DS05-7B型七管收音機的設計與調試.doc

課 程 設 計 說 明 書學生姓名:學 號：學 院:信息工程學院班 級:通信題 目:DS05-7B型七管收音機的設計與調試指導教師： 職稱: 年 月 日DS05-7B型七管收音機的設計與調試* *摘要：隨著科學技術的發(fā)展，調頻收音機的應用十分廣泛，尤其消費類占有相當?shù)氖袌觥姆蛛x元件組成的收音機到由集成電路組成的收音機，調頻收音機技術已達到十分成熟的地步。從普通的調幅收音機到高級調頻收音機，調頻收音機以較高的技術含量和較高的音質得到了廣泛的歡迎。 本課題主要研究調頻收音機的設計全過程，各部分電路的組成、作用、性能指標和工作原理。主要的設計思路是：由天線、輸入回路、高頻放大電路、混頻電路、本機振蕩電路、中頻放大電路、鑒頻電路、低頻功率放大電路、揚聲器組成。本課題設計成果，基本上滿足要求，性能指標符合。本電路缺點的是音質噪聲大，電路還有一點失真等等，還需改進。關鍵詞：超外差，七管，變頻電路，中頻放大一、 引言收音機的裝配與調試是高頻電子電路的一門重要的實訓課程，通過本課程設計可以加深我們對無線電發(fā)送與接收設備中的有關電路的原理、組成與功能的認識，同時該課程設計也融合了模電與數(shù)電的知識，鞏固了我們對學過的知識的總結。目前調頻式或調幅式收音機，一般都采用超外差式，它具有靈敏度高、工作穩(wěn)定、選擇性好及失真度小等優(yōu)點。收音機接收天線將廣播電臺播發(fā)的高頻的調幅波接收下來，通過變頻級把外來的各調幅波信號變換成一個低頻和高頻之間的固定頻率465KHZ（中頻），然后進行放大，再由檢波級檢出音頻信號，送入低頻放大級放大，推動喇叭發(fā)聲，不是把接收天線接收下來的高頻調幅波直接放大去檢出音頻信號（直放式）。在設計中，是根據(jù)所要求的內容、指標進行各單元的設計，擬定單元電路，初步確定電路元件參數(shù)：再根據(jù)組合起來的系統(tǒng)電路進行核算，確定整機電路。在印刷電路的設計中，主要考慮元件的布局及走線，務必遵循一般規(guī)律。最后通過安裝調試達到要求的電氣性能指標，確定最終的電路元件參數(shù)，固定、封裝，成為完整的收音機產品。二、 DS05-7B型七管收音機的的整體設計超外差式收音機是相對于直接放大式收音機而言的，超外差式就是通過輸入回路先將電臺高頻調制波接收下來，和本地振蕩回路產 生的本地信號一并送入混頻器，再經(jīng)中頻回路進行頻率選擇，得到一固定的中頻載波（如：調幅中頻國際上統(tǒng)一為465KHz或455KHz）調制波。 超外差的實質就是將調制波不同頻率的載波，變成固定的且頻率較低的中頻載波。在廣播、電視、通訊領域，超外差接收方式被廣泛采用。DS05-7B型七管收音機的的整體原理框圖如圖1所示。 收音機是把廣播電臺發(fā)射的無線電波中的音頻信號取出來，加以放大，然后通過 揚聲器還原出聲音。具體講：從天線（磁棒具有聚集電磁波磁場的能力，而天線線圈是繞在磁棒上） 接收到的許多廣播電臺的高頻信號， 通過輸入回路（為并聯(lián)諧振回路，具有選頻作用）選出其中所需要的電臺信號送入變頻級的基極，同時，由本機振蕩器產生高頻等幅波信號， 它的頻率高于被選電臺載波465KHz，也送于變頻級的發(fā)射極，二者通過晶體管be結的非線性變換，將高頻調幅波變換成載波為465KHz的中頻調幅波信號。在這個變換過程中，被改變的只是已調幅波載波的頻率，而調幅波的振幅的變化規(guī)律（調制信號即聲音）并未改變。變換后的中頻信號通過變頻級集電極接的LC并聯(lián)回路選出載波為465KHz的中頻調幅信號，被送到中頻放大器，放大后，再送入檢波器進行幅度檢波，從而還原出音頻信號，然后通過低頻電壓放大和功率放大，再去推動揚聲器，還原出聲音。超外差式收音機是目前較普及的收音機。它是由天線、輸入回路、本機振蕩器、變頻器、中頻放大器、檢波器、低頻電壓放大器、功率放大器等部分組成。圖1 DS05-7B型七管收音機的的結構框圖圖2 DS05-7B型七管收音機的總體結構電路圖本機電路圖如圖2所示，整機中含有7只三極管，因此稱為7管收音機。其中，三極管V1為變頻管，V2、V3為中放管，V4為檢波管，V5為低頻前置放大管，V6、V7為低頻功放管。由B1及C1a組成的天線調諧回路感應出廣播電臺的調幅信號，選出我們所需的電臺信號f1進入V1基極。本振信號調諧在高出f1一個中頻(465kHz)的f2進入V1發(fā)射極，由V1三極管進行變頻(或稱混頻)，在V1集電極回路通過B3選取出f2與f1的差頻(465kHz中頻)信號。中頻信號經(jīng)V2和V3二級中頻放大，進入V4檢波管，檢出音頻信號經(jīng)V5低頻放大和由V6、V7組成變壓器耦合功率放大器進行功率放大，推動揚聲器發(fā)聲。圖中D1、D2組成1.3V0.1V穩(wěn)壓，提供變頻、一中放、二中放、低放的基極電壓，穩(wěn)定各級工作電流，保證整機靈敏度。V4發(fā)射一基極結用作檢波。R1、R5、R7、R10分別為V1、V2、V3、V5的工作點調整電阻，R12為V6、V7功放級的工作點調整電阻，R4為中放的AGC電阻，B3、B4、B5為中周(內置諧振電容)，既是放大器的交流負載又是中頻選頻器，該機的靈敏度、選擇性等指標靠中頻放大器保證。B6、B7為音頻變壓器，起交流負載及阻抗匹配的作用。(“X”為各級IC工作電流測試點)。三、 DS05-7B型七管收音機的的硬件設計（1） 輸入電路：又稱輸入調諧回路或選擇電路，其電路圖如圖3所示。其作用是從天線上接收到的各種高頻信號中選擇出所需要的電臺信號并送到變頻級。輸入電路是收音機的大門，它的靈敏度和選擇性對整機的靈敏度和選擇性都有重要影響。輸入調諧電路由雙連可變電容器的C1a和B1的初級線圈L1組成，是一并聯(lián)諧振電路，B1是磁性天線線圈，從天線接收進來的高頻信號，通過輸入調諧電路的諧振選出需要的電臺信號，電臺信號頻率是f=12L1C1a，當改變C1a時，就能收到不同頻率的電臺信號。圖3 輸入調諧回路電路圖（2） 變頻電路：又稱變頻器，由本機振蕩器和混頻器組成，其原理框圖如圖4所示。其作用是將輸入電路選出的信號（載波頻率為fs的高頻信號）與本機振蕩器產生的振蕩信號（頻率為fr）在混頻器中進行混頻，結果得到一個固定頻率（465kHz）的中頻信號。這個過程稱為“變頻”，它只是將信號的載波頻率降低了，而信號的調制特性并沒有改變，仍屬于調幅波。由于混頻管的非線性作用，fs與fr在混頻過程中，產生的信號除原信號頻率外，還有二次諧波及兩個頻率的和頻和差頻分量。其中差頻分量（fr-fs）就是我們需要的中頻信號，可以用諧振回路選擇出來，而將其它不需要的信號濾除掉。本機振蕩和混頻合起來稱為變頻電路，變頻電路圖如圖5所示。變頻電路是以V l為中心，它的作用是把通過輸入調諧電路收到的不同頻率電臺信號(高頻信號)變換成固定的465KHz的中頻信號?；祛l電路由Vl、B1的次級線圈等組成，是共發(fā)射極電路。其工作過程是：(磁性天線接收的電臺信號)通過輸入調諧電路接收到的電臺信號，通過Bl的次級線圈L2送到Vl的基極，本機振蕩信號又通過C1b送到V l和發(fā)射極，兩種頻率的信號在V1中進行混頻，由于晶體三極管的非線性作用，混合的結果產生各種頻率的信號，其中有一種是本機振蕩頻率和電臺頻率的差等于465KHz的信號，這就是中頻信號?；祛l電路的負載是中頻變壓器，B3的初級線圈和內部電容組成的并聯(lián)諧振電路，它的諧振頻率是465KHz，可以把465KHz的中頻信號從多種頻率的信號中選擇出來，并通過B3的次級線圈耦合到下一級去，而其它信號幾乎被濾掉。圖4 變頻電路的原理方框圖圖5 變頻電路圖（3） 中頻放大電路：又叫中頻放大器，原理框圖如圖6所示。其作用是將變頻級送來的中頻信號進行放大，一般采用變壓器耦合的多級放大器。中頻放大器是超外差式收音機的重要組成部分，直接影響著收音機的主要性能指標。質量好的中頻放大器應有較高的增益，足夠的通頻帶和阻帶（使通頻帶以外的頻率全部衰減），以保證整機良好的靈敏度、選擇性和頻率響應特性。中頻電路圖如圖7所示，它主要由V2、V3組成的兩級中頻放大器。第一中放電路中的V2負載是變壓器和內部電容組成，它們構成并聯(lián)諧振電路，諧振頻率是465KHz，與前面介紹的直放式收音機相比，超外差式收音機靈敏度和選擇性都提高了許多，主要原因是有了中頻放大電路，它比高頻信號更容易調諧和放大。第二中放由V3和變壓器組成。圖6 中頻放大電路原理方框圖圖7 中頻放大電路圖（4） 檢波和自動增益控制電路：檢波原理框圖如圖8所示，電路圖如圖9所示。檢波的作用是從中頻調幅信號中取出音頻信號，常利用二極管來實現(xiàn)。由于V4發(fā)射結的單向導電性，中頻調幅信號通過檢波三極管后將得到包含有多種頻率成份的脈動電壓，然后經(jīng)過濾波電路濾除不要的成分，取出音頻信號和直流分量。音頻信號通過音量控制電位器送往音頻放大器，而直流分量與信號強弱成正比，可將其反饋至中放級實現(xiàn)自動增益控制（簡稱AGC），自動增益控制電路圖如圖10所示。收音機中設計AGC電路的目的是：接收弱信號時，使收音機的中放電路增益增高，而接收強信號時自動使其增益降低，從而使檢波前的放大增益隨輸入信號的強弱變化而自動增減，以保持輸出的相對穩(wěn)定。中頻信號經(jīng)一級中頻放大器充分放大后由T4耦合到檢波管V4，V4既起放大作用，又是檢波管，V4構成的三極管檢波電路，這種電路檢波效率高，有較強的自動增益控制(AGC)作用。AGC控制電壓通過R8加到VT2的基極，其控制過程是：外信號電壓V3Ib3Ic3Vc3通過R4 Vb2Ib2Ic2外信號電壓圖8 檢波原理框圖圖9 檢波電路圖圖10 自動增益控制電路圖（5） 音頻放大電路：又叫音頻放大器，它包括前置低頻電壓放大器和功率放大器，其電路圖分別如圖11、圖12所示。一般收音機中有一至兩級低頻電壓放大。兩級中的第一級稱為前置低頻放大器，第二級稱為末級低頻放大器。低頻電壓放大級應有足夠的增益和頻帶寬度，同時要求其非線性失真和噪聲都要小。功率放大器是用來對音頻信號進行功率放大，用以推動揚聲器還原聲音，要求它的輸出功率大，頻率響應寬，效率高，而且非線性失真小。本機由3V直流電壓供電。為了提高功放的輸出功率，因此，3V直流電壓經(jīng)濾波電容C9去耦濾波后，直接給低頻功率放大器供電。而前面各級電路是用3V直流電壓經(jīng)過由D1、D2組成的簡單穩(wěn)壓電路（穩(wěn)壓電路圖如圖）穩(wěn)壓后（穩(wěn)定電壓約為1.4V）供電。目的是用來提高各級電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定性。圖11 低頻放大電路圖圖12 低頻功率放大電路圖（6） 電源：各級公用一個電源。為提高各級電路靜態(tài)工作點的穩(wěn)定性，特設計穩(wěn)壓電路為系統(tǒng)提供穩(wěn)定電壓。電路圖如圖13所示。圖13 穩(wěn)壓電路圖四、 DS05-7B型七管收音機的測試測量電流，電位器開關關掉，裝上電池，用萬用表的50mA檔表裝跨接在電位器開關的兩端（黑表筆接電池負極，紅表筆接開關的另一端），若電流指示小于10mA，則說明可以通電，將電位器開關（音量旋至最小即測量靜態(tài)電流）用萬用表分別依次測量V1，V3，V5，V6四個電流缺口，若被測量的數(shù)字在規(guī)定的參考值左右即可用烙鐵將這四個缺口依次連通，再把音量開到最大，調雙連拔盤即可以調到電臺。在安裝電路板時注意把喇叭及電池引線埋在比較隱蔽的地方，并不要影響調諧拔盤的旋轉和避開螺絲樁子，電路板挪位后再上螺絲固定，這樣一臺自己辛勤勞動制作的收音機就安裝完畢。 當測量不在規(guī)定電流值在右請仔細檢查三極管的極性有沒有裝錯，中周，輸入變壓是否裝錯位置以及虛假錯焊等，若測量哪一級電流不正常則說明哪一級有問題。注意連接4個缺口；中頻變壓器出廠時都已調整在465KHZ，一般調整范圍在半圈左右，從B5，B4,B3向前順序調節(jié)，調到聲音響亮為止。五、 DS05-7B型七管收音機的的焊接工藝工具及消耗品：烙鐵、鑷子、螺絲刀、焊錫、剪刀等。1、安裝工藝及焊接要求：原則：方便焊接。從左到右，從大到小、從上到下，從中央到四周。由于所有元器件高度均不應該超過中周，組裝順序可按下執(zhí)行：電阻；瓷片電容、電解電容；二極管、三極管；中周、輸入變壓器；電位器、；雙聯(lián)可變電容、天線線圈；耳機；喇叭導線、電源線及其他導線。實際組裝順序自己可根據(jù)實際情況進行。2、焊接過程及方法： 正式焊接前應練習，掌握焊接方法后再正式焊接。 在焊接前，烙鐵應充分加熱，達到焊接的要求。 用內含松香助焊劑的焊錫進行焊接，焊接時錫量應適中。 焊接時兩手各持烙鐵、焊錫，從兩側先后依次各以45度角接近所焊元器件管腳與焊盤銅箔交點處。待融化的焊錫均勻覆蓋焊盤和元件管腳后，撤出焊錫并將烙鐵頭每次焊接時間在保證焊接質量的基礎上應盡量短（5秒左右）。時間太長，容易使焊盤銅箔脫落，時間太短，容易造成虛焊。 沿管腳向上撤出。待焊點冷卻凝固后，剪掉多余的管腳引線。3、組裝焊接注意事項：a) 烙鐵電源線是否存在漏電隱患！b) 烙鐵在焊接中溫度較高，嚴禁燙傷他人和自己。也不要碰到其他任何可燃物，特別是導線！c) 烙鐵放置：置于烙鐵架上。d) 注意各中周及振蕩線圈的位置不能互換！e) 電解電容、二極管極性以及三極管e、b、c不能出錯！f) 各元器件高度應適當，所有元器件高度均不能超過中周的高度。否則收音機外殼將無法合攏。六、 總結超外差式收音機是輸入信號和本地振蕩信號產生一個固定中頻信號的過程。如果把收音機收到的廣播電臺的高頻信號，都變?yōu)橐粋€固定的中頻截波頻率（僅是截波頻率發(fā)生改變，而其信號包絡仍然和高頻信號包絡一樣），然后再對此固定的中頻進行放大、檢波，再加上低放級、功放