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七管半导体收音机设计及其焊接

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2012年1月6日

七管半导体收音机工作原理及其焊接

摘要：
收音机是最常用的家用电器之一，在本次设计中，其目的是得到一个超外差式调幅收音机，本文主要针对HX108-2半导体收音机的原理和焊接做了简单的介绍。超外差收音机由输入电路、变频级、中频放大级、检波级、AGC电路、低频放大级、功放级和扬声器组成。结合接收框图，对收音机的各部分电路进行详细的理论分析与讨论，从而加深对模拟调制系统和无线电通信理论知识的理解。

关键词：超外差 焊接 功放 变频 检波

Keywords: specialized superheterodyne welding power amplifier inverter detection

引言：
收音机是一种能接收无线电广播信号，将电磁波还原成声音的设备。随着现在社会的快速发展，人们对电子产品的要求越来越高，因而电子产品无论从制作上还是销售上都要求很高。通信技术在日常生活中得到广泛应用，本人也学到了一些通信的知识，本次设计需要的是高频方面的知识。
本次设计的主要目的从总体上说，是巩固已学的理论知识，能够建立无线调幅收音机的整体概念，了解调幅接收机整机各个单元电路之间的关系及相互影响，正确设计接收机的各个单元电路。以收音机作为综合实验题目，不仅可以充分发挥专业特长，而且扎实掌握各种电路的结构及工作原理，从而达到理论与实践相结合之目的。

正文：
一、 超外差收音机系统整体设计
超外差是指输入信号和本地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。

超外差式接收机的原理框图及电路原理图：

主要性能：
1．频率范围：525-1605KHZ 2.中频频率：455KHZ
3．灵敏度：≤1.5mV/m 26dB S/N 4.选择性：≥20dB ±9KHZ
5．电源：电压3V2节5号电池 6.静态电流：无讯号＜20mA
7．输出功率：≥180mW 10％失真度
二、各部分模块的电路设计及原理分析
1、 输入电路工作原理
超外差收音机的输入电路利用串联谐振特性来选择所需要的信号，由初级调谐线圈L和两个可变电容器C组成。调节可变电容 C1可使 LC 的固有频率等于电台频率，产生谐振，以选择不同频率的电台信号。再由L2耦合到下一级变频级。而其他频率信号因未发生谐振，电路对它们呈现的阻抗就大，相应的电路电流就小。因此，只有刚才的电台频率的信号被选出来，其他频率的信号都被有效地抑制。
调节Ｌ，Ｃ组成的输入电路，使它对欲接收的信号发生谐振的过程叫做调谐，也就是通常所说的选台。这种输入电路一般称为调谐输入电路或调谐回路【１】

（输入电路）

２，变频级电路原理
　　变频电路把输入电路送来的广播电台的高频载波信号变成４５５ｋｈｚ的中频载波信号。三极管的集电极负载是个中频变压器，由它选出中频信号，再送到后续的中频放大级去【１】
　　　　由于晶体管的非线性作用，将产生多种频率的信号，其中有一种是本振频率和电台频率相差４５５ｋｈｚ的中频信号，它正是这种超外差收音机所需要的工作信号【２】
电路中的C1a’、C1b’为补偿电容，是为了保证振荡频率的跟踪（又称为统调）而设置的。C2为高频旁路电容，对高频信号相当于短路。C3为耦合电容。R1、R2为V1提供了静态偏置电流，使它稳定的工作在非线性区。

变频级部分电路图

3、中放电路
前一级产生的中频载波的电压非常小，所以必须先进行放大，然后再进行解调。中频放大级的的作用就是放大中频电压【1】。在收音机里的中频放大器简称为中放，中频放大级是指变频输出至振幅检波器之间的那一部分电路，其作用是用来放大经变频得到的

455kHz中频信号，它是收音机的“心脏”部位。中放电路性能的好坏与否，在很大程度上决定着收音机的整机灵敏度、选择性和频率特性等主要性能指标。
如下图，中放回路主要由T2、T3组成的两级中频放大器。第一中放电路中的T2负载是中频变压器B4和内部电容组成，它们构成并联谐振电路，谐振频率是455KHz，第二级中放的任务主要是进行再次放大，与直放式收音机相比，超外差式收音机灵敏度和选择性都提高了许多，主要原因是有了中频放大电路，它比高频信号更容易调谐和放大。【2】

（中放部分电路图）

4、检波级及自动增益控制（AGC）电路
（1）检波级
在这时，如果在中频放大后直接接上扬声器，扬声器还无法正常播放广播，职能听到嗒嗒的杂音。只有把音频信号从调幅波中分离出来，再将音频信号通过低频放大器和功率放大电路后加到扬声器上才行。完成这种分离作用的电路就是检波电路，也称为解调器，可以用二极管或三极管来实现。

检波级的主要任务是把中频调幅信号还原成音频信号，C8、C9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C20送至低频放大器。

（检波级部分电路图）
（2）、自动增益控制（AGC）电路
自动增益控制电路能自动调节收音机的增益，使收音机在接收强弱不同的电台信号时，音量不致变化过大。
自动增益控制电路主要由R8电阻和C4电容组合来完成。如图所示。控制过程是把检波后低频信号中的直流成分引到第一中放管的基极，控制中放管基极电流，从而实现AGC控制。电路中的R8和C4支路起AGC作用。设第一中放管的静态基极电流为Ib，无外来信号时，Ib由偏置电路固定。当收音机收到电台信号时，信号经变频和中频放大，然后由检波二极管D检波。检波后的中频脉动电流被C8、R9和C9滤除，音频信号经隔直兼耦合电容C10送入低频放大器。其中的直流成分为Id，一部分（Id’）小号在电位器W上，另一部分（Ib’）经R8和C4滤波后注入第一中放管的基极。由于Ib和Ib’的流向相反，Ib’要抵消一部分Ib，使第一级中放的增益下降。外来信号越强，检波后的

Ib’越大，使第一中放增益越低。反之，中放增益下降就越小，从而起到了AGC作用。

（检波级及自动增益控制AGC）

5，低频放大与功率放大原理
（1）低频放大部分
检波器与功率放大器之间的电路称为低频放大电路，主要作用是放大低频信号，激励功率放大器，使功率放大器有足够的输出功率，去推动扬声器（负载）工作。检波滤波后的音频信号由电位器W送到前置低放管T5，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W可以改变T5的基极对地的信号电压的大小，可达到控制音量的目的【3】

（低频放大原理图） （功率放大原理图）

（2）功率放大器
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。收音机中常用的功率放大器有甲类（A类）、推挽乙类（B类）和无变压器功率放大器3种。而在HX108-2型收音机中所采用的功率放大电路是乙类推挽功率放大器，电路如图。
推挽功放的工作原理是：当输入变压器B6初级加有低频信号，在正半周，初级线圈上端正，下端负，次级两半线圈将感应出两个大小相等的低频信号。此时功放管V6的基极为正，发射极为负，加有正偏压而导通，功放管V7的基极为负，发射极为正，加有凡偏压，因而不能导通。V6管上的电流I6c流过输出变压器B7初级上半线圈，输出变压器次级线圈便感应出正半周信号电流，流过扬声器【4】。

（低放和功放总连接图）

三 焊接工艺
(1) 焊前准备
焊前要对印制电路板表面和元器件引脚进行清洁。
(2) 焊接方法
采用点锡焊接法。先把元器件插入印制板规定的位置，经检查无误后再用右手握电烙铁，烙铁头的刃口放在元器件引脚的焊接位置，左手握焊锡丝的一端去接触烙铁刃口与元器件引脚的共同点进行焊接根据焊点大小控制焊锡量，焊锡量以包住引线、灌满焊盘、能形成一个大小合适的圆滑的焊点为好。焊接时间不能太长，也不能太短，接解时间视具体情况而定，焊完后先拿走焊锡丝再收回电烙铁。
(3) 注意事项
1） 在焊锡未凝固以前不得摇动元器件的引脚，以免造成虚焊；

2）焊接热敏易损元件时，可用镊子或尖嘴钳夹住元器件的引脚以帮助散热；
3）要特别注意电烙铁加热后的安全，不用时要在烙铁架上放好，不要乱甩电烙铁的焊锡，以免烫伤人及电烙铁本身的导线；
4）由于焊锡丝中的铅是对人体有害的重金属，操作时应带手套或操作后及时洗手。
(4) 拆焊
当要更换元器件或有的地方焊错了，要将其拆下来。动作要领是：加热迅速、注意力集中、动作快。
最后达到接触良好、牢固、清洁美观。
结束语：
本次电子综合实验提出较为简单实用的实验方案，即超外差式收音机。通过学习，使我对电子工艺的理论有了初步的系统了解。这些知识不仅在课堂上有效，对以后的电子工艺课的学习有很大的指导意义，在日常生活中更是有着现实意义；也对自己的动手能力是个很大的锻炼。实践出真知，所有发明创造无一不是在实践中得到检验的。通过本次实验对超外差式收音机的原理学习和实物焊接，培养了学生动手的能力、创新能力以及分析和解决问题的能力。理论与实践相结合，使思路清晰化、问题简单化，从而加深了对课本理论知识的理解。所以，在接下来的学习过程中，我会有意的了解一下调频收音机的构造，并且找机会完成一个调频收音机。

参考文献：
【1】李小根 . 电子技术综合实习 .四川大学出版社，2007
【2】陈光明 . 电子技术课程设计与综合实训 .北京航空航天大学出版社，2007
【3】王艳芬 . 通信电子电路实验指导 .清华大学出版社，2006
【4】刘南平 . 实用电子技术.科学出版社，2008

（注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）