高频电路设计与制作实训论文说明书调频接收机.doc

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1、编号： (高频电路设计与制作) 实训论文说明书题 目： 调频接收机 院 （系）： 信息与通信学院 专 业： 电子信息工程 学生姓名： X X X 学 号： XXXXXXXXXX 指导教师： XXXX XXXX 2011年 12 月 30 日摘 要本文介绍了基于高频电子电路,采用CXA1691M芯片的混频、鉴频系统的工作原理硬件设计方法制作一个简易的调频收音机。收音机从它的诞生至今，不仅方便了媒体信息的传播，也推进了现代电子技术和更先进的电信设备的发展。目前调频式或调幅式收音机，一般都采用超外差式，它具有灵敏度高、工作稳定、选择性好及失真度小等优点。了解收音机的工作原理并通过画原理图、焊接电路板

2、、调试作品等电子电工实训对我们学习电子技术类的大学生有很多意义。本实训报告简单分析了超外差式收音机电路的工作原理及其组装和调试等。关键词：收音机,组装,调试AbstractThis paper introduces the electronic circuit based on high frequency, the CXA1691M chip frequency mixing, popularly used the working principle of the system hardware design method to produce a simple FM radio .The

3、radio from its birth until now, went to the lavatory not only media dissemination of information, but also promote the modern electronic technology and more advanced telecommunications equipment development. Currently FM type or amplitude type radio, typically use the specialized superheterodyne typ

4、e, it has a high sensitivity, stable and good selectivity and the distortion degree of small advantages. Understand the radio principle and through painting principle diagram, welding circuit board, commissioning works etc electronic electrician training for our learning of college students have man

5、y electro-mechanical significance. This training report a simple analysis the superheterodyne electric circuit principle of work and assembling and commissioning etc.key words : the radio, assembling, commissioning目 录引言11 实训任务及要求11.1 实训内容：11.2 实训内容及基本要求：12 收音机的基本工作原理12.1 无线电原理12.1.1 无线电发射基本原理12.1.2

6、基本无线电接收原理22.1.3 调幅波22.2 调频广播与单声道调频收音机的基本组成32.2.1 调频波的特点32.2.2 调频广播的优点32.2.3 单声道调频收音机基本组成及信号流程42.3 CXA1691芯片介绍52.4 调频接收机电路原理图62.5 收音机电路各功能块电路的作用63 收音机电路板的装配73.1 收音机的装配74 调试84.1 收音机的主要性能指标84.2 调试步骤94.2.1 基本调试过程94.2.2 性能调试过程9结 论9谢 辞11参考文献12附录1 电路设计总图13附录2 元件清单14引言随着科学技术的不断发展,新颖的调频收音机的不断出现,技术不 断的提高,设计出来

7、的收音机外型精致和小巧。从分离元件到集成电 路，这标志着收音机的内部电路简单。用一个集成块就能完成所有的 工作。从早期的调幅收音机到现在的调频收音机，我们可以想象收音 机的不断的改进和不断创新，使收音机的发展空间愈来愈大。现在， 出现了新一代高科技产品数字调频收音机，功能强大，性能优良， 设计精巧耐用。1 实训任务及要求1.1 实训内容：1、学习收音机的装配与调试。2、提高对整机电路图与电路板图的识读能力。3、掌握收音机生产工艺流程，提高焊接与装配工艺水平。4、通过收音机组装、调试、检修，使学生提高故障分析能力和动手能力，为更高端的家用电子产品维修打下坚实的理论和实践基础。5、掌握手工电烙铁的

8、焊接技术，能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接。6、能按照PCB图焊接元件，掌握收音机的调试方法，组装一台半成成品收音机的工艺流程。1.2 实训内容及基本要求：（1）学习并掌握收音机的工作原理；（2）焊接质量要求比较高（3）制作、调试一台较简单调频收音机；（4）接收频率范围：88MHz108MHz；（5）能够正常收听FM广播（6-8个台）,音质清晰。2 收音机的基本工作原理2.1 无线电原理2.1.1 无线电发射基本原理 交流电每秒发生50次改变方向和大小的周期性变化。在电学里，把电流强度随时间作周期性变化的电流叫作振荡电流。交流电就是一种振荡电流。振荡电流每秒周期性变化的次数叫作振荡频率。

9、在无线电技术里，向外发射的是高辐射能量的高频（一般在几百千赫以L）振荡电流，而每秒振荡几十次的低频振荡电流的辐射能量很低在无线电广播技术中是不适用的。当处于空间的导线通过高频振荡电流时，在它的周围空间就要产生不可分割的电场和磁场。电场和磁场是统一的客观物质电磁场的两个方面，当导线周围产生变化的磁场时，变化的磁场附近空间又会产生变化的电场；这种变化的电场又会产生变化的磁场，这种不断交变着的电场和磁场，越来越远地向周围空间传播，就形成了电磁波。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

10、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3108m/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。2.1.2 基本无线电接收原理根据麦克斯韦电磁理论 a、变化的磁场能在周围空间产生电场 b、变化的电场能在周围空间产生磁场。电磁波就这样由近及远的传播开去。所以首先要有变化的电场产生。变化的电场主要是通过电路，在天线上产生变化的电场，天线就能发射出电磁波；电磁波的接收，也是通过天线和谐振电路，和空间中传来的电磁波发生电磁

11、共振，再由电路从谐振电路中取出电磁波的信息。2.1.3 调幅波 调幅（AM）是使载波的振幅随调制信号的幅度变化而变化，该过程如图2.1所示。一个调幅广播频道所占带宽为9千赫，因而传送的声音信号最高频率约45千赫，特别是由于受到收音机通带宽度的限制，保真度较差。另外，抑制寄生调幅干扰的能力差，重放信号中常混有令人生厌的噪声，影响收听效果。图2.1.1调幅波调程2.2 调频广播与单声道调频收音机的基本组成 2.2.1 调频波的特点（一） 调频波的形成 调制是通过用待传送的音频信号（即调制信号）去控制高频载波的振幅、频 率或相位来实现的。 （二） 频偏 调频波是一种等幅疏密波，疏密变化的程度用频偏来

12、表示。频偏是调频广播 中的一个重要概念，它表示为某时刻调频波的频率与调制前高频载波的频率之差， 在调频过程中，频偏随音频信号强弱变化，音频信号强，频偏大，音频信号弱， 频偏小。为保证高保真广播所需要的带宽和有效地利用有限的频道间隔，国际上 规定调频广播所允许的最大频偏为 75kHz. （三） 广播频段和传播特点 调幅广播中的中波段载频范围为 5251605kHz，短波段载频范围一般在 2.626.1MHz，前者主要靠地波传播，后者应用在短波段靠电离层反射来传播，调 频广播工作在超短波段，其范围在 30300MHz，各国采用频率范围大小不一样， 我国采用的是国际标准波段，即 87108MHz。

13、由于调频广播工作在超短波段，其工作频率大约为调幅中波广播频率的 100 倍， 因此其传输特性与一般中波、短波的调幅广播有很多不同之处，主要特点有：直线传播，传播距离一般在几十至上百km，易受金属物体、高山、楼房等障碍物的 反射。 2.2.2 调频广播的优点调频（FM）广播与调幅（AM）广播相比，主要具有以下几个优点。 （一） 抗干扰能力强，噪声低。1.各电台间干扰少 由于调频广播为视距广播，因此各电台间相互干扰大大减少。2.易克服干扰所引起的幅度变化 一般工业、家用电器等外界及本机内部干扰都以幅度调制方式出现，所以， 这种干扰对调幅收音机来说很难克服，而调频收音机中因为有限幅器，能够切除 这种

14、幅度干扰，使得调频收音机的信噪比较高，不易出现噪声。 （二） 频带宽、音质好。调幅广播目前规定中波广播的频道间隔为 9kHz，考虑到选择性，中频通频带 只能限制在 9kHz 以内，致使放声的最高频率最多只能在 47kHz，所以，高音频 分量难以重现，不能保证音质。 调频广播电台间隔规定为 200kHz，单声道调频收音机通频带为 180kHz，立体 声收音机通频带为 198kHz，因此，放音频率范围可达 2015000kHz，这就可以实 现高质量的声音广播。对于同一个调频调幅收音机，即使在低放及节目相同情 况下，调频也比调幅收听效果好很多。 （三） 解决电台拥挤，频率不够分配的困难 调频段的开发

15、不仅可以增加 200 个频道。而且由于它是视距传播，所以，数百km外又可重复使用同一频率，这样采用交叉布台的方法，在我国幅员辽阔的情 况下，可大大增加可用的频道数目。 2.2.3 单声道调频收音机基本组成及信号流程（一）基本组成 如 2.1.3 图所示为单声道调频收音机基本组成方框图，它也采用超外差式，由 输入回路、高频放大、混频、本振、中放、限幅、鉴频、音频放大及自动频率控 制电路（AFC）等电路组成。 (1) 调频收音机的调谐器，通常设有高频放大电路，它由输入回路、高频放大、 混频与本振电路组成。调幅收音机的调谐电路，一般不设高频放大电路。 (2) 调频收音机变频后的中频频率为 10.7M

16、Hz，而调幅收音机变频后的中频频 率为 465kHz，两者电路形式基本相同。 (3) 调频波的干扰主要表现为幅度干扰，为此调频收音机中在中放电路后设有 限幅电路，以切除幅度干扰。这是调幅收音机没有的，也是不能有的。 (4) 由于调频收音机接收的是调频波，要想从中解调出音频信号，需采用频率 解调电路，即鉴频电路。调幅收音机采用的是检波电路，以进行幅度解调。 (5) 调频收音机中，由于本机振荡频率较高，为了防止由于电源电压与温度变 化而引起的振荡频率漂移，还附设有自动频率控制电路（AFC） ，这是一般 调幅收音机中没有的。输入回 路高放音频放大中频放大混频鉴频AFC本机振荡2.2.1 图单声道调频

17、收音机电路方框图（二）信号流程 如 2.1.3 图所示，由天线接收到的信号，经过输入回路的选频，将所选出的等 幅调频波先送入高频放大电路进行放大，以增加输入信号的幅度，然后变频，变 换成 10.7MHz 固定中频的调频波。这里的中频调频信号，保持了原调频信号频率 偏移特性，只是载频频率变低。限幅电路的作用是把经过中频放大后的调频波上 的幅度干扰切除掉，保持调频波的等幅特性。经过限幅电路去掉噪声干扰后，信 号被送至鉴频电路，通过鉴频电路解调作用，将调频波中的频率变换转换成信号 幅度的变化，于是得到与发射台相对应的音频信号。音频信号再经过低放、功放 电路组成的音频放大电路放大，推动扬声器发出声音来

18、。与 AM 收音机相比，其 低放、功放电路基本相同，可公用。2.3 CXA1691芯片介绍本实训中采用的收音机是一种电路主要由大规模集成电路CXA1691组成。由于集成电路内部不便制作电感、电容和大电阻以及可调元件，故外围元件多以电感、电容和电阻及可调元件为主，组成各种控制、谐振、供电、滤波、耦合等电路。50型收音机电路图如图2所示。CXA1691内部电路图如图所示。图2.3.1 CXA1691BM管脚及功能简介图调频信号（频率范围：64108MHZ）从ANT 拉杆天线输入，经C5 送入IC（CXA1691）的12 脚并进行高放、混频，9 脚为选频回路，7 脚外接本振回路，混频后的中频信号由1

19、4 脚输出经过10.7MHz的陶瓷滤波器CF2选频后进入17脚进行中放，并经内部鉴频，IC的2脚外接鉴频网络，鉴频（调频波的解调）后的音频信号由23 脚输出，送入24 脚进行功放放大，最后从27脚输出推动扬声器。CC、CD组成双联电容，本收音机发给大家的是四连的电容器，它由四个单独的可变电容组合在同一个轴上旋转，以满足FM的调台使用，安装时请注意将小容量的两联焊接在7 脚和9 脚（调频用）。另外大电容的两联补焊（本应该焊接在5 脚和10 脚做调幅用，本实训不用调幅），本振信号与电台信号的差频组合由陶瓷滤波器CF2选择，使得FM高频载波变成统一中频载波，CF1为鉴频器。2.4 调频接收机电路原理

20、图图2.4.1 调频收音机原理图2.5 收音机电路各功能块电路的作用(1)输入调谐（即选台）与变频由于同一时间内广播电台很多，收音机天线接收到的不仅仅是一个电台的信号，是N个电台的信号。由于各个电台发射的载波频率均不相同，收音机的选频回路通过调谐，改变自身的振荡频率，当振荡频率与某电台的载波频率相同时，即可选中该电台的无线信号，从而完成选台。（串联谐振原理）(2)中频放大与检波作用：将选台、变频后的中频调制信号（调幅为465KHZ，调频为10.7M）送入中频放大电路进行中频放大，然后再进行解调，取出低频调制信号，即所需要的音频信号。(3)低频放大与功率放大作用：解调后得到的音频信号经低频和功率

21、放大电路放大后送到扬声器或耳机，完成电声转换。(4)天线接收部分CXAl691M内部还设有调谐高放电路，目的是提高灵敏度。拉杆天线收到的调频电磁波由C1耦合进入“12”脚调频FM高放输入，再进行混频。调幅部分则由天线磁棒汇聚接收电磁波，经L1的次级线圈进入变频电路。3 收音机电路板的装配3.1 收音机的装配印刷电路板的装配是整机质量的关键，装配质量的好坏对收音机的性能有很大的影响。因此印制电路板装配总的要求是：元器件在装配前务必检查其质量好坏，确保元器件是正常能使用的； 装插位置务必正确，不能有插错，漏插； 焊点要光滑、无虚焊、假焊和连焊。(1)元器件的装插焊接：应遵循先小后大，先轻后重，先低

22、后高，先外围再集成电路的原则。我这里还介绍一种办法就是：以集成电路为中心，从“128”脚外围电路元件依次一一清理的办法进行装配，这样有利于电路熟悉和装配顺利进行。(2)瓷介电容、电解电容及三极管等元件立式安装：引线不能太长，否则会降低元器件的稳定性，而且容易短路，也会导致分布参数受到影响而影响整机效果；但也不能过短，以免焊接时因过热损坏元器件。一般要求距离电路板面2mm，并且要注意电解电容的正负极性，不能插错。(3)可调电容器(双联)的装插：三脚应插到位，不要插反（中心抽头多一个引脚的一面为调频部分可变电容），应该先上螺钉再进行焊接。 (4)音量开关电位器的安装：首先用铜铆钉固定两边开关脚，然

23、后再进行焊接。使电位器与线路板平行，在焊电位器的三个焊接片时，应在短时间内完成，否则易焊坏电位器的动触片、从而造成音量电位器不起作用而失调或接触不良。 (5)集成电路的焊接：CXA1691为双列28脚扁平式封装，焊接时首先要弄清引线脚的排列顺序，并与线路板上的焊盘引脚对准，核对无误后，先焊接1、15脚用于固定IC，然后再重复检查，确认后再焊接其余脚位。由于IC引线脚较密，焊接完后要检查有无虚焊，连焊等现象，确保焊接质量，否则会有损坏IC的危险。4 调试4.1 收音机的主要性能指标 收音机的主要性能指标有灵敏度、选择性、失真度、输出功率等。 1频率范围 简称波段，它是指收音机所能接收到的广播电台

24、信号的频率宽度。调幅中波频率范围为（5351605）kHz；短波频率范围为（2.326.1）MHz，并可分为若干个短波，用短波 1、短波 2.来表示；调频广播频率范围为（88108）MHz；有些收音机还可以接收电视伴音TV信号。 2灵敏度 当收音机的输出功率达到额定功率时，在输入端所需要的最小信号的强度称为灵敏度，单位为微伏/米。它用于表示收音机接收微弱信号的能力。输入信号越小，收音机的灵敏度越高。高灵敏度的收音机因能接收距离较远、信号很弱的无线电广播，所以收听的电台较多。一般中波段收音机的灵敏度应不劣于 2毫伏/米，一般调频收音机的灵敏度为 100微伏/米。 3选择性 选择性表示收音机从包括

25、各种频率的复杂信号中选出有用信号而抑制其他干扰信号的能力，选择性以输入信号失谐9kHz 时灵敏度下降的程度来表示，单位为 dB（分贝）。dB数越大，表示收音机的选择性越强。例如，某收音机选择性22 dB。 4失真度 失真度，也称为保真度。它反映收音机输出信号的失真情况。对音质有影响的主要是频率失真和非线性失真。普通便携式收音机，由于体积的限制，所使用的扬声器的口径较小，无法重现较宽的音频频带，只要求频宽300HZ3KHZ，非线性失真在 8%以内就行了。 5、输出功率 输出功率是指收音机输送给扬声器的音频信号的功率，单位为 W（瓦），也可用 mW 表示。输出功率越大，收音机发出的声音越响。例如，

26、某收音机最大不失真功率100mW。4.2 调试步骤4.2.1 基本调试过程(1)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检查二极管、三极管、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.作一些基本的调试，如有无虚焊、错焊、漏焊、多焊等；(2)把应该固定的地方牢固的封住；(3)调节电位器，把音量开到最大，调节双联拔盘即可收到电台。在安装电路板时注意把喇叭及电池引线埋在比较隐蔽的地方，并且不影响调谐拔盘的旋转，同时避开螺丝桩子，电路板挪位后再

27、上螺丝固定。 (4) 调试结束后，多次检查并尝试调出尽量多的电台。4.2.2 性能调试过程(1)接通5V电源，调谐指示灯状态正常，只是稍微有点暗，这是说明电路没有达到谐振，阻抗大，电流小，所以指示灯比较暗。(2)在音频输出口插上耳塞，调节R1，是输出声音最大，适当调节L2，视屏率覆盖率在相应范围内，慢慢调节C25，观察调谐指示灯亮暗，并在较安静的环境下仔细收听电路输出的声音，当调谐指示灯变得很亮，且开始能收听到相关电台的播放节目的声音，但此时声音杂音过大，无法清晰收听电台节目内容，于是我把原来替代的电容全部用电路所要求的电容换上，再重复前面的步骤，当听到电台的节目声音是，声音明显比第一次的声音

28、清晰，但是还是有杂音，为了达到更加好的效果，调节C10，但是发现声音变化过快，有事调节L1，L1是调节灵敏度的，适当吧L1松开一些，可以使调节过程参数变化较为缓慢，有利于调试的顺利完成。(3)调试的最佳状态时，调谐灯最亮，声音响亮并且清晰，杂音最小.结 论经过两个礼拜的努力，在对参考资料文献及所需相关知识有了一个充分了解的基础上，圆满完成了传感器的设计要求。经测试系统现有各功能正常，能够实现了调台和调声。本次实训相对工作量较少，省去了自己花电路图，做电路板等工序，但是焊接过程需要认真对待，在焊接到时候需要注意各种讲究的。这些都是要注意的.还有在这次实训中遇到一个困难，有的电容找不到.需要用一些

29、同数量级的电容替代，这样就给性能调试造成一定的苦难，杂音较大，但最后在科协基地找到了对应值得元器件，最后终于顺利调出相应要求的电台数。在这次实训中这些我都经过千辛万苦跋山涉水地克服了，在此我感到无比高兴，不由自主地将我的成品和大家分享一下。总体来通过本次实训，我觉得自己在以下几个方面与有收获：(1)在实训的过程中，因为上课没能很好地掌握好理论知识，所以我得不断地翻阅资料和上网查找，虽然辛苦，但是我也从这次实训中学到了以前没学到的东西，巩固的以前学到过的知识，实践结合理论，让我较深入的弄懂了通信电路原理和一些辅助电路的功能。(2)对电子工艺的理论也有了初步的系统了解。我们了解到了焊普通元件与电路

30、元件的技巧、收音机的工作原理与组成元件的作用等。这些知识不仅在课堂上有效，对以后的电子工艺课的学习有很大的指导意义，在日常生活中更是有着现实意义。(3)对自己的动手能力是个很大的锻炼。在实习中，我锻炼了自己动手技巧，提高了自己解决问题的能力。比如在焊接芯片时，怎样把那么多脚分开焊接对我们来说是个难题，可是经过训练后，我们做到了。虽然在实习中会遇到难题，但是从中我学到了很多，使自己的动手能力也有所提高，我想在以后的理论学习中我就能够明白自己的学习方向，增进专业知识的强化。(4)在整机调试前，保证收音机工作在无故障状态，这样才能保证调试顺利进行，耐心细致、冷静有序。检测按步骤进行，一般由后级向前级

31、检查，先判断故障位置（信号注入法），再查找故障点（电位法），循序渐进，排除故障。 (5)忌讳乱调乱拆，盲目烫焊，导致越修越坏。(6)电路图是很重要的一部分，以后要多学习看看电路图才能正确分析。谢 辞首先要向我的指导班立新老师和胡机秀老师致以深深的谢意，感谢他在此次实训设计过程中给予我的悉心指导与各方面的帮助，他给了我许多非常有益的建议和意见，使我在思路上得到了很大的开阔，从中认识到了自己存在的不足，并且学到了很多非常宝贵的知识。同时也感谢学院提供优秀的实训基地，和同学们给予我的帮助，使我能在紧张的时间里完成我的实训设计并达到设计的要求。即将寒假之际，在此，再一次向大学阶段里在学习和生活中给予我

32、帮助的老师和同学们致谢。谢谢大家！最后祝大家寒假愉快！参考文献1沈伟慈.通信电路.西安电子科技大学出版社.20072刘泉.通信电子线路（第二版）.武汉理工大学出版社.20053陈晓文.电子线路课程设计（第一版）.电子工业出版社.20044曾兴雯.高频电子线路辅导.西安电子科技大学出版社.20025张肃文.高频电子线路（第四版）. 高等教育出版社.2011附录1 电路设计总图附录2 元件清单调频接收机原件清单序号Part TypeDesignatorFootprintDscription13-30PFC10VC1可调电容23-30PFC25VC1可调电容34.5TL1L-1可调电感44.5T-T

33、L2L-1可调电感510.7MHzY210.7MHZ陶瓷滤波器610.7MHzY1RAD0.2陶瓷谐振器79018T1TO-92C三极管8ANTE1SIP-TEST天线接口9CXA1691BMIC1SOP-28集成块10IN4007D1DIODE0.4二极管11LEDD2LED发光二级管12+5VJ1SIP4电源接线端子13音频输出J2SPEAK耳机插座1420KR1VR-K可调电阻1510KR2,R31PFC1316100KR4,R5,R9474C2017510R622PFC1218150R7104C23,C18,C22,C16192.2KR8103C7,C8,C920220R1020PFC22110UFC5,C6,C4,C1747PFC12210UFC3,C21,C244.7UFC14,C15