高频电子线路课程设计 调幅收音机.docx
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高频电子线路课程设计调幅收音机
高频电子线路
课程设计报告
系（部）：
三系
专业：
通信工程
班级：
11通信1班
姓名：
张梦瑶
学号：
20110306111
成绩：
指导老师：
陈飞李海霞
开课时间：
2012-2013学年2学期
一、设计题目
HX108-2AM收音机的组装与调试
二、主要内容
1、学习收音机原理
2、组装、焊接收音机
3、调试收音机
4、书写课程设计报告
三、具体要求
1、对照原理图讲述整机工作原理；
2、对照原理图看懂装配接线图；
3、了解图上符号，并与实物对照；
4、根据技术指标测试各元器件的主要参数；
5、认真细致地安装焊接，排除安装焊接过程中出现的故障。
6、书写一份完整的设计报告。
报告包括设计题目、设计任务、详细的设计过程、原理说明、各模块参数的说明、仿真波形、调试总结、心得体会、参考文献（在报告中参考文献要做标注，不少于4篇）
四、进度安排
第十七周：
周三，周四通过查阅书本，参考资料，网络等学习收音机工作原理。
周五开始焊接收音机。
第十八周：
周一、周二焊接收音机
周三调试收音机
周四、周五书写课程设计报告
五、成绩评定
课程设计成绩按优、良、中、及格、不及格评定，最终考核成绩由四部分组成：
1、平时考勤占30%
2、组装的收音机质量占30%
3、答辩占20%
4、实验报告占20%
前言
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。
我们要求选用的是超外差式收音机。
在检波之前，先进行变频和中频放大，然后检波，音频信号经过低频放大送到扬声器。
所谓外差，是指天线输入信号和本机振荡信号产生一个固定中频信号的过程。
由于超外差收音机有中频放大器，对固定中频信号进行放大，所以该收音机的灵敏度和选择性可大大提高。
但同时，也附带产生中频干扰和镜像干扰。
电信号的传输起源于有线通信，目前已逐步发展到无线通信。
人们最初利用长波进行无线通信，然后发展到短波。
无线电技术发展到今天，在人们的日常生活中，已经达到了无时无处皆存在电波的程度。
只要你买来完好无损的无线电收音机，就可以方便地收听广播节目。
我们本次课程设计的题目是HX108-2AM收音机的组装与调试，HX108型收音机属于便携式七管中波段调幅袖珍式半导体超外差式收音机。
采用55mm长磁棒，两级中频放大，具有良好的AGC控制特性。
音频放大器采用一级变压器耦合低放和有输出变压器乙类推挽功放，并具有较深的负反馈，用以减小失真和改善音质。
采用全硅管标准二级中放电路，用二只二极管正向压降稳压电路，稳定从变频、中频到低放的工作电压，不会因为电池电压降低而影响接收灵敏度，使收音机仍能正常工作，本机体积小巧，外观精致，便于携带。
通过本次课程设计自己的亲自动手焊接、安装与调试，既能巩固自己所学过的高频电子线路的理论知识，又有利于提高自身动手与与实践能力。
体验由无线电通信及高频电路为我们所开创的另一番世界。
1.收音机组装与调试的目的与意义
1.1收音机组装与调试的目的
1．学习HX108-2AM收音机各功能模块的基本工作原理；
2．把高频电子线路课程中的基本理论应用到实际中；
3．掌握调幅接收系统的调试过程及故障排除；
4．通过对一只正规产品收音机的安装、焊接、调试、了解电子产品的装配全过程；
5．训练动手能力，掌握元器件的识别，简易测试，及整机调试工艺。
1.2收音机组装与调试的意义
本学期学习了《高频电子线路》这门课程，对无线电通信的理论知识有了进一步的理解和认识。
这次课程设计可以通过实践来考察理论知识的掌握情况，同时也能加深对理论知识的理解，提高设计能力。
HX108型收音机属于便携式七管中波段调幅袖珍式半导体超外差式收音机。
采用55mm长磁棒，两级中频放大，具有良好的AGC控制特性。
音频放大器采用一级变压器耦合低放和有输出变压器乙类推挽功放，并具有较深的负反馈，用以减小失真和改善音质。
采用全硅管标准二级中放电路，用二只二极管正向压降稳压电路，稳定从变频、中频到低放的工作电压，不会因为电池电压降低而影响接收灵敏度，使收音机仍能正常工作，本机体积小巧，外观精致，便于携带。
通过对这只正规产品收音机的安装、焊接、调试、能了解电子产品的装配全过程，训练动手能力，掌握元器件的识别，简易测试，及整机调试工艺。
对我们今后的学习工作都打下了良好的基础。
2.收音机的原理
2.1收音机的组成和工作原理
2.1.1组成框图
图2.1超外差式调幅收音机组成框图
2.1.2基本工作原理
超外差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。
输入回路中的高频放大器对天线收到的有用频率信号进行初步的选择和放大，以便抑制其他频率的无用信号。
另外，超外差收音机的结构特点是具有混频器，这是超外差收音机的核心部分。
变频器由混频器和本机振荡器组成，它的作用是将高频放大器输出的载频为fc的高频已调信号和本机振荡器所提供的频率为fL的高频等幅信号同时输入混频器，在其输出端就可获得频率为465kHz的中频信号。
中频放大器为中心频率固定在465kHz的选频放大器，它可以进一步滤除无用信号，并将有用信号放大到足够值。
由于，中频放大器输出的是已调信号，扬声器无法将其直接还原成声音。
所以必须经过检波器的解调作用，将高频已调信号恢复成原基带信号，经低频放大后输出至扬声器转变为声音。
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、低放级和功放级等部分组成，接受频率范围为525kHz~1605kHz的中波段。
2.2收音机的电路原理图
图2.2调幅收音机总电路原理图
根据超外差收音机的原理框图，我们可以将上图所示的电路分成以下几个模块：
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、低频放大回路、功率放大回路。
2.2.1输入回路
图2.3输入回路原理图
从磁性天线感应的调幅信号送入C1a、C2和B1的初级线圈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V1的基极。
B1为中波磁性天线，由磁性材料（磁棒）和初、次级线圈（L1、L2）构成。
磁棒的导磁率很高，能大量聚集空间电磁波的磁力线。
L1、L2多采用多股漆包线绞合的纱包线绕制，一般L1绕60~80圈，L2绕5~10圈。
C1A是双连可变电容器中的一连（调谐连），容量调整范围为5~270pF。
C1a是补偿电容，调试时用作微调补偿，通常采用半可变微调电容器，容量调整范围一般为2~25pF。
C1A、C1a、L1组成并联谐振电路。
当外来的某一电台信号与谐振电路的固有频率一致时，电路发生谐振，该频率的电台信号就会在L1两端产生高电压而被选出，而其它频率的信号被衰减。
选出的高频电台信号经L1耦合给L2，加至变频管的基极。
当调节C1A的电容量时，可以使谐振电路的频率从525kHz~1605kHz之间连续变化，从而选择不同的电台信号。
2.2.2变频回路
图2.4变频回路原理图
V1是变频管，同时担任本机振荡和混频任务。
R1、R2、和V1构成电流负反馈偏置电路。
上偏置电阻R1参考阻值为100kΩ，并标有“*”，用来调节三极管的工作电流，其具体阻值在调试时确定。
本机振荡电路由C1B、C1b、C3、B2和V1组成，为自激式的共基调发射极振荡电路。
C1B是与C1A同轴的双连电容器的振荡连，C1b是补偿电容，通常采用半可变微调电容器，容量为7~30pF，B2为振荡线圈，调节其磁芯，可以调节电感量，从而改变振荡器低端的振荡频率。
C3为振荡回路的耦合电容，也称振荡交连电容。
本机振荡器产生的等幅高频信号和经B1耦合过来的外来电台信号均加至V1的发射结，由于三极管的非线性作用，这两种信号混频的结果产生了多种新的频率成份。
再由第一中频变压器B3的初级线圈和槽路电容Cb3组成的中频滤波器选出其中的差频信号，就得到了我们所需要的465kHz的中频信号。
此信号又经过B3耦合至下一级进行中频放大。
2.2.3中频放大回路
图2.5中频放大回路原理图
为保证足够的放大量，中频放大器一般由两级选频放大器组成。
V2是第一中放管，R4、R5、R6、R8、R9组成其电流负反馈偏置电路。
第一中放加有自动增益控制（简称AGC），因此，偏置电流不宜过大，一般选在0.4~0.8mA，由上偏置电阻R4调整。
V3是第二中放管，其基极偏置电压取自V2的发射极。
C5是V2的发射极旁路电容。
B3、B4、B5分别是第一、二、三中频变压器（又称中周），它们的初级分别与槽路电容Cb3、Cb4、Cb5构成调谐回路，谐振于465kHz，实现多次选频。
三个中频变压器（B3、B4、B5）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。
对多级中频放大器而言，中频变压器还担负着级间耦合和实现阻抗匹配的任务。
从变频级送来的中频信号，由B3耦合到V2的基极，经V2放大并选频后由B4耦合至V3的基极，再经V3放大选频后由B5耦合到检波极。
2.2.4检波回路及AGC回路
从465kHz的中频调幅信号中取出音频信号的过程，称为检波。
检波电路有二极管检波和三极管检波两种，HX108型收音机采用三极管检波。
V4是检波三极管。
C7为滤波电容，对中频信号的容抗小，而对音频信号呈现高容抗。
R9和W为检波的负载电阻，W同时兼作音量电位器。
放大后的中频信号由中放末级中频变压器B5耦合加至检波三极管V4，利用三极管的基极与发射极PN结单向导电性完成检波任务。
检波后产生下列三种成份：
中频及其谐波分量、音频分量及直流分量。
中频及其谐波分量经滤波电容C15滤除，而音频分量经R9、W和隔直耦合电容C7送往音频放大器。
直流分量与信号的强弱成正比，经R8送到一中放管V2的基极，实现AGC控制。
R8和C4还组成RC滤波网络，滤除中频及音频分量，防止中频及音频串入V2的基极引起中放自激。
2.2.5音频放大回路
图2.6音频放大回路原理图
该机的音频放大电路由一级电压放大器和一级功率放大器级组成。
V5构成一级直接耦合电压放大器，并采用直流负反馈稳定静态工作点。
改变R11可以调整V6和V7的直流工作点。
B6是输入倒相变压器，其初级直流电阻作为V5的集电极电阻，两组次级绕组匝数相同，绕向相反，并有中心抽头。
C11和C12分别为V6、V7的反馈电容，稳定工作点，改善音质。
图2.7 低放激励原理图
功放率放大电路采用输出变压器推挽功率放大器。
V6和V7同为NPN型功放三极管，其参数一致，R11分别为V6、V7的基极偏置电阻，使推挽功放工作在乙类状态。
经一级电压放大后的音频信号由B6耦合后加至V6和V7的基极，在一个周期内，两只功放管交替导通，轮流工作。
功率放大后的音频信号加到扬声器上，推动扬声器发出声音。
C13为旁路电容，有旁路二次谐波，改善音质的作用。
C14、R12、C15构成π型滤波网络，实现电源退耦，作用一是防止高、中频信号通过电源串入音频放大器造成干扰；二是防止电路工作电流变化所引起的电压波动干扰其它电路。
3.收音机的组装
3.1焊接方法与要求
1、烙铁是焊接的主要工具之一，焊接收音机应选用30W-35W电烙铁。
新烙铁使用前应用锉刀把烙铁头两边修改成如（图3.1）所示形状。
并将烙铁头部倒角磨光，以防焊接时毛刺将印刷电路板焊盘损坏。
如采用长命烙铁头（图3.2）则无须加工。
烙铁头上沾附一层光亮的锡，烙铁就可以使用了。
图3.1修改后的烙铁图3.2长命烙铁头
2、烙铁温度和焊接时间要适当，焊接时应让烙铁头加热到温度高于焊锡溶点，并掌握正确的焊接时间。
一般不超过3秒钟。
时间过长会使印刷电路板铜铂跷起，损坏电路板及电子元器件。
3、焊接方法，一般采用直径1.2-1.5mm的焊锡。
焊接时左手拿锡丝，右手拿烙铁。
在烙铁接触焊点的同时送上焊锡，焊锡的量要适量。
太多易引起搭焊短路，太少元件又不牢固。
焊接时不可将烙铁头在焊点上来回移动或用力下压，要想焊地快，应加大烙铁和焊点的接触面。
别外需要注意的是温度过低烙铁与焊接点接触时间太短，热量供应不足，焊点锡面不光滑，结晶粗脆，象豆腐渣一样，那就不牢固，形成虚焊和假焊。
反之焊锡易流散，使焊点锡量不足，也容易不牢，还可能出现烫坏电子元件及印刷电路板。
总之焊锡量要适中，即将焊点零件脚全部浸没，其轮廓又隐约可见。
焊点焊好后，拿开烙铁，焊锡还不会立即凝固，应稍停片刻等焊锡凝固，如未凝固前移动焊接件，焊锡会凝成砂状，造成附着不牢固而引起假焊。
焊接结束后，首先检查一下有没有漏焊，搭焊及虚焊等现象。
虚焊是比较难以发现的毛病。
造成虚焊的因素很多，检查时可用尖头钳或镊子将每个元件轻轻的拉一下，看看是否摇动，发现摇动应重新焊接。
3.2焊接顺序
图3.3收音机装配电路图
焊接顺序：
①焊接电阻，前面我们已经将电阻别在纸上，我们要按r1——r13的顺序焊接，以免漏掉电阻，焊接完电阻之后我们需要用万用表检验一下各电阻是否还和以前的值是一样（检验是否有虚焊）→②焊接二极管，红端为“+”，黑端为“—”→③焊接电容，先焊接元片电容，要注意上面的读数（要知道223型元片电阻和103型元片电阻的区别,元片电容的读数方法——前两数字表示电容的值，后面的数字表示零的个数），紧接着就是焊电解电容了，特别要注意长脚是“+”极，短脚是“—”极→④焊接三极管，一定要认清“e”,“b”,“c”三管脚按放大倍数从大到小的顺序焊接）→⑤中周和变压器及开关都可以焊了，在焊接之前一定要辨认好中周的颜色，以免焊错→⑥最需要细心的就是焊接天线线圈了，用四根线一定要按照电路图准确无误的焊接好→⑦焊接印刷电路板上的间断部分，我们需要用焊锡把它们连接起来→⑧焊接喇叭和电池座。
印制电路板装配完毕还应对照电路图检查有无漏装和错装，并进行整形，使元器件排列整齐、美观。
图3.4安装成品图
4.收音机的调试
4.1调节中频频率
本套件所提供的中频变压器（中周），出厂时都已调整在465KHz（一般调整范围在半圈左右），因此调整工作较简单。
打开收音机，随便在高端找一个电台，先从B5开始，然后B4、B3用无感螺丝刀（可用塑料、竹条或者不锈钢制成）向前顺序调节，调节到声音响量为止由于自动增益控制作用，人耳对音响变化不易分辨的缘故，收听本地电台当声音已调节器到很响时，往往不易调精确，这时可以改收较弱的外地电台或者转动磁性天线方向以减小输入信号，再调到声音最响为止。
按上述方法从后向前的次序反复细调二、三遍至最佳即告完成。
4.2调整频率范围（对刻度）
（1）调低端：
在550-700KHz范围内选一下电台。
例如中央人民广播电台640KHz，参考调谐盘指针在640KHz的位置，调整振荡线圈B2（红色）的磁芯，便收到这个电台，并调中到声音较大。
这样当双联全部旋进容量最大时的接收频率约在525-530KHz附近。
低端刻度就对准了。
（2）调高端：
在1400-1600KHz范围内选一个已知频率的广播电台，例如1500KHz，再将调谐盘指针指在周率板刻度1500KHz这个位置，调节振荡回路中双联顶部左上角的微调电容，使这个电台在这位置声音最响。
这样，当双联全旋出容量最小时，接收频率必定在1620-1640KHz附近，高端就对准了。
以上
（1）、
（2）二步需反复二到三次，频率刻度才能调准。
4.3统调
利用最低端收到的电台，调整天线线圈在磁棒上的位置，使声音最响，以达到低端统调。
利用最高端收听到的电台，调节天线输入回路中的微调电容使声音最响，以达到高端统调。
为了检查是否统调好，可以采用电感量测试棒（铜铁棒）来加以鉴别。
4.4测试方法
将收音机调到低端电台位置，用测试棒铜端靠近天线线圈（B1），如声音变大，则说明天线线圈电感量偏大，应将线圈向磁棒外侧稍移，用测试棒磁铁端靠近天线线圈，如果声音增大，则说明线圈电感量偏小，应增加电感量，即将线圈往磁棒中心稍加移动。
用铜铁棒两端分别靠近天线线圈，如果收音机声音均变小，说明电感量正好，则电路已获得统调。
5.安全及注意事项
1.焊接时，烙铁温度和焊接时间要适当。
焊接时应让烙铁头加热到温度高于焊锡溶点，并掌握正确的焊接时间。
一般不超过3秒钟。
时间过长会使印刷电路板铜铂跷起，损坏电路板及电子元器件。
2.焊接时一般采用直径1.2-1.5mm的焊锡。
焊接时左手拿锡丝，右后拿烙铁。
在烙铁接触焊点的同时送上焊锡，焊锡的量要适量。
太多易引起搭焊短路，太少元件又不牢固。
3.焊点要光滑，大小最好不要超出焊盘，不能有虚焊、搭焊、漏焊。
4.电烙铁不用时一定要放在烙铁架中，以免烧坏电源线或烫伤自己。
离开时要及时拔掉电源。
5.元件准备时，将所有元器件引脚上的漆膜、氧化膜清除干净，然后进行搪锡（如元件引脚未氧化则省去此项），然后从距元件根部1-2mm处将元件脚弯制成形，不得从元件根部弯折。
6.按照装配图正确插入元件，其高低、极向应符合图纸规定。
注意二极管、三极管的极性以及中周的颜色，不可以随便调换中周的位置。
7.按照元件焊接步骤逐个焊接。
6.心得与体会
经过一周半的忙碌与钻研，本次高频电子线路课程设计已接近尾声。
一周半的时间也许并不算长，但是通过自己的亲力亲为，在不断动手与解决问题的过程中我收获良多。
课程设计开始的第一天我怀着满心的好奇与期待走进实验室，当领到材料时，看着手中的各种元器件却一脸茫然。
后来经过老师的介绍与指导，我学会了辨别各种元器件的方法以及它们各自的作用。
结合电路设计的原理总图，我对本次设计的基本原理与作用有了初步了解。
第二天以后，我便开始了电路的正式焊接。
开始由于经验不足和电烙铁氧化严重导致温度不够等原因，焊接的效果和效率都不尽理想。
但是熟能生巧，我在不断总结经验的基础上，掌握了焊接的方法与技巧，焊点也越发美观。
经过两天的焊接电路板上的各种元器件终于焊接完成，收音机全部组装完成后，看着已然竣工的成品，一股莫名的欣喜与成就感油然而生。
收音机组装完成后我们便进行了调试，但在调试的过程出现了各种各样的问题。
比如声音很小、收不到台等。
我按照老师教的方法对电路进行了认真仔细的检查与测试，最终收音机终于声音响亮而且可以收到多个电台。
当电台主持人的声音通过自己亲手制作的收音机清晰的传入耳中的那一刻，心中的喜悦与自豪溢于言表。
在本次课程设计中，通过自己动手实践我对自己本学期学过的理论知识有了更加深刻的了解，但也发现了自己在学习中存在的诸多不足与问题，对于很多知识点还是一知半解，处于懵懂状态。
同时，本次课程设计使我的动手能力以及独立解决实际问题的能力有了一定程度的提高。
在本次课程设计期间，我们同学之间互帮互助，增强了我们的团队精神与合作意识。
在电路板的焊接以及调试出现问题时，对于我的求助身边的同学都会热心给予帮助与解答。
当出现同学之间互相商讨仍不能解决的问题的时候，很感谢陈老师对我的细心指导与帮助。
因为有了老师的悉心指导与同学的热心帮助，我的本次课程设计才得以顺利完成，在此我再次深表谢意！
7.元件清单
名称
规格
数量
名称规格
数量
名称规格
数量
电阻150K
1
电阻220
1
振荡线圈（红）
1
电阻2K2
1
电阻24K
1
中周（黄白黑）
各1
电阻100
1
电位器5K
1
输入变压器（红绿）
各1
电阻20K
1
双联cbm223P
1
二极管1N4148
3
电阻150
1
元片电容223P
9
三极管9018H
4
电阻62k
1
元片电容103P
1
三极管9013H
3
电阻51
1
电解电容4.7uf
2
扬声器8
1
电阻1K
2
电解电容100uf
2
前框
1
电阻680
1
磁棒B5X13X55
6
后盖
1
电阻51K
1
天线线圈
7
周率板
1
电位盘
1
磁棒支架
1
印制板
1
正极片
11
负弹簧
2
拎带
1
调谐罗盘
1
沉头M2.5X4
1
调谐罗盘钉
1
双联罗钉
1
M2.5X5
2
电位器罗钉
1
M1.7X4
1
正负极导线
1
扬声器导线2
1
8.参考文献
[1]胡宴如耿苏燕.高频电子线路.北京：
高等教育出版社，2009.1
[2]杨霓清高频电子线路实验及综合设计.北京：
机械工业出版社，2009.4
[3]鲍景富.高频电路设计与制作.成都：
电子科技大学出版社，2012.9
[4]杨翠娥.高频电子线路实验与课程设计.哈尔滨：
哈尔滨工程大学出版社，2001.9
[5]刘联会李玉魁.高频电路及其应用.北京：
北京邮电大学出版社，2009
[6]朱代先.高频电路原理及其应用.西安：
西安电子科技大学出版社，2011.9
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