高频电子线路课程设计报告书七管超外差收音机安装与调试.doc
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1、吉林工程技术师范学院高频电子线路课程设计报告书设计内容: 七管超外差收音机安装与调试 专 业: 电子信息 班级: 0742 学生姓名: 学号: 07 指导教师: 信息工程学院摘 要人类自从发现能利用电波传递信息以来,就不断研究出不同的方法来增加通信的可靠性通信的距离、设备的微形化、省电化、轻巧化等。接收信息所用的接收机,俗称为收音机。目前的无线电接收机不单只能收音,且还有可以接收影像的电视机、数字信息的电报机等。随着广播技术的发展,收音机也在不断更新换代。自1920年开发了无线电广播的半个多世纪中,收音机经历了电子管收音机、晶体管收音机、集成电路收音机的三代变化,功能日趋增多,质量日益提高。2
2、0世纪80年代开始,收音机又朝着电路集成化、显示数字化、声音立体化、功能电脑化、结构小型化等方向发展。 1947年,美国贝尔实验室发明了世界上第一个晶体管,从此以后,开始了收音机的晶体管时代。并且逐步结束了以矿石收音机、电子管收音机为代表的收音机的初级阶段。1956年,西德西门子公司研制成了超高频晶体管,为调频晶体管收音机创造了必要的条件。1959年,日本索尼公司生产了第一代调频晶体管收音机。1961年,美国研制了集成电路。随后,1966年,日本利用这一技术设计了世界上第一台集成电路收音机,开始了收音机工业的又一场技术革命,从此收音机向着小型化、系列化、集成化、低功耗、多功能的方向发展。直接放
3、大式收音机所遇到的主要问题是,一个高频放大器很难适应各种不同的工作频率。如果能想办法使高频放大器的工作频率保持不变,那么许多问题就很容易解决了。超外差收音机就是根据这个指导思想设计的。下面主要说明超外差收音机的特点:超外差式收音机电路结构:超外差式收音机的特点是有频率变换(变频)过程,采用固定调谐的中频放大器。一般包括下面几个部分:变频级、中频放大级、检波级、低频前置放大级、低频功率放大级。其中变频级包括混频器和本机振荡器两个部分。天线接收到的高频调幅信号,经过调谐回路和选择,送入变频级的混频器。本机振荡电路则总是跟踪着接收的信号,产生高一个固定频率的等幅振荡信号,这个信号也送入混频器。送到混
4、频器的两种信号,利用放大器件的非线性特点产生一种新的差频信号。高频调幅信号经过变频级后,只是变换了载波的频率,而调制规律没有改变,仍然是调幅信号。当今的广播形式多样化,调频广播受到数字广播、网络等多媒体广播的挑战,但从传播的有效性来看,数字广播、网络多媒体广播等受地域、传输距离、设备成本等因素的限制,目前还没有给调频立体声广播构成很大的威胁。但听友的追求又永无止境,接收的台越多,选择性越大,但本地电台毕竟有限,这就是调频远程接收的由来。关键字:调频广播 七管超外插 调幅接收目 录摘 要第一章 绪论11.1 选题背景11.2 课题目的11.3 课题意义2第二章 课程设计内容32.1 设计目的32
5、.2 设计要求32.3 设计步骤32.4 设计报告总结3第三章 超外差收音机的原理及电路43.1 超外差调幅收音机原理43.2 整机电路图43.3 无线电广播传输过程的解析5第四章 调幅收音机的设计64.1 方案的选择及其性能指标6 4.2 超外差收音机各个部分组成6 4.3 部分元件的选择10第五章 收音机的调试及试听11 5.1 调试11 5.2 试听12第六章 安装过程及故障分析13 6.1 安装过程13 6.2 故障分析及解决方案13第七章 心得体会14参考文献1第一章 绪论1.1 选题背景 信息传输是人类社会生活的重要内容。英国物理学家麦克斯韦总结了前人在电磁学方面的工作,得出了电磁
6、场方程,从理论上证明了电磁波的存在,为后来的无线电发明和发展奠定了坚实的基础。从发明无线电开始,传输信息就是无线电技术的首要任务。直到今天,虽然无线电电子学技术领域在迅速扩大,但是信息的传输与处理仍然是它的主要内容。高频电子线路所涉及的单元电路都是从传输与处理信息这一基本点出发,来进行研究的。利用高频振荡的频率的变化来携带信息,叫做调频。在调频中,载波的顺时频率受调制信号的控制,作周期性的变化,变化的大小与调制信号的强度成线性关系,变化的周期由调制信号的频率所决定,如根据要传送声音、图像信号的变化,来改变载波的频率。与调幅相比,已调波的振幅则保持不变,不受调制信号的影响。与调幅方式相比,调频方
7、式更适合于传送立体声、电视节目的伴音信号及微波中继站传送的长途电话等,调频信号受雷电及周围电器干扰的影响要小得多。因此,调频至今仍是广泛使用的一种调制方式。 调频立体声广播是在单声道调频广播的基础上发展起来的。接收调频广播对室外天线的要求是增益要高,具备全方向接收。一般三单元天线增益是7dB,五单元天线可达11dB。调频广播的接收是近几年来,特别是去年的一个热门话题,这是因为调频广播较调幅广播音质好、保真度高、抗干扰性强、节目丰富,最关键的是成本低廉,现在虽然数字音源比比皆是,如CD、VCD、DVD等,但成本高,而调频广播节目的接收则是免费的,故对收入不丰的而又想欣赏音乐的诸多听友来说,收听调
8、频立体声广播节目无疑是最好的选择。1.2 课题目的 在我们的现实生活中从磁带、录像带到CD、VCD、DVD;从黑白电视机、彩色电视机、高清晰度电视机(HDTV)到具有数字信号处理功能的电视机;从留声机、录音机到语音信箱;现在正处在模拟信息到数字信息的变革之中,传统的磁带语音录放系统因其体积大,使用不便,在电子与信息处理的使用中受到许多限制。 虽然,目前广播电视系统尚未实现真正的数字化,相信在不久的将来,真正的数字电视机、数字收音机、数字收录机将进入家庭。所以,研究音频信号的数字化存储、处理和回放系统有着很重要的现实意义。通过课程设计,使学生加强对高频电子技术电路和通信电路的理解,学会查寻资料方
9、案比较,以及设计计算等环节。进一步提高分析解决实际问题的能力,创造一个动脑动手独立开展电路实验的机会,锻炼分析解决高频电子电路或通信技术问题的实际本领,真正实现由课本知识向实际能力的转化;通过典型电路的设计与制作,加深对基本原理的了解,增强学生的实际能力。1.3 课题意义:现代生活离不开电,我们每个人都必须掌握一定的用电知识及电工操作技能。通过电工实习可使我们学会一些常用电工工具、仪表、开关元件等的使用方法及工作原理。接触电学知识,实现理论联系实际,并为后续课程的学习打下一定的基础。收音机是最常用的家用电器之一,通过这次实习,我们应该在了解其基本工作原理的基础上学会安装、调试、使用 ,并学会排
10、除一些常见故障。锡焊技术是电工的基本操作技能之一,通过实习要求大家在初步掌握这一技术的同时,注意培养自己在工作中耐心细致,一丝不苟的工作作风。第二章 课程设计内容2.1 设计目的(1)掌握调幅收音机各功能模块的基本工作原理。(2)掌握调幅接收系统的调试过程及故障排除。(3)培养学生掌握电路设计的基本思想和方法。(4)培养学生分析问题、发现问题和解决问题的能力。2.2 设计要求(1)分析调幅接收系统各功能模块的工作原理。(2)安装调试及测量结果。(3)可在此基础上进行创新设计,如改善系统性能。2.3 设计步骤(1)收集相关资料,掌握调幅收音机的电路原理。(2)根据所提供的元器件,完成系统的制作安
11、装、调试,并完善其设计功能。2.4 设计报告总结(1)简述超外差收音机的工作原理,给出完整的电路原理图。(2)系统的安装过程及注意事项。(3)单元模块的调试及统调经过,并记录单元模块的输出波形。(4)分析制作过程中所出现的故障及解决方案。(5)列出电子元器件清单,分析课程设计过程中的难点。(6)总结收获与体会。第三章 超外差收音机的原理及电路3.1 超外差调幅收音机原理超外差式收音机主要由输入电路、混频电路、中放电路、检波电路、前置低频放大器、功率放大电路和喇叭或耳机组成。工作原理图如下: 图3-1 超外差调幅收音机工作原理图3.2 整机电路图 图3-2 超外差调幅收音机整机电路图3.3 无线
12、电广播传输过程的解析由输入电路,即选择电路,或称调谐电路把空中许多无线电广播电台发出的信号选择其中一个,送给混频电路。混频将输入信号的频率变为中频,但其幅值变化规律不改变。不管输入的高频信号的频率如何,混频后的频率是固定的,我国规定为465KHZ。 中频放大器将中频调幅信号放大到检波器所要求的大小。由检波器将中频调幅信号所携带的音频信号取下来,送给前置放低频放大器。前置低频放大器将检波出来的音频信号进行电压放大。再由功率放大器将音频信号放大,放大到其功率能够推动扬声器或耳机的水平。由扬声器或耳机将音频电信号转变为声音。第四章 调幅收音机的设计4.1 方案的选择及其性能指标 4.1.1 选择方案
13、 择中波晶体管超外差调幅收音机(不超过七只晶体管),其方框图如图所示: 图4-1 超外差收音机方框图4.1.2 主要性能指标频率范围:5351065kHz中频频率:465kHz灵敏度:14dB输出功率:最大不失真功率100mW电源消耗:静态时,12mA,额定时约80Ma电源电压;3V直流电池,对于提高灵敏度和输出功率有利。4.2 超外差收音机各个部分组成4.2.1 输入回路 从磁性天线感应的调幅信号送入C1a、C2和L1组成的输入回路进行调谐,选出所需接收的电台信号,通过互感耦合送入变频管T1的基极。收音机输入回路的任务是接收广播电台发射的无线电波,并从中选择出所需电台信号。输入回路是由收音机
14、内部的磁棒天线线圈与调台旋钮相连的可变电容CA构成的LC调谐电路,如图3.1所示。调节可变电容 CA可使 LC 的固有频率等于电台频率,产生谐振,以选择不同频率的电台信号。再由L2耦合到下一级变频级。 输入回路的各个部分电路图如下所示:图4-2 输入回路图4.2.2 变频级电路 图4-3 变频电路原理图本机振荡和混频合起来称为变频电路。变频电路是以VTl为中心,它的作用是把通过输入调谐电路收到的不同频率电台信号(高频信号)变换成固定465KHz的中频信号。图4-4 混频示意图如图所示VTl、T2、CB等元件组成本机振荡电路,它的任务是产生一个比输入信号频率高465 KHz的等幅高频振荡信号。由
15、于Cl对高频信号相当短路,Tl的次级Lcd的电感量又很小,对高频信号提供了通路,所以本机振荡电路是共基极电路,振荡频率由T2、CB控制,CB是双连电容器的另一连,调节它以改变本机振荡频率。T2是振荡线圈,其初次绕在同一磁芯上,它们把VT1的等电极输出的放大了的振荡信号以正反馈的形式耦合到振荡回路,本机振荡的电压由T2的初级的抽头引出,通过C2耦合到VT1的发射极上混频电路由VTl、T3的初级线圈等组成,是共发射极电路。其工作过程是:(磁性天线接收的电台信号)通过输入调谐电路接收到的电台信号,通过Tl的次级线圈Lcd送到VTl的基极,本机振荡信号又通过C2送到VTl和发射极,两种频率的信号在T1
16、中进行混频,由于晶体三极管的非线性作用,混合的结果产生各种频率的信号,其中有一种是本机振荡频率和电台频率的差等于465KHz的信号,这就是中频信号。混频电路的负载是中频变压器,T3的初级线圈和内部电容组成的并联谐振电路,它的谐振频率是465KHz,可以把465KHz的中频信号从多种频率的信号中选择出来,并通过T3的次级线圈耦合到下一级去,而其它信号几乎被滤掉。4.2.3 中频放大检波及自动增益控制电路 中频放大检波电路如下图所示:图4-5 中频放大及检波电路示意图 选频级输出的中频信号由V2的基极输入并进行放大,中放电路中的负载是中频变压器B4和谐振电容C。它们也是并联谐振在中频465kHz。
17、中频信号进行中频放大器放大以后,再送给检波以得到所需的音频信号,经功率放大输出,耦合到扬声器,还原为声音。VT2、VT3为中放管。T2、T3为中频变压器,因谐振频率为465 kHz,故简称“中周”。电路作用是放大465 kHz的中频信号,提高灵敏度和选择性。收音机检波电路的任务是把要接收的广播电台音频信号从中频载波中“取下来”,以达到接收的目的。实际电路中采用一个三极管将基极和集电极连在一起,用基极和发射极来从当一个二极管。它的作用是对中频载波信号进行检波,检波后的残余中频及高次谐波再通过C16、C17、R10组成高频滤波电路滤除,最后把取出来的音频信号经电容耦合到低放级放大。RP为检波负载。
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