超外差收音机课程设计报告.doc

超外差收音机课程设计报告
目录

选题意义……………………………………页码
总体方案……………………………………页码
各部分设计及原理分析……………………页码
参数选择……………………………………页码
实验结果……………………………………页码
心得体会……………………………………页码
参考文献……………………………………页码

一、选题意义
1、熟悉晶体管超外差收音机各组成部分，工作原理和电路元件的作用原理。
2、初步掌握晶体管超外差收音机的安装与调试。
3、培养分析问题和解决问题的能力，对动手实践能力有所提高。
4、培养动手能力及严谨的科学作风，加深我们对理论知识的理解，帮助我们学习专业知识。
5.加深理论与实践的结合，为今后的学习做更好地准备。
二、总体方案
1） 所需器材
1、9018型袖珍收音机实验套件
2、电烙铁 、松香和锡条
3、螺丝刀、镊子、剪刀等必备工具
4、两节5号电池。
2） 设计概要
1、熟悉电路元件，掌握电烙铁的使用方法。
2、熟悉收音机的电路原理图、检查清点各种收音机装配零件。
3、掌握各元器件焊接方法并调试元器件的好坏。
4、焊接各种零件。安装时先安装低矮和耐热的元件（如电阻），然后再安装大一点的元件（如中周、变压器），最后装怕热的元件（如三极管）。
5、调试收音机。
三、各部分设计及原理分析
1) 原理分析
收音机原理就是把从天线接收到的高频信号经检波（解调）还原成音频信号，送到耳机变成音波。由于广播事业发展，天空中有了很多不同频率的无线电波。如果把这许多电波全都接收下来，音频信号就会象处于闹市之中一样，许多声音混杂在一起，结果什么也听不清了。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，这就是我们收听广播时，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，利用它直接推动耳机（电声器）是不行的，还必须把它恢复成原来的音频信号，这种还原电路称为解调，把解调的音频信号送到耳机，就可以收到广播。 上面所讲的是最简单收音机称为直接检波机，但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合适，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。即使已经增加高频放大器，检波输出的功率通常也只有几毫瓦，用耳机听还可以，但要用扬声器就嫌太小，因此在检波输出后增加音频放大器来推动扬声器。 高放式收音机比直接检波式收音机灵敏度高、功率大，但是选择性还较差，调谐也比较复杂。把从天线接收到的高频信号放大几百甚至几万倍，一般要有几级的高频放大，每一级电路都有一个谐振回路，当被接收的频率改变时，谐振电路都要重新调整，而且每次调整后的选择性和通带很难保证完全一样，为了克服这些缺点，现在的收音机几乎都采用超外差式电路。超外差式收音机：是指输入信号和本机振荡信号产生一个固定中频信号的过程。如果把收音机收到的广播电台的高频信号，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。它由输入回路高放混频、两级中放，前置低放及检波、功放等部分组成，接收的频率范围为535KHz～1605KHz的中波段。图1中VT1及相关元件组成高放及混频，无线电信号经选频电路选频后从VT1的基极输入，本振信号从发射极注入，两者的差频信号经T3传到VT2进行中频放大，VT3及相关电路级成检波电路，经过这部分电路的处理后，在RP端形成低频声音信号，经RP分压后，送入VT4，进行音频推动放大，功率达到一定要求的信号经输出变压器耦合进入VT5、VT6组成的功放电路，经过功放放大的音频信号最后在扬声器发出声音信息，以上就是本机的整个工作过程。
简单流程：
天线（磁性天线）接收无线电广播信号（多种信号）→波段选择→调谐（选取一种信号）
→高频放大→混频（本振与信号）→差频信号（中频）→放大（中放）→检波
音频→低频放大→功率放大→扬声器（耳机）放出音频信号（声音｝。
超外差式晶体管收音机的电原理图如图1；   

2) 各部分设计
1、输入调谐电路
输入电路的主要作用一是接收并选择电台信号，二是频率覆盖。输入调谐电路由双连可变电容器的Ca和T1的初级线圈Lab组成，是一并联谐振电路，T1是磁性天线线圈，从天线接收进来的高频信号，通过输入调谐电路的谐振选出需要的电台信号，电台信号频率是f=l／2πLabCa，当改变Ca时，就能收到不同频率的电台信号。

2、变频电路
变频级是以变频管V1 为中心组成的电路，它的作用是把通过输入调谐电路收到的不同频率电台信号(高频信号)变换成固定的465KHz的中频信号。变频级包括：本机振荡器、混频器、选频电路三个部分。
VTl、T2、Cb等元件组成本机振荡电路的任务是产生一个高于输入信号载波频率465KHz 的高频等幅信号。由于Cl对高频信号相当短路，Tl的次级Lcd的电感量又很小，对高频信号提供了通路，所以本机振荡电路是共基极电路，振荡频率由T2、cB控制，Cb是双连电容器的另一连，调节它以改变本机振荡频率。T2是振荡线圈，其初次绕在同一磁芯上，它们把VT1的等电极输出的放大了的振荡信号以正反馈的形式耦合到振荡回路，本机振荡的电压由T2的初级的抽头引出，通过C2耦合到VT1的发射极上。
混频电路由VTl、T3的初级线圈等组成，是共发射极电路。(磁性天线接收的电台信号)通过输入调谐电路接收到的电台信号，通过Tl的次级线圈Lcd送到VTl的基极，本机振荡信号又通过C2送到VTl和发射极，两种频率的信号在T1中进行混频，利用晶体管的非线性特性获得一个新的频率信号，即中频信号。混频电路的负载是中频变压器、T3的初级线圈和内部电容组成的并联谐振电路，它的谐振频率是465KHz，可以把465KHz的中频信号从多种频率的信号中选择出来，并通过T3的次级线圈耦合到下一级去，而其它信号几乎被滤掉。
3、中频放大电路
中频放大器是超外差式收音机的极其重要的组成部分。此收音机为两级中放电路，以中放管VT2 和VT3 为中心。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。
它的主要任务是放大来自变频级的465kHz中频信号，用谐振回路作负载经过选频电路进行选频，滤掉不必要的信号成分，然后输送给检波级检波。原理如下：经过变频级变换成465kHz的中频信号通过T2耦合至VT2基极，经过VT2放大后由T3耦合到VT3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VT3放大后的中频信号利用VT3的be极的PN结的单向导电性进行检波。R3是第一中放管VT2的偏置电路，C4用来旁路中频信号；R4、R3、RP是第二中放管VT3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。
4、检波和自动增益控制电路
检波级的主要任务是把中频调幅信号还原成音频信号，C4、C5起滤去残余的中频成分的作用。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。中频信号经中频放大器充分放大后由T4耦合到检波管VT3，VT3既起放大作用，又是检波管。
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。装上自动增益控制后，就能避免这些现象。自动增益控制(AGC)的控制过程如下：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VT2的基极。由于C4的滤波作用，滤去了音频信号中的交流成分,实际上送回到VT2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，VT3的IC3增大，VT3的集电极电位降低，通过R3，使VT2的基极电位降低，VT2的集电极电流减小，VT2的放大倍数下降，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。
5、前置低放电路
检波滤波后的音频信号由电位器RP送到前置低放管VT4，经过低放可将音频信号电压放大几十到几百倍，但是音频信号经过放大后带负载能力还很差，不能直接推动扬声器工作，还需进行功率放大。旋转电位器RP可以改变VT4的基极对地的信号电压的大小，可达到控制音量的目的。
6、功率放大器(OTL电路)
功率放大器的任务是不仅要输出较大的电压，而且能够输出较大的电流。本电路采用无输出变压器功率放大器，可以消除输出变压器引起的失真和损耗，频率特性好，还可以减小放大器的体积和重量。VT5、VT6组成同类型晶体管的推挽电路，R7、R8和R9、R10分别是VT5、VT6的偏量电阻,使VT5、VT6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。变压器T5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VT5、VT6做乙类推挽功率放大。由T5次级提供的倒相信号使VT5VTQ6交替导通，在VT6的集电极上输出放大了的完整的信号，通过隔直电容C9耦合到扬声器上。
四．参数选择
频率范围：535～1065kHz
中频频率：465kHz
灵敏度：<1mV/m（能收到本省、本市以外较远的电台及信号较弱的电台）
选择性：20lg >14dB
输出功率：最大不失真功率≥100mW
额定电压：3V
五．实验结果
将所有元件焊接完后，经过调节黑、白周可以收到较清晰的信号。调节
六．心得体会
开学初两周的课程设计对于我们来说新颖而又具一定的挑战性。整个课程设计让我们学到了不少。学会了理论与实践的结合。
其中接触了不少之前没有接触过的东西，对超外差收音机各个零件有了一定的认识 ，原理图看着很复杂，让我们很费解，但经过我们的努力还是成功地组装好了收音机，并且能正常工作，调到部分频道。在焊接技术上也有一定的掌握，认识到虚焊等问题，在焊接过程中我们小心翼翼，以避免虚焊以及把两焊点焊在一起这些问题的出现。当然，焊接过程中也的确遇到一些问题，但是我们也巧妙地解决了，使组装顺利完成。
虽然只有短短两周的学习，但是我们也体会到了实践的重要性。尤其对于我们电科专业而言，甚为重要，没有实践的检验，理论知识是远远不够的。虽然这只是一些简单的原件组装，但是我们亦然感到兴奋，为自己能够完成组装收音机工作而激动。此外，我们希望在以后的学习生活中能够更多地接触诸如此类的实践，提高我们的实践能力，更好地运用理论知识。我们要敢于去摸索，敢于去挑战，社会在发展，人才辈出，在这高科技发展迅猛的时代，我们也要与时俱进，学得更多，争做有用的人才。

七．参考文献
《电子技术课程设计指导》（高等教育出版社，彭介华主编）
《电子线路CAD》 (北京大学出版社， 殷庆纵 李福勤主编)
《模拟电子技术基础》（高等教育出版社， 童诗白 华成英主编）
《数字电子技术基础》（高等教育出版社，阎石主编）