超外差收音机原理及原理图

无线电广播传输过程 广播电台播出节目是首先把声音通过话筒转换成音频电信号，经放大后被高频信 号（载波）调制，这时高频载波信号的某一参量随着音频信号作相应的变化，使我们 要传送的音频信号包含在高频载波信号之内，高频信号再经放大，然后高频电流流过 天线时，形成无线电波向外发射，无线电波传播速度为 3×108m/s，这种无线电波被收 音机天线接收，然后经过放大、解调，还原为音频电信号，送入喇叭音圈中，引起纸 盆相应的振动，就可以还原声音，即是声电转换传送电声转换的过程。中波的频率（高频载波频率）规定为 5251605kHz（千周）。短波的频率范围为 350018000kHz。超外差收音机原理超外差收音机原理图 3-2 为调幅超外差收音机的工作原理方框图，天线接收到的高频信号通过输入 电路与收音机的本机振荡频率（其频率较外来高频信号高一个固定中频，我国中频标本机振荡频率（其频率较外来高频信号高一个固定中频，我国中频标 准规定为准规定为 465KHZ465KHZ）一起送入变频管内混合变频，在变频级的负载回路（选频）产 生一个新频率即通过差频产生的中频（实习图 3-2 中 B 处），中频只改变了载波的频率，原来的音频包络线并没有改变，中频信号可以更好地得到放大，中频信号经检波 并滤除高频信号（实习图 3-2 中 D 处）。再经低放，功率放大后，推动扬声器发出声 音。本机工作原理简述。电路图见实习图 3-3 所示 C1、B1 组成天线输入回路。 VT1、B2、B1、C 组成变频级。VT1 为变频管。初级线圈与 C 构成变频级负载。C1、B2 组成本机振荡电路，C6 为振荡耦合电路，VT2、VT3 组成中频放大电路，2AP9 为检波电 路，R9 为音量电位器（带电源开关），C16 为高频耦合电容。VT4、VT5 为前置低频放大级、VT6、VT7 组成乙类推挽功率放大器。 R16、C21、C17 为电源波波电路。 R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R12、R10、R11、R13、R17、R18 为各级的直流偏置电 阻。超外差收音机超外差收音机超外差收音机的安装：超外差收音机的安装：整机电路分析，熟悉元件在印刷板上安装位置。元器件焊接、安装（安装时应检查元器件的好坏）。检查电路，将安装好的收音机和电路原理图对照检查下列内容。a检查各级晶体管的型号，安装位置和管脚是否正确。b检查各级中周的安装顺序，初次级的引出线是否正确。c检查电解电容的引线正、负接法是否正确。d分段绕制的磁性天线线圈的初次级安装位置是否正确。e用指针式万用表 R×100 档测量整机电阻，用红表笔接电源负极线，黑表笔接 电源正极引线，测得整机电阻值应大于 500 欧。以上检查无误后，方能接通 4.5 伏电源。超外差式收音机的调试。新装的收音机。必须通过调整才能满足性能指标的要求， 其调整内容有：调整各级晶体管的工作点，调整中频频率，调整覆盖（即对刻度）统 调（调整频率跟踪即灵敏度）。下面对调整内容及方法分别加以叙述：下面对调整内容及方法分别加以叙述：调整静态工作点：各晶体管的作用不同，所处的工作点不一样，各级静态工作 点的调整是通过无信号时（本机振荡停振）无外加信号时各晶体管发射极电阻上的电 压的大小分别来衡量的。分级调整 R1、R4、R12、R17、R18 使 VT1 级电压为- 0.50.7V。VT2 级 R6 上电压-0.50.7V。VT3 级 R7 上电压为-0.250.4V，VT5 级 R14 上电压为-0.70.9V，VT6、VT7 级是共集电级电流为 26mA。调整中频：目的是使三个中周变压器（中频调谐回路）的谐振频率调整为固定 的中频频率 465KHZ，由于所用中周是新的，一般厂家已调整到 465KHZ，所以调试时， 接收某一个电台，用无感起子调节中周磁芯，调整顺序是由后级往前级调整顺序是由后级往前级即先调 Bz3 再 调 Bz2 至喇叭声音最响为止。调频率覆盖（调收音机的频率范围调频率覆盖（调收音机的频率范围 5355351605kHz1605kHz）：调整时装上一个刻度盘， 使双连可变电容全部旋进和旋出指针分别在刻度盘 5301630 千周的线上，旋动双连 可变电容器使指针对准 640 千周刻度（中央人民广播电台）用无感起子旋动振荡线圈 的磁芯收听 640 千周电台广播，声音适中旋动双连可变器电容使指针对准 1500 千周刻 度附近。调整振荡回路微调电容 C3 接听 1500 千周附近电台广播，如此高端、低端反高端、低端反 复调整几次。复调整几次。统调（调整频率跟踪）目的使本机振荡频率在接收频率范围（中波段 5351650kHz）和远比外来信号频率高 465KHz 即本机振荡频率范围为 1000kHz2070kHz。因此，采用电容相同的 C1、C2 双连可变电容器进行同步调节，通 常在所选频范围内的高、中、低三点进行跟踪，即三点统调，为了实现良好三跟踪在 本机振荡回路串联一个垫整电容 C 及并联一个微调补偿电容 C，在输入回路并联一个补 偿微调电容 C，具体调整，然后调输入回路补偿电容 Cz 使音量最响。中端调整在 1000KHZ 附近收听广播，使声音最响此时调整双连电容器动片中的花 片上的 C 片，拨动片距。若拨动花片时，输入减小，则中端不失谐，将花片拨回原处， 若输入增大，还需在拨动对边花边进行补偿，也可改变垫整电容的容量。简单收音机为了提高灵敏度指标增加了高放级，但高放级级数的增加是有限度的，如 果为了提高灵敏度而加多高放级，则不但统调困难，更易发生寄生振荡。另一个原因 在于：晶体管电路对高中低频带的表现是不同的，这就造成了整个收音频带内的指标 不和谐。如果能把收音机固定在一个频带上工作，它的收音质量当然很好，不过事实上许多 广播电台并不都挤在一个不大的频带上广播，而是分布在个很宽的频带中进行广播。 因而，只能在改进收音机的电路上想办法，把这些分散在各波段的电台，在收音机里 变成一个预定的频率，这样，就能很好地加以放大了。超外差电路就是这样的装置。它将所要收听的电台在调谐电路里调好以后，经过电 路本身的作用，就变成另外一个预先确定好的频率，然后再进行放大和检波。这个固 定的频率，是由差频的作用产生的。如果我们在收音机内制造个振荡电波(通常称为 本机振荡)，使它和外来高频调幅信号同时送到一个晶体管内混合，这种工作叫混频。 由于晶体管的非线性作用导致混频的结果就会产生一个新的频率，这就是外差作用。 采用了这种电路的收音机叫外差式收音机，混频和振荡的工作，合称变频。外差作用产生出来的差频，习惯上我们采用易于控制的一种频率，它比高频较低， 但比音频高，这就是常说的中间频率，简称中频。任何电台的频率，由于都变成了中 频，放大起来就能得到相同的放大量。上图示出了超外差式收音机的方框图。可以看出，调谐回路的输出，进入混频级的 是高频调制信号，即载波与其携带的音频信号。经过混频，输出载波的波形变得很稀 疏其频率降低了，但音频信号的形状没有变。通常将这个过程(混濒和本振的作用)叫 做变频。变频很象货物转运。贷物从遥远的地方由火车运到终点车站，然后由汽车转运到目 的地。贷物内容没有变，但运输工具由火车改为汽车。还可以再作简单归纳：变频仅仅是载波频率变低了，并且无论输入信号频率如何变无论输入信号频率如何变 化最终都变为化最终都变为 465KHz(备注：这个频率各国不同，或 455KHz)，而音频信号而音频信号(包络包络 线的形状线的形状)没变没变。这包络线正是我们运输的货物。混频器输出的携音频包络的中频信号由中频放大电路进行一级、两级甚至三级中 频放大，从而使得到达二极管检波器的中频信号振幅足够大。二极管将中频信号振幅 的包络检波出来，这个包络就是我们需要的音频信号。音频信号最后交给低放级放大 到我们需要的电平强度，然后推动扬声器发出足够的音量。若要求超外差式收音机得 到更高的灵敏度，在调谐回路与混频之间还可以加入高频放大级然后再去混频。超外差式收音机能够大大提高收音机的增益、灵敏度和选择性。因为不管电台信 号频率如何都变成为中频信号，然后都能进入中频放大级，所以对不同频率电台都能 够进行均匀地放大。中放的级数可以根据要求增加或减少，更容易在稳定条件下获得 高增益和窄带频响特性。此外，由于中频是恒定的，所以不必每级都加入可变电容器 选择电台，避免使用多联同轴可变电容器，而只需在调谐回路和本振回路用一只双连 可变电容器就可完成选台。现在，绝大多数商品化收音机都是超外差式的。 民用超外差式收音机的中频一般选择在 465kHz 或 455KHz。混频器的输出回路 和中领变压器专门对 465kHz 或 465KHz 谐振。为什么固定在一个频率能够选择电台 呢?原来，仍是调谐回路调选到电台，但本地振荡电路的工作频率随着调谐回路的频率 变化，即本振频率总比电台的频率高一个中频，并且中频信号的振幅包络与高频信号 的振幅包络完全相同，这就使得音额信号能够通过检波器再现。假设一个收音机工作 在 800KHz 到 1800KHz，中频工作在 470KHz，那么本地振荡频率应当在 800+4701270kHz 到 1800+4702270kHz 之间变化。当然如果本地振荡频率 从 1800-4701330KHz 到 18000-4701330KHz 间变化，即比电台总低 470kHz 的频率，那么仍旧能够得出差频 470KHz 的结果。但实际生产的收音机中的 本振频率是选高于电台信号频率的。因此电台信号频率或称调幅信号频率(Fs)与本地 振荡频率(Fo)和中频频率(IF)之间的关系为 Fo-Fs=IF。 从上面分析可知高于本振个中频或者低于本振一个中频的电台信号都能够进入 中频放大器，从而在收音机中产生干扰，这种干扰叫做镜像干扰，两信号的频率叫做 镜像频率。解决镜像干扰的基本方法就是提高输入调谐回路的选择性，使本振频率严 格高于电台信号的频率，在上例中当本振频率为 1270KHz 时，调谐回路尖锐地选择 在 800KHz，那么镜像频率 1740KHz 就难以进入调谐回路引起干扰。 在超外差式收音机中，有时还有一些附加装置，如自动增益控制、调谐指示、负 反馈、温度补偿等电路。加了这些电路，使得收音机在质量上和使用上都更趋完善， 而且其中有些电路已成为不可缺少的部分。 超外差式收音机的中频放大电路采用了固定调谐的电路，这特点使它比其他收 音机优越得多，综合起来有如下优点：(1)用作放大的中频，可以选择那些易于控制的、有利于工作的领率(我国采用的中 频频率为 465 千赫)，以便适合于管子和电路的性质，能够得到较为稳定和最大限度 的放大量。(2)各个波段的输入信号都变成了固定的中频，电路将不因外来频率的差异而影响 工作，这样各个频带就能够得到均匀的放大，这对于频率相差很大的高频信号(短波) 来说，是特别有利的。 (3)如果外来信号和本机振荡相差不是预定的中频，就不可能进入放大电路。因此 在接收一个需要的信号时，混进来的干扰电波首先就在变频电路被剔除掉，加之中频 放大电路是一个调谐好了的带有滤波性质的电路，所以收音机的选择性指标很高。超外差式收音机和简易型收音机相比，虽然线路比较复杂，晶体管和元件用的较多， 因而成本较贵，但无论在灵敏度、选择性、音量和音质等方面，都远优于简易型收音 机。它与简易型收音机不同的地方是增加了两个部分：变频级和中频放大级。除此以 外，检波级及音频放大级和简易型半导体收音机里所用的电路没有什么两样。AM/FM 收音机收音机的调整和调试 装配和调试作为整个实践环节的两个阶段都是非常重要的. 装配是电子器件的初步组装,构成硬件基 础;调试包括调整和测试,调整是对组成整机的可调元器件,部件进行调整,测试是对整机各项电气性能 进行测试,将各硬件特性相互协调,使整机性能达到最佳状态. 整机调试过程可参照图 4-1 所示进行. 图 4-1 AM/FM 收音机收音机的调试步骤 AM 的中频是 4