调幅广播收音机的设计Word格式文档下载.docx
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非线性电子线路实验指导书；
高频电子线路辅导；
数字卫星广播系统；
高频电子线路指导
完成期限2010.7.26—2010.8.6
指导教师
专业负责人
2010年7月26日
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，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535KHZ~1605KHZ的中波段。
关键词：
收音机；
调幅；
中波段放大器；
电子设计自动化
目 录
1.设计要求1
2.方案设计1
3.调幅广播收音机的工作原理2
3.1调幅的过程2
3.2调幅收音机的工作原理3
4单元电路设计4
4.1输入回路4
4.2变频级回路5
4.3中频放大及检波回路6
4.4低放级回路7
4.5功率放大回路8
5.总结8
6.系统需要的元器件清单10
参考文献11
1.设计要求
（1）基本要求
（2）发挥部分
●自动和手动搜索电台并存储功能（可利用所提供的锁相环器件或其他方法实现）。
●课预置电台数目大于等于10个。
●现实预置电台序号。
●特色与创新，如提高性能指标，全机用单一的+3V电源供电，降低功耗和现实电台频率等。
2.方案设计
图1调幅收音机基本原理方框图
调幅收音机基本原理：
空间有许许多多电台发送的电磁波，它们都有自己的固定频率，收音机通过天线和由电感线圈和可变电容器组成的谐振电路（称调谐电路）来选择性的接收所需高频信号。
由调谐电路选择出的所需要的电台信号是已调幅的高频信号，并且十分微弱，需要先经过高频小信号放大器进行放大处理，再经过变频器（混频器和本振）将高频信号变为频率为465KHz的中频信号，这是超外差式收音机的核心部分，由于它是调制信号，喇叭无法将这种信号直接还原成声音，因此，必须从高频信号中把音频信号分离出来，这个分离过程称为解调，或检波。
在收音机中，检波是由半导体器件二极管或三极管来完成。
调幅的高频信号经检波还原出音频信号，再经过低频功放然后送往喇叭，喇叭将音频信号还原为声音。
收音机接收天线将广播电台播发的高频的调幅波接收下来，通过变频级把外来的各调幅波信号变换成一个低频和高频之间的固定频率—465KHz（中频），然后进行放大，再由检波级检出音频信号，送入低频放大级放大，推动喇叭发声。
而不是把接收天线接收下来的高频调幅波直接放大去检出音频信号（直放式）。
超外差式收音机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540KHZ~1600KHZ的中波段。
图2调幅收音机原理图
3.调幅广播收音机的工作原理
3.1调幅的过程
调幅就是使高频振荡信号的振幅随着调制信号的变化而变化，被调幅后的高频振荡信号它的振幅包络线中跟音频电流的变化规律完全一样，高频振荡电流振幅的变化正比于音频信号的幅度，振幅变化的周期等于音频信号的周期。
图3表示了调幅广播的示意过程。
声音由话筒转变为音频电信号，经放大后送到调制器，高频振荡器的产生高频率等幅振荡信号也送到调制器。
在调制器中，高频振荡电流被音频信号调幅，调幅后的高频信号经高频放大后送往发射天线，然后由发射天线向四周空间发射电磁波。
由于该电磁波已受信号调幅，所以称它为调幅波。
图3调幅广播的过程示意
3.2调幅收音机的工作原理
图4调幅超外差收音机的工作原理方框图
调幅收音机的工作原理过程为：
天线接收到的高频信号通过输入，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（我国为465KHz），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。
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。
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。
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。
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
4单元电路设计
根据超外差收音机的原理，我们可以将图表4所示的模块分成以下几个电路：
输入回路、变频回路（包括本振电路、混频电路和选频电路）、中频放大（中放）回路、检波及AGC回路、低放级回路、功放级回路。
4.1输入回路
图5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
4.2变频级回路
图6变频电路原理图
变频级电路的本振和混频，要求由一只三极管担任（自激式变频电路）。
由于三极管的放大作用和非线形特性，所以可以获得频率变换作用。
可选择“共基调发变压器耦合振荡器”。
按本设计要求，在图6中
为外来中波信号调幅波，载频为fc（535～1605KHz）；
ul为本机振荡电压信号（等幅波），fl应为1MHz～2MHz。
两个信号同时在晶体管内混合，通过晶体管的非线性作用产生fl+fc的各次谐波，在通过中频变压器选频耦合作用，选出频率为fl+fc=465KHz的中频调幅波。
选择共基调发振荡电路的原因是该电路对外来信号与本机振荡电路之间的牵连干扰最小，工作稳定，可比共射式获得较高的频率。
它的振荡调谐回路接在发射极与地之间，基极通过C5高频接地，振荡变压器的反馈线圈（L4）接在集极与地之间，如图7所示。
图7共基调发振荡电路示意图
变频级是由一只晶体管T1同时起本振和混频作用的自激式变频电路。
本振回路由L2、C7、C5、C1b组成，它是互感耦合共基调射式的LC振荡电路。
L2抽头是为了减小晶体管的输入阻抗对振荡回路的影响。
本振信号通过耦合电容C4从T1的射极注入，它与输入回路耦合到T1管基极的高频调幅信号在T1管中混频，由集电极调谐回路（中周）选出二者的差频即465kHz的中频信号，然后再将中频信号送入中放电路去放大。
为了提高电路的稳定性，兼顾变频和振荡性能，静态工作电流一般取为0.3～0.4mA。
为了保证在电源电压降低时，本机振荡仍能稳定工作，变频级基极偏置电路采用了相应的稳压措施，即利用两只硅二极管D1、D2进行稳压
4.3中频放大及检波回路
图8中放级及检波电路原理示意
中放级可采用两极单调谐中频放大。
变频级输出中频调幅波信号由T3次级送到VT2的基极，进行放大，放大后的中频信号再送到VT3的基极，由T5次级输出被放大的信号。
三个中频变压器（T3、T4、T5）都应当准确地调谐在465KHz。
若三个中频变压器的槽路频率参差不齐，不仅灵敏度低，而且选择性差，甚至无法收听。
中频变压器采取降压变压器，其初级线圈L5要采用部分接入方式（道理同本振调谐电路）
这种接法以减少晶体管输出导纳对谐振回路的 影响，初级选取适当的接入系数使晶体管的输出阻抗 与中频变压器阻抗近似匹配，以获得较大的功率增益；
中频变压器初、次级变比以各自负载选取，减小负载对谐振回路的影响。
但选择L5的接入系数及压降比时，不仅考虑到选择性，还要兼顾到增益和通频带。
两级工作点的选择要有所区别，由于第一级总是带有自动增益控制电路，该级
的 选取要考虑到在功率增益变化比较急剧处，应选的比较小；
但
太小，功率增益也太小，整机性能随着电池电压变化时，稳定性就很差。
综合考虑，对于3AG1型管选为0.4mA左右。
第二级
应考虑充分利用功率增益，则选择功率增益已接近饱和处的
值可选1mA左右。
T5次级送到检波二极管的中频信号被截去了负半周，变成了正半周的调幅脉动信号，再选择合适的电容量，滤掉残余的中频信号，取出音频成分送到低放级经中频放大级放大了的中频信号，由中频变压器送至检波二极管D4进行检波。
检波后的残余中频及高次谐波由C14C13和R8组成的RCπ型滤波电路予以滤除。
音频信号由C15耦合到低放级去放大。
电位器Rw是音量调节电位器兼作电源开关。
检波后的直流成分经R4、C8组成的退耦电路送到T2的基极作为AGC控制之用。
4.4低放级回路
图9低放激励原理图
从检波级输出的音频信号，还需要进行放大再送到喇叭。
为了获得较大的增益，前级低频放大通常选用两级。
要求第二级能满足推动末级功率放大器的输入信号强度，要有一定的功率输出，该激励可选择变压器耦合的放大器。
如图11所示。
以上各级静态工作点VE值以电源电压而定，VT1、VT2、VT5的VE可取电源电压的1/5左右。
T4为低频放大级，接成固定偏置电路，工作电流一般取0.5～1mA范围。
功放输出级为典型的OT电路，由T5、T6和T7等组成。
其中T5为激励级，T6、T7为互补推挽输出级。
R15、R16为激励级T5的偏置电阻；
R18使T6、T7两管基极保持固定的电位差，改变R18可改变输出级的静态工作点。
输出级工作电流一般取1.5～5mA范围。
C16为交流负反馈电容，C19为输出电容，C12、R14、C20为电源去耦电路的电容、电阻。
另外，输出级T6、T7的中点电位（3v）可由R16来调节。
4.5功率放大回路
它将前级的信号再加以放大，以达到规定的功率输出，去推动喇叭发声，可选择我们熟悉的OTL电路。
低频放大电路的设计，是根据要求的输出功率、选择的电源电压、喇叭的交流电阻，从后向前进行。
确定输出功率后进行功放管的选择，应通过手册查出功放管主要极限参数。
例：
小功率晶体管3AX31B的极限参数：
PCM≥125mW，ICM≥125mA，BVCEO≥12V。
末级一对功放管的β、
及正向基极—发射级电阻RBE等都要对称（保证误差在20%以内）。
激励级要求输出功率较小，一般甲类放大器能满足要求。
可求出输出级的功率增益，根据所要求的输出功率指标及输入变压器的效率η求出激励级的输出功率，定出交流电压幅值Um及交流电流的幅值Icm，求出变比K及ICQ。
功率放大至低放前级要加入合适的负反馈。
5.总结
这次课程设计不仅锻炼了我最基本的高频电子方面的设计能力，学习和掌握了ProtelDXP的应用，更重要的是让我更深刻的认识了高频电子线路这门课程在实际中的应用，检验了我的学习情况，加深了对书本中理论知识的认识，也更有利于我们对这门课程的理解。
在此次设计时也遇到了不少的困难和问题，如参数选择，方案设计，仿真软件的应用，资料的查找……但在我的努力下，最终还是克服了这些困难，使问题得到了解决。
其中遇到的问题很多都是在书上不能找到的，所以我们必须利用图书馆和网络自己查找相关资料，这也提高了我筛选信息的能力，最重要也是最困难的就是实验参数的决定，这是一个关键的步骤，我必须从无数的信息中分离出对自己有用的，然后加以整理，最后才得到合适的数据，使设计最后得以完成。
也正是在这个查找与整理的过程中，使我初步学会了如何去找到于自己有用的资源。
在这样一个信息高度发达的现代社会，我们要想获得成功，除了自己的努力外，还必须学会利用更多其他人的知识，这样我们才能快速的掌握知识和能力。
当然这个过程是一个积累的过程，当你做的多了以后你就会积累相当多的经验，会注意在设计的过程中要注意那些问题，那些方法可以使设计一次完成而不用再不断的返工。
不像我们刚开始的时候什么都不知道，真的就是凭着自己上课的一点知识来做的。
当然设计会有很多不合理的地方，需要在后期的工作中去修改和完善。
6.系统需要的元器件清单
表1元器件清单
序号
元器件类型
元器件规格
数量
备注
1
直流电压源
3V
1个
2
电位器W
5K
3
电阻R1-R8
91、2.7、120、30、91、100、620、510（K）
各1
4
双联C1
CBM223P
2个
5
电容C2、C3、C5、C6、C9-C11
0.22、0.1、0.1、0.33、0.22、0.22、0.1（uf）
各1个
6
电解电容C4、C7、C8
4.7、47、4.7（uf）
7
磁棒B1
B5×
13×
55
8
振荡线圈B2
红
9
中周B3
黄
10
中周B4
白
11
输入变压器B5
兰、绿
12
输出变压器B6
黄、绿
13
二极管D
1N4148
14
三极管BG1-BG4、BG5-BG6
9018H
9013H
4个、
15
扬声器Y
8Ω
16
同心连接器CK
2.5mm
参考文献
[1]张肃文.高频电路［M］.北京：
高等教育出版社，2004.11.
[2]张义芳，冯建化.高频电子线路[M].哈尔滨：
哈尔滨工业大学出版社，1998.
[3]陆宗逸.非线性电子线路实验指导书[M].北京理工大学出版社，1989.
[4]曾兴雯,陈健.高频电子线路辅导[M].西安电子科技大学出版社.
[5]王京玲.数字卫星广播系统[J].北京广播学院出版社，2000年.
[6]戴峻浩.高频电子线路指导[M].国防工业出版社.
大庆石油学院课程设计成绩评价表
课程名称
通信电子线路课程设计
题目名称
调幅广播收音机设计
学生姓名
汪清
学号
080602140129
指导教
师姓名
李宏
张玉波
职称
副教授
讲师
评价项目
指标
满分
评分
工作量、工作态度和出勤率
按期圆满的完成了规定的任务，难易程度和工作量符合教学要求，工作努力，遵守纪律，出勤率高，工作作风严谨，善于与他人合作。
20
课程设计质量
课程设计选题合理，计算过程简练准确，分析问题思路清晰，结构严谨，文理通顺，撰写规范，图表完备正确。
45
创新
工作中有创新意识，对前人工作有一些改进或有一定应用价值。
答辩
能正确回答指导教师所提出的问题。
30
总分
评语：
指导教师：
2010年8月6日
升级会员 