高频课程设计调幅广播收音机的组装与调试.doc
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1、高频课程设计设 计 说 明 书设计项目: 调幅广播收音机的组装与调试 项目完成人: 指导教师: 学 院: 机电工程学院 专 业: 电子信息工程2009级4班 2011年12月30日调幅广播收音机的组装与调试摘 要电子设计自动化技术已渗透到电子系统和专用集成电路设计的各个环节,个中软件应用到电子设计,使电路的设计,调整和改进更加高效便捷。简单分析了超外差式调幅收音机电路的工作原理及其组装和调试。现在的S66E将原来的插座改为立体声耳机插座,电路原理图未变,步线有所调整。更改后的收音机灵敏度更高、声音更洪亮、用途更广泛,适合MP3、单放机等机型所使用的耳机。散件为3V 低压金硅管六管超外差式收音机
2、,具有安装调试方便、工作稳定、生硬洪亮、耗电省等优点。它由输入回路高放混频级、一级中放、二级中放、前置低放兼检波级、低放级和公放级等部分组成,接受频率范围为535KHZ1605KHZ的中波段。关键词:高放混频级低放兼检波级 低压金硅管An am radio broadcast of the assembly and testAbstractElectronic design automation technology has infiltrated into electronic systems and application-specific integrated circuit desig
3、n in all aspects, in a software application to the electronic design and simulation, circuit design, adjust and improve more efficient convenient. A simple analysis of the superheterodyne AM radio circuit and the principle ofassembly and debugging. Now the S66E the original stereo headphone socket t
4、o socket,circuit schematics unchanged, infantry line adjustments. After the change of radio sensitivity higher, sound more resonant, more extensive use for MP3, player models, such asby using headphones. Parts of 3 V low-voltage of the silicon six superheterodyne radio,with the installation debuggin
5、g convenience, the stability, rigidity, whose advantages in power consumption. It is the importation of high-level radioactive mixer circuit level, ina release, the two-in, pre-release of the detection of low-level, low-level and on the high-level and other components, to accept the frequency range
6、of 535 KHZ 1605KHZ in the band .Key words:Mixing high-level And low-level detection Low-voltage of the silicon目 录摘要Abstract1设计任务与要求11. 1设计任务11.2基本要求12系统设计13单元电路设计54系统测试165结论23参考文献 调幅广播收音机的组装与调试1 设计任务与要求1.1 设计任务利用所提供的元器件制作一个超外差中波段调幅广播收音机。通过安装调幅超外差式收音机,了解无线电收音机的一般组成原理、结构及特点;熟悉收音机各单元电路。包括调谐输入电路、变频电路、中放
7、电路、检波电路、低放电路、功放电路的原理及功能;学习调幅超外差式收音机的常用调试方法学习电子电路元器件的安装与焊接工艺。在模块实验的基础上掌握调幅接收机组成原理,建立调幅系统概念;学会调幅接收机系统的安装,增强动手能力。掌握调幅接收机系统联调的方法,培养解决实际问题的能力。1.2 基本要求主要技术参数:(1)接收频率范围:5351605KHz(2)中频:465 KHz(3)灵敏度: 50uV(4)输出功率: 100mW(5)电源:3V(6)调谐方式:手动电调谐(7)测量各级静态工作点(8)调整中频频率(9)调整频率覆盖(10)调整灵敏度(统调)(11)测定最大输出功率2 系统设计2.1 调幅广
8、播收音机的原理概述民用广播和收音机发明于本世纪初。近百年来,无线电广播与收音机技术发生了翻天覆地的变化。 广播方式从调幅(AM)广播时代开始,经历了调频(FM)广播、调频立体声(FM STEREO)广播、数字音频广播(DAB)等阶段。目前,科学家正研究短波段的数字广播(DRM)。民用广播所使用的频率,经历了长波(LW)、中波(MW)、短波(SW)、超短波调频(FM)、卫星调频广播等阶段;广播的传播距离和覆盖范围也从近距离到利用人造地球卫星进行全球转播等;收音机从矿石收音机、电子管收音机、晶体管收音机、集成电路收音机,到使用微电脑处理器的数字调谐收音机;收音机的基本电路形式、也从直接放大式,到超
9、外差式、多次变频式电路。收音机的体积也从笨重变小到微型,而音质却越来越好。表2-1 收音机的发展历史年 代收音机基本电路和常用信号放大元件主要民用广播制式和波段20-60年代电子管电路/直放式,外差式长波/中波/短波50-70年代晶体管电路/外差式,多次变频中波/短波/调频70-80年代集成电路/外差式,多次变频,数字调谐中波/短波/调频90年代集成电路/外差式,多次变频,数字调谐中波/短波/调频/数字广播中波广播使用的频段的电磁波主要靠地波传播,也伴有部分天波。中波广播从电台的发射天线到收音机的接收,其距离一般在直径几百公里以内,而且中波波长比较长,不容易受到建筑物等障碍的影响,适合省际电台
10、的广播。中波的传播主要受电离层的影响,夜间收到的中波电台会比白天多。这是由于电离层导电性能在白天和夜间的不同变化引起的。白天,由于阳光照射,电离层密度增大,导电性能增强,对电波的吸收也大,中波很大一部分被吸收,传播得不远;夜间时,大气不受太阳照射,电离层导电性能大大减弱,中波就可以通过天波途径,传送到很远的地方。因此收听中波电台最好选择在夜间。短波的主要传播途径是天波。短波信号由天线发出后,经电离层反射回地面,又由地面反射回电离层,可以反射多次,因而传播距离很远(几百至上万公里),而且不受地面障碍物阻挡。而地球上空的电离层就像一面变化多端的镜子,它对短波的反射能力,它存在的高度随时在变化,因此
11、短波广播变得不可靠。在天波传播过程中,路径衰耗、时间延迟、大气噪声、多径效应、电离层衰落等因素,都会造成信号的弱化和畸变,影响短波通信的效果。外差:输入信号和本机振荡信号产生差频的过程。超外差:输入信号和本机振荡信号产生一个固定中频信号的过程。 因为,它是比高频信号低,比低频信号又高的超音频信号,所以这种接收方式叫超外差式。优点:灵敏度高、选择性好,音质好(通频带宽)、工作稳定(不容易自激)。缺点:存在中频干扰和镜像干扰(比接收频率高两个中频的干扰信号)和其它变频干扰。本设计采用超外差式调幅接收机。超外差式收音机的特点是本机振荡信号频率超过输入信号频率,混频产生一个固定差频信号中频信号。所以这
12、种接收方式叫超外差式。超外差式调幅接收机由变频级,中频放大级,检波和自动控制带路,和低频放大电路构成。中频放大级电路时指变频输出至检波之间的电路,其性能的优劣直接影响到收音机的灵敏度,选择性和频率特性等指标。从天线感应到的高频调幅信号,经输入回路的选择送入变频器。本振信号与接受到的高频调幅信号在变频器内经过混频作用,得到一个 与接受信号调制规律相同的固定中频调幅信号。该中频调幅信号经中频放大后,送如检波器,把原音频信号解调出来,并滤除残余中频分量,再由低频功率放大后推动扬声器发出声音。AGC是自动增益控制电路,自动控制中频放大增益。图2-1 调幅广播收音机组成框图2.2 主要技术指标(1)频率
13、范围与中频接收机可以接受到的无线电波的频率范围称为接收机的工作频率范围或波段覆盖。接收机的工作频率必须与发射机的工作频率相对应。目前,调幅制无线电广播分做长波、中波和短波三个大波段,分别由相应波段的无线电波传送信号。表2-2 无线电广播的波段划分我国只有中波和短波两个大波段的无线电广播。所谓全波段收音机,应包括以上各波段,覆盖全部频率范围。所谓多波段收音机,是指其接收范围没有完全覆盖所有波段。为使短波的频率调整更准确、更为容易,多波段收音机又将短波波段分为若干频段SW1、SW2、SW3通常分为七段。超外差式中波收音机中频频率:调幅465 KHz;二次变频式短波收音机第一中频:10.7MHz;短
14、波第二中频:455KHz;中频的频率必须低于收音机的接受频段之外,且它的倍频,应该尽量少的落于接受的频段之内,以免干扰接收频段的工作。 中波的接收频段为535kHz1605kHz之间,所以将中频定于略低于低频频率的465 KHz。它只对4652=930MHz和4653=1395两个点频形成干扰,已经是最少的了。(2)灵敏度 指收音机接收信号的能力,灵敏度越高,表示接收微弱信号的能力越强,可以接收广播电台的数越多。它反映了收音机在正常收听条件下接收微弱信号的能力。一般规定,灵敏度指输出信噪比不小于20dB时,在负载上有1/10额定输出标准功率下,天线输入端所需要的最小电场强度。对使用磁性天线的收
15、音机用输入电场强度表示,即mV /m或V/m。目前一般收音机的实际灵敏度为13mV /m,而要求高的可达0.20.5mV /m。对使用非磁性天线的收音机(短波段)用需要输入的高频信号电压V表示,普及型一般达到50200V。(3)选择性选择性也称阻带特性,它表示收音机抑制邻近电台干扰的能力,因为在同一波段内电台数较多,因此,收音机在实际工作时能否对邻近电台有足够的抗干扰能力,是衡量收音机优劣的主要指标之一。选择性好的收音机能从两个频率十分接近的电台中,选出其中一个而抑制另一个。若能同时收听到两个电台的信号,串称为串音,表示选择性差。超外差调幅收音机中,选择性除了与输入调谐回路有关外,很大程度上取
16、决于中频放大器的频率特性。选择性定义为:设收音机调谐与输入信号频率,使输出为某一固定值(通常指输出信噪比不小于20dB时,在负载上有1/10额定输出标准功率)时,天线输入端所需要的最小电场强度,当输入信号为(收音机失谐频率,通常取9 KHz)时,为使收音机输出仍为某一固定值,输入信号需加强,如为,则收音机的选择性,可由下式表示:例如,收音机在某一谐振频率上的灵敏度为100mV,而偏离这一频率9 KHz时的灵敏度为1000mv,则选择性为: 分贝数越大,选择性越好,一般收音机选择性要求为1520 dB,较高级的要求为2630 dB。国标规定,A类机选择性大于30dB;B类机应大于16dB。C类机
17、大于10 dB。(4)输出功率 接收机的负载输出的最大不失真(或非线性失真系数为给定值时)功率称为输出功率。指收音机扬声器上得到的电功率。输出功率有以下几种:最大输出功率:指不考虑失真情况下的最大功率;额定输出功率,指在一定失真范围内的输出功率(一般指失真5时的情况)。(5)整机诣波失真整机诣波失真是衡量收音机放音逼真程度的主要指标之一。如果在输入端输入一正弦波音频的调制信号,其频率为,由于收音机各级存在非线性失真,在输出端不再是原正弦波形,即在输出端除了有基波外,还将有、2、3等谐波输出,而非非线性失真系数定义为高次诣波电压的有效值与基波电压有效值的百分比,即:谐波失真对音质影响较大,失真小
18、,音质优美动听,失真大,音质嘶哑变调,非常难听。一般收音机在放音频率中,低频失真较大,高频失真较小,故,一般要求最大失真必须小于58之间。国标对失真的规定为,A类机小于7;B类机小于10;C类机小于15。3 单元电路设计图3-1 六管超外差式调幅广播收音机电路原理图3.1 天线晶体管收音机常用的天线有二种:磁性天线(俗称磁棒)和拉杆天线。磁性天线广泛地应用于中波段,目前短波段1012MHz以下也经常采用磁性天线。中波段采用的磁性天线为Mx型(即锰锌铁氧体),有Mx-400-Y型和Mx-400-P型两种;短波段采用的为Nx等型(即镍锌铁氧体),有Nx-60-Y型、Nx-40-Y型和Nx-60-P
19、型三种;Y系列截面为圆形,P系列截面为矩形。它的作用是把磁性天线附近的电磁波汇聚到磁性天线上,并感应给调谐线圈L1。当磁性天线的磁棒与电波传播方向垂直时,磁性天线接收的能力最强。如图3-2所示。磁性天线的方向性,使得收音机转动到某一方向时,扬声器发出的声音最大,同时,也抑制了非接收方向来的干扰电波,从而减少了杂音。拉杆天线应用于短波段。有时候在短波段采用磁性天线后再外接拉杆天线,以提高收音机的短波接收灵敏度。图3-2 磁棒与电波传播方向设计晶体管收音机时所需知道的天线参数,对于磁性天线来说是:有效高度和品质因数;对于拉杆天线是有效高度和等效电容。(1)磁性天线的有效高度 磁性天线有效高度的定义
20、为:天接上感应的电压和电场强度之比。即:在式中,为天线上感应的电压(微伏),为天线端的电塌强度(毫伏/米)。由式()可知,天线上感应的电压和天线的有效高度成正比。故收音机采用的磁性天线的有效高度愈高,则其灵敏度亦愈高。磁性天线在空间电磁场中感应的电压为:在式中,为接收电台的角频率,为磁性天线的线圈圈数(即输入电路的初级圈数);为磁棒的截面积(m2),为磁棒的有效导磁系数,为线圈的直径,为磁棒的直径,c为光速,所以:常用磁棒M4型的有效高度=9,N1型的有效高度=4。(2)磁性天线的品质因数磁性天线的品质因数,是衡量磁性天线性能的主要指标之一,它和磁性天线棒的材料有关,也和使用频率有关。在中波段
21、,M4型的品质因数约为110130;在短波段,M4型已不适用,N1型的品质因数约为160200,N1型在12MHz时,在140160之间。3.2 输入电路(1)输入电路等效分析输入电路又称调谐电路或选择电路,作用是从众多的电台信号中选出所需要的信号,并高效地传给后面的变频器,而把其它不需要的信号加以抑制。输入电路由磁性天线线圈(磁棒线圈的初级,如图3-3所示)。中波调谐线圈L1,通常用0.07mm7的多股铜制纱包线,采用单层密绕的方法制成。在普及型收音机中,也可以用单股铜制漆包线绕制。L1的匝数一般为80120匝。当磁性天线较短时,应多绕几匝;当磁性天线较长时应少绕几匝。L2的匝数一般为L1匝
22、数的十分之一左右。对于不同匝数的L2,接收效果是:当L2的匝数偏多时,收音机的灵敏度较高,声音较大,但收音机会出现较大的噪声;当L2的匝数偏少时,收音机的噪声较小,但灵敏度较低,声音较小;当L2的匝数合适时,收音机的灵敏度较高,声音较大,而且噪声较小。 图3-3 磁性天线结构图 输入调谐电容,双连可变电容器CA(如图3-4所示)、输入连微调为了满足变频电路实现输入调谐回路与本机振荡电路频率跟踪的需要,以保本机振荡电路的振荡频率始终比调谐回路的频率高465KHz,实用中应使用双连可变电容,即输入调谐电容CA与本机振荡电路中的振荡电容CB是安装在同一根转动轴上的两个可变电容。当转动转轴时,CA与C
23、B的容量将同时发生变化,故,称为双连可变电容器。在双连可变电容器中,每个电容器都由两组极板组成。其中一组极板镶嵌在转动轴上,并与外壳相连,称为动片。应用中为了使双连可变电容器的外壳起到屏蔽作用,外壳应接地,当然动片也就接地了。另一组极板经绝缘板固定在外壳上,不与外壳相通,也不能转动,称为定片。当动片全部旋入定片之间时,可变电容器的电容量最大;当动片全部旋出时,可变电容器的电容量最小。双连可变电容器又分两种:一种是组成双连的两只单连最大电容不一样,这种双连称为“差容双连”,其中电容量大的一只单连接输入回路,电容量大的一只单连接本机振荡器。差容双连在设计上考虑了超外差收音机的跟踪问题(见跟踪统调)
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