耳机变成音波。
超外差式收音机方框图如图1:
图1超外差式收音机的组成框图
它是由天线、输入回路、本机振荡器、变频器、中频放大器、检波器、低频电压放大器、功率放大器等局部组成。
从天线〔磁棒具有聚集电磁波磁场的能力,而天线线圈是绕在磁棒上〕接收到的许多播送电台的高频信号,通过输入回路〔为并联谐振回路,具有选频作用〕选出其中所需要的电台信号送入变频级的基极,同时,由本机振荡器产生高频等幅波信号,它的频率高于被选电台载波465KHz,也送于变频级的发射极,二者通过晶体管be结的非线性变换,将高频调幅波变换成载波为465KHz的中频调幅波信号。
在这个变换过程中,被改变的只是已调幅波载波的频率,而调幅波的振幅的变化规律〔调制信号即声音〕并未改变。
变换后的中频信号通过变频级集电极接的LC并联回路选出载波为465KHz的中频调幅信号,被送到中频放大器,放大后,再送入检波器进展幅度检波,从而复原出音频信号,然后通过低频电压放大和功率放大,再去推动扬声器,复原出声音。
4.电路各局部作用
4.1输入回路
为了设法选择所需要的节目,在接收天线后,有一个选择性电路,它的作用是把所需的信号〔电台〕挑选出来,并把不要的信号“滤掉〞,以免产生干扰,这就是我们收听播送时,所使用的“选台〞按钮。
选择性电路的输出是选出某个电台的高频调幅信号,把解调的音频信号送到耳机,就可以收到播送电台的高频信号。
输人回路是一个由可变电容器CA、输入调谐线圈T1组成LC并联调谐回路,其作用是从天线接收到的许多频率的信号中,选择出欲收听的电台信号。
被选出的电台信号,再由T1耦合到第一级晶体管的基极。
输入回路选择电台信号的原理是这样的,当不同频率的电磁波(即不同电台的信号)在输入回路中感应出不同回路的电动势时,如某电台的信号频率与输入调谐回路的谐振频率f0=
〔可变电容在某位置时〕一样,那么在回路中产生谐振,回路呈阻性,电流最大,在线圈T1上产生的压降也最大,经耦合送入晶体管基极的电压也最大;而其他不符合谐振回路谐振频率的电台信号,在L1上产生的压降很小,送入晶体管基极的信号电压也就很微弱,可以认为被输入回路抑制掉了。
改变CA可获得不同的谐振频率,也就可选择出不同的电台信号。
晶体管收音机输入回路广泛采用磁性天线。
将输入调谐回路的线圈绕在磁棒上就构成了磁性天线。
磁棒一般用导磁率较高的铁氧体材料,以集聚磁力线,增强感应电势,提高选择性;其圈数比必须选适宜,以使收音机获得较好的灵敏度和选择性。
对输入回路的要求:
要有良好的选择性。
即选出欲收电台型信号,抑制邻近电台信号的能力要强。
要有足够的频率范围。
即输入回路要能调谐到所需接收的整个频段内的各个电台信号。
4.2变频器
变频电路的作用是变频电路的作用是把输入电路输送过来的高频调制信号变换为固定频率的中频调制信号。
4.2.1高频放大器
从接收天线得到的高频天线电信号一般非常微弱,直接把它送到检波器不太适宜,最好在选择电路和检波器之间插入一个高频放大器,把高频信号放大。
高频放大器由一级或多级小信号谐振放大器组成,用来放大天线上感生的有用信号;同时,利用放大器的谐振系统抑制天线上感生的其他频率的干扰信号。
由于放大器的中心频率岁所需的承受频率不同而不同,因此,高频放大器必须是可调谐的。
4.2.2混频器
混频器有两个输入信号,一是由高频放大器送来的高频已调信号;意识由本机振荡产生的本振信号。
它的作用是高频已调信号不失真的变为中频已调信号。
我国调幅播送接收机中的中频为465KHz。
本振的频率也是可调的,且必须使它正确追踪载频。
变频电路是由V1(9018),T2,T3,R1,R2,C1等组成的自激式变频电路。
从输入电路选出的信号〔载波频率为fs的高频信号〕与本机振荡器产生的振荡信号〔频率为fr〕在混频器中进展混频,结果得到一个固定频率〔465kHz〕的中频信号。
这个过程称为“变频〞,它只是将信号的载波频率降低了,而信号的调制特性并没有改变,仍属于调幅波。
由于混频管的非线性作用,fs与fr在混频过程中,产生的信号除原信号频率外,还有二次谐涉及两个频率的和频和差频分量。
其中差频分量〔fr—fs〕就是我们需要的中频信号,可以用谐振回路选择出来,而将其它不需要的信号滤除掉。
因为465kHz中频信号的频率是固定的,所以本机振荡信号的频率始终比接收到的外来信号频率高出465kHz,这也是“超外差〞得名的原因。
变频电路的工作原理是:
本振回路由T2、CB组成,它是互感耦合共基调射式的LC振荡电路。
T2是为了减小晶体管的输入阻抗对振荡回路的影响。
本振信号通过耦合电容C2从V1的射极注入,它与输入回路耦合到V1管基极的高频调幅信号在V1管中混频,由集电极调谐回路〔中周〕选出二者的差频即465kHz的中频信号,然后再将中频信号送入中放电路去放大。
为了提高电路的稳定性,兼顾变频和振荡性能,静态工作电流一般取为0.3~0.4mA
4.3中频放大器
中放级由V2(9018),T4等组成。
中频放大器的作用是将变频级送来的中频信号进展放大,一般采用变压器耦合的多级放大器。
中频放大器是超外差式收音机的重要组成局部,直接影响着收音机的主要性能指标。
质量好的中频放大器应有较高的增益,足够的通频带和阻带〔使通频带以外的频率全部衰减〕,以保证整机良好的灵敏度、选择性和频率响应特性。
从T3次级输入的中频信号加到V2的基极,经中放管V2放大,其负载是单调谐中频变压器T4。
其中频变压器调谐于465kHz的中频频率上,以提高整机的灵敏度、选择性和减小失真。
中放(V2)加有自动增益控制,以使强、弱台信号得以均衡,维持输出稳定。
中放管采用了硅管,其温度稳定性较好,V2管因加有自动增益控制,静态电流不宜过大,以提供检波级所必须的功率,故静态电流取得较大些在0.5~0.8mA范围。
4.4振幅检波器和自动增益控制电路
4.4.1振幅检波器
检波级由V3(9018),C5,RP等组成,本机的检波电路是利用V3的基-射极的PN结来完成检波任务的。
检波级的作用是从中频调幅信号中取出音频信号。
检波级的工作原理是利用V3的基-射极的PN结来完成检波任务的,中频调幅信号通过V3的基-射极的PN结检波后,将得到包含有多种频率成份的脉动电压,然后经过滤波电路滤除不要的成份,取出音频信号和直流分量,而直流分量与信号强弱成正比。
音频信号通过音量控制电位器音频信号由C6耦合到低放级去放大。
电位器RP是音量调节电位器兼作电源开关。
4.4.2自动增益控制〔简称AGC〕
收音机中设计AGC电路的目的是:
接收弱信号时,使收音机的中放电路增益增高,而接收强信号时自动使其增益降低,从而使检波前的放大增益随输入信号的强弱变化而自动增减,以保持输出的相对稳定。
在本收音机中,自动增益控制电压从V3的集电极取出,当输入信号增强时,通过V3电流IC3增大,IC3的增大使得V3的集电极电位降低,这又使中放管V2的基极电位下降,从而使V2的增益下降。
调整R4使V2的集电极电流在0.3--0.7mA范围内,。
4.5低频放大器
其电路由由V4(9014),T6等组成.,作用是放大音频信号,也叫低频放大级的鼓励级.低频放大器的工作原理是:
从RP音量电位器输入的音频信号经C6后,加到V4的基极B,放大后经T5送到功率输出级,采用T5是为了实现与功率输出级阻抗匹配,它工作电流较大.
4.6功率输出级
功率输出级由V5、V6和输入变压器T6等组成,为乙类推挽功放电路〔即有输入变压器和但无输出变压器功率放大电路〕,这种电路阻抗匹配性能好,有足够的功率去驱动扬声器。
功率放大不仅要输出较大的电压,而且还要能够输出较大的电流。
本机采用变压器耦合、推挽式功率放大电路,
功率输出级的工作原理是:
在信号的一个周期内,V5、V6两管轮流导通,最后在输出端相互叠加,结果在负载扬声器上合成完整的不失真的波形。
在原理图中,对直流通路而言,V5、V6是相互串联的,对交流通路而言,V5、V6是相互并联的,当信号为负半周时,V6导通、V5截止,电源通过V6、扬声器给C9充电,充电路径为:
E+→扬声器→C9→→E-;当信号为正半周时,V6截止、V5导通,V5导通时的电源是靠C9在信号为负半周时充的电压而提供的。
因此,V5为等效的射级输出器,所以,V5、V6组成的功放级都可看成是射级输出器。
又因对交流而言,两管是并联的,而射级输出器的优点之一是输出阻抗低,所以,功放级可直接与扬声器相连,不需要输出变压器进展阻抗变换。
5.安装与焊接
5.1安装考前须知:
注意电解电容的有正负极性之分、三极管的管脚排列〔有时不遵循它的排列一般规那么〕及三个中周的型号〔它们的技术参数比方通频带、选择性不同,假设装错会影响收音机的性能〕;
先安装低矮和耐热的元件,然后再装大一点的元件,最后装怕热的元件。
装配前识别不同的元器件,以及判别所装配的元器件性能的好坏,是保证装配电子产品质量的重要步骤。
识别元器件及参数,需要具备相关知识;而判别元器件性能的好坏可通过外观检查、仪器测试来完成。
一般情况下,是运用万用表进展元器件好坏的粗略判别。
5.2焊接
a、电阻的安装:
将电阻的阻值〔参照教材中电阻值计算示意图〕选择好后根据两孔的距离弯曲电阻脚可采用卧式紧贴电路板安装,也可以采用立式安装,高度要统一。
B、瓷片电容和三极管的脚剪的长度要适中,不要剪的太短,也不要留太长,它们不要超过中周的长度,太高会影响后盖的安装。
c、磁棒线圈的四根引线头可以直接用电烙铁配合松看焊锡丝来回摩擦几次即可自动镀上锡,四个线头对应的焊在线路板的铜泊面。
d、由于调谐用的双连拔盘安装时离电路板很近,所以在它的园周内的高出局部的元件脚在焊接前先用斜口钳剪去,以免安装或调谐时有障碍,影响拔盘调谐的元件有T2和T4的引出脚,电位器的开关脚和一个引脚。
e、耳机插座的安装:
焊接时速度要快,以免烫坏插座的塑料局部而导致接触不良。
f、发光管的安装按照图示弯曲成型,直接插在电路板上焊接。
g、喇叭安放挪位后再用电路铁将周围的三个塑料桩子靠近喇叭边缘烫下去把喇叭压紧以免喇叭松动。
6.电路调试
测量电流,电位器开关关掉,装上电池,用万用表的50mA档表装跨接在电位器开关的两端〔黑表笔接电池负极,红表笔接开关的另一端〕,假设电流指示小于10mA,那么说明可以通电,将电位器开关〔音量旋至最小即测量静态电流〕用万用表分别依次测量D,C,B,A四个电流缺口,假设被测量的数字在规定的参考值左右即可用烙铁将这四个缺口依次连通,再把音量开到最大,调双连拔盘即可以到电台。
在安装电路板时注意把喇叭及电池引线埋在比拟隐蔽的地方,并不要影响调谐拔盘的旋转和避开螺丝桩子,电路板挪位后再上螺丝固定。
7.设计所用器材
名称
型号规格
位号
数量
名称
型号规格
位号
数量
1
三极管
9018
V1、V2、V3
3只
19
瓷片电容
223
C4、C5、C7
3支
2
三极管
9014
V4
1支
20
双联电容
CA
1支
4
三极管
9013
V5、V6
2支
21
收音机前盖
1个
5
发光二极管
LED
1支
22
收音机后盖
1个
6
磁棒线圈
T1
1套
23
刻度尺、音窗
各1支
7
中周
红、白、黑
T2、T3、T4
3个
24
双联拨盘
1个
8
输入变压器
T5
1个
25
电位器拨盘
1个
9
扬声器
BL
1个
26
磁棒支架
1个
10
电阻器
100Ω
R6、R8、R10
3支
27
印刷电路板
1块
11
电阻器
120Ω
R7、R9
2支
28
电路图及说明
1份
12
电阻器
330Ω、1.8K
R11、R2
各1支
29
电池正负极簧片
1套
13
电阻器
30K、100K
R4、R5
各1
30
连接导线
4根
14
电阻器
120K、200K
R3、R1
各1支
31
双联及拨盘螺丝
3粒
15
电位器
5K〔带开关插脚式〕
RP
1支
32
电位器拨盘螺丝
1粒
16
电解电容
0.47μF、10μF
C6、C3
各1
33
自攻螺丝
1粒
17
电解电容
100μF
C8、C9
2支
34
8.小结(通过课程设计收获和心得)
通过这次课程设计,我学习并掌握了晶体管超外差收音机的原理,了解了收音机各个局部的工作方式,通过实践稳固了课堂上学习的理论知识。
另外,我还学会了如何识别和使用常见的电子元器件,学会了电烙铁的正确使用方法。
首先我们学会了根本的焊接技术,其次让我们懂的了收音机的检测与调试,知道了电子产品的装配过程,我们还学会了电子元器件的识别及质量检验,了解了整机的装配工艺,这在我们以后的专业课学习中应该也是很有用的。
总之,在实习过成中,要时刻保持清醒的头脑,出现错误,一定要认真的冷静的去检查分析错误,这样,才能到达此次训练的目的。
在焊接过程中,我也遇到了元件焊错和虚焊的情况,这给我的调试带来了不少麻烦,但通过我进一步仔细的检查,最终还是解决了所有问题。
虽然这次收音机的焊接和调试不是非常顺利,但这为我以后进展类似的工作积累了珍贵经历,可谓从中受益匪浅
在这次课程设计完成以后。
当我捧着自己亲手做的收音机,听着它里面传出来的声音,有一种说不出的“成就感〞。
对自己的动手能力是个很大的锻炼。
在实习中,我锻炼了自己动手技巧,提高了自己解决问题的能力。
比方在焊接芯片时,怎样把那么多脚分开焊接对我们来说是个难题,可是经过训练后,我们做到了。
虽然在实习中会遇到难题,但是从中我学到了很多,使自己的动手能力也有所提高,我想在以后的理论学习中我就能够明白自己的学习方向,增进专业知识的强化
本篇论文是在郭教师的指导下完成的。
在写论文的过程中,郭教师给予了指导,并提供了很多与该文章相关的重要信息,培养了我们对处理问题的严谨态度和创新精神。
这非常有利于我们今后的学习和工作。
在此表示衷心的感谢!
参考文献
[1]谢佳奎主编.电子线路非线性局部〔第四版〕.高等教育.2000.
[2]XX文库.wenku.baidu./
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