五管收音机组装与调试.docx
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五管收音机组装与调试
目录
第一章概述-1-
1．1无线电通讯发展简史-1-
1．2无线电信号传输原理-1-
1．3通信的传送媒质-2-
第2章基础理论知识-2-
2．1收音机的基本工作过程-2-
2．2收音机的分类-3-
2．3收音机的主要性能指标-3-
第3章五管收音机电路系统方案的设计-3-
３.1Protel99se简介-3-
3.2实际制作电路的步骤-3-
3.3电路总体结构图-4-
3.4电路原理图介绍-4-
第4章收音机组装及调试-7-
4.1安装工艺要求-7-
4.2组装规则-7-
4.3组装过程-7-
4.4调试过程-8-
第5章设计效果与对比-8-
5.1设计效果-8-
5.2与二波段及六管超外差收音机效果对比-9-
结论-9-
致谢-10-
参考文献-10-
第一章概述
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调幅收音机。
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攀之间的固定频率—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，是根据所要求的内容、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。
1．1无线电通讯发展简史
电学的发展肇始于18世纪晚期至19世纪早期，在以发明者（A.Volta,1745--1827），命名的伏特电池出现后，开始有了直流电源。
不久，即出现了低频交流电路。
它利用法拉第（Faraday）感应定律所制造的变压器，可以有效地传输交流电能。
以后经过斯坦因麦慈、爱迪生、西门子和特斯拉等科学家的卓越工作，电力的生产与输配电工程发展十分迅速，成为人类不可或缺的及重要组成部分。
２０世纪６０年代开始出现的将“管”、“路”结合起来的集成电（integratedcircuit），几十年来取得极其巨大的成就。
中、大规模乃至超大规模集成电路不断涌现，成为电子线路，特别是数字电路（digitalcircuit）发展的主流，对人类进入信息社会起了不可估量的作用。
从发明无线电开始，传输信息就是无线电技术的首要任务。
直到今天，虽然无线电电子技术领域在迅速扩大，但信息的传输与处理仍是它的主要内容。
高频电子线路（highfrequencyelectroniccircuit）所涉及的单元电路都是从传输与处理信息这一基本点出发，来进行研究的。
1．2无线电信号传输原理
传输信号的基本方法：
信息传输对人生活的重要性是不言而喻的。
最基本的信息手段当然是语言与文字。
没有语言，人类就无法进行思维，文字不但能够进行传输信息，而且能够储存信息。
进入19世纪以后，人们发现电能够以光速沿导线传播。
这位远距离快速通信提供了物质条件。
无线电信号的发生与发射：
要完成无线电通信，首先必须产生高频率的载波电流然后设法将电报或电话信号“加到”载波上去。
在无线电技术中采用振荡器（oscillator）来产生高频电流。
在发射信号时，必须将声音电流加在高频电流上，这个过程称为调制。
无线电信号的接收：
无线电信号的接收过程正好与发送过程相反。
在接收处，先用接收天线（receivingantenna）将接收到的电磁波转变为已调波电流，然后从已调波电流中检出原始信号。
这一过程正好和发送相反，称为解调（demodulation）。
后再用听筒或扬声器（喇叭）将检波取出的音频电流转变为电能，人就听到发射机处发送的语言、音乐等信号。
1．3通信的传送媒质
信号从发送送到接受中间要经过传输媒质。
根据传输媒质的不同，可以分为有线通信与无线通信两大类。
有线通信所用的传输媒质有：
双线对电缆、同轴电缆、光纤等；无线通信的传输媒质是自由空间。
第2章基础理论知识
2．1收音机的基本工作过程
收音机的基本工作过程就是无线电广播发射的逆过程。
收音机的基本任务是将空间传来的无线电波接受下来，并把它还原成原来的声音信号。
为了完成这一任务，收音机必须具备以下四种基本功能：
接受并选择电台信号对电台信号进行调解，将音频信号加以放大，把音频信号还原成声音。
图1.1最简单的收音机机构图
2．2收音机的分类
按收音机的工作方式分类，即在解调之前对接收信号的载波频率是否进行频率交换，可分为直接放大式收音机和超外差式收音机两种。
按调制分类，可分为调幅式收音机和调频收音机式收音机两种。
2．3收音机的主要性能指标
关于收音机的性能，常用以下几项主要性能指标来表达。
灵敏度灵敏度是指收音机接收微弱信号的能力。
它在规定的音频信号输出信噪下，产生标准输出功率所需要的最小输入信号场强，其值越小，灵明度越高。
选择性选择性是指收音机选择电台的能力。
选择性好的收音机，能选出所需接收的电台信号，同时将其他电台的信号抑制掉，选择性差的收音机，会产生串台现象。
输出功率输出功率有最大输出功率、不失真输出功率和额定输出功率三种。
收音机能够输出的最大功率，及接受本地电台并将音量开至最大时，收音机的输出功率。
不失真功率是指非线性失真是不大于10%的情况下，收音机实际能够输出的功率。
额定功率又叫标称功率，是收音机应该达到的最低限度的不失真输出功率。
第3章五管收音机电路系统方案的设计
３.1Protel99se简介
Protel99se是用于绘制电子制作的原理图和PCB图所用到的软件，它具有全面的工具/文档以及设计项目的组织功能，能够使用户轻松驾驭电子线路设计的全过程。
它主要由两大部分组成：
原理图设计系统（Schemati99）和印制电路板设计系统（PCB99），前者主要用于电路原理图的设计，为印制电路板的设计打好基础；后者主要用于印制电路板的设计，产生最终的PCB文件，直接关系到电路板的生产。
3.2实际制作电路的步骤
（1）设计电路原理图利用Protel99se的原理设计系统绘制电路原理图，要充分利用各种绘图工具和编辑功能。
比如大部分元件在库里找得到，但有些就必须自己新建库文件再进行编辑。
（2）校对电路图检查和校对电路原理图是很重要的，直接关系到后面的操作，只有保证所绘制的电路图正确无误或者尽量减少错误的产生，后面的工作才得以顺利进行。
3.3电路总体结构图
超外差式收音机的基本组成如下图1.2所示：
图1.2超外差式收音机的结构图
3.4电路原理图介绍
收音机原理是把从天线接收到的高频信号经检波（解调）还原成音频信号，送到耳机变成音波。
由于广播事业发展，天空中有了很多不同频率的无线电波。
如果把这许多电波全都接收下来，音频信号就会像处于闹市之中一样，许多声音混杂在一起，结果什么也听不清了。
为了设法选择所需要的节目，在接收天线后，有一个选择性电路，它的作用是把所需的信号（电台）挑选出来，并把不要的信号“滤掉”，以免产生干扰，这就是我们收听广播时，所使用的“选台”按钮。
选择性电路的输出是选出某个电台的高频调幅信号，利用它直接推动耳机（电声器）是不行的，还必须把它恢复成原来的音频信号，这种还原电路称为解调，把解调的音频信号送到耳机，就可以收到广播。
上面所讲的是最简单收音机称为直接检波机，但从接收天线得到的高频天线电信号一般非常微弱，直接把它送到检波器不太合适，最好在选择电路和检波器之间插入一个高频放大器，把高频信号放大。
即使已经增加高频放大器，检波输出的功率通常也只有几毫瓦，用耳机听还可以，但要用扬声器就嫌太小，因此在检波输出后增加音频放大器来推动扬声器。
高放式收音机比直接检波式收音机灵敏度高、功率大，但是选择性还较差，调谐也比较复杂。
把从天线接收到的高频信号放大几百甚至几万倍，一般要有几级的高频放大，每一级电路都有一个谐振回路，当被接收的频率改变时，谐振电路都要重新调整，而且每次调整后的选择性和通带很难保证完全一样，为了克服这些缺点，现在的收音机几乎都采用超外差式电路。
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。
超外差式收音机就是利用这种方式，把接收到的频率不同的电台信号都变成固定的中频信号（465kHz）,再由放大器对这个固定的中频信号进行放大，同时在选择回路（输入回路）或高频放大器与检波器之间插入一个变频器及中频放大器。
超外差的特点是：
被选择的高频信号的载波频率，变为较低的固定不变的中频（465KHz），再利用中频放大器放大，满足检波的要求，然后才进行检波。
在超外差接收机中，为了产生变频作用，还要有一个外加的正弦信号，这个信号通常叫外差信号，产生外差信号的电路，习惯叫本地振荡。
在收音机本振频率和被接收信号的频率相差一个中频，因此在混频器之前的选择电路，和本振采用统一调谐线，如用同轴的双联电容器（PVC）进行调谐，使之差保持固定的中频数值。
由于中频固定，且频率比高频已调信号低，中放的增益可以做得较大，工作也比较稳定，通频带特性也可做得比较理想，这样可以使检波器获得足够大的信号，从而使整机输出音质较好的音频信号。
图1.3KX818系列五管收音机套件原理图
在本次课程设计中可以根据色差法对8个电阻进行分类。
如表格1-1
表1-1色差法表值
棕
红
橙
黄
绿
兰
紫
灰
白
黑
金
银
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
5%
10%
（1）输入电路：
又称输入调谐回路或选择电路，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。
图1.4输入回路图1.5混频
（2）变频电路：
又称变频器，由本机振荡器和混频器组成，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。
因为465kHz中频信号的频率是固定的，所以本机振荡信号的频率始终比接收到的外来信号频率高出465kHz，这也是“超外差”得名的原因。
（3）中频放大电路：
又叫中频放大器，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。
（4）检波和自动增益控制电路：
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。
由于二极管的单向导电性，中频调幅信号通过检波二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份，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）。
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。
（5）音频放大电路：
又叫音频放大器，它包括低频电压放大器和功率放大器。
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。
第4章收音机组装及调试
4.1安装工艺要求
（1）学习识别简单的电子元件与电子线路；
（2）学习并掌握收音机的工作原理；
（3）按照图纸焊接元件，组装一台收音机，并掌握其调试方法。
4.2组装规则
在动手焊接前用万用表将各元件测量一（0做到心中有数，安装时先装低矮和耐热的元件（如电阻），然后再装大一点的元件（如中周，变压器），最后装怕热的元件（如三极管）。
A:
电阻的安装：
将电阻的阻值（参照前面所说明的电阻值计算示意图）选择好后根据两孔的距离弯曲电阻脚可采用卧式紧贴电路板安装，也可以采用立式安装，高度要统一。
B瓷片电容和三极管的脚剪的长度要适中，不要剪的太短，也不要留太长，它们不要超过中周的长度，太高会影响后盖的安装。
C磁棒线圈的四根引线头可以直接用电烙铁配合松看焊锡丝来回摩擦几次即可自动镀上锡，四个线头对应的焊在线路板的铜泊面。
D由于调谐用的双连拔盘安装时离电路板很近，所以在它的园周内的高出部分的元件脚在焊接前先用斜口钳剪去，以免安装或调谐时有障碍，影响拔盘调谐的元件有T2和T4的引出脚，电位器的开关脚和一个引脚。
E耳机插座的安装：
焊接时速度要快，以免烫坏插座的塑料部分而导致接触不良。
F发光管的安装按照图示弯曲成型，直接插在电路板上焊接。
G喇叭安放挪位后再用电路铁将周围的三个塑料桩子靠近喇叭边缘烫下去把喇叭压紧以免喇叭松动。
4.3组装过程
按顺序把每一类元件中的元器件一个一个地认真清其参数，接着在原理电路中找到它的序号，再按序号找到它在印制板电路中的位置，对应找出线路板上的相应位置，并把该元件插在线路板上。
例：
从电阻器中拿起一只电阻，看到电阻的三道色环：
橙橙棕，即330Ω，在原理电路中找到它是R8，再从印制板电路中找到R8在右下角，即把这只电阻插在线路板右下角相应的两个孔中。
就这样，把1-11类元件一个一个地插在线路板上，剪去多余的引脚，只留2-3mm，然后用电烙铁将各引脚与铜箔焊在一起。
注意几点：
①双联电容器：
先用两个φ2.5X4的螺丝将其拧固在线路板上，在焊其三个引脚。
②磁棒：
先在线路板上拧上两个支架，穿上磁棒，再穿上线圈，然后再把线圈的头按印制板电路所示焊在对应的位置上。
③4条引线，分别从板左下边的4个孔中穿过。
第1条接弹簧（即电池负极），第2、3条接喇叭，第4条接正极片（即电池正极）。
在双联电容器和电位器上拧上大、小拨轮，即安装完毕。
4.4调试过程
直流调整：
装上电池，打开电位器上的电源开关。
用万用表10mA电流档分别在4个电流口处测各级工作电流与原理电路中给出的数据对照，99%的应该正确。
万一相差太大，首先应检查三极管极性是否装错，然后再检查各级的偏置电路，方法为：
Ic4错误查R8、D2、B6。
Ic3错误查R6、R7、B5。
Ic2错误查R3、R4、D1、D4。
Ic1错误查R1、R2、B2、B3。
电流正确后，用焊锡封住电流口，收音机就响了。
频率调整：
为了达到良好的收听效果，应该进行中频频率调整和统调。
最好用学生信号源给出465KHz调幅信号，分别调整B4和B3使声音最大。
然后给出535KHz和1605KHz调幅信号，调整B2、B1和双联上的两个微调电容，实现统调跟踪，即可获得良好的收听效果。
简便调整方法为：
尽量在频率低端（即600处）收到信号，调整B4、B3、B1，使声音最大，再在频率高端（既1200处）收到一个信号，调整双联上的两只微调，使声音最大即可。
第5章设计效果与对比
5.1设计效果
收音机的质量是由组成收音机的电路的设计、元件的质量、元件的选择装配和调试的好坏等因素决定。
但是制作好的收音机产品最终是提供人们收听的。
所谓的主观评价收音机的好坏，主要还是由人耳来辨别的
收音机发出的声音与电台播送的声音的音质比较接近，声音清晰，无嘶哑现象，并且高、低音丰富。
喇叭发出的声音除了我们所收到的电台传输的声音外，没其他电台的声音和其他杂音。
5.2与二波段及六管超外差收音机效果对比
根据关于收音机的性能，将五管收音机与二波段及六管超外差收音机效果对比。
二波段及六管超外差收音机能收到几个外地的电台，而五管收音机只能收到1～2电台，这说明前者的灵明度比后者灵明度高。
在同一时间内有许多电台在广播，前者收音机能选出我们所需要收听的电台，并不让其他电台信号混进，说明前者的选择性比后者好。
结论
通过两周的电子技术课程设计，基本掌握了电子元件及收音机的装机与调试的方法，使我获得了收音机的实际生产知识和装配技能，培养了理论联系实际的能力，提高了分析问题和解决问题的能力，培养了与同学的团队合作素质，增强了独立工作的能力，受益颇多。
以下是具体的心得：
（1）对电子工艺的理论有了初步的系统了解，对元器件的焊接和组装技巧有了更深层次的理解，基本掌握了手工电烙铁的焊接技术，能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接。
熟悉了电子产品的安装工艺的生产流程。
这对以后的工作和生活有许多现实意义。
（2）学会了怎样利用色环来读电阻，然后用万用表来验证读数和实际情况是否一致，再将电阻别在纸上，标上数据，以提高下一步的焊接速度
（3）学会了怎样辨认二极管的“+”，“—”极，怎样辨认三极管的“b”,“e”,“c”的三个管脚，学会了电容的辨认及读数，“╫”表示元片电容，不分“+”、“—”极；“┥┣+”表示电解电容（注意：
电解电容的长脚为“+”，短脚为“—”）。
（4）注意焊接接点要圆、光、亮，各元件不要太高，特别是大元件，一定要贴着印制电路板，否则会影响收音机的外盖的合上。
（5）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&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。
（6）调试前应仔细检查有无虚、假、错焊；有无短路，确认无误后，即可通电调试。
通常只要装配无误、焊接可靠、装上电池即可唱响。
（7）检测按步骤进行，一般由后级向前检测，先判定故障位置（用信号注入法）。
再查找故障点（用电位法），循序渐进，排除故障。
忌讳乱调乱拆、盲目烫焊，导致越修越坏。
（8）特别注意，最好按照先小型器件，后大型器件的原则，使小型器件安装顺利，完成安装焊接，避免错综复杂。
（9）焊锡要用一点点下去，电烙铁要在锡水熔化后产生光亮就拿开，这样就能焊出光亮圆滑的焊点了。
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熔点，并掌握正确的焊接时间。
一般不超过3秒钟。
时间过长会使印刷板铜铂中翘起，损坏电路板及电子元器件。
致谢
在论文完成之际，我向所有给予我鼓励、关心和帮助的老师、同学、朋友表示深深的谢意！
首先感谢指导老师刘青正，在整个“课程设计”的过程中，他给予了我各方面的悉心指导，使我有可能完成设计。
他严谨求实的作风和坚持不懈的精神深深感染了我，让我有勇气做完课程设计。
同时，还要感谢我们班特别是在实验室的同学，是你们给了我良好的环境和鼓励帮助，让我顺利地完成这次设计。
最后，感谢院系领导的关怀和培养。
参考文献
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科技出版社，1995.11
[2]宋贵林，胡春萍.收音机、录音机原理与维修.北京：
机械工业出版社，2002.9
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[4]彭介华.电子技术课程设计指导.北京：
高校教育出版社，1997
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国防工业出版社，2009.3
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