高頻課程設計超外差收音機

1、青 島 農(nóng) 業(yè) 大 學理學與信息科學學院高低頻電子線路課程設計報告設 計 題 目 超外差式收音機的設計與實現(xiàn) 學 生 專 業(yè) 班 級 通信工程2010級01班 學生 姓名（學號） 指 導 教 師 完 成 時 間 實 習（設計）地點 信息樓實驗室511 2012年 12 月 12 日超外差式收音機的設計與實現(xiàn)摘要隨著科技產(chǎn)品的發(fā)展，收音機大致可分為直接放大式收音機和超外差式收音機，直接放大式收音機具有電路簡單、成本低廉、容易實現(xiàn)的優(yōu)點，但是有幾個致命的缺點：接收范圍內(nèi)對低頻端與高頻端的放大不一致、靈敏度低、選擇性差、穩(wěn)定性差，因此直接放大式收音機已被淘汰，相比之下，超外差式收音機利用混頻電路使本

2、機振蕩信號與接收到的電臺 信號進行非線性混頻，使二者的差值始終為 465KHZ，降低了放大電路的信號頻率，可以有效克服直接放大式收音機的缺點。關鍵詞：超外差，本振，混頻一、設計目的及要求1.設計目的1.1 熟悉和掌握常用電工工具的正確使用及一般的焊接工藝及操作技能；1.2 熟悉超外差式收音機的設計過程和調(diào)試方法；1.3理解和掌握超外差式收音機的基本工作原理， 了解變頻電路的種類及對它的要求，理解和掌握中頻放大電路的工作原理及其性能指數(shù)；1.4 掌握超外差式收音機的統(tǒng)調(diào)方法2.設計要求2.1接收頻率范圍 5351065kHz2.2靈敏度 1mV 2.3選擇性 50dB 2.4頻率特性 通頻帶為2

3、00KHz 2.5輸出功率 100mW2.6中頻頻率：465kHz二、設計原理整個電路由六部分組成，分別為高頻放大、混頻、本振、中放、檢波、低頻放大。天線接受到的高頻信號，經(jīng)輸入調(diào)諧回路選頻為f1，再經(jīng)高頻放大級放大進入混頻級。本機振蕩器輸出的另一高頻 f2亦進入混頻級，則混頻級的輸出為含有f1、f2、（f1+f2）、（f2-f1）等頻率分量的信號?；祛l級的輸出接調(diào)頻回路選出中頻信號（f2-f1），再經(jīng)中頻放大器放大，獲得足夠高增益，然后鑒頻器解調(diào)出低頻調(diào)制信號，經(jīng)過解調(diào)器解調(diào)后，再由低頻功放級放大。由于天線接收到的高頻信號經(jīng)過混頻成為固定的中頻，再加以放大，因此接收機的靈敏度較高，選擇性較好

4、，性能也比較穩(wěn)定。如下圖1，（1）高頻放大：高頻放大器是用來放大高頻信號的器件（在接收機中，高放所放大的對象是已調(diào)信號，它除載頻信號外還有邊頻分量）。根據(jù)高放的對象是載頻信號這一情況，一般采用管子做放大器件，而且并聯(lián)諧振回路作為負載，讓信號諧振在信號載頻（若有邊頻分量，便要設計回路的通頻帶能通過邊頻，使已調(diào)信號不失真）。這樣做的好處是：1）回路諧振能抑制干擾；2）并聯(lián)回路諧振時，其阻抗很大，從而可輸出很大的信號。（2）混頻：混頻是將高頻放大信號和本振信號混合，輸出一個中頻信號，在調(diào)幅電路中，本振信號必須是獨立的，這是與調(diào)幅電路最大的一個區(qū)別?；祛l電路是一種典型的頻譜搬移電路，可以用相乘器和帶通

5、濾波器來實現(xiàn)這種搬移。（3）本振：本振電路用LC諧振回路來產(chǎn)生一個穩(wěn)定的本地振蕩頻率，將這個穩(wěn)定的諧振頻率與高頻放大輸出信號混頻，得到一個中頻信號。（4）中放：如果外來信號和本機振蕩相差不是預定的中頻，就不可能進入放大電路。因此在接收一個需要的信號時，混進來的干擾電波首先就在變頻電路被剔除掉，加之中頻放大電路是一個調(diào)諧好了的帶有濾波性質(zhì)的電路，所以接收機的選擇性指標很高。超外差式接收機能夠大大提高收音機的增益、靈敏度和選擇性。因為不管電臺信號頻率如何都變成為中頻信號，然后都能進入中頻放大級，所以對不同頻率電臺都能夠進行均勻地放大。中放的級數(shù)可以根據(jù)要求增加或減少，更容易在穩(wěn)定條件下獲得高增益和

6、窄帶頻響特性。此外，由于中頻是恒定的，所以不必每級都加入可變電容器選擇電臺，避免使用多聯(lián)同軸可變電容器，而只需在調(diào)諧回路和本振回路用一只雙連可變電容器就可完成接收。（5）檢波：采用比例鑒頻器，普通鑒頻器的線性范圍較寬，調(diào)整較易，但在鑒頻器前必須加上一級限幅器，而比例鑒頻器則不需要但是為了得到良好的限幅特性，必須仔細調(diào)整比例鑒頻器的工作狀態(tài)與電路參數(shù)，也可以在前一級加一個限幅器。（6）低頻放大：一般從鑒頻器輸出的信號都比較小，為了得到我們所需的信號，必須將輸出信號進行放大。一般采用三極管放大電路來實現(xiàn)這一功能。因為本次設計是音頻信號，所以采用運算放大器效果比較好。 高頻電路很容易受到干擾，所以對

7、信號的要求比較高，在中頻放大器電路的輸出端，如果直接接鑒頻器，很可能得到很多不需要的波形，用濾波器很難濾除，所以在鑒頻器的輸入端加一級限幅器，去除不需要的波，使輸出更為純凈。三、各部分電路設計1.高頻功率放大電路、混頻、本振如圖1-2所示為共射級接法的晶體管高頻小信號放大器。他不僅要放大高頻信號，而且還要有一定的選頻作用，因此晶體管的負載為LC并聯(lián)諧振回路。在高頻情況下，晶體管本身的極間電容及連接導線的分布參數(shù)等會影響的頻率和相位。晶體管的靜態(tài)工作點由電阻R1及R2決定，其計算方法與低頻單管放大器相同。從天線接收到的高頻信號經(jīng)過CA、CB、T1組成的選頻回路，選取信號為F=465KHZ的有用信

8、號，經(jīng)晶體管V1進行放大，由C2、T2初級組成的調(diào)諧回路，進一步濾除無用信號。 圖1-2 高頻功率放大電路2.中頻放大電路中頻放大電路的任務是把變頻得到的中頻信號加以放大，然后送到檢波器檢波，具有選頻，凈化中頻信號的作用。中頻放大電路對超外差收音機的靈敏度、選擇性和通頻帶等性能指標起著極其重要的作用。    中頻變壓器T2的初級線圈與電容C2組成LC并聯(lián)諧振回路，由于并聯(lián)諧振回路對詣振頻率的信號阻抗很大，對非諧振頻率的信號阻抗較小。所以中頻信號在中頻變壓器的初級線圈上產(chǎn)生很大的壓降，并且耦合到下一級放大，對非諧振頻率信號壓降很小，幾乎被短路（通常說它只能

9、通過中頻信號），從而完成選頻作用，提高了接收機的選擇性。      由LC調(diào)諧回路特性知，中頻選頻回路的通頻帶Bf2- f1fd/QL，式中QL是回路的有載品質(zhì)因數(shù)。QL值愈高，選擇性愈好，通頻帶愈窄；反之,通頻帶愈寬，選擇性愈差。 圖1-3中頻放大電路及其交流等效電路圖3.檢波電路檢波電路的任務是將中頻放大電路中放大的中頻信號變換成低頻信號，它包括自動增益控制部分。普通鑒頻器的線性范圍較寬，調(diào)整較易；但由可以看到，U=正比于前級集電極電流的基波幅度Icm1，檢波前若無限幅器，則Icm1不為常數(shù)，于是U=將隨Icm1即接收信號的大小改變，而不能去掉寄生調(diào)

10、幅的影響。故用普通鑒頻器時，前面必須使用限幅器。但限幅器要求較大的輸入信號，這導致限幅前高頻級數(shù)的增加。比例鑒頻器可改正這一缺點，它能同時完成限幅及鑒頻的任務，其輸入信號不必太大。比例鑒頻器的U=為普通鑒頻器的一半。但因比例鑒頻器有限幅作用，其輸入信號即鑒頻器輸入端初級回路電壓約只有0.1V即可工作。所以在本次設計中采用了比例鑒頻器，其單元電路圖如下所示：圖1-4 檢波電路4.低頻放大器從檢波器解調(diào)出的輸出信號一般很小，所以在輸出極一般采用低頻功率放大電路，把低頻信號放大到所需要的大信號，并且濾除低頻部分，然后再輸出。電路如圖1-5所示：圖1-5低頻放大電路5.互感耦合推挽功率放大器作用是將低

11、頻信號進一步放大。電路圖如下所示圖1-6互感耦合推挽放大電路6.總電路圖1-7總電路圖四、安裝與焊接4.1安裝注意事項： 注意電解電容的有正負極性之分、三極管的管腳排列（有時不遵循它的 排列一般規(guī)則）及三個中周的型號（它們的技術參數(shù)比如通頻帶、選擇性不同， 若裝錯會影響收音機的性能）； 先安裝低矮和耐熱的元件，然后再裝大一點的元件，最后裝怕熱的元件。 裝配前識別不同的元器件，以及判別所裝配的元器件性能的好壞，是保 證裝配電子產(chǎn)品質(zhì)量的重要步驟。識別元器件及參數(shù)，需要具備相關知識；而判 別元器件性能的好壞可通過外觀檢查、儀器測試來完成。一般情況下，是運用萬 用表進行元器件好壞的粗略判別。 4.2

12、焊接 a、 電阻的安裝：將電阻的阻值（參照教材中電阻值計算示意圖）選擇好 后根據(jù)兩孔的距離彎曲電阻腳可采用臥式緊貼電路板安裝，也可以采用立式安 裝，高度要統(tǒng)一。 b、 瓷片電容和三極管的腳剪的長度要適中，不要剪的太短，也不要留太 長，它們不要超過中周的長度，太高會影響后蓋的安裝。c 、磁棒線圈的四根引線頭可以直接用電烙鐵配合松看焊錫絲來回摩擦幾 次即可自動鍍上錫，四個線頭對應的焊在線路板的銅泊面。 d、 由于調(diào)諧用的雙連拔盤安裝時離電路板很近，所以在它的園周內(nèi)的高 出部分的元件腳在焊接前先用斜口鉗剪去，以免安裝或調(diào)諧時有障礙，影響拔盤 調(diào)諧的元件有 T2 和 T4 的引出腳，電位器的開關腳和一

13、個引腳。 e、耳機插座的安裝：焊接時速度要快，以免燙壞插座的塑料部分而導致接 觸不良。 f、發(fā)光管的安裝按照圖示彎曲成型，直接插在電路板上焊接。 g、 喇叭安放挪位后再用電路鐵將周圍的三個塑料樁子靠近喇叭邊緣燙下去 把喇叭壓緊以免喇叭松動。五、調(diào)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 D，C，B，A 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

14、大，調(diào)雙連拔盤即可以到電臺。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(diào)諧拔盤的旋轉(zhuǎn)和避開螺絲樁子，電路板挪位后再上螺絲固定。六、所遇故障分析及解決措施 在焊接時有些元器件虛焊，當把收音機組裝好后，測試 A B C D E 各靜態(tài)工作點電流在正常范圍內(nèi)，工作正常，當把這幾點連接后，收音機沒有聲音，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)是 D 點虛焊，接觸不良。把收音機組裝好，也有聲音，但聲音不大，靈敏度不高，通過調(diào)整中周，使各級放大都是中頻，提高了收音機的靈敏度和穩(wěn)定性。七、體會 回顧我們課程設計過程，雖短暫卻充實，課程設計的最終目的就是讓我們在這段時間內(nèi)將我們曾經(jīng)學過的知識串聯(lián)起來加以利用，鍛煉我們的動手能力。在這段時間內(nèi)，為了更好的完成課程設計，通過各方面的信息查找資料并和書本上的知識相結(jié)合，在老師的帶領下順利的完成了課程設計的任務。當我捧著自己親手做的收音機，聽著它里面?zhèn)鞒鰜淼穆曇?，有一種說不出的“成就感”。通過課程設計我掌握了一些實踐過程中的技巧，比如焊電板的時候減少虛焊，還有一些元器件的先后順序的焊接有利于焊接的方便，并真切的體會到要不是同學的相互交流幫助，可能會走很多的彎路甚至功