资源描述
课程名称：通信电路设计
设 计 题 目： 七管超外差式收音机
系 别： 计算机科学和技术
专 业 (方 向)： 电子信息工程
年 级、 班： 级
学 生 姓 名：
学 号：
指 导 教 师：
年 12 月 20 日
兰 州 商 学 院
绪论
电磁振荡在周围空气产生周期性改变电厂和磁场向四面八方传输开去，就形成了电磁波。发射电磁波要有一定振荡频率和震荡电路电场和磁场尽可能分散到可能大空间，频率越高，发射电磁波能力就越大，在实际应用中常把开放电路下端跟地连接。跟地连接导线叫做地线。线圈上部接到比较高导线上，这条导线叫做天线。天线和地线形成了一个敞开电容器，电磁波就是由这么开放电路发射出去。
在通信系统中，信源输出是由原始信息直接变换成电信号，即消息信号。这种信号通常含有从零开始较宽谱，而且在低频带分布较大能量，称为基带信号，不宜直接在信道中传输。将消息信号对频率较高载波信号进行调制，才能使信息信号频谱搬移到适合信道频率范围内进行传输。在通信系统接收端对已调信号进行解调，恢复出原来信号。
1 系统原理。
常见调制方法有幅度（AM）、频率（FM ）、相位（PM）和它们混共等调制方法。而通常收音机采取调制方法是幅度调制方法。设调制信号为，载波信号为式中A为载波幅度；为载波角频率；为载波出相位。载波经模拟信号调制后数字表示式为式中为载波瞬时幅度；为载波相位偏移；假如为常数，随成百分比改变，则为幅度调制；假如为常数，或导数随成百分比改变，则为角度调制，前者为相位调制，后者为频率调制。
1.1 AM调制
设调制信号为,其平均值为。叠加直流后对载波幅度进行调制，就形成了常规调幅信号，其时间表示式为 式中为载波信号角频率；为载波信号起始相位。其调制过程图1-1所表示。
(a)
(b)
(c)
图 1-1 AM 调制过程
由时间波形可知，但满足时，已调信号包络和调制信号成正比，图1-1(b)所表示，所以包络检波法很轻易恢复出原始信号。假如以上条件不满足，就会出现过条幅现象图1-1(c)所表示。
1.1.1 常规调幅(AM)
设调制信号为单余弦函数，即则调制信号为 (1-1)
式中，该比值称为条幅指数，用百分比表示时，称为调制度。取值共有小于1。等于1和大于1三种可能，分别为正常调幅、满调幅和过调幅三种情况。在实际系统中，通常取在30%~60%之间，这是因为器件线性范围有限。由1-1调制表示式可知，常规条幅条幅过程是调制信号叠加直流分量后和载波相乘，器数学模型图1.1.1-1下
图1-1.1 常规调幅调制模型
1.1.2 抑制载波双边带调幅(DSB)
不在上附加直流分量，直接用调制载波幅度，便可得到抑制载波双边带调幅信号，简称双边带信号，双边带信号时间波形表示式为
由表示式可知，调制过程是调制信号和载波相乘运算，其数学模型图1-1.2
图1-1.2 双边带调幅调制模型
对应已调信号载波波形表示式为
双边带信号在改变符号时恰好也改变符号，这是载波就出现了反相点。已调信号幅度包络和完全不一样，所以不能用包络检波来解调恢复调制信号。
1.2 解调
幅度调制解调方法有相干解调法和非相干解调法
1.2.1 常规解调
常规调幅采取非相干解调，解调器有包络检波、平方率检波等。包络检波器由二极管、电阻、电容滤波器组成，为使包络检波器工作在最好状态，RC很好取值范围是
(1.2.1-1)
式中是调制信号最高频率；是载波频率,在满足式1.2.1-1条件下，检波器输出近似为
1.2.2 双边带信号解调
由双边带信号频谱图可知，假如将已调频谱搬回到原点位置，就能够得到原始调制信号。解调中频谱搬移一样可用相乘运算来实现，已调信号乘上和调制载波完全相同载波其表示式为
经低通滤波器(LPF)滤除高频分量，得到 相干解调关键是要产生一个同频同相载波，假如此条件不能满足，将对原始信号恢复产生不利影响。
2 七管超外差式收音机
常见调幅收音机有直放式和超外差式，超外差式是为了克服直放式性能不足而引入一个方法。其它们框图图2-1所表示。
超外差：输入信号和本机振荡信号产生一个定中频信号过程。因为它是比高频低，
比低频信号又高超音频信号，所以这种接收方法叫做超外差式。
(a) 直放式收音机
(b)超外差式收音机
图 2-1（a）直方法收音机；（b）超外差式收音机
（1） 直放式收音机优缺点：
优点：电路简单，体积小，成本低，携带和制作方便。
缺点：灵敏度低，选择性差。
（2） 超外差式收音机优缺点：
优点：灵敏度高，选择性好。
缺点：电路复杂，成本稍高，制作较难。
2.1七管超外差式收音机原理图2-1.1所表示
图2-1.1七管超外差式收音机原理图
2.2 原理图中各部分功效以下：
2.2.1 调谐回路
调谐回路是由可变电容和天线线圈组成，调整可变电容可是LC固有频率等于电台频率，产生谐振，已选择不一样频率电台信号。在由T1次变线圈耦合到下一级变频级。
图2-2.1调谐回路电路图
2.2.2变频回路
变频回路由混频、本机振荡和选频三部分组成。该部分电路功效是：变频级是以晶体管V1为中心，它兼有振荡、混频两种作用。她吧输入不一样频率高频信号变换成固定465KHZ中频信号。由调谐回路和本振电路组成所接收信号由T1次变线圈耦合到V1基极，当地振荡信号经过c2耦合到V1发射机。两种频率信号在V1中混频，混频后由V1集电极输出多种信号。其中包含当地振荡频率和电台振荡频率差频等于465KHZ中频信号。
图2-2.2变频回路电路图
2.2.3 选频回路
有T4初级线圈友好振电容组成并联谐振电路，她谢振频率在465KHZ，对465KHZ中频信号产生最大电压。而且经过次变线圈耦合到下一级去。
图2-2.3选频回路电路图、
2.2.4 中放回路
选频级输出中频信号由V2基极输入并放大，中放电路中负载是中频变压器T4友好振电容。它们也是并联方法谐振在中频465KHZ之上。输入电台信号和本振信号差出465KHZ中频信号。它能够在中频“通道”中通畅无阻，并被逐层放大，即该中频信号用固定调谐中频放大器进行放大。而邻近电台信号和部分干扰信号和本振信号所产生差频不是固定中频，便被“拒之门外”，所以，收音机选择性也大为提升。
2.2.5 检波电路
检波工作有三极管V4be结来完成，再有C6、c7、R9滤去残余中频成份，在检波负载VR上得到音频信号，音频信号再由C8耦合到下一级。
图2-2.5检波电路电路图
2.2.6 低频放大
关键任务是把检波电路输出音频信号经C8耦合到V5进行低频放大，进而送至功放电路。
图2-2.6低频放大电路图
2.2.7 功率放大
把放大后音频信号进行功率放大，以推进扬声器发出声音。
图2-2.7功率放大电路图
3 元器件说明
3.1 元器件清单
序号
名称
型号规格
位号
数量
1
三级管
9013
V6、V7
2只
2
三级管
9014
V5
1只
3
三级管
9018
V1、V2、V3、V4
1只
4
三级管
9013H
VT5 VT6
2只
5
发光二级管
红
LED
1只
6
磁棒线圈
5*8*80mm
T1
1套
7
振荡线圈
TF10（红）
T2
1只
8
中周
TF10（黄、白、绿）
T3 T4 T5
各1只
9
输入变压器
蓝色
T6
1只
10
扬声器
0.5W 8
BL
1只
11
电阻
100欧
R13 R15
2只
12
电阻
120欧
R12 R14
2只
13
电阻
10K 51
RP R8
各1只
14
电阻
150 680
R16 R9
各1支
15
电阻
220 1K
R11 R6
各一只
16
电阻
2K 30K
R2 R4
各一只
17
电阻
56K 120K
R5 R1
各一只
18
电阻
100K
R7 R10
2只
19
电阻
220 1K
R3 R1
各1只
20
电解电容
0.47uf
C3 C8
2只
21
电解电容
100uf
C12 C13 C9
3只
22
瓷片电容
103
C2
1只
23
瓷片电容
C1 C4 C5
24
瓷片电容
223
C6 C7 C10
7只
25
瓷片电容
C11
26
双联电容
CBM-223PF
CA
1只
27
电位器拨盘
1个
28
磁棒支架
1只
29
印刷电路板
1块
30
电池正负极簧片
1套
31
连接导线
4根
32
耳机插座
CK
1个
33
调谐拨盘
1只
34
螺丝
5粒
3.2 元件说明
3.2.1 电阻
电阻阻值能够依据色差法对所需电阻进行分类。电阻值计算示意图图3-2.1.所表示：
棕
红
橙
黄
绿
兰
紫
灰
白
黑
金
银
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
5%
10%
图3-2.1电阻值计算示意图
色环电阻分为四色环和五色环，先说四色环。顾名思义，就是用四条有颜色环代表阻值大小。每种颜色代表不一样数字，以下：
棕1 红2 橙3 黄4 绿5 蓝6 紫7 灰8 白9 黑0 金、银表示误差
各色环表示意义以下：
第一条色环：阻值第一位数字；
第二条色环：阻值第二位数字；
第三条色环：10幂数；
第四条色环：误差表示。
比如：电阻色环：棕绿红金，第一位：1；第二位：5；第三位：10幂为2（即100）；误差为5%；即阻值为：15×100=1500欧=1.5千欧=1.5K
还有正确度更高“五色环”电阻，用五条色环表示电阻阻值大小，具体以下：
第一条色环：阻值第一位数字；
第二条色环：阻值第二位数字；
第三条色环：阻值第三位数字；
第四条色环：阻值乘数10幂数；
第五条色环：误差（常见是棕色，误差为1%）；
3.2.2 电解电容和瓷片电容
图3-2.2.1所表示为电解电容，在安装电解电容时要求电容管脚长度要适中，要正确判定管脚正，负极，不然不能完成实现收音功效。而且电解电容要紧贴电路板立式安装焊接，太高就会影响后盖安装。
图3-2.2.1 电解电容器示意图
图3-2.2.2所表示为瓷片电容，瓷片电容和电解电容一样，要求其管脚长度要适宜。在实物图所标数字中，第一二位数字代表电容值，第三位数字代表“0”个数。在焊接瓷片电容时无须考虑它正负极性。
图3-2.2.2瓷片电容示意图
3.2.3 三极管
此次设计七管超外差式收音机中有三种三极管。T6，T7为9013属于中功率三极管， T1-T4为9018，T5为9014属于高频小功率三极管，在安装时，T1选择低值三极管，T2和T3选择中值三极管，T4选择高值三极管，不然装出来效果不好。同时，要求电容和三极管管脚长度要适中，不要剪太短，也不要留太长，使它们不要超出中周高度。
3.2.4 中频变压器（中周）
中频变压器（简称中周）三只。T2为振荡线圈中周（红色），T3为第一级中放用中周（白色），T4为第二级中放中周（黑色）。这三只中周装好后只需微调甚至不调。中周外壳除起屏蔽作用外，还起导线作用，所以中周外壳必需接地。
3.2.5 磁棒线圈
磁棒线圈四根引线头能够直接用电烙铁配合松香焊锡丝往返摩擦几次即可自动镀上锡，四个线头接在对应印制板焊盘上，即1,2,3,4点。焊接前要仔细分辨2、3引脚，切不可弄反。
3.2.6 双连拨盘
因为调谐用双连拨盘安装时离电路板很近，所以在它圆周内高出部分元件引脚在焊接前先用剪刀剪去，以免安装或调谐时有障碍，影响拨盘调谐元件有T2和T4引脚和接地焊片，双连三个引出脚，电位器开关脚和一个引脚。
3.2.7 耳机插座
先将插座靠尾部下面一个焊片往下从根部弯曲90度插在电路板上，然后再用剪下来一个引脚一端插在靠尾部上端孔内，另一端插在电路板对应J孔内，焊接时速度一定要快以免烫坏插座塑料部分，影响电路导通。
3.2.8 变压器
T5为输入变压器，线圈骨架上有突点标识为初级，印制版上也有圆点作为标识，其接线图如附图所表示。安装时不要装反（还能够配合万用表测量进行分辨）。
3.2.9 发光二极管和喇叭
发光二极管关键用来进行收音机开关指示，当开关打开时发光二极管亮，反之则不亮。在安装时将引脚弯曲成型，然后直接插到电路板上焊接即可，安装时要注意二极管正负极。把喇叭放好后，假如挪动，可用电烙铁将其周围三个塑料桩靠近喇叭边缘烫下去把喇叭压紧，以免其松动不稳。
4 焊接和安装
焊接前电阻要看清阻值大小，并用万用表校核。电容、三极管要看清极性。假如焊错要用烙铁加热后取下重焊。拨下动作要轻，假如安装孔堵塞，要边加热，边用针通开。电阻读数方向要一致，色环不清楚时要用万用表测定阻值后再装。上螺丝、螺母时用力要适宜，不可用力太大。安装时先安装低矮和耐热元件（如电阻），然后再装大一点元件（如中周、变压器），最终装怕热元件（如三极管）。电阻安装：将电阻阻值选择好后依据两孔距离弯曲电阻脚可采取卧式紧贴电路板安装，也能够采取立式安装，高度要统一。瓷片电容和三极管脚剪长短要适中，它们不要超出中周高度。电解电容紧贴线路板立式焊接，太高会影响后盖安装。棒线圈四根引线头可直接用电烙铁配合松香焊锡丝往返摩擦几次即可自动上锡，四个线头对应焊在线路板铜泊面。因为调谐用双联拨盘安装时离电路板很进，所以在它圆周内高出部分元件脚在焊锡前先用斜口钳剪去，以免安装或调协时有障碍，影响拨盘调谐元件有T2和T4引脚及接地焊片、双联三个引出脚、电位器开关脚和一个引脚脚。
耳机插座安装：先将插座靠尾部下面一个焊片往下从根部弯曲90度插在电路板上，然后用剪下来一个引脚一端插在靠尾部上端孔内，另一端插在电路板对应J孔内，焊接时速度要快一点以免烫坏插座塑料部分。发光二极管安装要弯曲后，直接插在电路板上焊接。喇叭安放挪位后再用电烙铁将周围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。
焊接完成，仔细检验电路是否有虚焊、假焊和短路地方。电阻是否有阻值接错，电容、发光二极管是否有正负极反了，三极管e、b、c脚接对了没有，中周型号是否有误等。逐步分析，发觉错误立即纠正，以免通电后烧坏元件。
5 调试及故障排除
收音机调试关键包含：基础调试（外观检验和静态电路测试）、中周调整、中频频率调整、统调。
5.1 收音机基础调试
调试是为了收音机能正常愈加好工作，将调试好部件组装成整机后，不可能全部处于最好配合状态，而满足整机技术指标。所以，单元部件经组装后一定要进行整机调试。
首先，按直观检验方法对整机进行外观检验。外观检验有以下内容：焊接质量检验、电池夹弹簧检验、频率刻度指示检验、旋钮检验、耳机插座检验、机内异物检验等。
结构调整关键是检验印制电路板各部件固定是否牢靠，有没有松动，各接插件间接触是否良好，机械转动部分是否灵活。
其次，对电路电流进行测量。将电位器开关关掉，装上电池用万用表50mV档来测量，表笔跨接在电位器开关两端（黑色表笔接电池负极，红色表笔接开关另一端）若电流指示小于10mV，则说明能够通电，将电位器开关打开（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，若被测量电流数字在要求参考值左右即可用电烙铁将四个缺口依次连通，再把音量开到最大，调双连拨盘即可收到电台。在安装电路板时候注意把喇叭及电池引线埋在比较隐蔽地方，而且不要影响调谐拨盘旋转和避开螺丝桩子，电路板挪位后再上螺丝固定。当测量不在要求电流值范围则要仔细检验三极管极性有没有装错，中周是不是装错位置和虚焊等，若测量哪一级电流不正常则说明那一级电流有问题。
5.2 中周调整
因为和中周变压器并联电容器容量总存在误差，机内布线也存在着不一样分布电容，这些全部会引发中周变压器失谐，所以要进行调整。能够按以下方法进行中周调整：把高频信号发生器调到465kHz上，双连电容逆时针旋到头，然后调T4（黑色）、T3（白色）两个中周，反复调几次，达成收音机喇叭声音最响为止。
5.3 中频频率调整
收音机中波段频率范围通常要求在535~1605kHz。它是经过双连电容从容量最大到容量最小来实现这种连续调谐，为了满足要求所以必需调频率范围。
5.4 统调
统调就是经过调试收音机输入回路、本机振荡频率、中放回路中频频率校正，从而达成在接收频率范围内机子含有良好频率跟踪特征。所谓跟踪是指在接收频率范围内，当接收任一频率电台时，本机振荡频率和要接收频率经过混频电路后全部应该输出标准中频频率信号，在超外差AM（调幅）波段中，中频频率为465KHZ。从理论上讲，中波收音机从525~1605kHz范围内，振荡频率和外部电台频率之差各点全部应该是465kHz，但实际上是极难做到，为了使整个波段内全部能做到基础同时，经过大量试验证实，只要把600kHz，1000kHz，1500kHz这三点调准就能够了，所以要进行三点统调。中波频率范围是：530KHZ---1600KHZ,那么本机振荡频率范围就应该在955KHZ---2065KHZ，收音机是经过一个双联可变电容来同时改变输入回路谐振频率和本机振荡频率，理想状态下，我们在选台时在整个波段频率范围内，本机振荡频率和输入回路谐振频率之差全部应该保持在465KHZ，但实际情况并没有这么理想，因为本机振荡电路和输入回路分属不一样谐振槽路且谐振频率也不一样，即使我们输入回路和本机振荡电路谐振电容是同时联动，但因为电路参数差异，极难确保在正个接收频率范围内全部能正确地差拍出465KHZ中频，为此在实际电路中全部作了部分赔偿方法。
统调具体方法以下所表示：
在波段低端接收一个已知频率当地强信号台，当接收到电台声音后，看此时调谐刻度指针所指频率是否和所接收频率一致，假如不一致可调整本机振荡线圈磁芯，并同时旋动调谐旋钮，直到刻度指针所指示频率和接收频率一致，然后调整输入回路线圈在磁棒位置使声音最大为止。假如刻度指针所指示频率和接收频率已经一致，此时只要调整回路线圈使声音最大即可。
统调第三步方法和第二步相同，在波段高端接收一个已知频率强信号电台，分别调整C2和C9使刻度指针所指频率和接收频率一致且声音最大即可。反复第二和第三步进行微调是接收效果达成最好效果。
6 小结
经过此次七管超外差式收音机设计，使我愈加好了解了AM调制解调原理和它工作过程和调试方法。即使在设计中碰到了不少问题，不过在自己努力和指导老师帮助下，问题全部迎刃而解。对于此次设计结果感到比较满意，自己焊接技术有了更深入提升，深入学习了电路分析、调试，故障排除技巧。
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