超外差式收音機設(shè)計.doc

河北大學(xué)物理學(xué)院課程設(shè)計超外差式收音機設(shè)計 物理學(xué)院課程設(shè)計題 目： 超外差式收音機設(shè)計 專 業(yè)： 09級電子信息科學(xué)與技術(shù) 姓 名： 學(xué) 號： 實驗地點： 指導(dǎo)老師： 成 績： ( 2012-5-20 ) - 1 -目 錄第1章 摘要21.1 設(shè)計目的 21.2 設(shè)計內(nèi)容 21.3 設(shè)計器材 2第2章 超外差式收音機原理22.1 工作原理 32.2 電路組成 42.3 各級電路作用 5第3章 超外差式收音機的安裝過程83.1 實驗準(zhǔn)備 83.2 焊接注意事項及步驟10第章收音機調(diào)試 104.1 調(diào)試過程104.2 故障分析14第5章 總結(jié) 14參考文獻 15附錄15第一章 摘要收音機，又名無線電、廣播等，由機械器件、電子器件、磁鐵等構(gòu)造而成，用電能將電波信號轉(zhuǎn)換并能收聽廣播電臺發(fā)射音頻信號的一種機器。收音機的應(yīng)用十分廣泛，種類非常多。從體積大小上可基本分為袖珍型、便攜式、臺式收音機。從波段上基本分為調(diào)頻與中波二波段收音機、短波與調(diào)頻二波段收音機、短波與中波二波段收音機、3-4多波段收音機（調(diào)頻|中波|1-2短波）、5- 14多波段收音機（調(diào)頻|中波|3-12個短波）、全波段。目前市場上單波段、二波段收音機較少，融調(diào)頻、中波與短波為一體的多波段收音機為多。從功能上可以基本分為傳統(tǒng)機械指針式收音機、非存儲模擬調(diào)諧數(shù)顯收音機、能存儲電臺頻率的PLL合成數(shù)字調(diào)諧收音機、DSP電子數(shù)調(diào)機。1.1 設(shè)計目的1.熟悉電阻、電容、電感線圈、中周、變壓器、二極管、三極管、電位器、耳機插座、喇叭等電子元件。2.在散件的組裝過程中進一步學(xué)習(xí)電子技術(shù)。3.掌握電子安裝工藝了解測量和調(diào)試技術(shù)。4. 熟練焊接的基本技巧 5. 熟悉超外差式收音機的工作原理 6. 掌握收音機的調(diào)試方法,能安裝、調(diào)試出成品收音機1.2 設(shè)計內(nèi)容本實驗主要包括以下幾方面的內(nèi)容：1、熟悉了解收音機的工作原理。 2、元件檢測方法描述。3、安裝、調(diào)試、故障檢測及排除的簡單過程。4、學(xué)會對簡單的電路板焊接以及實際操作動手。5、掌握收音機的調(diào)試方法。1.3 設(shè)計器材1. 電烙鐵：由于焊接的元件多，所以使用的是外熱式電烙鐵，功率為30 w，烙鐵頭是銅制。2. 螺絲刀、鑷子等必備工具。3. 松香和錫，由于錫它的熔點低，焊接時，焊錫能迅速散步在金屬表面焊接牢固，焊點光亮美觀。 4. 兩節(jié)5號電池。第二章 超外差式收音機原理2.1 工作原理所謂超外差式，就是通過輸入回路先將電臺高頻調(diào)制波接收下來，和本地振蕩回路產(chǎn)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(diào)幅中頻國際上統(tǒng)一為465KHz或455KHz）調(diào)制波。超外差的實質(zhì)就是將調(diào)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(lǐng)域，超外差接收方式被廣泛采用。如圖2。超外差原理圖 在超外差的設(shè)計中，本振頻率高于輸入頻率。用同軸雙聯(lián)可變電容器，使輸入回路電容C1-2和本振回路電容C1-1同步變化，從而使頻率差值始終保持近似一致，其差值即為中頻，即： 如接收信號頻率是： 600kHz，則本振頻率是1055kHz；1000kHz，則本振頻率是1455kHz；1500kHz，則本振頻率是1955kHz；由于諧振回路諧振頻率 ，f 與C不成線性變化，因此必須有補償電容對其特性進行修正，以獲得在收聽范圍內(nèi)f與C近似成線性變化，保證f本振-f信號=f中頻為一固定中頻信號。超外差方式使接收的調(diào)制信號變?yōu)榻y(tǒng)一的中頻調(diào)制信號，在作高頻放大時，就可以得到穩(wěn)定且倍數(shù)較高的放大，從而大大提高收音機的品質(zhì)。比較起來，超外差式收音機具有以下優(yōu)點：（1） 接收高低端電臺（不同載波頻率）的靈敏度一致； （2） 靈敏度高； （3） 選擇性好（不易串臺）。由于直接放大式收音機的靈敏度比較低，只能接受本地區(qū)強信號的電臺，接收遠地電臺的能力較弱，它的選擇性差，接收相鄰頻率的電臺信號時存在串臺現(xiàn)象。 為了提高靈敏度和選擇性，就要采用超外差式收音機。超外差式收音機有別于直放式收音機的特點是它不直接放大廣播信號，而是通過一個叫變頻級的電路將接收的任何一個頻率的廣播電臺信號變成一個固定中頻信號(我國規(guī)定中頻頻率是4 6 5 KHz)，由中頻放大器進行放大，然后進行檢波，得到音頻信號，最后推動揚聲器工作。 9018-2型袖珍收音機，采用典型六管超外差式電路，具有安裝調(diào)試方便、工作穩(wěn)定、靈敏度高、選擇性好等特點，功放級采用無輸出變壓器的功率放大器， (OTL電路)，有效率高、頻率特性好、聲音宏亮、耗電省等特色。是一款值得青少年無線電愛好者動手制作的套件。2.2 電路組成如下圖是超外差式收音機的電路原理圖：常用超外差收音機電路，它主要由輸入回路、變頻級、中放級、檢波級、低放級、功率輸出級和AGC電路組成。Automatic Gain Control自動增益控制; 根據(jù)輸入信號調(diào)整放大倍數(shù)，使輸出信號幅度一致。從天線接收到的高頻調(diào)幅信號輸入到變頻級，經(jīng)過變頻后從變頻器輸出一調(diào)幅中頻信號，送入中放級進行放大（中放一般有兩級，是對固定中頻頻率進行放大的調(diào)諧放大器，所以它的放大倍數(shù)和選頻特性都可以做得比較理想）；再把放大了的中頻信號送入檢波級檢出音頻信號；檢波級輸出的音頻信號還需要經(jīng)過低放級放大，然后去激勵功率輸出級輸出足夠的功率去推動喇叭發(fā)聲。電路對應(yīng)功能如下圖：2.3 各級電路作用 (一)調(diào)諧、變頻電路從磁性天線感應(yīng)的調(diào)幅信號送入C1a、C2(雙連可變電容器)(調(diào)臺的鈕)和B1組成的輸入回路進行調(diào)諧，選出所需接收的電臺信號，通過互感耦合送入變頻管V1的基極。如下圖所示：輸入回路變頻級是由一只晶體管V1同時起本振和混頻作用的自激式變頻電路。本振回路由B2、C3,C1B組成，它是互感耦合共基調(diào)射式的LC振蕩電路。本振信號通過耦合電容C3從V1的射極注入，它與輸入回路耦合到V1管基極的高頻調(diào)幅信號在V1管中混頻，由集電極調(diào)諧回路（中周）選出二者的差頻即465kHz的中頻信號，然后再將中頻信號送入中放電路去放大。變 頻 級(二)中頻放大電路中放級由V2、V3組成兩級單調(diào)諧中頻選頻放大電路。各中頻變壓器均調(diào)諧于465kHz的中頻頻率上，以提高整機的靈敏度、選擇性和減小失真。第一級中放(V2)加有自動增益控制，以使強、弱臺信號得以均衡，維持輸出穩(wěn)定。V2管因加有自動增益控制；V3管主要提高增益，以提供檢波級所必須的功率。中 放 級(三)檢波電路經(jīng)中頻放大級放大了的中頻信號，其中頻和高次諧波由C8C9和R9組成的RC型濾波電路予以濾除。音頻信號由C10耦合到低放級去放大。電位器Rw是音量調(diào)節(jié)(鈕)電位器兼作電源開關(guān)。濾波后的成分經(jīng)R8、C4組成的退耦電路送到V2的基極作為AGC控制之用。(中頻，低頻和直流信號，最后余下低頻信號)檢 波 級 檢波電路主要由檢波三極管bg4、濾波電容c8和檢波電阻r9、w組成。來自b5次級經(jīng)中頻放大器放大的中頻信號送往三極管bg4的基極和發(fā)射極，發(fā)射結(jié)相當(dāng)于二極管，檢波后輸出信號的變化規(guī)律和高頻調(diào)幅波包絡(luò)線基本一致。收音機的檢波輸出音頻信號強度也能自動地在一定范圍內(nèi)保持不變。(四)低頻前置放大與功率放大電路V5為低頻放大級，V6、V7為互補推挽輸出級。低放級與功率輸出級第三章 裝焊工藝3.1實驗準(zhǔn)備實驗前要做一定的準(zhǔn)備工作，首先根據(jù)元器件清單清點所有元器件，并用萬用表粗測元器件的質(zhì)量好壞。電阻上的色帶是就是電阻的色環(huán)標(biāo)記法，通過色環(huán)來表示電阻的大小，有效數(shù)字、倍率和允許誤差。實驗所用四道環(huán)電阻的有效數(shù)字是前兩道環(huán)所代表，第三道環(huán)為該電阻值的零的個數(shù)，最后一環(huán)一般為金或銀色，表示電阻阻值的誤差。所以在讀示數(shù)時，可以根據(jù)最后一環(huán)金或銀在電阻的最右端來正確讀數(shù)。接著識別電解電容和元片電容，電解電容有正負極之分，其中長的一端為正極。實驗所用三位整數(shù)的元片電容，默認單位是pf，前兩位是有效數(shù)字，第三位是有效倍率（10m）。最后是三極管的識別和檢測，判斷極性：對半圓型三極管，將管腳向上，半圓向自己，順時針為ebc極。最后把所有元器件分類，插到打印的元器件清單表對應(yīng)的器件名位置，以便焊接時準(zhǔn)確快速的取到所用的原件。總結(jié)如下：1、清點材料對照元件清單清點材料,并用標(biāo)準(zhǔn)測量儀器測量其與標(biāo)定值是否相符,若相符則插在清單對應(yīng)位置,準(zhǔn)備焊接,若不相符,則需更換。2、二極管、電阻、電容的認識（元件的大小及極性一定不要弄錯） 讀電阻大小的方法；3、在廢板子上練習(xí)焊接應(yīng)注意以下事項：焊接時注意防護眼睛電烙鐵需放置在方便操作的固定地方。不要將焊錫放入口中。焊錫中含鉛和有毒物質(zhì)。手工焊接后須洗干凈雙手。確信焊接現(xiàn)場有足夠的通風(fēng)。元件安裝下列所有的安裝步驟，在沒有特別指明的情況下，元件必須從線路板正面裝入。線路板上的元件符號圖指出了每個元件的位置和方向，根據(jù)元件符號的指示，按正確的方向?qū)⒃_插入線路板的焊盤孔中，在線路板的另一面將元件腳焊接在焊盤上。本指導(dǎo)說明書只推薦使用63/37 鉛錫合金松香心焊錫絲。禁止使用酸性助焊劑焊錫絲！正確的焊接方法如右圖1 將電烙鐵頭靠在元件腳和焊盤的結(jié)合部。注：所有元件從焊接面焊接。2 若烙鐵頭上帶有少量焊料， 可使烙鐵頭的熱量較快傳到焊點上。將焊接點加熱到一 定溫度后，用焊錫絲觸到焊接件處，熔化適量的焊料；焊錫絲應(yīng)從烙鐵頭的對稱側(cè)加入。3 當(dāng)焊錫絲適量熔化后，迅速移開焊錫絲；當(dāng)焊接點上的焊料流散接近飽滿，助焊劑尚未完全揮發(fā)，也就是焊接點上的溫度最適當(dāng)、焊錫最光亮、流動性最強的時刻， 迅速移開電烙鐵。4 焊錫冷卻后就得到一個理想的焊接了。松香電烙鐵放置在不正確位置3.2焊接注意事項及步驟1、在焊接元器件之前，必須先檢查元器件引腳是否有氧化現(xiàn)象，如果有，就必須把氧化層去掉，然后上錫；對三極管、中周必須測量其是否完好；對印刷電路板也要檢查，看看有無斷裂，或銅鉑沒腐蝕干凈造成兩條線路連接，必須把有問題的印刷電路板處理后才能插件、焊接，避免裝配焊接后造成不必要的故障。 2、安裝先裝低矮和耐熱的原件，然后放大一點的原件如中周，變壓器，最后裝怕熱的原件，如三極管。元件，再焊大元件的原元件應(yīng)盡量貼著底板，按照元件清單和電原理圖進行插件、焊接，特別要注意電解電容器的極性和三極管腳位以及三極管型號不可混淆。中周插件一定要按磁帽顏色（T2是本機振蕩線圈-紅色；T3是第一中放中頻變壓器-白色；T4是第二中放中頻變壓器-黑色）進行插件，不可插錯，中周外殼接地起屏蔽作用，同時外殼還是地線的跨接線，焊接時，外殼一定要焊接好，否則就不能起到屏蔽作用了，還會造成部分線路地線不通；所有元件高度都不能超出中周的高度；音頻輸入變壓器，插件有方向性，線圈骨架上有凸點標(biāo)記的為初級，插件時要與印刷電路板上的圓點標(biāo)記對應(yīng)，不可插反；焊接時各元件要插到位后再焊接，以免合攏時頂住機殼。焊接時應(yīng)選用尖烙鐵頭進行焊接，如果一次焊接不成功，應(yīng)等冷卻后再進行下一次焊接，以免燙壞印刷電路板造成銅鉑脫皮。焊完后應(yīng)反復(fù)檢查有無虛、假、漏、錯焊，有無拖錫短路造成的故障。3 、焊音量電位器時，必須把電位器焊腳緊貼銅鉑面，并且把整個電位器往里靠，這樣做的目的是避免裝配時音量鈕碰殼。 4、焊可調(diào)雙聯(lián)時，要把雙聯(lián)先用螺絲固定后再焊接，焊接的時間不要太長，以免把雙聯(lián)燙壞。焊點不可太大，以免卡住調(diào)諧鈕。 5、電路板的焊接 電路板的焊接是本次實習(xí)的核心部分. 焊接之前必須在正確識別各個電路元件的基礎(chǔ)上 再用相關(guān)儀器準(zhǔn)確測量其參數(shù)值, 并與電路圖中所標(biāo)示的元件對號入座. 焊接順序遵循先低 后高,先低后高,先耐熱后怕熱的規(guī)則.焊接時應(yīng)迅速,一點而就,以免與電路板接觸時間 過長而燙壞其它元件.焊接的實物電路 焊接電阻 由于電阻是各個元件中最耐熱的元件,而且焊接時可以緊貼電路板而不至 于影響其它元件的安放,故而最先焊接電阻.選擇好電阻后置入相應(yīng)的孔中,將伸出的 引腳剪短至高出電路板約 2 毫米以便于焊接. 焊接中周,變壓器 這幾個原件是所有元件中最高的,可以先將其焊好以便為電容等其他元件提供參考高 度. 注意三個中周的順序不可放錯. 其引腳穿過電路板以后應(yīng)先將其彎向電路板以后再焊接, 必要時也可以適當(dāng)將引腳剪短.焊接變壓器時注意將變壓器上原副邊裝正確. 焊接電容,發(fā)光二極管及三極管 注意區(qū)分瓷片電容與電解電容,焊接電解電容時還應(yīng)注意其引腳的正負極.焊接 三極 管之前無比用相應(yīng)示波器測出其放大倍數(shù)后再安裝焊接,并且注意三個極的位置不可錯誤. 所有電容,三極管的高度不可高于中周變壓器,以免影響最后的安裝.發(fā)光二極管要事先彎 成適當(dāng)?shù)男螤钍蛊淠軌蜃罱K伸入指示燈孔. 焊接雙聯(lián)撥盤,喇叭,耳機接孔,電位器撥盤 注意兩個撥盤焊接時要保證其不被其它元件干擾,能夠自由轉(zhuǎn)動. 焊接磁棒線圈 磁棒線圈是收音機接收信號的輸入端. 必須先確定原副邊的出入線頭, 將磁棒放入磁棒 支架中以后,將四個線頭對應(yīng)接到相應(yīng)的孔中.迅速焊好,避免燙壞電路板或其它元件. 整個焊接過程如下圖：安裝電阻安裝三極管安裝電解電容安裝瓷片電容 安裝中周安裝線圈及導(dǎo)線安裝發(fā)光管及撥盤安裝變壓器插座雙聯(lián)電位器插座雙聯(lián)電位器 安裝電池極片，揚聲器及音量撥盤連接測試點第四章 收音機調(diào)試4.1 調(diào)試過程待所有元器件都焊接完成后，測量電流，關(guān)掉電位器開關(guān)，裝上電池（注意正負極）用萬用表50mA檔表筆跨接在電位器開關(guān)的兩端（黑表筆接電池負極、紅表筆接開關(guān)的另一端）若電流指示小于10mA，則說明可以通電，將電位器打開（音量旋至最小即測量靜態(tài)電流）用萬用表分別依次測量D、C、B、A、四個電流缺口，若測量的數(shù)值A(chǔ)點位1mv左右，B點大于A點，大約為1.5mA，C點大于B點，為4.8mV左右，D點位2mV左右即可用烙鐵將四個缺口依次連通，再把音量調(diào)到最大，調(diào)雙聯(lián)撥盤即可收到電臺。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，并且不要影響調(diào)諧撥盤的旋轉(zhuǎn)和避開螺絲樁子，電路板挪位后再上螺絲固定。當(dāng)測量電流不在規(guī)定電流值左右要仔細檢查三極管極性有沒有裝錯，中周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那一級有問題。4.2故障分析 在檢查好電源及開關(guān)的情況下, 收音機的故障主要表現(xiàn)為喇叭不響, 喇叭發(fā)出沙沙聲而 收不到電臺或喇叭發(fā)出嘯叫等情況. 喇叭不響時可以先測試其輸入電阻是否正常, 也可以換 其他信號源確定其是否能正常工作.如果喇叭正常,則問題出在電路板上.電路板的故障主 要表現(xiàn)在虛假錯焊或電路元件失效的問題,可按以下步驟檢查: 1 電阻虛焊問題 若電阻正常,則通電后電阻兩端應(yīng)該有一個電壓值.根據(jù)這個原理,用萬用表逐個測量 各電阻兩端的電壓,若飄零則說明該電阻沒有焊好,短路或者電阻故障,應(yīng)進一步確認故障 原因并處理之. 2 電感線圈問題 電感線圈很容易出現(xiàn)斷路的情況,因此可以用萬用表檢測每一個包含電感線圈的元件 (如變壓器,中周變壓器,磁棒線圈等)的電感引腳,若各量程下的阻值均為無窮大,則說 明該線圈斷路,應(yīng)更換之. 3 三極管問題 三極管是電路的關(guān)鍵部件. 首先檢查各管腳是否連接正確, 而后用萬用表測量各管腳與 地之間的電壓, 并判斷其是否工作在放大狀態(tài). 若沒有工作在放大狀態(tài)則可進一步確認是管 腳松動或其他附屬電路問題還是三級管的選用問題. 以上三點是一般的也是最容易出現(xiàn)的癥狀. 如果以上都正常則要進一步檢查其他元件是 否焊接良好,電解電容極性是否正確,中周變壓器是否錯位等.若自己不能排除,則要請指 導(dǎo)老師解決或查閱更多資料.第五章 總結(jié)本次實驗我們不僅對收音機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有了更深的了解，更學(xué)會了好多焊接過程中應(yīng)注意的問題，總結(jié)如下：1.焊接收音機的全過程是進實驗室之前老師講解收音機的工作原理、畫工作原理圖、強調(diào)焊接的注意事項，進實驗室之后老師領(lǐng)導(dǎo)大家認識各個元件及其作用并數(shù)清各自分發(fā)的原件總數(shù)，然后我們自己準(zhǔn)備泡沫把零小元件（電阻、電容、超小電解等）插到泡沫上以防丟失，然后對照電阻值計算計意圖把19個電阻及其阻值分別表示開來并在泡沫上做上記號，再把瓷介電容分別歸類便于插件焊接。準(zhǔn)備工作結(jié)束后便開始焊接，焊接過程中時刻注意安全隱患不能燙傷同學(xué)和自己。完成之后接上天線喇叭然后接通3.0V電源收到聲音調(diào)幅后給老師檢查，最后去掉天線（方便拿放）接上磁棒和AM天線調(diào)頻給老師檢查，完成。2.在實驗中遇到很多問題:某些較小的元件丟在地上找不到，或者同學(xué)及格的元件混在一起這個拿那個拿最后全混了。同學(xué)之間距離很近電烙鐵容易傷及他們，另外四個同學(xué)在一起用一個電烙鐵導(dǎo)致焊接時間緊張，這個用會兒那個用會，自己只能把全部的小