調頻收音機畢業(yè)設計修訂版

1、四川師范大學成都學院?？飘厴I(yè)設計調頻收音機的設計學生:何燁 指導教師:周永強內容摘要: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。設計方法主要采用了兩塊集成電路TA7335P和FS2204，使電路設計變得簡單。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。本設計成果，基本上滿足要求，性能指標符合。本電路缺點是噪聲大，電路失真較明顯等，還需要進一步改進。關鍵詞：調頻 混頻 鑒頻 低頻放大 中頻放大Design for FM radioContent abstract: This

2、 topic research FM receiver design process, each part of the circuit, composition, function, performance index and work principle. Design method mainly adopts two integrated circuit TA7335P and FS2204, the circuit design simplicity. The design of the main idea is: by antenna, input circuit, high fre

3、quency amplifier circuit, frequency mixing circuit, this machine oscillating circuit, intermediate frequency amplifier circuit, popularly used circuit, low-frequency power amplifier circuit, speaker composition. This design results, basically meet the demands, performance index comply with. This cir

4、cuit faults is large noise, circuit distortion is obvious, and also needs further improvement.Key words: FM Frequency mixing Popularly used Low frequency amplifier Intermediate frequency amplifier目錄Design for FM radio2前言41 調頻收音機設計41.1 調頻廣播與單聲道收音機的基本組成41.1.1 調頻波的特點41.1.2 調頻廣播的優(yōu)點51.1.3 單聲道調頻收音機基本組成及信號

5、流程61.2 調頻頭電路71.2.1 調頻頭電路的組成、作用與要求71.2.2 輸入回路81.3 高頻放大電路91.3.1 晶體管共基極高放電路91.3.2 場效應管共源極高放電路101.4 變頻電路111.5 自動頻率控制電路（AFC）121.6 調頻頭電路實例分析131.7 中頻放大電路141.7.1 作用與性能要求141.7.2 電路分析141.7.3 調諧回路的種類151.7.4 典型實例分析161.8 鑒頻電路與去加重電路171.8.1 鑒頻電路171.8.2 鑒頻的基本方法171.8.3 電路分析18調頻收音機的設計前言隨著科學技術的不斷發(fā)展，新穎的調頻收音機的不斷出現(xiàn)，技術不斷的

6、提高，設計出來的收音機外型精致小巧。從分離元件到集成電路，這標志著收音機的內部電路簡單。用一個集成塊就能完成所有的工作。從早期的調幅收音機到現(xiàn)在的調頻收音機，我們可以想象收音機的不斷改進和不斷創(chuàng)新，使收音機的發(fā)展空間越來越大。現(xiàn)在，出現(xiàn)了新一代高科技產品數(shù)字調頻收音機，功能強大，性能優(yōu)良，設計精巧耐用。調頻收音機電路設計，主要采用兩塊集成塊，這兩塊集成塊分別是IC1 TA7335P和IC2 FS2204。IC1集成塊具有對調頻廣播信號進行放大、與本振信號差拍混頻的功能；IC2集成塊具有對調頻中頻信號進行放大、鑒頻，對調幅信號進行高頻放大、與本振信號差拍混頻，對調幅中頻信號進行放大、檢波、低頻放

7、大的功能。兩塊集成塊和一些分離元件組成了調頻收音機。該電路即可以實現(xiàn)調幅也可以實現(xiàn)調頻，具有兩項功能?？梢哉f這是高科技的產物。1 調頻廣播與單聲道收音機1.1.1 調頻波的特點1.1.1.1 調頻波的形成調制是通過用待傳送的音頻信號（即調制信號）去控制高頻載波的振幅、頻率或相位來實現(xiàn)的。1.1.1.2 頻偏調頻波是一種等幅疏密波，疏密波變化的程度用頻偏來表示。頻偏是調頻廣播中的一個總要概念，它表示為某時刻調頻波的頻率與調制前高頻載波的頻率之差，在調頻過程中，頻偏隨音頻信號強弱變化，音頻信號強，頻偏大，音頻信號弱，頻偏小。為保證高保真廣播所需要的帶寬和有效地利用有限的頻道間隔，國際上規(guī)定調頻廣播

8、允許最大頻偏為75KHz。1.1.1.3 廣播頻段和傳播特點調幅廣播中的中波段載頻范圍為5251605KHz，短波載頻范圍一般在2.626.1MHz，前者主要靠地波傳播，后者應用在短波段靠電離層反射來傳播，調頻廣播工作在超短波段，其范圍在30300MHz，各國采用頻率范圍大小不一樣，我國采用的是國際標準波段，即87108MHz。由于調頻廣播工作在超短波段，其工作頻率大約為調幅中波廣播頻率的100倍，因此其傳輸特性與一般中波、短波的調幅廣播有很多不同之處，主要特點有：直線傳播，傳播距離一般在幾十至上百千米，易受金屬物體、高山、樓房等障礙物的反射。1.1.2 調頻廣播的優(yōu)點調頻（FM）廣播與調幅（

9、AM）廣播相比，主要有一下幾個優(yōu)點。1.1.2.1 抗干擾能力強，噪聲低1.1.2.2 各電臺間干擾少由于調頻廣播為視距廣播，因此各電臺間相互干擾大大減少。1.1.2.3 易克服干擾所引起的幅度變化一般工業(yè)、家用電器等外界及本機內部干擾都以幅度調制方式出現(xiàn)，所以，這種干擾對調幅收音機來說很難克服，而調頻收音機中因為有限幅器，能夠切除這種幅度干擾，使得調頻收音機的信噪比較高，不易出現(xiàn)噪聲。1.1.2.4 頻帶寬、音質好調頻廣播目前規(guī)定中波廣播的頻道間隔為9KHz，考慮到選擇性，中頻通頻帶只能限制在9KHz以內，致使放聲的最高頻率只能在47KHz，所以，高音頻分量難以重現(xiàn)，不能保證音質。調頻廣播電

10、臺間隔規(guī)定為200KHz，單聲道調頻收音機通頻帶為180KHz，立體聲收音機通頻帶為198KHz，因此，放音頻率可達2015000KHz，這就可以實現(xiàn)高質量的聲音廣播。對于同一個調頻調幅收音機，即使在低放及節(jié)目相同情況下，調頻也比調幅收聽效果好很多。1.1.2.5 解決電臺擁擠頻率不夠分配的困難，調頻段的開發(fā)不僅可以增加200個頻道，而且由于它是視距傳播，所以，數(shù)百千米外又可以重復使用同一頻率，這樣采用交叉布臺的方法，在我國幅員遼闊的情況下，可大大增加可用的頻道數(shù)目。1.1.3 單聲道調頻收音機基本組成及信號流程1.1.3.1 基本組成如1.1.3-1圖所示為單聲道調頻收音機基本組成方框圖，它

11、采用超外差式，由輸入回路、高頻放大、混頻、本振、中放、限幅、鑒頻、音頻放大及自動頻率控制電路（AFC）等電路組成。調頻收音機的調諧器，通常設有高頻放大電路，它由輸入回路、高頻放大、混頻與本振電路組成。調幅收音機的調諧電路，一般不設高頻放大電路。調頻收音機變頻后的中頻頻率為10.7MHz，而調幅收音機變頻后的中頻頻率為465KHz，兩者電路形式基本相同。調頻波的干擾主要表現(xiàn)為幅度干擾，為此調頻收音機中在中放電路后沒有限幅電路，以切除幅度干擾。這是調幅收音機沒有的，也是不能有的。由于調頻收音機接收的是調頻波，要想從中解調出音頻信號，需要采用用頻率解調電路，即鑒頻電路。調幅收音機采用的是檢波電路，以

12、進行幅度解調。調頻收音機中，由于本機振蕩頻率較高，為了防止由于電源電壓與溫度變化而引起的振蕩頻率漂移，還附設有自動頻率控制電路（AFC），這是一般調幅收音機中沒有的。圖1.1.3-1 單聲道調頻收音機電路方框圖1.1.3.2 信號流程如1.1.3-1圖所示，由天線接收到的信號，經(jīng)過輸入回路的選頻，將所選出的等幅調頻波先送入高頻放大電路進行放大，以增加輸入信號的幅度，然后變頻，變換成10.7MHz固定中頻的調頻波。這里的中頻調頻信號，保持了原調頻信號頻率偏移特性，只是載頻頻率變低。限幅電路的作用是把經(jīng)過中頻放大后的調頻波上的幅度干擾切除掉，保持調頻波的等幅特性。經(jīng)過限幅電路去掉噪聲干擾后，信號被

13、送至鑒頻電路，通過鑒頻電路解調作用，將調頻波中的頻率變換轉換成信號幅度的變化，于是得到與發(fā)射臺相對應的音頻信號。音頻信號再經(jīng)過低放、功放電路組成的音頻放大電路放大，推動揚聲器發(fā)出聲音來。與AM收音機相比，其低放、功放電路基本相同，可公用。2 調頻頭電路1.2.1 調頻頭電路的組成、作用與要求1.2.1.1 組成與作用調頻頭也稱調頻高頻頭或高頻調諧器，它主要由輸入回路、高頻放大電路、變頻電路組成，見1.2.1.1-1圖所示。圖1.2.1.1-1 調頻頭電路方框圖調頻頭的作用是選擇所要接聽的調頻電臺信號，并將它放大、混頻，變?yōu)?0.7MHz的固定中頻信號，輸至中頻放大電路。1.2.1.2 性能要求

14、調頻頭既是調頻接收電路中工作頻率最高、信號最微弱的部位，又是決定整機選擇性、靈敏度的關鍵部件。因此，對調頻頭的電路結構、元器件質量及工藝要求較嚴格。1.2.1.3 要有良好的選擇性調頻頭既要能選擇出所要接聽的電臺的信號，又應能對其它電臺的信號及干擾信號有效地加以抑制。尤其是鏡頻干擾和中頻干擾，必須靠調頻頭來抑制，一旦進入中頻放大級以后，中頻濾波器是無能為力的。1.2.1.4 噪聲系數(shù)要小輸入信噪比與輸出信噪比的比值叫噪聲系數(shù)。調頻頭處在整機最前端，降低調頻頭的噪聲（采用低噪聲元件和降低線路本身噪聲等措施），是收音機的噪聲功率大大下降，噪聲系數(shù)也大大減小，揚聲器可發(fā)出沒有任何雜音的“干凈”的聲音

15、。1.2.1.5 線性要好，動態(tài)范圍大，增益適當調頻頭要有很好的線性工作狀態(tài)和能夠承受大信號的較大工作范圍，同時還要有適當?shù)脑鲆妗?.2.1.6 本振輻射要小本振信號可視為一種干擾源，若其向外輻射，則對接收機造成干擾。為此，本機振蕩不要過強，波形失真要小，一般對本振部分加以屏蔽。有些高保真收音機甚至把整個調頻頭全屏蔽起來。1.2.2 輸入回路調頻收音機輸入回路分為固定調諧式輸入回路和可變調諧式輸入回路。固定調諧式輸入回路的諧振頻率為87108MHz的調頻波段中間（98MHz）附近的固定值。由于調頻收音機的頻率覆蓋比較窄，通常使波段兩端的靈敏度較高，中間有些失真，增益較低，為補償波段中間的增益，

16、將輸入回路的諧振頻率調到中間。采用固定調諧式輸入回路的調頻頭，一般使用雙連可變電容器，一連用于本振諧振回路，一連用于高放輸出端諧振回路，這樣可以基本滿足普通調頻收音機對靈敏度與選擇性的要求。輸入回路的天線多采用拉桿天線，有單桿和雙桿之分，單桿對地不平衡，雙桿對地平衡。單桿不平衡天線輸入回路，如1.2.2-1圖所示，其特點是結構簡單。A圖為電容耦合，L1、C1組成的輸入回路，75歐姆鞭狀天線接收的信號通過C2耦合到輸入回路，經(jīng)篩選后，輸入回路選擇出的信號經(jīng)C3耦合到高放級。B圖為電感耦合，天線接收的信號通過電感L1、L2耦合到輸入回路，再由C2輸入回路選擇出的信號耦合到高放級。電容耦合在天線與輸

17、入回路的匹配和傳輸均勻性上，不如電感耦合好，但結構簡單，普通接收機多采用電容耦合的方式。圖1.2.2-1 輸入回路雙桿平衡天線輸入回路，如圖1.2.2-2所示。它有單調諧和雙調諧之分，A圖為單調諧回路，它通過L1、L2之間的耦合作用，將天線接收到的信號耦合到輸入回路，再由C2將輸入回路選擇出的信號送到高放級。對要求較高的收音機，單調諧回路滿足不了選擇性既好，增益又高的要求，常采用B圖所示的雙調諧回路。圖1.2.2-2 雙桿平衡天線輸入回路高檔的調頻收音機，常采用可變調諧式輸入回路，如圖1.2.2-3所示。改變輸入回路的可變電容，使其與所要接收電臺的信號頻率發(fā)生諧振，其它頻率的干擾受到很大的衰減

18、，既增強了選擇性，又提高了抗干擾能力。此電路多采用三連或多連可變電容器。天線接收的電臺信號，通過L1、L2耦合到由L2、C1a、C2、C3、C4和C5組成的輸入回路。C4、C5組成電容分壓器，起減小高放級輸入阻抗的旁路作用，提高回路Q值，C5兩端的電壓送到高放級。圖1.2.2-3 可變調諧是輸入回路1.3 高頻放大電路1.3.1 晶體管共基極高放電路調頻頭的晶體管高頻放大電路一般采用共基極電路，這是由于共基電路的截止頻率高、內部反饋小、工作穩(wěn)定性好、有較好的增益，適于高頻放大，并且共基電路輸入阻抗低，容易與天線輸入阻抗相匹配。圖1.3.1 共基極高放電路如圖1.3.1所示，該電路為晶體管共基極

19、高放電路。其中，L1、C2組成固定調諧式單桿不平衡直接耦合輸入回路。輸入回路選擇出的信號由變壓器耦合到高頻放大管基極，進行高頻放大后，再由C5、C6a、C7、C8與L2組成的可變調諧回路對信號進一步選擇。即調節(jié)C6a，使調諧回路諧振于所要接收的電臺頻率上，從而對無用電臺信號或干擾信號加以抑制，從而選擇出所要接收的電臺信號，經(jīng)C9耦合到混頻管。R1、R2、R3為該電路偏置電阻，AGC（自動增益控制電路）控制電壓經(jīng)R2加至高放管基極。C6a從容量最大變化到最小是，調諧回路從低端87MHz變化到高端108MHz。C5、C7用于調諧回路在高端與本振回路進行統(tǒng)調。C8容量較大，對高頻相當于短路，只要起隔

20、直作用。1.3.2 場效應管共源極高放電路在性能要求較高的調頻收音機中，高放管多采用場效應管。這是因為場效應管與晶體管相比具有阻抗較高，動態(tài)范圍大，噪聲系數(shù)低等優(yōu)點。將場效應管應用于高放電路，可大大提高對大信號的承受能力，減小失真，提高整機的選擇性。如圖1.3.2所示，為場效應管高放電路，為提高增益，它接成共源極電路。該圖中，L1、L2、C1、C2與C3組成可變調諧式輸入回路；AGC電壓從中放輸出取得，經(jīng)R4、C12、R1濾波，由R1提供給場效應管柵極，在輸入信號電壓增大時，管子壓變負，跨導減小，增益下降，即反向AGC；R2為源極電阻，負偏壓從R2上取得；R3為漏極電阻，提供電源電壓；L4、C

21、8、C9與C10組成并聯(lián)諧振回路；C6為中和電容，起抵消漏柵電容內部反饋的作用。圖1.3.2 結型場效應管的高放電路1.4 變頻電路調頻頭變頻級有采用單管完成本振和變頻功能的，也有采用兩只分別完成本振和混頻功能的。單管完成本振與變頻功能的電路，與調幅收音機電路基本相同，此處不再重復。電壓一種簡單實用的混頻電路如圖1.4-1所示。其中，三極管T1實現(xiàn)頻率變換，將天線接收到高頻調制信號（f1）與三極管T2和晶振組成的本機振蕩器的輸出信號（f2）進行混頻，由LC選頻網(wǎng)絡選出的中頻信號（f2-f1）。頻率變換的原理是，利用三極管集電極電流ic與輸入Vbe之間的非線性關系實現(xiàn)頻率變換。變換后的調制參數(shù)（

22、調制頻率和頻率偏移）保持不變，僅載波頻率變換成中頻頻率。對于上圖所示電路，由于高頻調制信號從混頻管的基極輸入，本機振蕩信號從混頻管的發(fā)射極注入，顧稱這種電路為基極輸入、發(fā)射極注入式混頻電路。這種電路的特點是：信號的相互影響小，不易產生牽引現(xiàn)象，但要求本振的輸出電壓較大，以便使三極管T1工作于非線性區(qū)，實現(xiàn)頻率變換?；祛l管T1的靜態(tài)工作點由R1、R2及R3決定（在電源電壓+Vcc確定時）。為使混頻管在大信號輸入下進入非線性工作區(qū)，靜態(tài)工作電流Icq不能太大，否則非線性作用消失，混頻增益將大大下降。但Icq也不能太小。實驗表明+Vcc=+6V時，Icq?。?.30.5）mA較合適。三極管T2和晶振

23、Jt組成的本機振蕩電路稱為電容反饋三點式振蕩電路,又稱”考畢茲”電路。電路的反饋洗漱F=C7/C5。振蕩頻率主要由晶振的頻率決定，因此頻率穩(wěn)定度較高。分析表明，振蕩頻率f0的表達式式中，Lq為晶振的等效電感，與頻率有關，對于頻率為幾十兆赫的晶振，Lq約為幾毫亨；為諧振回路總電容，由晶振的等效電容C0、Cq與外接電容C4、C5及C7共同決定。若選C4C5，C4C7，則式中，Cq為（0.0050.1）pF，C0為（25）pF，所以C4的取值比較小才能對晶振的頻率實現(xiàn)微調，一般C4為幾皮法幾十皮法的小微調電容。圖1.4-1 雙管構成的混頻電路本機振蕩電路的靜態(tài)工作點主要由R4、R5、R6及R7決定。

24、為使本機振蕩器輸出較大的電壓，靜態(tài)電流Icq應較大，但也不能太大，否則會使振蕩輸出的波形發(fā)生畸變，產生高次諧波，影響混頻級電路的性能。實驗表明+Vcc=+6V時，Icq?。?.40.8）mA較好。電容C3為本機振蕩器的輸出耦合電容。由于混頻管工作在非線性狀態(tài)，易引起各種信號的干擾，如中頻干擾、鏡像干擾等，采用晶振構成的本機振蕩電路，可以減少干擾，必要時，在混頻級前加一級高頻調諧放大器，可大大抑制鏡像干擾。1.5 自動頻率控制電路（AFC）自動頻率控制電路簡稱AFC電路，它是一個閉合環(huán)路，如圖1.5-1和1.5-2所示。從鑒頻電路得到的電壓正比于偏離10.7MHz中頻的頻偏的大小，若用這個電壓控

25、制本振回路中的可控元件，就可改變本振頻率。它是利用接收機失諧時鑒頻電路輸出的直流電壓控制本振頻率，使接收機自動處于最佳調諧狀態(tài)，這時鑒頻電路反饋的AFC電壓最小?？刂票菊耦l率的最常見方法是采用變容二極管，其特性曲線見上圖所示。將變容二極管置于本振調諧回路中，當AFC控制電壓加在變容二極管兩端，隨著AFC電壓的變化，變容二極管的等效結電容Cb也隨之變化，其結果使AFC電壓控制本振電路的諧振頻率。圖1.5-1 自動頻率控制方框圖圖1.5-2 變容二極管特性曲線1.6 調頻頭電路實例分析請見附錄A為調頻頭實例電路。L1、C2組成單桿不平衡天線輸入回路。天線接收的信號通過C17耦合到輸入回路，其通頻帶

26、在87108MHz，次輸入回路篩選后的信號由C3耦合到高放級。高放級VT1采用共基極電路，其負載是由L2、C5、C6組成的可變調諧回路?？勺冸娙荩c本振回路中C1b構成雙連可變電容，C8為耦合輸出電容。VT2為變頻管，既完成本振功能又實現(xiàn)混頻。其中，C1b、C12、C10、C14與L4組成本振回路。C12為振蕩反饋電容，C14為微調電容，C13為補償電容，L3、C9、R4構成串聯(lián)諧振回路，起中頻陷波作用，抑制中頻干擾。由C8輸出的高頻信號與C12輸出的本振信號，同時加到VT2輸入端，利用VT2非線性作用產生10.7MHz中頻信號。中頻選頻回路T1與本振回路串接，由于中頻選頻回路中電容對頻率較

27、高的本振信號相當于短路，本振回路中L4電感對中頻信號也相當于短路，故這兩個回路相互影響很小。變容二極管VD4通過隔直電容C15跨接在本振回路兩端。當調諧準確時，變頻輸出中頻信號10.7MHz，此時Vafc為零，本振頻率不受影響；當本振頻率發(fā)生漂移，則它與接收的高頻信號差也將偏離10.7MHz，這時鑒頻電路將輸出正或負的Vafc直流電壓，該電壓經(jīng)R8加至變容二極管VD4的負極，使其電容量增大或減小，使本振頻率恢復正常。二極管CD3是阻尼二極管，VD5、VD6起穩(wěn)壓作用，為高放管VT1與變頻管VT2提供偏壓。1.7 中頻放大電路1.7.1 作用與性能要求1.7.1.1 作用將變頻級輸出的中頻10.

28、7MHz信號加以放大，提高靈敏度；對中頻信號進一步篩選，提高選擇性；并且送到鑒頻器進行鑒頻。1.7.1.2 性能要求中放級性能的好壞，在很大的程度上決定這收音機整機的靈敏度、選擇性、失真度和自動增益控制等主要的技術指標、對中頻放大器主要性能的要求有：1.7.1.3 增益高要保證有60dB左右功率增益，一般中放級采用兩級放大。1.7.1.4 選擇性好中頻放大器多采用諧振于10.7MHz并聯(lián)諧振回路作負載，由此大大提高整機的選擇性。1.7.1.5 穩(wěn)定性好中放級工作在10.7MHz信號下，如果不考慮其工作時的穩(wěn)定性要求，將容易出現(xiàn)失真、自激現(xiàn)象等。1.7.1.6 通頻帶要有一定的寬度中頻信號的中心

29、頻率為10.7MHz，廣播電臺發(fā)射信號的頻譜寬度規(guī)定為9KHz。這樣，送入中頻放大級的信號頻率約為88108MHz，要對整個頻譜內的信號均勻放大就要求中放級的通頻帶要有一定的寬度。1.7.2 電路分析中頻放大電路一般由兩級中頻放大器和三個中頻變壓器組成，如圖1.7.2-1所示。中頻變壓器有兩個作用，其一，變壓器的初級線圈與槽路電容組成固定中頻的選頻回路，對信號作進一步的篩選；其二，利用變壓器耦合實現(xiàn)阻抗匹配，并將信號耦合至下一級。圖1.7.2-1 中放電路的組成變頻后的10.7MHz的中頻信號經(jīng)過中頻變壓器1的篩選后，送往第一級中頻放大器放大；中頻變壓器2對放大后的中頻信號進一步加以篩選，再送

30、到第二級中頻放大器放大，中頻變壓器3將選出的信號送往檢波器。應當指出，三個中頻變壓器工作原理是相同的，但是對它們的要求不同，參數(shù)也有所不同。要求變壓器1有良好的選擇性，變壓器2有一定的通頻帶和選擇性，變壓器3有較寬的通頻帶和較好的選擇性。在實際的電路中，三個變壓器的位置不可更換。1.7.3 調諧回路的種類中頻變壓器就是調諧回路。它可分為單調諧回路、雙調諧回路和陶瓷濾波器。各種外差式收音機的類別、檔次不同，對增益、選擇性通頻帶等指標的要求也不同，選用的中頻變壓器也不同。1.7.3.1 單調諧回路單調諧中放回路每級只有一個LC并聯(lián)諧振電路，有時為展寬諧振回路通頻帶，往往在回路兩端并聯(lián)一個阻尼電阻。

31、如圖1.7.3-1所示為單級單調諧中放電路。要說明的是，為了電路穩(wěn)定，實際電路中往往還要設置中和電容，如圖1.7.3-1 C9，這是因為晶體管本身存在極間電容，一般幾皮法。對低頻信號工作時，這些電容容抗較大，近似開路，對電路影響不大。但高頻率信號工作是，其容抗較小，將有高頻電流通過，特別是基極和集電極極間電容Cc，能把集電極輸出的一部分信號反饋回基極輸入端，形成內部反饋，由此能使中放管產生自激。如增加中和電容C9，由于中頻變壓器T初級抽頭接電源，使初級上下兩端相位正相反（對抽頭而言）。這樣，輸出信號從C9加到基極的電流I9相位剛好和極間反饋電流Ic相反。如果適當選擇C9的大小，就可以使這兩個電

32、流大小相等，從而相互抵消。由此可知，所謂中和，就是認為的外加一反饋電流和管內極間電容所造成的反饋電流大小相等相位相反，從而相互抵消。單調諧回路結構簡單，便于調整。其諧振曲線較尖銳，雖對10.7MHz中頻信號能產生很高壓降，有較好選擇性，但對距10.7MHz中心頻率稍遠一些的信號衰減過大，致使音質欠缺。圖1.7.3-1 中頻調諧回路諧振特性1.7.3.2 雙調諧回路單調諧中頻放大器具有結構簡單，調整方便，應用廣泛等特點，但它很難同時滿足選擇性和通頻帶兩方面的要求。在較高檔次收音機中多采用雙調諧中頻放大器。雙調諧耦合回路是指兩個諧振于同一個中心頻率f0的LC并聯(lián)諧振回路，它們間通過電感或電容耦合的

33、方法，形成一個雙調諧耦合回路，其頻率相應除決定于各調諧回路的Q值外，很大程度上還與兩回路間電感或電容耦合松緊有關。耦合較松時為單峰曲線，耦合較緊時為雙峰曲線。如圖1.7.3-2所示。圖1.7.3-2 雙調諧回路諧振曲線從上圖我們可以看到，雙調諧耦合回路如果調整得當，可以獲得接近理想的矩形曲線。因此，雙調諧回路中頻放大器可以滿足收音機對通頻帶與選擇性的同時要求，即矩形曲線內信號得到均勻放大，而曲線外干擾信號得到急劇衰減。雙調諧耦合回路的缺點是：結構復雜，調整困難。1.7.4 典型實例分析收音機實驗箱超外差式收音機的中頻放大電路，采用典型的單調諧中放電路，請見附錄B所示。它有兩級發(fā)射極中頻放大電路

34、，并在各級的輸入、輸出端配接了單調諧回路。電容器C5與中頻變壓器T1的初級線圈并聯(lián)，組成LC諧振回路。改變初級線圈的電感量，可使回路對10.7MHz的中頻信號在初級線圈上產生很大壓降，通過初、次級線圈之間的耦合作用，加到晶體管VT2的基極。偏離諧振頻率的信號，在初級線圈上產生的壓降較小，很難耦合到下一級去，這樣就可將不需要的信號抑制掉。10.7MHz中頻信號經(jīng)VT2放大，由T2初級與C9組成的諧振回路在一次選頻。這樣，中放電路就大大提高了整機的選擇性。此外，中頻變壓器還起到阻抗變換的作用。由于共發(fā)射極電路的輸入阻抗低，輸出阻抗高，可以通過適當選擇中頻變壓器的初級抽頭和次級線圈的匝數(shù)，實現(xiàn)阻抗匹

35、配，提高中頻放大電路的增益。第二級中頻放大器與第一級原理相同，只它的工作電流比第一級高。放大了的中頻信號，由T3初級線圈與C11組成的諧振回路作進一步選擇，經(jīng)過變壓器耦合送到鑒頻器。電路中的C8、C10是旁路電容，使交流接地，這樣放大信號將被加在晶體管b-e間。R3、R7、和R6分別為VT2、VT3的偏置電阻，R7又是自動增益控制電阻，R8是VT3的發(fā)射極電阻，起電流負反饋作用，可以穩(wěn)定工作點。1.8 鑒頻電路與去加重電路1.8.1 鑒頻電路1.8.1.1 作用鑒頻電路也稱頻率檢波器，它是解調器的一種。鑒頻是調頻的逆過程，鑒頻電路的作用是從調頻信號中解調出低頻調制信號。對于單聲道接收機，它可取

36、出調制在載波上的音頻信號；對于立體聲接收機，它可從主載波上取出立體聲復合信號。1.8.1.2 性能要求鑒頻電路要求非線性失真小。解調后的波形失真較小，才能使原來的調制信號不失真地重現(xiàn)出來。鑒頻電路在輸入同樣頻偏的調頻波的情況下，解調出的信號幅值較大，靈敏度高。鑒頻電路的通頻帶約為中放通頻帶的1.5倍。由于帶寬與靈敏度是相互矛盾的，一般立體聲收音機只要30KHz帶寬就夠了。否則，頻帶過寬，中放增益又不充分，將會使鑒頻電路靈敏度下降。1.8.2 鑒頻的基本方法鑒頻過程分為兩步：首先把等幅的調頻波轉化為幅度按調頻信號頻率變化規(guī)律而變化的調頻調幅波；然后再從調頻調幅波中把幅度變化規(guī)律檢出來，即得到原調

37、制信號，因此鑒頻電路一般由兩部分組成。一部分為線性變換電路，它對調頻波進行波形變換，將等幅的調頻波變換為幅度按調制信號規(guī)律變化的調頻調幅波。另一部分為含非線性元件的調幅檢波器，對調頻調幅波信號進行幅度檢波，以檢出調制信號。如圖1.8.2所示圖1.8.2 鑒頻電路工作方框圖1.8.3 電路分析如圖1.8.3-1所示，為比例鑒頻電路。L1、C1為次級諧振回路，并且諧振頻率為10.7MHz；L2繞組設有中心抽頭，經(jīng)過L3接至C連接點，D點接地，輸出V0為C、D兩端電壓，C為耦合電容，線性變換電路是L1、C1和L2、C2組成的雙調諧雙耦合電路。幅度檢波部分由特性相同的兩只二極管VD1、VD2組成，C3

38、、C4與R1、R2是檢波負載，C3=C4，R1=R2，C5容量較大，并接在A、B兩端，C5與R1、R2組成限幅電路。圖1.8.3-1 比例鑒頻電路L1、L2、L3上的電壓分別為V1、V2和V3。L2被中心抽頭分為兩半，所以對中心抽頭來說，每半邊電壓為V2/2。L3的一端接L2中心抽頭，另一端相當于接到了C點。對于二極管VD1和VD2，他們兩端加的信號電壓，分別為V2/2與V3之和、V2/2與V3之差。檢波電流在C3、C4上形成電壓降為Vc3、Vc4。因為VD1、VD2順極性連接，故Vc3、Vc4方向相同。C5兩端A、B間的電壓降Vab為Vab=Vc3+Vc4C5是電解電容器，容量較大，充、放電

39、均緩慢，則可以認為Vab基本上是一個穩(wěn)定的直流電壓，即使鑒頻電路輸入的信號存在幅度干擾，也不致引起Vab的波動，從而實現(xiàn)限幅。可以算出輸出端C、D之間的電壓降V0=Vcd=Vc4-Vr2=Vc4-Vab/2=Vc4-(Vc3-Vc4)/2如下圖2.8.3-2為線性變換回路把頻率變化的調頻信號，變換為幅度變化的調頻信號，所呈現(xiàn)出的“S”鑒頻曲線。其中，橫坐標表示頻率，10.7MHz為調頻中頻頻率，以它為中心，兩邊分別表示頻偏的變化；縱坐標表示鑒頻電路檢出的調制信號電壓幅度，即鑒頻電路輸出電壓隨著頻偏的變化規(guī)律。由于頻偏有正有負，所以鑒頻輸出也會有正、負變化。帶寬B即為S曲線中間線性部分所對應的頻

40、率范圍，而S曲線彎曲部分是由于電路失諧，增益下降所至。從上面可以分析出，雖然Vab基本沒有變化，但是隨輸入信號的頻偏變化，Vc3和Vc4不斷地變化，造成C、D兩端輸出電壓幅度的變化規(guī)律與原信號頻偏變化規(guī)律成比例，再由VD1與VD2檢波，對已變成調幅波的調頻信號進行檢波，檢波原調制信號，達到了調頻波解調的目的。圖2.8.3-2 鑒頻曲線2.9 低頻放大電路2.9.1 性能要求2.9.1.1 要有足夠的放大能力低頻放大器放大音頻信號的能力越大，微弱信號得到的放大量就越大，因而收音機的靈敏度就越高，聲音就越響亮。2.9.1.2 失真要小揚聲器能否真的重現(xiàn)電臺原來的聲音信號，與低頻放大器有直接關系。如

41、果失真大，音質就會變差。所以，要求低頻放大器失真盡可能小。2.9.1.3 噪聲要小在低頻放大器中，引起噪聲的主要原因是晶體管質量不好，所以，要盡量選用低噪聲晶體管，以減小低放級的噪聲。2.9.1.4 頻率特性要好聲音的頻率范圍較寬，低頻放大器要能夠對各種頻率的音頻信號進行等量的放大，即頻率特性好。如果對音頻的低頻部分放大能力和高頻部分的放大能力差別很大，就會使聲音變得很難聽。丟失低頻分量聲音顯得很刺耳，丟失高頻分量聲音顯得很沉悶。所以，要求低頻放大器在一個盡可能大的頻率范圍內，對音頻信號作近似等量的放大。2.9.1.5 效率要高低頻放大器最終的目的是使揚聲器發(fā)聲清脆、洪亮。揚聲器放音的功率一般

42、較大，當輸出功率一定時，效率越高，電池消耗就越少。這在低頻放大電路中是很突出的問題。2.9.2 電路分析2.9.2.1 單管功放電路單管功放電路是甲類功放電路，如圖2.9.2.1-1所示。圖2.9.2.1-1 單管功率放大電路輸入變壓器T1將激勵信號輸入到功率放大管VT1基極。該變壓器還擔當前后級間阻抗匹配。功放管VT1工作在甲類放大。R1、R2是基極偏置電阻，R3為發(fā)射極直流負反饋電阻，它們組成靜態(tài)工作點的穩(wěn)定電路。C2為射極交流旁路電容。由于C1與C2對信號頻率的容抗較小，輸入信號可以通過C1、C2直接加到晶體管b、e端，以減小輸入信號在R2上的損耗。輸出變壓器T2將VT1放大信號輸送給負

43、載，并且它還實現(xiàn)揚聲器與VT1輸出端的阻抗匹配，以使揚聲器獲得最大輸出功率。由于甲類功放電路在沒有工作信號輸入時，其靜態(tài)消耗電流與放大器輸出最大信號電流基本相等，所以該放大器效率很低，目前在收音機中很少采用。2.9.2.2 變壓器耦合推挽功放電路變壓器耦合推挽功放電路是甲乙類推挽功放電路，如圖2.9.2.2-1所示。圖2.9.2.2-1 變壓器耦合推挽功放電路VT1為前置放大級，R1為其偏置電阻；T1為前置放大與功放之間耦合變壓器，次級為兩組繞向相反、匝數(shù)一樣的耦合線圈；VT2與VT3兩配對管組成推挽功放電路，與R3是這兩管的分壓式偏置電阻，通過R3與R2的設置，給VT2與VT3較小偏置電壓，

44、其靜態(tài)電流被調至很小，使電路工作在甲乙類，靜態(tài)時功耗近似為零，并還能客服交越失真；R4為射極負反饋電阻，有穩(wěn)定工作點作用；T2為功放與揚聲器之間的推挽輸出變壓器，一方面耦合功放輸出信號，另一方面實現(xiàn)阻抗匹配。該電路工作過程如下。前置放大管對鑒頻后輸出的音頻信號進行幅度放大后，送至T1，當T1初級加有音頻正弦波電壓Vi時，其次級兩端出現(xiàn)兩個大小相同、相位相反的電壓Vi1、Vi2，分別加至VT2和VT3發(fā)射極。當輸入信號為正半周時，晶體管VT3的基極對發(fā)射極來說是負的，所以導通，出現(xiàn)半波集電極電流ic3，通過變壓器T2耦合在負載上獲得前半周輸出電壓。此刻VT2的基極對發(fā)射極的電位是正的，對于PNP

45、管來說處于截止狀態(tài)，沒有工作。同理，當輸入信號為負半周時，VT2產生半波集電極電流ic2，通過T2耦合在負載上獲得后半周輸出電壓此刻VT3處于截止，沒有工作。由上可知，推挽工作狀態(tài)的實質是每管只工作半周，輸出的兩個正負半周信號通過輸出變壓器T2在負載上合成起來，使負載喇叭得到一正弦音頻信號。2.9.2.3 五輸出變壓器功率放大器功放輸出采用變壓器耦合可以實現(xiàn)與負載電阻匹配，提高輸出功率和放大器的效率。但是，變壓器也存在一些難以克服的缺點，例如，體積大，不適合電路集成化，變壓器與損耗使放大器效率降低，頻率響應差。為了克服這些缺點，在保證一定功率和效率的前提下，又出現(xiàn)了各種無輸出變壓其功放電路，也

46、稱OTL功放電路。圖2.9.2.3-3 無輸出變壓器功率放大器基本原理如圖2.9.2.3-3所示。其中，VT1是NPN管，VT2是PNP管，兩管性能相似，故又稱之為互補對稱電路。當輸入信號為正半周是VT1導通，其射極電壓隨輸入電壓變化，使得負載Rl上獲得正半周電壓，此刻VT2發(fā)射極反偏處于截止狀態(tài)。當輸入信號為負半周時，VT1處于截止而VT2發(fā)射極正偏處于工作狀態(tài)，其射極電壓隨輸入電壓的負半周變化，使得Rl上獲得負半周電壓。總過程使負載Rl上獲得一個合成的正弦波電壓。由下圖可知，電路由兩個射極輸出組成，因此它具有輸出阻抗低，功率放大作用等特點。2.9.3 典型實例分析收音機實驗箱七管超外差式收

47、音機，采用典型的OTL電路，如圖2.9.3-4所示。NPN管VT6與PNP管VT7組成互補推挽電路，VT4為前置低放，VT5為激勵極，為VT6與VT7組成的OTL電路提供激勵信號。R17為推挽電路的偏置電阻，VT6、VT7上的基極偏流由R17兩端的壓降大小來決定。R19是VT5的偏置電阻，他/她跨接在輸出端與激勵極VT5的基極之間。同時具有負反饋作用。由于VT5、VT6和VT7之間采用了直接耦合，所以它們之間的靜態(tài)工作點是相互牽制的，即調節(jié)R19改變VT5集電極電流，也將一起R16或R17上的壓降發(fā)生變化，從而使VT6、VT7偏置電壓發(fā)生變化，將改變VT7的射極電位，正常時它為1/2E。C15

48、、C16、C20為耦合電容；R12、R13為VT4偏置電阻；R14、R19為VT5的偏置電阻；R16、R18為VT5的集電極負載電阻；C18為VT5的射極旁路電容。其工作過程如下。當VT5的基極輸入音頻信號為負半周時，其集電極輸出的是正半周信號。這個正半周信號疊加在VT7的b、e間，使它的發(fā)射極處于反向偏置而截止；然而這個正半周信號疊加在VT6的b、e間，使它的發(fā)射極處于偏置而導通工作。于是電源通過VT6、揚聲器負載電阻Y，形成給C20的充電電流，使C20充上左正右負的電荷，電位近似1/2E，同時音頻信號經(jīng)VT6放大后由C20輸出給揚聲器。圖2.9.3-4 超外差式收音機中的OTL電路2.10

49、 整機電路分析2.10.1 集成電路調頻/調幅收音機設計由兩塊集成電路IC1和IC2構成的調頻/調幅收音機電路，請見附錄C。其中，IC1為TA7335P，具有對調頻廣播信號進行放大、與本振信號差拍混頻的功能；IC2為FS2204（或ULN-2204），具有對調頻中頻信號進行放大、鑒頻，對調幅信號進行高頻放大、與本振信號差拍混頻，對調幅中頻信號放大、檢波、低頻放大、功率放大等功能，因此，用FS2204芯片還可以構成單片調幅收音機。TA7335P稱為集成電路調頻調諧器，內部電路包含高頻放大器、混頻器、本機振蕩器及AFC用的變容二極管。其外部連接的元器件主要是LC調諧回路。如下圖所示，當開關S置于F

50、時，調頻廣播信號經(jīng)天線Af輸入1腳，經(jīng)內部高頻放大器與3腳外接的調諧回路進行諧振放大后，從4腳輸入內部的混頻器再與8腳外接的本振回路注入電壓進行混頻，由6腳外接的10.7MHz中周Trf1選頻后送至Ic2的2腳，在FS2204的內部進行中頻放大。FS2204的內部包含中頻放大器、調幅檢波器、調幅鑒頻器，AGC（自動增益控制），AFC（自動頻率控制）及音頻功率放大器等電路。對于調頻信號，電路的工作過程是，10.7MHz的調頻中頻信號從2腳輸入，經(jīng)內部中頻放大由15腳輸出，15腳與14腳間外接10.7MHz的調頻中周變壓器Trt2，電感L3及電容C11組成移相網(wǎng)絡，使14腳的電壓比15腳的電壓超前90度，移相后的信號從14腳輸入，經(jīng)內部鑒頻器解調出音頻信號，由8腳輸出，從而完成了調頻中頻信號的放大與解調。若輸入是調幅信號則電路的工作過程是：開關S置于A，高頻調幅信號從天線Aa經(jīng)耦合回路輸入Ic2的6腳進行高頻放大，并與5腳外接的本振回路注入信號進行混頻，從4腳輸出465KHz的中頻