DS057B型七管收音机的设计及调试.docx

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DS057B型七管收音机的设计及调试

课程设计说明书

学生:

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信息工程学院

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通信

题目:

DS05-7B型七管收音机的设计与调试

指导教师：

职称:

年月日

DS05-7B型七管收音机的设计与调试

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摘要：

随着科学技术的发展，调频收音机的应用十分广泛，尤其消费类占有相当的市场。

从分离元件组成的收音机到由集成电路组成的收音机，调频收音机技术已达到十分成熟的地步。

从普通的调幅收音机到高级调频收音机，调频收音机以较高的技术含量和较高的音质得到了广泛的欢迎。

本课题主要研究调频收音机的设计全过程，各部分电路的组成、作用、性能指标和工作原理。

主要的设计思路是：

由天线、输入回路、高频放大电路、混频电路、本机振荡电路、中频放大电路、鉴频电路、低频功率放大电路、扬声器组成。

本课题设计成果，基本上满足要求，性能指标符合。

本电路缺点的是音质噪声大，电路还有一点失真等等，还需改进。

关键词：

超外差，七管，变频电路，中频放大

一、引言

收音机的装配与调试是高频电子电路的一门重要的实训课程，通过本课程设计可以加深我们对无线电发送与接收设备中的有关电路的原理、组成与功能的认识，同时该课程设计也融合了模电与数电的知识，巩固了我们对学过的知识的总结。

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。

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，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）。

在设计中，是根据所要求的容、指标进行各单元的设计，拟定单元电路，初步确定电路元件参数：

再根据组合起来的系统电路进行核算，确定整机电路。

在印刷电路的设计中，主要考虑元件的布局及走线，务必遵循一般规律。

最后通过安装调试达到要求的电气性能指标，确定最终的电路元件参数，固定、封装，成为完整的收音机产品。

二、DS05-7B型七管收音机的的整体设计

超外差式收音机是相对于直接放大式收音机而言的，超外差式就是通过输入回路先将电台高频调制波接收下来，和本地振荡回路产生的本地信号一并送入混频器，再经中频回路进行频率选择，得到一固定的中频载波（如：

调幅中频国际上统一为465KHz或455KHz）调制波。

超外差的实质就是将调制波不同频率的载波，变成固定的且频率较低的中频载波。

在广播、电视、通讯领域，超外差接收方式被广泛采用。

DS05-7B型七管收音机的的整体原理框图如图1所示。

收音机是把广播电台发射的无线电波中的音频信号取出来，加以放大，然后通过扬声器还原出声音。

具体讲：

从天线（磁棒具有聚集电磁波磁场的能力，而天线线圈是绕在磁棒上）接收到的许多广播电台的高频信号，通过输入回路（为并联谐振回路，具有选频作用）选出其中所需要的电台信号送入变频级的基极，同时，由本机振荡器产生高频等幅波信号，它的频率高于被选电台载波465KHz，也送于变频级的发射极，二者通过晶体管be结的非线性变换，将高频调幅波变换成载波为465KHz的中频调幅波信号。

在这个变换过程中，被改变的只是已调幅波载波的频率，而调幅波的振幅的变化规律（调制信号即声音）并未改变。

变换后的中频信号通过变频级集电极接的LC并联回路选出载波为465KHz的中频调幅信号，被送到中频放大器，放大后，再送入检波器进行幅度检波，从而还原出音频信号，然后通过低频电压放大和功率放大，再去推动扬声器，还原出声音。

超外差式收音机是目前较普及的收音机。

它是由天线、输入回路、本机振荡器、变频器、中频放大器、检波器、低频电压放大器、功率放大器等部分组成。

图1DS05-7B型七管收音机的的结构框图

图2DS05-7B型七管收音机的总体结构电路图

本机电路图如图2所示，整机中含有7只三极管，因此称为7管收音机。

其中，三极管V1为变频管，V2、V3为中放管，V4为检波管，V5为低频前置放大管，V6、V7为低频功放管。

。

由B1及C1a组成的天线调谐回路感应出广播电台的调幅信号，选出我们所需的电台信号f1进入V1基极。

本振信号调谐在高出f1一个中频（465kHz）的f2进入V1发射极，由V1三极管进行变频（或称混频），在V1集电极回路通过B3选取出f2与f1的差频（465kHz中频）信号。

中频信号经V2和V3二级中频放大，进入V4检波管，检出音频信号经V5低频放大和由V6、V7组成变压器耦合功率放大器进行功率放大，推动扬声器发声。

图中D1、D2组成1.3V±0.1V稳压，提供变频、一中放、二中放、低放的基极电压，稳定各级工作电流，保证整机灵敏度。

V4发射一基极结用作检波。

R1、R5、R7、R10分别为V1、V2、V3、V5的工作点调整电阻，R12为V6、V7功放级的工作点调整电阻，R4为中放的AGC电阻，B3、B4、B5为中周（置谐振电容），既是放大器的交流负载又是中频选频器，该机的灵敏度、选择性等指标靠中频放大器保证。

B6、B7为音频变压器，起交流负载及阻抗匹配的作用。

（“X”为各级IC工作电流测试点）。

三、DS05-7B型七管收音机的的硬件设计

（1）输入电路：

又称输入调谐回路或选择电路，其电路图如图3所示。

其作用是从天线上接收到的各种高频信号中选择出所需要的电台信号并送到变频级。

输入电路是收音机的大门，它的灵敏度和选择性对整机的灵敏度和选择性都有重要影响。

输入调谐电路由双连可变电容器的C1a和B1的初级线圈L1组成，是一并联谐振电路，B1是磁性天线线圈，从天线接收进来的高频信号，通过输入调谐电路的谐振选出需要的电台信号，电台信号频率是f=1／2πL1C1a，当改变C1a时，就能收到不同频率的电台信号。

图3输入调谐回路电路图

（2）变频电路：

又称变频器，由本机振荡器和混频器组成，其原理框图如图4所示。

其作用是将输入电路选出的信号（载波频率为fs的高频信号）与本机振荡器产生的振荡信号（频率为fr）在混频器中进行混频，结果得到一个固定频率（465kHz）的中频信号。

这个过程称为“变频”，它只是将信号的载波频率降低了，而信号的调制特性并没有改变，仍属于调幅波。

由于混频管的非线性作用，fs与fr在混频过程中，产生的信号除原信号频率外，还有二次谐波及两个频率的和频和差频分量。

其中差频分量（fr-fs）就是我们需要的中频信号，可以用谐振回路选择出来，而将其它不需要的信号滤除掉。

本机振荡和混频合起来称为变频电路，变频电路图如图5所示。

变频电路是以Vl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）变换成固定的465KHz的中频信号。

  混频电路由Vl、B1的次级线圈等组成，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Bl的次级线圈L2送到Vl的基极，本机振荡信号又通过C1b送到Vl和发射极，两种频率的信号在V1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，B3的初级线圈和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B3的次级线圈耦合到下一级去，而其它信号几乎被滤掉。

图4变频电路的原理方框图

图5变频电路图

（3）中频放大电路：

又叫中频放大器，原理框图如图6所示。

其作用是将变频级送来的中频信号进行放大，一般采用变压器耦合的多级放大器。

中频放大器是超外差式收音机的重要组成部分，直接影响着收音机的主要性能指标。

质量好的中频放大器应有较高的增益，足够的通频带和阻带（使通频带以外的频率全部衰减），以保证整机良好的灵敏度、选择性和频率响应特性。

中频电路图如图7所示，它主要由V2、V3组成的两级中频放大器。

第一中放电路中的V2负载是变压器和部电容组成，它们构成并联谐振电路，谐振频率是465KHz，与前面介绍的直放式收音机相比，超外差式收音机灵敏度和选择性都提高了许多，主要原因是有了中频放大电路，它比高频信号更容易调谐和放大。

第二中放由V3和变压器组成。

图6中频放大电路原理方框图

图7中频放大电路图

（4）检波和自动增益控制电路：

检波原理框图如图8所示，电路图如图9所示。

检波的作用是从中频调幅信号中取出音频信号，常利用二极管来实现。

由于V4发射结的单向导电性，中频调幅信号通过检波三极管后将得到包含有多种频率成份的脉动电压，然后经过滤波电路滤除不要的成分，取出音频信号和直流分量。

音频信号通过音量控制电位器送往音频放大器，而直流分量与信号强弱成正比，可将其反馈至中放级实现自动增益控制（简称AGC），自动增益控制电路图如图10所示。

收音机中设计AGC电路的目的是：

接收弱信号时，使收音机的中放电路增益增高，而接收强信号时自动使其增益降低，从而使检波前的放大增益随输入信号的强弱变化而自动增减，以保持输出的相对稳定。

中频信号经一级中频放大器充分放大后由T4耦合到检波管V4，V4既起放大作用，又是检波管，V4构成的三极管检波电路，这种电路检波效率高，有较强的自动增益控制（AGC）作用。

  AGC控制电压通过R8加到VT2的基极，其控制过程是：

外信号电压↑→V3↑—Ib3↑→Ic3↑→Vc3↓通过R4Vb2↓→Ib2↓→Ic2↓→外信号电压↓

图8检波原理框图

图9检波电路图

图10自动增益控制电路图

（5）音频放大电路：

又叫音频放大器，它包括前置低频电压放大器和功率放大器，其电路图分别如图11、图12所示。

一般收音机中有一至两级低频电压放大。

两级中的第一级称为前置低频放大器，第二级称为末级低频放大器。

低频电压放大级应有足够的增益和频带宽度，同时要求其非线性失真和噪声都要小。

功率放大器是用来对音频信号进行功率放大，用以推动扬声器还原声音，要求它的输出功率大，频率响应宽，效率高，而且非线性失真小。

本机由3V直流电压供电。

为了提高功放的输出功率，因此，3V直流电压经滤波电容C9去耦滤波后，直接给低频功率放大器供电。

而前面各级电路是用3V直流电压经过由D1、D2组成的简单稳压电路（稳压电路图如图）稳压后（稳定电压约为1.4V）供电。

目的是用来提高各级电路静态工作点的稳定性。

图11低频放大电路图

图12低频功率放大电路图

（6）电源：

各级公用一个电源。

为提高各级电路静态工作点的稳定性，特设计稳压电路为系统提供稳定电压。

电路图如图13所示。

图13稳压电路图

四、DS05-7B型七管收音机的测试

测量电流，电位器开关关掉，装上电池，用万用表的50mA档表装跨接在电位器开关的两端（黑表笔接电池负极，红表笔接开关的另一端），若电流指示小于10mA，则说明可以通电，将电位器开关（音量旋至最小即测量静态电流）用万用表分别依次测量V1，V3，V5，V6四个电流缺口，若被测量的数字在规定的参考值左右即可用烙铁将这四个缺口依次连通，再把音量开到最大，调双连拔盘即可以调到电台。

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，并不要影响调谐拔盘的旋转和避开螺丝桩子，电路板挪位后再上螺丝固定，这样一台自己辛勤劳动制作的收音机就安装完毕。

当测量不在规定电流值在右请仔细检查三极管的极性有没有装错，中周，输入变压是否装错位置以及虚假错焊等，若测量哪一级电流不正常则说明哪一级有问题。

注意连接4个缺口；中频变压器出厂时都已调整在465KHZ，一般调整围在半圈左右，从B5，B4,B3向前顺序调节，调到声音响亮为止。

五、DS05-7B型七管收音机的的焊接工艺

工具及消耗品：

烙铁、镊子、螺丝刀、焊锡、剪刀等。

1、安装工艺及焊接要求：

原则：

方便焊接。

从左到右，从大到小、从上到下，从中央到四周。

由于所有元器件高度均不应该超过中周，组装顺序可按下执行：

①电阻；②瓷片电容、电解电容；③二极管、三极管；④中周、输入变压器；⑤电位器、；⑥双联可变电容、天线线圈；⑦耳机；⑧喇叭导线、电源线及其他导线。

实际组装顺序自己可根据实际情况进行。

2、焊接过程及方法：

1正式焊接前应练习，掌握焊接方法后再正式焊接。

2在焊接前，烙铁应充分加热，达到焊接的要求。

3用含松香助焊剂的焊锡进行焊接，焊接时锡量应适中。

4焊接时两手各持烙铁、焊锡，从两侧先后依次各以45度角接近所焊元器件管脚与焊盘铜箔交点处。

待融化的焊锡均匀覆盖焊盘和元件管脚后，撤出焊锡并将烙铁头每次焊接时间在保证焊接质量的基础上应尽量短（5秒左右）。

时间太长，容易使焊盘铜箔脱落，时间太短，容易造成虚焊。

5沿管脚向上撤出。

待焊点冷却凝固后，剪掉多余的管脚引线。

3、组装焊接注意事项：

a）烙铁电源线是否存在漏电隐患！

b）烙铁在焊接中温度较高，严禁烫伤他人和自己。

也不要碰到其他任何可燃物，特别是导线！

c）烙铁放置：

置于烙铁架上。

d）注意各中周及振荡线圈的位置不能互换！

e）电解电容、二极管极性以及三极管e、b、c不能出错！

f）各元器件高度应适当，所有元器件高度均不能超过中周的高度。

否则收音机外壳将无法合拢。

六、总结

超外差式收音机是输入信号和本地振荡信号产生一个固定中频信号的过程。

如果把收音机收到的广播电台的高频信号，都变为一个固定的中频截波频率（仅是截波频率发生改变，而其信号包络仍然和高频信号包络一样），然后再对此固定的中频进行放大、检波，再加上低放级、功放级，就成了超外差式收音机。

虽然超外差式收音机的结构较为复杂、不容易调试，但是更有一些突出的优点，如：

接收效果均匀、稳定、灵敏度高、选择性好等。

因此超外差接收方式在许多其他无线电接收装置中，得到了广泛应用。

另外，我在研究的过程中也不可避免地遇到了各种困难，但最终都通过查阅资料、请教别人一一解决，这个过程是值得享受的。

从这次的实训设计中我也学习到了高效自主学习的方法，充分锻炼了自己的动手能力，有效地将课本知识与实践结合到了一起，对知识的深入理解颇有裨益。

日后我会继续关注创新、实践等能力的培养，不断巩固知识、拓展视野，改进研究方式和方法，提高并丰富自己的专业学科设计和研究。

参考文献

[1]wenku.baidu./view/3092905c312b3169a451a44d.html

[2].doc88./p-1.html

[3]wenku.baidu./view/564a14dca58da0116c17496e.html

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[6]肃文，《高频电子线路》（第五版）[M].高等教育，2009年.

[7]阎石，《数字电子技术基础》[M].高等教育，1983年.

[8]白，《电子组装工艺与设备》[M].电子工业，2008年.