半导体收音机实训的任务书.doc

半导体收音机实训的任务书
一、实训内容：
1、掌握半导体调幅收音机的工作原理。
2、训练焊接操作技能，掌握焊接技术。
3、检测电子元件的参数。
4、装配半导体收音机。
5、经各项指标验收合格后评定成绩。
6、写实训报告
二、要求
1、保证时间，一切按正常上课秩序，不得随意请假或缺习。
2、听从指挥，注意人身与设备的安全
3、每人一套工具及套件，丢失或损坏安价赔偿。
三、考核方法：
实训纪律占10%；各种参数检测20%；装配占20%；试校20%；报告30%
四、实训报告要求
1、简述超外差收音机工作原理（附完整的电路图）。
2、元件识别、焊接、安装过程。
3、各静态工作点值。
4、单元调试及统调经过。
5、所遇故障分析与解决。
6、体会与建议。

收音机原理
一、 调幅收音机的原理
1、矿石收音机（略）
2、直放式（来复再生式）收音机：对天线接收下来的高频调幅波直接进行放大，然后检出音频信号后，经低频放大器加以放大，最后推动扬声器发声。见图2-1。

图2-1 直接放大式收音机原理方框图

特点：高频、低频灵敏度不一样，选择性差，失真大，稳定性差。
3、超外差式收音机：如果对天线接收下来的某一范围的广播电台信号与本机振荡信号进行混频，即进行频率变换，都变换为一个固定的中频载波频率（仅是载波频率发生改变，而其信号包络仍然和原高频信号包络一样），然后再对此固定的中频进行放大，检波，再加上低放级，就成了超外差式收音机。这种接收机中，在高频放大器和中频放大器之间须增加一级变换器，通常称为变频器，它的根本任务是把高频信号变换成固定中频。而由于中频频率（我国采用 465千赫）较变换前的高频信号（广播电台的频率）低，而且频率是固定的，所以任何电台的信号都能得到相等的放大量。另外，中频的放大量容易做得比较高，而不易产生自激，所以超外差式收音机可以做得灵敏度很高。由于外来电台必须经过“变频”变成中频频率才能通过中频放大回路，所以可以提高收音机的选择性。一般的超外差式收音机组成方框图如图 2-2 所示。

图2-2 超外差式收音机原理图
优点：灵敏度高，选择性好，音质好（通频带宽）、工作稳定
缺点：镜像干扰，中频干扰，互调干扰
二、 调幅收音机的电路分析
(一) 变频级
从图2-2 中可以看出，超外差式收音机的变频级包括混频器和本机振荡器两个部分。从天线收到的高频调幅信号经调谐输入回路的选择，送入变频级的混频器。本机振荡器产生的高频等幅振荡信号也送入混频器。通常本机振荡的频率高于外来信号的频率，而且高出的数值要保持一定值，即中频频率。两种信号在混频器中混频的结果，产生一个新的频率信号，即差频信号（本机振荡频率与输入信号频率之差），也称 “中频”信号。这就是“外差作用”。我国收音机中频频率规定为 465 千赫。465 千赫的差频信号仍属高频范围，只是因为它比外来信号的载波频率低，所以才称为“中频”信号。
变频级电路的本振和混频由一只三极管担任（自激式变频电路）。由于三极管的放大作用和非线形特性，所以可以起频率变换作用。
两个信号同时在晶体管内混合，将产生fL±nfC的许多频率成分，通过中频变压器的选频作用，选出频率为fL-fC=465KHz的中频调幅波,如图2-3所示。 

图2-3 混频示意图
图2-4所示的变频电路是某套件的收音机线路中的变频电路。

图2-4
现对此电路工作过程叙述如下：
Lab 是绕在磁性棒上的线圈，Lab、Ca、Cat 组成了高频调谐回路，Lb、Cb、Cbt、C3组成本机振荡回路。磁性天线接收到的高频调幅信号，经高频调谐回路的选择，由耦合线圈 Lcd 加到变频管的基极和发射极之间；本机振荡器产生的高频等幅信号（比外来信号频率高一个固定中频）通过 C2、C1 和 R2 也加到变频管的基极和发射极之间。我们知道半导体三极管的发射结（发射极和基极之间的 P-N 结）是非线性元件，所以当外来信号和本机振荡信号加在发射极--基极回路时发生混频，产生了我们需要的差频（465 千赫）。我们再通过接在集电极回路中的 L3 组成的中频谐振回路（俗称中周），将被放大了的中频信号选取出来，由 L3 次级输出送至中频放大器。
为了使本机振荡的频率和调谐回路的高频谐振频率之差始终为一固定中频（465 千赫），在改变调谐回路的谐振频率时（选择所要收听的电台时），必须同时调整振荡回路的振荡频率，这叫“跟踪”。为了简化使用时的调谐手续，在收音机中，上述两个回路是采用一只同轴双连可变电容（Ca、Cb）进行调整的。常用的双连可变电容是等容式的。例如有 270PF×2、365PF×2 等规格。使用等容双连可变电容时必须在本机振荡回路中的可变电容 Cb 上并联一个小电容 Cbt，适当地选取 Cbt，以便使两个回路得到较好的统调，C3 是垫振电容用以补偿波段高低端的统调偏差。
电阻 R1、R2 组成偏置电路。L2 是中波振荡线圈。L3 是“中周”。
下面介绍一下频率“跟踪”的原理。
变频级包含有输入谐振回路和本机振荡回路。输入谐振回路调谐于被接收信号的载频fc上，本机振荡回路应调谐在比fc高出465kHZ的频率fL上，保证变频后输出为中频（465kHZ）信号。为此，常常采用双联电容器来实现。如图2-5所示。

图2-5 双联电容器实现频率跟踪
但是，这两个谐振回路的波段覆盖系数k不相等，例如在（535～1605）kHZ中波段，它们分别为

为了使双连电容器在0～180°的转动角范围内，同时满足两个回路的波段覆盖，通常采用三点统调方法。在本振回路中串联一个固定电容C3(常取300pF)，俗称垫整电容；又并联一个可变电容Cbt(常取5～30pF的微调电容)，俗称补偿电容，如图2-7 (c)所示。因为在未接入C3和Cbt时，在双连电容器转角180°范围内只有一点满足fL=fc+465kHz。
如图2-6 (a)所示，在低频端本机振荡回路的振荡频率和输入谐振回路的谐振频率相差465 kHz,则双连从0°旋到180°过程中,其余各点都不满足fL=fc+465kHz，也就是说只有低频端一点跟踪。图2-6 (b)所示情况只有在中间一点(双连旋在90°角左右) 跟踪。

(a)                               (b)
图2-6 频率与双连旋转关系曲线
    如果本机振荡回路中并联一个电容Cbt，如图2-7（a），当双连全部旋进，Cb电容量最大,而电容器Cbt容量较小，因此对谐振回路影响不大；当双连全部旋出（即Cb容量最小仅10pF左右）时，并联电容Cbt对谐振回路的作用很大，它使谐振回路的高端谐振频率明显降低，于是如图2-7（a）所示可以实现a、b两个统调点。

图2-7 串、并联电容后的跟踪曲线

    在本机振荡回路中串联一个大电容器C3，如图2-7（b）所示。当双连全部旋出（Cb容量最小），串联电容C3（＞＞Cb）对回路的影响不大；当双连全部旋进（Cb容量最大），C3 将使回路的低端谐振频率明显升高，如图2-7（b）中a点，这里也有两个统调点。
如果回路原先在中心频率（指双连旋转90°角点上）满足统调，再串联上垫整电容C3和并联上补偿电容Cbt，就可能如图2-7（c）所示，使调谐曲线的高频端和低频端都满足统调。这就实现了三点统调。曲线表明，三点统调的跟踪曲线呈s形，它与输入调谐回路谐振曲线之间并不处处相差465 kHz，但由于选台时起主要作用的是本振回路，当它正确调谐在fL（fc＋465kHz）时，即使输入回路稍有失谐，由于通频带较宽，高频fc信号仍能通过，只要fL和fc的差频维持为 465 kHZ，整机的灵敏度和选择性所受影响就不大。在中波波段上，三个跟踪点定为600kHz、1000 kHz和1500kHz。

（二）中频放大级

中频放大器是超外差式收音机的及其重要的组成部分，中放级的好坏对收音机的灵敏度、选择性和保真度等主要指标有决定性的影响。
收音机里的中频放大器其工作频率为 465 千赫，用谐振回路作负载，这样可大大提高收音机的灵敏度和选择性。某套件的收音机中频放大器电路如图 2-8 所示。
经过变频级变换成 465 千赫的中频信号通过中频变压器 L3 耦合至 Q2 基极，经过 Q2放大后由第二只中频变压器 L4 耦合到 Q3 进行第二次中频放大，Q3 既是第二中放的放大管，又是检波级，经 Q3 放大后的中频信号利用 Q3 的 be 极的 PN 结的单向导电特性进行检波。
R3 是第一中放管 Q2 的偏置电路，C4 的任务之一是旁路中频信号；R4、R3、W1 是第二中放管 Q3 的偏置电路。C5、C6 是旁路电容，音频信号通过 C7 耦合到低放级。
各极中频放大器之间采用中频变压器进行耦合。由于三极管输出阻抗较低，考虑阻抗匹配，所以电源供给从中频变压器初级中心头接入。同时次级大多数是不调谐的且圈数很少，以便与下一级所接的三极管输入阻抗小的特点相适应。

图2-8

（三）检波和自动增益控制（AGC）
在超外差式收音机中，通常采用二极管检波器。在图2-8中利用 Q3 的 be 极单向导电特性作为检波二极管用，C5、C6 是中频滤波电容，W1 是检波负载，兼音量控制电位器，检波后的音频信号由电位器的滑动臂经隔直电容 C7 送至低频放大器。
收音机在接收强弱不同的电台信号的时候,音量往往相差很大。电台信号过强，甚至引起失真。即使是同一电台，信号在传播过程中也可能由于干扰而时强时弱，导致收音机声音忽高忽低。装上自动增益控制后，就能避免出现这些现象。自动增益控制电路由 R3、C4 组成。检波后，音频信号的一部分，通过 R3 送回到第一中放管 Q2 的基极。由于 C4 的滤波作用，滤去了音频信号中的交流成分，保留了直流成分。实际上送回到 Q2 基极的是音频信号中的直流成分。当检波输出的音频信号增大的时候，Q3 的 IC3增大，Q3 的集电极电位就降低，通过R3，就会使 Q2 的基极电位降低，Q2 的集电极电流减小，Q2的放大倍数就会下降，从而保持检波输出的音频信号大小基本不变，这样就达到了自动增益控制的目的。

（四）功率放大电路
收音机功放电路见图2-9所示：
Q4 是推动级，它的集电极电流较大，能输出一定的音频功率，推动末级功率放大工作。输入变压器 L5 起阻抗匹配和倒相的作用，它输出大小相等、相位相反的信号推动三极管 Q5、Q6 做乙类推挽功率放大。
Q5、Q6 串联成无输出变压器（OTL）推挽功率放大电路。R7、R8、R9、R10是偏置电阻，使 Q5、Q6 在没信号输入时，也有一定的集电极电流，用来消除交越失真。由 L5次级提供的倒相信号使Q5 和Q6交替导通，在Q6的集电极上输出放大了的完整信号，通过隔直电容 C9 耦合到扬声器上。

图2-9

（五）超外差式六管收音机整机电路分析

磁性天线感应来的信号送到谐振回路 Lab、Ca 中去（参见图 2-10 线路标注），将 Lab、Ca 调谐在接收的信号频率上，其它干扰信号相应地被抑制。然后通过 Lcd 的耦合将高频信号送到变频级 Q1 的基极。变频级的振荡电压通过 C2 注入 Q1 的发射极。Lb、Cb 组成振荡回路，反馈是由 Lc 来实现的，因此，这是一个振荡电压由发射极注入，信号由基极注入的变频级。R1、R2 是偏置元件，C1 作高频旁路之用。经变频之后，信号变换成 465千赫的中频信号，由谐振于 465千赫的中频变压器L3 取出送至由 Q2 组成的第一中频放大级。第一中放级加有自动增益控制，由R3、C4组成，C4 是一个容量较大的电解电容器，其主要作用是滤除检波后的音频电流。经过 Q2 放大后的中频信号由 L4 取出后送到第二中频放大级。R4、R3、W1 是第二中放级的偏置电阻，C5、C6 是旁路电容。经过二级中放后的信号由 Q3 的 be 极单向导电特性进行检波。在电位器 W1 上的音频信号通过 C7 耦合到 Q4 组成的前置低放级。检波后的直流分量通过R3加到中频放大器 Q2 的基极作自动增益控制。Q4放大后的音频信号，经 L5 送到由Q5、Q6组成的推挽功率放大级，最后输出较大的音频功率推动扬声器发出声音。R5 是 Q4 的偏置电阻；R7、R8、R9、R10 是 Q5和 Q6 推挽放大级的偏置电阻。C10、R6组成电源退耦电路；电容C8用来改善音质；Cat、Cbt 为双联可变电容器顶端的微调电容； L5 是输入变压器，JK是外接耳机插口。

图2-10

实训内容
装配收音机。
该收音机除天线、扬声器和电池外，其他电气元件全部安装在PCB板上。PCB板与外部的连接仅4（2根电池夹连线，2根扬声器连线）线。安装非常方便。
1、 根据清单清点所有元器件和结构件，认识了解它们的结构、性能和作用，判断其好坏，找出元件和结构件各端（极）在电路板上相应的位置。
2、 按类型将所有元器件焊接到电路板对应位置上。
插件、焊接工艺示图：

3、 按要求逐步调试记录各静态工作点，检查电路错误，直至电路工作正常。
4、 电路查错流程
装好收音机后，首先测量电源两端的电阻，至少大于500欧不短路，可以通电。如不响，原则是从后面向前查找，看是否有电路错误、假焊(看是焊了实际未通)、虚焊(时通时不通)、搭焊(短路)、元件损坏。如果喇叭一点噪音都没有，说明喇叭到功放有问题，则查喇叭→耳机插座→功放，最后用螺丝刀碰音量电位器抽头，喇叭有咔咔声，说明低放部分基本修好。再逐级向前修，检波→中放→混频→天线等，每修好一级，至少达到用螺丝刀碰该级，都会在喇叭中有咔咔声，直到天线信号能进入到达喇叭，则线路基本能工作，此时应该能收到当地的强台。然后进行电路放大性能调试选择性调试，使能收到弱台。再调频率覆盖和灵敏度，达到能全频覆盖及强弱电台都能收到为止。
5、 调整频率范围及统调
（1）、调整频率范围
收音机的中波段频率范围是535-1605 KHz，实际频率范围一般调在525-1640 KHz。调整频率范围也叫对刻度，它是靠调整本机振荡频率来实现的，步骤如下：
① 调节函数信号发生器，输出525 KHz调幅信号，并将其输出端靠近收音机磁性天线。
② 将双连可变电容器全部旋入，调节指针对准525 KHz刻度，并调节振荡线圈磁芯，使收音机收到此信号。
③ 调节函数信号发生器，输出1640 KHz调幅信号，将双连可变电容器全部旋出，使指针对准1640 KHz刻度，调整补偿电容收到此信号为止。
④ 按上述步骤复调一次。
也可用电台信号进行调试。收听熟悉的几个不同频段范围内的广播电台，调节使起声音最大，使指针对准其频率刻度即可。
（2）、统调
调整输入调谐回路与本机振荡回路谐振频率之差在整个频段内始终保持在465KHz。可以在频率低、中、高三端各取一个频率，如600 KHz、1000 KHz、1500 KHz进行调整（调节可变电容，使收音机收到这三个信号，移动调谐线圈在磁棒上的位置，使收音机输出最大），即三点统调。

本次实训的电路及元件

S66为六管超外差式收音机，具有安装调试方便、工作稳定、声音宏亮、耗电省等优点。它由输入回路高放混频级、一级中放、二级中放、前级低放兼检波级、低放级和功放级等部分组成，接收频率范围为535~1605KHZ的中波段。
调试说明：
1、测量电流（万用表50mA档），电位器开关关闭，装上电池，表笔跨接在电位器开关的两端（黑笔接电池负极，红笔接开关另一端），若电流指示小于10mA则说明可以通电。
2、把电位器开关打开，音量旋至最小，用万用表依次测量D、C、B、A四个缺口电流（即静态电流），若被测量的数值在规定的参考值左右（D—2mA，C—5mA，B—0.5mA，A—0.3mA），关闭电位器开关，依次连接这四个缺口。
备注：若测量那一级电流不正常，则说明那一级有问题，仔细检查三极管的极性有没有装错、中周、输入变压器是否装错位置以及虚假错焊等。
3、把音量开到最大，调双连拨盘即可收到电台。
关于工作原理、频率范围的调整以及跟踪统调请参考有关文献。

编号
元件

编号
元件

编号
元件

编号
元件
R1
200K

C1
103P

LED
发光管

T2
LT10-1（红）
R2
1K8

C2
682P

VT1
9018F

T3
TF10-1（白）
R3
120K

C3
10μ

VT2
9018F

T4
TF10-2（黑）
R4
30K

C4
223P

VT3
9018H

T5
输入变压器
R5
100K

C5
223P

VT4
9014D

J
耳机插座
R6
100

C6
0.47μ

VT5
9013H

RP
电位器
R7
120

C7
223P

VT6
9013H

CA/CB
双连可变电容
R8
100

C8
100μ

T1
天线线圈
R9
120

C9
100μ

BL
扬声器
R10
100

R11
330

输入变压器T5，线圈骨架上有凸点标记的为初级，电路板上也有圆点作为标记，
焊接时请对应，不要装反（配合万用表测量进行分辨）。
元件清单
名 称
型号规格
数量

名 称
型号规格
数量

名 称
型号规格
数量
电阻
100Ω
3
二极管
LED
1
电路板
S66E
1
120Ω
2
三极管
9013H
2
连接线

4
330Ω
1
9014D
1
电池簧
正、负、双连
各1
1K8
1
9018F
2
螺丝
自攻2×5
1
30K
1
9018H
1
沉头2.5×5
3
100K
1
电位器
5K带开关
1
半圆头1.6×5
1
120K
1
可变电容
CBM-223P
1
标签
PVC刻度盘
1
200K
1
磁棒
5×13×55
1
电容旋钮不干胶
1
瓷片电容
682P
1
天线线圈
100T/10T
1
塑料件
外壳
1套
103P
1
中周
LF10-1（红）
1
磁棒支架
1
223P
3
TF10-1（白）
1
可变电容拨盘
1
电解电容
0.47μ
1
TF10-2（黑）
1
电位器拨盘
1
10μ
1
输入变压器
E14-110
1

100μ
2
耳机插座
CKX-3.5-07
1

扬声器
Φ57 8Ω 0.5W
1