宿迁学院高频电子线路课程设计.docx
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宿迁学院高频电子线路课程设计
高频电子线路
课程设计报告
系（部）：
三系
专业：
通信工程
班级：
12通信2班
姓名：
杨超
学号：
20120306201
成绩：
指导老师：
陈飞
开课时间：
2013-2014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
第十六周：
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。
第十七周：
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，从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收音机电路的工作原理及其组装和调试。
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，就可以快乐地收听节目。
.
以前的无线电爱好者，大都埋头阅读多种无线电专业杂志，掌握制作方法，自行设计制作无线电收音机，在辛苦制作的无线电收音机接收到信号的瞬间，品味着成功的喜悦。
当时这种成就感，既包含着成功制作无线电收音机的欣喜，又饱含着使用无线电收音机的自豪。
通过设计制作无线电收音机，希望能再次体会到“亲手制作”的喜悦。
然而，如果只是以制作为目的，那么只要利用与产品相同的专用IC芯片，就可简单地设计出电子电路了。
其结果也只是单单了解了IC芯片的使用方法而已。
另外，使用市场上销售的小型通用电路板作为构成电路的电路板，工作电源统一为5号干电池。
在这个基础上，初次尝试的人只要拿出勇气，就可以通过自己的努力，体验由无线电收音机及高频电路所开创的世界
1、收音机组装与调试的目的与意义
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，用两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
图2.1超外差调幅收音机基本原理方框图
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。
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535KHZ~1605KHZ的中波段。
2.2收音机的电路原理图
图2.2调幅收音机原理图
根据超外差收音机的原理，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、低放级回路、功放级回路。
2.2.1输入回路
由C1a、C2和B1的初级线圈L1组成。
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。
图2.3输入回路
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变频级回路
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。
图2.4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”。
2.2.3中频放大电路
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
图2.5中频放电路
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。
2.2.4检波电路与AGC电路
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低放级回路
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。
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。
2.2.6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。
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。
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收音机的装配电路图
焊接顺序：
①焊接中周，为了使印刷电路板保持平衡，我们需要先焊两个对角的中周，在焊接之前一定要辨认好中周的颜色，以免焊错，千万不要一下子将四个中周全部焊在上面，这样以后的小元件就不好安装→②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）→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&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焊接二极管，红端为“+”，黑端为“—”→⑤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）→⑥剩下的中周和变压器及开关都可以焊了→⑦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→⑧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→⑨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调整中频频率
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
注意事项：
①按照装配图（见附图2.3）正确插入元件，其高低、极向应符合图纸规定。
②焊点要光滑，大小最好不要超出焊盘，不能有虚焊、搭焊、漏焊。
③注意二极管、三极管的极性以及色环电阻的识别。
如图
④输入（绿或蓝色）、输出（黄色）变压器不能调换位置。
⑤红中周B2插件后外壳应弯脚焊牢，否则会造成卡调谐盘。
6、心得与体会
1、对电子工艺理论有了初步系统的了解。
我们了解到了焊普通元件与电路元件的技巧、收音机的工作原理与组成元件的作用等。
这些知识不仅在课堂上有效，对以后的电子工艺课的学习有很大的指导意义，在日常生活中更是具有现实意义。
2、对自己的动手能力是个很大的锻炼。
在实习中，我锻炼了自己的动手技巧和能力，提高了解决问题的能力。
比如在焊接芯片时，怎样把那么多脚分开焊接对我们来说是个难题，可是经过训练后，我们做到了。
虽然在实习中会遇到难题，但是从中我学到了很多，使自己的动手能力也有所提高，我想在以后的理论学习中我就能够明白自己的学习方向，增进专业知识的强化。
3、焊接收音机要一气呵成，不能够断断续续，做其他事情也是一样。
做什么事情都要仔细、认真、谦虚，要有认真对待的态度，认真完成每一项任务，做到每一处细致的检查。
焊接时不能急功近利，要慢慢的全神贯注的去对待。
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
10
三极管9018H
4
电阻62
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
1
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
张肃文.高频电路.高等教育出版社，2004.11
张义芳，冯建化。
高频电子线路.哈尔滨：
哈尔滨工业大学出版社，1998.
陆宗逸.非线性电子线路实验指导书.北京理工大学出版社，1989
曾兴雯陈健.高频电子线路辅导西安电子科技大学出版社
王京玲.数字卫星广播系统北京广播学院出版社，2000年。
戴峻浩.高频电子线路指导国防工业出版社
《高频电子技术基础》（曾兴文刘乃安高等教育出版社）
《模拟电子技术基础》（童诗白华成英高等教育出版社）
《电路原理》（邱关源高等教育出版社）
《电磁场理论基础》（王蔷李国定清华大学出版社）
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