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晶体管收音机的全面调整
晶体管收音机的全面调整
无线电爱好者制作或检修晶体管收音机完成之后，往往会觉得收听效果不够理想，还得进行一次全面调整，才能使收音机进入良好的工作状态。
晶体管收音机由于电路中元器件参数的不一致性以及安装中分布电容的存在等原因，在制作或检修完成后有必要将各晶体管的直流工作点调到合适的数值，并使所有的振荡电路都能处于谐振状态。
这一程序叫做收音机的全面调整，是收音机制作或某些检修中必不可少的重要环节。
收音机的全面调整内容一般有以下4项，依次为：
（1）调整晶体管静态工作点，也叫调偏流；
（2）调整中频频率，也叫调中周；（3）调整频率范围，也叫调覆盖；（4）统调，也叫调补偿。
鉴于有关晶体管工作点调整问题读者比较熟悉，本文仅对后三项调整方法作较为全面的介绍。
需要首先指出的是，进行以下三项调整之前必须保证各级晶体管直流工作点已趋正常。
一、调整中频频率
超外差式收音机的中频变压器（俗称中周）经过安装或检修后，会发生不同程度的失谐，常需重新调整才能谐振于标准中频465kHz。
此项调整主要是改变中周线圈的磁芯位置以改变电感量。
调中周的常用方法有如下几种：
1．不用仪表的调整。
让被调收音机接收中波段低端一个信号不太强的电台，用无感起子按VT4、VT3、VT2的顺序逐个缓慢旋动中周磁芯（见图1）。
每只都旋到扬声器发声最响为止。
当顺向旋进时声音没有增大的迹象，则应改为反向旋出。
如果信号太强不易分辨音量的变化，可转动收音机改变磁性天线的方向。
在检修中若发现中周已被调乱，收听不到电台信号，可用一外接天线的端头碰触双连可变电容器天线连的定片，扬声器会发出“喀喀”响声，仍依次旋动各中周磁芯使响声最大。
待能收听到电台信号时，再按前述方法细调。
如果想让中周调得更准确一些，可用一台性能正常的产品收音机作为信号源。
再准备一段约1m长的双股绞合绝缘导线，其中一芯线与标准机检波级输入端相连，异端的另一芯线则与被调机双连天线连的定片连接，并连通两机接地端（见图2）。
用标准机接收一电台信号，将被调机双连动片完全旋入，即可拾取到标准机耦合的中频信号。
同样由后至前反复调整中周磁芯直至声音最大。
2．利用万用表调整。
将万用表置直流电流1mA挡串联接入第一中放管VT2集电极电路。
在电流表两端并联0.033μF的电容器C和1kΩ的电位器RP（见图3）。
调节RP使无信号时电流表指针满偏。
接收到电台信号后，仍依次由后至前旋动各中周磁芯，均调到电流表示数最小为止。
这时因为中周谐振时，检波输出的直流分量最大，自动增益控制最强，受控的VT2集电极电流必然最小。
此外，对于锗管机也可用直流电压表置1～2.5V挡并联在第一中放管发射极电阻两端，调整中周磁芯使示数最小。
以上调整需要反复进行几次。
3．使用简易信号源调整。
简易信号源能输出465kHz的中频调幅信号，可将中周调得很准。
将信号输出线的非接地端接至收音机变频管基极或双连天线连的定片，连通两机接地端，按照用万用表调整的方法步骤进行即可。
调整好的中周，可滴些熔蜡将磁芯帽封住。
二、调整频率范围
目的是使双连从全部旋入到全部旋出，所接收信号的频率范围正好是整个中波段535～1605kHz。
一般是通过调整本振线圈T1以及本振回路补偿电容器C02来实现的（见图4）。
调整前仍把1mA挡电流表串入晶体管VT2的集电极电路，将刻度拨盘装到双连转柄上。
如果无信号源，就要靠接收一低端电台（如640kHz）和一高端电台（如1500kHz）来调整。
先把刻度盘拨到指示640kHz的位置（定片旋出约15°），用无感起子旋动振荡线圈T1的磁芯，调到能够收听到640kHz的电台并使电流表示数最小。
再把刻度盘拨到1500kHz的位置（定片旋出约160°），调整补偿电容器C02（有的是附在双连上），一直调到能收听到1500kHz的电台并使电流表示数最小。
高端调好后会影响低端，需反复调整几次。
若使用信号源，可先将双连定片全部旋入，注入535kHz调幅信号，调整方法同前。
而定片全部旋出时，可注入1605kHz信号。
反复进行几次，最后将T1的磁芯帽滴蜡封住。
三、统调
目的是使本机振荡频率与天线回路振荡频率的差值恒为中频465kHz。
通常是调整天线线圈L1和天线调谐回路的补偿电容C01（见图5）。
统调的操作、认定方法与调频率范围相似。
只是调低端时要沿磁棒平移天线线圈L1，调高端时要旋动补偿电容器C01（也可能附在双连上）。
同样是要调到电流表示数最小。
并且也要高、低端反复调整。
为了判断统调是否达到最佳状态，可用铜铁测试棒加以检验。
收听统调时选用的低端和高端电台，用铜铁棒的铜端靠近天线线圈L1，如音量增大，则收低端电台时应将线圈沿磁棒外侧移动，或适当减少线圈匝数；收高端电台时则应减少C01的电容。
反之，当铜铁棒的磁端靠近天线线圈L1，收音机音量增大，则收听低端电台时将L1移向磁棒中央；收听高端电台时应增大C01的电容。
如此反复调整几次，直到无论用铜端或磁端靠近L1音量均减小，才可认定统调已完成。
线圈L1也需用熔蜡粘封。
最后，给初学者归纳一句调覆盖和统调的四字口诀：
“低感高容”。
超外差式收音机的统调
许多无线电爱好者都喜欢自己安装一台超外差式的收音机，有电子管的、有晶体管的，但往往安装完成并调试好各级工作点后后却不能取得满意的效果，这多半是没有对收音机统调好的缘故。
统调就是通过调试收音机的输入回路、本机振荡频率、中放回路的中频频率校正，从而达到在接收的频率范围内机子具有良好的频率跟踪特性。
所谓跟踪是指在接收的频率范围内，当接收任一频率的电台时，本机振荡频率与要接收的频率通过混频电路后都应该输出标准的中频频率信号，在超外差AM波段中，中频频率为465KHZ，在FM波段的中频频率为10.5MHZ。
在这里以晶体管超外差收音机中波段为例说说统调的方法。
中波的频率范围是：
530KHZ---1600KHZ,那么本机振荡的频率范围就应该在955KHZ---2065KHZ，收音机是通过一个双联可变电容来同时改变输入回路的谐振频率和本机振荡频率的，理想状态下，我们在选台时在整个波段的频率范围内，本机振荡频率与输入回路谐振频率之差都应该保持在465KHZ，但实际情况并没有这么理想，由于本机振荡电路与输入回路分属不同的谐振槽路且谐振频率也不同，虽然我们输入回路和本机振荡电路的谐振电容是同步联动的，但由于电路参数的差异，很难保证在正个接收频率范围内都能准确地差拍出465KHZ中频，为此在实际电路中都作了一些补偿措施。
图S是一种超外差收音机的高中频部分电路，本机振荡电路主要由B5、C12、C9、双联电容C1b组成，输入回路主要由L2、C2、C5、双联电容C1a组成。
其中C2、C5、C9、C12都属于补偿电容，C2、C9高端频率补偿元件，C5、C12是中端频率补偿元件，它们的都是为了使收音机能达到较好的跟踪特性而设的。
一般说来，输入回路的线圈和本机振荡线圈及所配的双联电容都是配套元件。
统调的第一步是校准中放的中周，使它们都谐振在465KHZ的频率上，这一步很重要，因为收音机的输入回路和本机振荡电路在设计上都是以中频作为参照的，如果中频频率不正确，那么就很难调试好整机的跟踪特性。
中放的调试最好使用465KHZ信号发生器输入到图S中的A点，用万能表的直流电压档测B点的电压（AGC电压），调整BZ2、BZ3的磁芯使B点的电压最大即可。
统调的第二步是在波段的低端接收一个以知频率的本地强信号台，当接收到电台声音后，看此时调谐刻度指针所指的频率是否和所接收的频率一致，如果不一致可调整本机振荡线圈B5的磁芯，并同时旋动调谐旋钮，直到刻度指针所指示的频率与接收频率一致，然后调整输入回路线圈L2在磁棒的位置是声音最大为止。
如果刻度指针所指示的频率与接收频率已经一致，此时只要调整L2使声音最大即可。
统调的第三步方法与第二步相似，在波段的高端接收一个已知频率的强信号电台，分别调整C2和C9使刻度指针所指的频率与接收的频率一致且声音最大即可。
反复第二和第三步进行微调是接收效果达到最好成绩。
高、低端调试好后，中端一般都不用调了，除非你在输入回路或本机振荡电路所使用的元件参数有误。
提高收音机灵敏度的简法
在边远的山区，由于信号场强较弱，所以收音机很难收听到清晰稳定的电台声音，为此要想办法提高收音机的接收灵敏度。
主要在收音机的混频级和中放级着手。
1、图S中的C15是本机振荡信号耦合到混频管的耦合电容，适当增大此电容的容量可提高混频级的效率。
2、将混频管的工作电流在原来的基础上提高0.15mA，可增加混频级的增益。
3、减少第一中放级的发射极电阻R8，电阻量可减少到原来的60%。
减少这个电阻的阻值，一方面增加了此级的工作点电流，另一方面也减少了负反馈量，使此级增益大大提高。
一般来说，通过上述处理后，收音机的灵敏度会有较大的提高，声音宏亮多了。
我曾用这样的方法处理过十多台收音机，效果感觉不错。
第二部分模拟电路实验
实验2.13超外差式晶体管收音机的组装与统调
[要点提示]
一、实验目的
二、实验预习要求
三、实验原理
四、实验仪器设备
五、练习内容及方法
六、实验报告
[内容简介]
一、实验目的
1．熟悉超外差式晶体管收音机各组成部分和电路元件的作用原理。
2．初步掌握超外差式晶体管收音机的统调方法。
二、实验预习要求
1．了解超外差式晶体管收音机工作原理和电路元件的主要作用。
2．熟悉实验线路板上偏置电阻、中周和微调电容的位置。
三、实验原理
1．收音机的任务是接收广播电台发射的无线电波，从中取出音频信号加以放大，然后通过扬声器还原为声音。
图2.13.1是超外差式晶体管收音机方框图和各级信号输出波形示意图。
图2.13.1超外差式晶体管收音机电路的方框图和各级信号波形示意图
一架刚安装好的收音机，即使元件完好，接线无差错。
还不一定能正常工作，通常应进
行工作点调整、中频调整以及频率跟踪调整等步骤。
图2.13.2变频原理示意图
2．变频级的频率跟踪
变频级包含有输入谐振回路和本机振荡回路。
输入谐振回路调谐于被接收信号的载频?
c上，本机振荡回路应调谐在比?
c高出465kHZ的频率?
L上，保证变频后输出为中频（465kHZ）信号,如图2.13.2所示。
但是，这两个谐振回路的波段覆盖系数k不相等，例如在（535～1605）kHZ中波段，它们分别为
为了使双连电容器在0～180°的转动角范围内，同时满足两个回路的波段覆盖，通常采用三点统调方法。
在本振回路中串联一个固定电容C4（常取300pF），俗称垫整电容；又并联一个可变电容C2（常取5～30pF的微调电容），俗称补偿电容，如图2.13.4（c）所示。
因为在未接入C4和C2时，在双连电容器转角180°范围内只有一点满足?
L=?
c+465kHz。
（a） （b）
图2.13.3频率与双连旋转关系曲线
如图2.13.3（a）所示,在低频端本机振荡回路的振荡频率和输入谐振回路的谐振频率相差465kHz,则双连从0o旋到180o过程中,其余各点都不满足?
L=?
c+465kHz,也就是说只有低频端一点跟踪。
图2.13.3（b）所示情况只有在中间一点（双连旋在90o角左右）跟踪。
图2.13.4串、并联电容后的跟踪曲线
如果本机振荡回路中并联一个电容C2，如图2.13.4（a），当双连全部旋进，C1b电容量最大,而电容器C2容量较小，因此对谐振回路影响不大；当双连全部旋出（即C1b容量最小仅10pF左右）时，并联电容C2对谐振回路的作用很大，它使谐振回路的高端谐振频率明显降低，于是如图2.13.4（a）所示可以实现a、b两个统调点。
在本机振荡回路中串联一个大电容器C4，如图2.13.4（b）所示。
当双连全部旋出（C1b容量最小），串联电容C4（＞＞C1b）对回路的影响不大；当双连全部旋进（C1b容量最大），C4将使回路的低端谐振频率明显升高，如图2.13.4（b）中a点，这里也有两个统调点。
如果回路原先在中心频率（指双连旋转90o角点上）满足统调，再串联上垫整电容C4和并联上补偿电容C2，就可能如图（c）所示，使调谐曲线的高频端和低频端都满足统调。
这就实现了三点统调。
曲线表明，三点统调的跟踪曲线呈s形，它与输入调谐回路谐振曲线之间并不处处相差465kHz，但由于选台时起主要作用的是本振回路，当它正确调谐在?
L（?
c＋465kHz）时，即使输入回路稍有失谐，由于通频带较宽，高频?
c信号仍能通过，只要?
L和?
c的差频维持为465kHZ，整机的灵敏度和选择性所受影响就不大。
在中波波段上，三个跟踪点定为600kHz、1000kHz和1500kHz。
四、实验仪器设备
名称
参考型号
数量
用途
示波器
COS5020B
1
观察波形
高频信号发生器
XFG-7
1
调幅信号源
万用表
MF50或DT890B
1
测量晶体管工作点
实验电路底板
1
测试用
五、实验内容及方法
实验电路如图2.13.5所示，由T1担任变频管，T2、T3组成二级单调谐中放级，T4、T5、T6组成低放和功放级。
为便于测试，实验板上装有测量孔，例如分别将开关S1～S6打开，可直接用万用表测量集电极电流。
1．认真查对收音机实验电路板上各元件，熟悉各测试点的位置。
2．调整静态工作点
先将本振回路短路（S1接通）。
在无信号情况下，按表2.13.1要求调整各级集电极电流。
表2.13.1
晶体管
T1
T2
T3
T4
T5、T6
集电极电流（mA）
0.3～0.6
0.4～0.6
0.8～1.2
2.0
4.5
变频级包括本机振荡和混频两方面的作用，混频要求管子工作在输入特性非线性区域，工作电流宜小，而振荡则要求工作电流大些，为了兼顾二者，一般取IC1在（0.3～0.6）mA范围内。
中放有两级，前级加有自动增益控制，要求晶体管工作在增益变化剧烈的非线性区域，IC2一般取（0.4～0.6）mA范围，后级以提高功率增益为主，IC3取（0.8～1.2）mA范围。
3．调整中放（俗称调中周）
调整的目的是将Tr1、Tr2、Tr3谐振回路都准确地调谐在规定的中频465kHz上，尽可能提高中放增益。
调试方法如下：
先将双连动片全部旋入，并将本振回路中电感线圈L4初级短接（即S1接通），使它停振。
再将音量控制电位器W旋在最大位置。
然后调节高频信号发生器，输出一个?
o=465kHz标准的中频调幅波信号（调制频率为400Hz，调制度为30%）。
仪器连接如图2.13.6所示。
图2.13.6调中周电路
（1）将高频信号发生器输出接至C点，调节载波旋钮使输出电压为2mV，调节Tr3中周磁芯使收音机输出最大；然后，调节高频信号发生器输出电压为200μV，并将它从B点输入，调节中周Tr2的磁芯直至收音机输出最大；最后，调节高频信号发生器输出电压为30μV，并换至A点输入，调节中周Tr1的磁芯直至收音机输出最大为止。
（2）记录上述三步相应的输出幅度和输出波形。
（3）用示波器观察并绘下图2.13.1所指A、B、C、D、E各点的波形。
4．调整频率覆盖（即校对刻度）
仪器连接如图2.13.7所示,调节过程中,扬声器用负载RL代替,输出电压用示波器作指示。
图2.13.7统调仪器连接电路
（1）调低端
断开图2.13.5上的S1，将双连电容器全部旋进，音量电位器W仍保持最大。
调节高频信号发生器使输出频率为525kHz（调制频率为400Hz，调制度为30％）幅度为0.2V的调幅波信号。
调节振荡线圈磁芯使收音机输出最大。
若收音机低端低于525kHz，振荡线圈磁芯向外旋（减少电感量）；若低端高于525kHz，磁芯位置向里旋（增加电感量）。
（2）调高端
将高频信号发生器调到1610kHz，幅度和调制度同上。
把双连电容器全部旋出，调节振荡回路补偿电容C2，使收音机输出最大。
若收音机高端频率高于1610kHz，应增大C2容量；反之，则应减小C2容量。
实际上，高端与低端的调整过程中互有牵连，因此必须由低端到高端反复调整几次，才能调整好频率覆盖。
5．调整输入回路--补偿
（l）调低端
仪器接线不变，调节信号发生器，使输出信号频率在600kHz附近，调制度为30%，把双连电容器旋至低频端，直至收音机清楚地收听到400Hz调制信号，接着移动磁棒上天线线圈的位置，使收音机输出最大，至此低端算是初步调好。
（2）调高端
调节高频信号发生器输出载频为1500kHz附近的信号，把双连电容旋至高频端，使收音机清楚地收听到400Hz调制信号,然后,调节输入回路微调电容Co使收音机输出最大。
与调整频率覆盖一样，调节高端与低端的补偿会互相牵连，必须由低端到高端反复调几次。
以上调整时，高频信号发生器输出的信号幅度要适当（不能太强），以利于调节过程中便于判别收音机输出音量的峰点为准。
六、实验报告
（1）将测得数据列成表格，分析实验结果。
（2）写出实验心得。
第三章超外差式收音机原理
第一节声波和电磁波
【声波】声波声音是辐射振动产生的疏密波。
人们说话时，声带的振动引起周围空气共振，并以340米/秒的速度向四周传播，称为声波。
【声波频率】声波频率在20Hz—20kHz范围内，人能够听到。
【声波传递途径】声波只有依赖媒质传递，在不同的媒质中传递的速度不同。
声波在媒质中传播产生发射的散射，声音强度随距离增大而衰减，因此，远距离声波传送必须依靠载体来完成，这个载体就是电磁波。
【电磁波】电磁波是电磁振荡电路产生的，通过天线传到空中去，即为无线电波。
电磁波的传送速度为光速（3×108米/秒）。
当无线电波在地球表面传送时，其延时效应微乎其微。
因此，选择电磁波作为载体是非常理想的。
【无线电的发射和接收】广播节目的发送是在广播电台进行。
广播节目的声波，经过电声器件转换成声频电信号，并由声频放大器放大；振荡器产生高频等幅振荡信号；调制器使高频等幅振荡信号被声频信号所调制；已调制的高频振荡信号经放大后送入发射天线，转换成无线电波辐射出去。
无线电广播的接收是由收音机实现的。
收音机的接收天线收到空中的电波；调谐电路选中所需频率的信号；检波器将高频信号还原成声频信号（即解调）；解调后得到的声频信号再经过放大获得足够的推动功率；最后经过电声转换还原出广播内容。
综上所述，可以把无线电通信（广播也属于无线电通信范畴）的发送和接收概括为互为相反的三个方面的转换过程，即：
传送信息--低频信号、低频信号--高频信号、高频信号--电磁波。
利用无线电波作为载波，对信号进行传递，可以用不同的装载方式。
在无线电广播中可分为调幅制、调频制两种调制方式。
一、振幅调制，简称调幅（AM:
AmplitudeModulation）
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。
1．长波（LW:
LongWave）（频率：
150kHz—415kHz）
2．中波（MW:
MediumWave）（频率：
535kHz—1605kHz）
3．短波（SW:
ShortWave）（频率：
1.5MHz—26.1MHz）
我国只有中波和短波两个大波段的无线电广播。
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；短波广播使用的频段的电磁波主要靠天波传播，近距离内伴有地波。
二、频率调制，简称调频（FM：
FrequencyModulation）
调频制无线电广播多用超短波（甚高频）无线电波传送信号，使用频率约为87MHz-108MHz，主要靠空间波传送信号。
目前，地面的广播电视分做VHF（甚高频或称米波）和UHF（特高频或称分米波）两个频段。
在我国，VHF频段电视使用的频率范围是48.5MHz-300MHz，划分成1-12频道，UHF频段使用的频率范围是470MHz-956MHz，划分成：
3-68频道。
它们基本上都是靠空间波传播的。
国际上规定的卫星广播电视有6个频段，主要频段是12kMHz，也是靠空间波传播。
调频（FM）广播频率是在VHF波段中划分出的一段，规定专门用于广播。
电视信号的传播也采用调频方式，由于原理相近，因此可将调频收音机接收头作部分改动，使得收音机不仅能覆盖87—108MHz波段，还能达到更低频率或更高频率，这样就能接收到电视伴音。
调幅和调频两种方式，各有其优缺点，
调幅（AM）
调频（FM）
优
点
1.传播距离远，覆盖面大
2.电路相对简单
1.传送音频频带较宽（100Hz—5KHz）适宜于高保真音乐广播
2.抗干扰性强，内设限幅器除去幅度干扰
3.应用范围广，用于多种信息传递
4.可实现立体声广播
缺点
1.传送音频频带窄（200Hz—2500Hz），高音缺乏
2.传播中易受干扰，噪声大
1.传播衰减大，覆盖范围小
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。
第二节调制
将音频信号加载在高频载波信号（通常用正弦波）上，经过高频放大后，通过天线发送出去，就形成无线电广播。
音频信号加载到载波信号上的过程，称为调制。
根据调制方式不同，分成调幅（AM）和调频（FM）。
一、调幅
所谓调幅，就是使载波的振幅随着调制信号的变化规律而变化，其实质就是将调制信号频谱搬移到载波频率两侧的频率搬移过程。
经过调制后的高频已调波，其波形和频谱都与原来的载波不同，因此调制过程也就是波形和频谱的变换过程。
调幅波的特点是载波的振幅受调制信号的控制作周期性的变化。
其变化的周期与调制信号的周期相同，而振幅的变化与调制信号的振幅成正比。
设调制信号为UΩ（t）=UΩmcosΩt
式中，UΩm调制信号电压振幅
Ω为调制信号角频率（Ω=2πf）
载波信号为UC（t）=Ucmcosωct
式中,Ucm为载波电压振幅
ωc为载波信号角频率（ωc=2πfc）
则调幅波的表示为:
UAM（t）=Umo（1+macosΩt）cosωct①
式中,ma称为调制度或调制系数。
它是调幅波振幅最大变化量与载波振幅Umo的比值。
正常情况下ma≤1,通常以百分数表示。
根据①式可画出单音调制时调幅波的波形图,如图3-1所示。
图3—1调幅
从调幅波形可见，它保持着高频载波的频率特性，调幅波振幅的包络变化
规律与调制信号的变化规律一致。
即当调制信号最大时，调幅波振幅最大；
而当调制信号负的绝对值最大时，调幅波振幅最小。
调幅波振幅的平均值即是载波振幅。
二、调频
使载波频率按照调制信号幅值的改变而改变的调制方式叫调频。
就是使载波的瞬时频率随调制信号的规律而变化。
已调波频率变化的大小由调制信号的大小决定，变化的周期由调制信号的频率决定。
已调波的振幅保持不变。
调频波的波形，就像是个被压缩得不均匀的弹簧，调频波用英文字母FM表示。
设调制信号为
UΩ（t）=UΩmc
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