六管超外差式收音机制作概要.docx
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六管超外差式收音机制作概要
1．设计内容与要求
1.1设计内容
题目：
六管超外差式收音机制作
1．熟悉六管超外差式收音机的基本工作原理。
2．进行天线、调谐电路、本机振荡、混频、中放、检波、低放、功放、扬声器等电路模块的设计。
3．根据电路图，安装元器件，进行焊接，确保焊接没有虚焊、错焊。
4．调试。
确保能收听到至少两三个声音清晰的音频信号。
1.2设计要求
1.熟悉常用电子元器件及材料的类型、型号、规格和符号，熟悉各电子器件的主要性能、使用知识；
2.掌握常用元器件规格参数表达方法、常用元器件识别及测量方法、元器件安装使用方法以及元器件检测方法与筛选方法；
3.了解电子元件焊接的基本知识与要求，能够进行简单的手工焊接；
4.掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单电路的调试方法。
2.工作原理与电路原理图
2.1电路构成与框图
根据超外差收音机的原理，我们可以将电路分成以下几个模块：
调谐回路、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，如图2-1。
图2-1超外差式收音机的电路框图
1.输入调谐电路
输入调谐电路的电路图如图2-2所示。
输入调谐电路由双连可变电容器的CA和T1的初级线圈Lab组成，是一并联谐振电路,Tl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=l／2πLabCA，当改变CA时，就能收到不同频率的电台信号，最低535KHz，最高1605KHz。
图2-2输入调谐电路的电路图图2-3变频电路的电路图
磁棒线圈同样作为机音机的天线，接收频率范围为535KHz—1605KHz的中波段。
一般接收中波是用磁棒天线，接收短波和超短波要用拉杆天线，这是因为当天线的长度（L）为无线电信号波长（λ）的1/4时，天线的发射和接收转换效率最高，即L=λ/4。
又因为λ=V×T，V是电磁波的速度，300000公里/秒，T是电磁波的周期，即频率F的倒数，T=1/F，所以L=λ/4=V×T/4=300000K/4F，把接收频率范围535KHz—1605KHz带入可得，L的范围在47—140米，做这样长的天线是不切实际的，所以用磁性材料加绕线圈，来增强接收效果。
因为天线的长度和接收或发射的信号的波长成正比，而短波和超短波因为波长比较短，可以直接用拉杆天线。
2.变频电路
本机振荡和混频合起来称为变频电路。
变频电路是以VT1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。
因为接收到的信号强度较弱，所以VT1同时起到高频放大的作用。
变频电路的电路图如图2-3所示。
（1）本地振荡电路
VT1、T2、CB等元件组成本地振荡电路，它的任务是产生一个比输入信号频率高465KHz的等幅高频振荡信号。
由于C1对高频信号相当于短路，T1的次级Lcd的电感量又很小，对高频信号提供了通路，所以本地振荡电路是共基极电路，选择共基调发振荡电路的原因是该电路对外来信号与本机振荡电路之间的牵连干扰最小，工作稳定，与共射式相比可获得较高的频率。
振荡频率由T2、CB控制，CB是双联电容器的另一连，调节它以改变本地振荡频率。
通过设计可变电容的值，使它的振荡频率在535+465KHz到1605+465KHz。
因为CA和CB是联动的，所以输入线圈的谐振频率会和本机振荡频率同时改变，使得本振频率总是比外来信号高465KHz。
T2是振荡线圈，其初次级绕在同一磁芯上，它们把VT1的集电极输出的放大了的振荡信号以正反馈的形式耦合到振荡回路，正反馈回路由T2的次级构成，本地振荡的电压由T2的初级的抽头引出，通过C2耦合到VT1的发射极上。
（2）混频电路
混频电路由VT1、T2的初级线圈等组成，是共发射极电路。
其工作过程是：
输入调谐电路（磁性天线）接收到的电台信号，通过T1的次级线圈Lcd送到VT1的基极，本机振荡信号又通过C2送到VT1和发射极，两种频率的信号在VT1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，T3的初级线圈和内部电容组成的并联谐振电路，通过调整磁芯，使得它的谐振频率是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T3的次级线圈耦合到下一级去，而其它信号几乎被滤掉。
CA，CB旁边的半可变电容叫补偿电容，是防止两边在最高和最低频率时频率差不准而设置的，通过微调这两个电容，使得在接收信号的频率在535—1605KHz时都与本地振荡电路的频率正好相差465KHz。
3.中频放大电路
中频放大电路的电路图如图2-4所示。
图2-4中频放大电路及检波、自动增益控制电路的电路图
中频放大电路主要由VT2、VT3组成的两级中频放大器。
第一中放电路中的VT2负载是中频变压器T4，T4的线圈和内部电容构成并联谐振电路，谐振频率是465KHz，起到再次选频的作用。
第二中放电路中的VT3既起到再次放大的作用，将信号从发射级送出，由R4提供静态工作电压。
与直放式收音机相比，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。
C3是为VT2,VT3的信号提供交流回路，同时隔开直流,以免影响VT2的工作电压。
VT2,VT3的信号是高频与低频的混合信号,所以C3的值不能太小,否则会隔断低频信号的通路。
4.检波和自动增益控制电路（AGC）
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VT3，VT3既起放大作用，又是检波管，VT3构成三极管检波电路，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R3加到VT2的基极，其控制过程如图2-5
图2-5AGC控制过程图
AGC是用直流电压控制VT2的基极电压,不需要高频信号，所以C4滤掉AGC信号中的交流分量，保留直流分量。
检波级的主要任务是把中频调幅信号还原成音频信号，C5起滤去残余的中频成分的作用，保留低频分量，输入到下一级。
5.前置低频放大电路
前置低频放大电路的电路图如图2-6所示。
图2-6前置低频放大电路的电路图图2-7功率放大器电路的电路图
检波滤波后的音频信号由电位器RP送到前置低放管VT4，经过低放可将音频信号电压放大几十到几百倍，但是音频信号经过放大后带负载能力还很差，不能直接推动扬声器工作，还需进行功率放大。
旋转电位器RP，改变RP的阻值，从而可以改变VT4的基极对地的信号电压的大小，可达到控制音量的目的。
C6是隔直流电容器，只让交流信号通过，防止VT3的直流电压影响VT4的工作点。
6.功率放大器电路（OTL）
功率放大器电路的电路图如图2-7所示。
功率放大器的任务是不仅要输出较大的电压，而且能够输出较大的电流。
本电路采用无输出变压器功率放大器，可以消除输出变压器引起的失真和损耗，频率特性好，还可以减小放大器的体积和重量。
T5是输入变压器，做倒相耦合，次级是两组线圈，把VT4送来的信号变成对称的两路信号。
VT5、VT6组成功率放大器，分别在信号的正半周和负半周导通，一个负责放大正半周的信号，一个负责放大负半周的信号。
为避免交越失真或非对称失真，就要调整好两个管子的工作点，并且两个管特性要一致。
R7、R8和R9、R10分别是VT5、VT6的偏量电阻。
最终放大的信号通过C9输出，推动喇叭发出声音。
C9是隔直电容，也是耦合电容。
为了减少低频失真，电容C9选得越大越好。
无输出变压器的功率放大器的输出阻抗低，可以直接推动扬声器工作。
2.2工作原理
超外差收音机的工作原理过程将所要收听的电台在调谐电路里调好以后，经过电路本身的作用，就变成另外一个预先确定好的频率（在我国为465KHz），然后再进行放大和检波。
如果我们在收音机内制造—个振荡电波（通常称为本机振荡），使它和外来高频调幅信号同时送到一个晶体管内混合，这种工作叫混频。
由于晶体管的非线性作用导致混频的结果就会产生一个新的频率，这就是外差作用。
采用了这种电路的收音机叫外差式收音机，混频和振荡的工作，合称变频。
外差作用产生出来的差频，习惯上我们采用易于控制的一种频率，它比高频较低，但比音频高，这就是常说的中间频率，简称中频。
调谐回路的输出，进入混频级的是高频调制信号，即载波与其携带的音频信号。
经过混频，输出载波的波形变得很稀疏其频率降低了，但音频信号的形状没有变。
通常将这个过程（混频和本振的作用）叫做变频。
变频仅仅是载波频率变低了，并且无论输入信号频率如何变化最终都变为465KHz，而音频信号（包络线的形状）没变。
混频器输出的携音频包络的中频信号由中频放大电路进行一级、两级甚至三级中频放大，从而使得到达二极管检波器的中频信号振幅足够大。
二极管将中频信号振幅的包络检波出来，这个包络就是我们需要的音频信号。
音频信号最后交给低放级放大到我们需要的电平强度，然后推动扬声器发出足够的音量。
若要求超外差式收音机得到更高的灵敏度，在调谐回路与混频之间还可以加入高频放大级然后再去混频。
2.3电路原理图
图2-8袖珍收音机的原理电路图
注：
1、调试时请注意连接集电极回路A、B、C、D（测集电极电流用）
2、中方增益低时，可改变R4的阻值，声音会提高
3．安装与调试
3.1安装准备
3.1.1元器件的识别
本制作所需元器件清单见附表-1。
1.电阻
确定色环电阻的阻值都是用颜色码表示的，每一种颜色都有对应的数值。
一般有3环、4环、和5环等。
3色环电阻的识别：
第一色环是十位数，第二色环是个位数，用前三个色环来代表其阻值，如：
39Ω，39KΩ，39MΩ。
5色环电阻的识别：
第一、二、三环分别代表三位有效数的阻值；第四环代表倍率；第五环代表误差。
如果第五条色环为黑色，一般用来表示为绕线电阻器，第五条色环如为白色，一般用来表示为保险丝电阻器。
如果电阻体只有中间一条黑色的色环，则代表此电阻为零欧姆电阻本实验所用的是4环电阻，电阻的前两个色环表示数字，第三个色环表示“0”的个数，最后的色环表示误差%。
色环对应数值如表3-1
表3-1色环对应数值表
棕
红
橙
黄
绿
蓝
紫
灰
白
黑
金
银
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
5%
10%
2.电容
这里提供的电容有两种，一种是电解电容，一种是瓷片电容。
电解电容有极性，瓷片电容没有极性。
判断电解电容的极性时，可根据引脚的长短来判断，一般长的一端为正（+），短的一端为负（-），电容器的外皮上也有明显的“-”极标志。
电解电容会将容值和单位标记在元件上，而瓷片电容则标记三位数。
第一、二位数字代表电容值，第三位数字代表“0”的个数，单位为PF。
如：
223表示22000PF=0.022μF。
3.三极管
VT5、VT6属于中功率三极管，VT1—VT4属于高频小功率三极管，相互之间不要相混淆。
三极管的型号规格在元件表面已经标明，组装前需辨认清楚。
辨认三极管管脚时，将管脚向下，面对横平面，从左到右依次是集电极e、基极b和发射极c。
本实验所用三极管均为90系列，其中9013H结构：
NPN，集电极-发射极电压：
25V，集电极-基电压：
45V，射极-基极电压：
5V，集电极电流：
0.5A，耗散功率：
0.625W，结温：
150℃，特怔频率：
最小150MHZ，放大倍数：
220。
9014结构：
NPN，集电极-发射极电压45V，集电极-基电压50V，射极-基极电压5V，集电极电流0.1A，耗散功率0.4W，结温150℃，特怔频率最小150MHZ，放大倍数：
A60-150B100-300C200-600D400-1000。
9018结构：
NPN，集电极-发射极电压15V，集电极-基电压30V，射极-基极电压5V，集电极电流0.05A，耗散功率0.4W，结温150℃，特怔频率平均620MHZ，放大倍数：
D28-45E39-60F54-80G72-108H97-146I132-198。
4.线圈
T1表示的磁棒线圈在焊接前也要分清a、b、c、d端，ab表示的是初级线圈的两端，cd表示的是次级线圈的两端，初级线圈数明显多于次级线圈数。
在实物中，a、d是最外侧的两端。
5.发光二极管
发光二极管简称LED是一种能发光的半导体电子元件。
发光二极管还可分为普通单色发光二极管、高亮度发光二极管、超高亮度发光二极管、变色发光二极管、闪烁发光二极管、电压控制型发光二极管、红外发光二极管和负阻发光二极管等。
本实验所用的普通发光二极管LED可根据引脚的长短来判断极性，一般长的一端为正（+），短的一端为负（-）。
3.1.2元器件的安装
1.无极性元件的安装
插元件时请注意符号；瓷片电容也无极性，安装时对应参数焊于指定位置即可，注意引脚剪脚时不要太短，但总的元件高度不要超过中周的高度，否则盖子将无法盖上；
2.极性元件的安装
电解电容和三极管都有极性之分，安装时一定要区分极性，电解电容没剪脚前长的一根为正，短的为负，注意和线路板上的标识相对应；三极管安装时严格按线路板上的符号对应安装，装反收音机将无法正常工作；
3.输入变压器的安装
输入变压器由于二排都是三个引脚，且距离一样，因此制作者经常容易装反，其实在变压器的上面有一个小圆点，而线路板上，这个变压器符号的地方也相应的有一个白点，只要将二者对应，安装的位置就是正常的，如果安装时仔细点，最好用万用表对变压器的引脚进行没量，区分出初级与次级（初级电阻较大，次级电阻较小），然后再结合原理图，仔细辨认线路板上的走线后再进行安装，这样更不容易出错；
4.中周的安装
中周安装时，由于其二排脚一边是二个脚，一边是三个的，因此方向不会搞错，但由于三只中周引脚大小全部一样，因此非常容易搞错。
区分的方法为：
三个中周模样的元件中的调整帽对应三种颜色，其中红的为本振线圈，白的T3，黑的为T4。
这三只外型一样的中周，其实一只是振荡线圈，这点从中周的反面也可以看出来，没有小电容的那只是线圈，有的二只是中周；
5.磁性天线的安装
磁性天线的线径较细，安装时要特别小心，一旦碰断，将非常麻烦，还有安装过程中不要将原本绕紧的天线搞松，否则将影响到接收灵敏度。
磁性天线线头的区分也很重要，初级线圈圈数多，次级少，a、b、c、d的顺序按同一绕向的方向进行确定，线圈装于磁棒时，注意将次级放于磁棒里面位置，初级靠近磁棒的端部，固定好天线后，可以将长出的漆包线剪去，剪前一定要确定引线的长度合适，保证焊上线后，天线可以在磁棒上有足够的位移，天线在焊之前必须将线头端的漆刮去，然后上锡，若上锡正常，可以看到原本黄的漆包线外面变成白色了，这样焊在线路板上才不会虚焊。
6.注意事项
在安装时应先安装低矮和耐热的元件（如电阻），然后再安装大一点的元件（如中周变压器），最后安装怕热的元件（如三极管）。
3.2焊接
3.2.1焊接准备
1.材料元器件的准备
本实验所需的的材料元器件有：
电烙铁、小镊子、小钳子、剪子、松香、锡丝等。
2.焊接方法
（1）右手持电烙铁。
左手用尖嘴钳或镊子夹持元件或导线。
焊接前，电烙铁要充分预热。
烙铁头刃面上要吃锡，即带上一定量焊锡。
（2）将烙铁头刃面紧贴在焊点处。
电烙铁与水平面大约成60℃角。
以便于熔化的锡从烙铁头上流到焊点上。
烙铁头在焊点处停留的时间控制在2～3秒钟。
（3）抬开烙铁头。
左手仍持元件不动。
待焊点处的锡冷却凝固后，才可松开左手。
（4）用镊子转动引线，确认不松动，然后可用偏口钳剪去多余的引线。
3.2.2焊接
图3-1超外差式收音机线路板插孔图
1.印制板焊接
第一步，将准备好的电阻和电容安装到印制板上，用预热好的电烙铁头放到待焊点上进行预热；第二步，在对焊点预热约2秒后对准焊点用电烙铁沾取适量的焊剂对焊点进行均匀的涂抹，然后对准焊点送焊料；第三步，待焊料在焊点上已经充分的熔化，并在点上能形成饱满的圆点，使电阻或电容已充分的连接，此时迅速的撤离焊料；第四步，继续对焊点进行短时的加热，待焊点上的焊料恰好覆盖住焊点，形成圆润、饱满的焊点，此时迅速的沿45°方向撤离电烙铁，让焊点上的焊料自然冷却；第五步，待焊料充分的冷却后，用工具剪去过长的电阻或电容的管脚。
2.导线的焊接
第一步，将导线的绝缘层去除，并按照不同导线的连接方式进行初步连接；第二步，用预热好的电烙铁对连接好的导线进行初步处理：
清洁，然后沾取适量的焊剂对导线的连接处进行搪锡处理；第三步，用烙铁对准导线的连接处进行加热，待焊点温度已经达到焊接时，用左手持焊料对准焊点送焊料；第四步，待焊料在焊点上已经充分的熔化，并且熔化的量足够时，迅速撤离焊料；第五步，用电烙铁对准导线的连接处继续进行加热，并用电烙铁头沾取焊料在连接处进行均匀的涂抹；第六步，待焊料在连接处已经冷却后，对导线进行绝缘恢复处理。
3.焊点拆除
如果在焊接的时候出现了错焊、虚焊或者两焊接点发生连接等。
需要进行焊点拆除。
⑴印制线路板上的盘式焊点焊件的拆除。
可以采取分点拆除法，也可以采取集中拆焊法，或者间断加热拆焊法，要领是先对焊点用电烙铁进行加热，待焊点上的焊料熔化后，趁热拔下焊件。
⑵其他导线、接线柱焊点的拆除。
对导线或接线柱的焊点进行充分的加热，待焊料已经熔化后，趁热对焊件进行拆除。
4.焊接注意事项
（1）.焊接前应观察各个焊点（铜皮）是否光洁、氧化等。
（2）.在焊接物品时,要看准焊接点，以免线路焊接不良引起的短路
3.3调试
3.3.1调试前的检查：
1.检查三极管及其管脚是否装错，振荡变压器是否错装中频变压器，各中频变压器是否前后倒装，是否有漏装的元件。
2.天线线圈初次级接入电路位置是否正确。
3.电路中电解电容正负极性是否有误。
4.印刷线路是否有断裂、搭线，各焊点是否确实焊牢，正面元件是否相互碰触。
3.3.2调试过程
1.调中频
调中频就是调中周，让两个中周T3、T4都谐振在465上。
可以先找到一强台，从后向前依次调中周T4、T3至声音最大，再找一个弱台，反复调几次。
2.调覆盖
调覆盖就是调天线线圈的谐振频率，让磁性天线的谐振频率正好落在535-1605KHz上。
这个主要是调天线线圈在磁棒上的位置和圈数，因为圈数是固定的，所以只能调线圈的位置。
3.调跟踪
调跟踪就是调本振频率，始终比外信号频率高465KHz。
首先调节第一个中周T2（本振线圈）的磁帽，因为后面两个中周T3、T4已经谐振到465KHz了，所以找一个中间位置的电台，调本振线圈，使声音最大，那么它的谐振频率就比电台信号高465KHz。
由于晶体管振荡电路的非线性，使振荡电路不能时刻与电台信号相差465KHz，这时就需要先调到频率最低端，再调节CB旁的补偿电容。
补偿电容的作用就是让低端频率高一点，高端频率低一点，保证从接收从535KHz到1605KHz信号时，振荡频率处处都能比外来信号高465KHz。
因为在组装收音机时工具有限，所以没有测试各晶体管的集电极电流，也因为收音机的元件均已做好调整，装好后只需微调，所以在统调过程中我只做了微调中周，和调整磁棒线圈在磁棒上的位置，使信号在某种状态下声音最大最清晰。
因为中周的谐振频率在出厂时是已经调好的，所以在没有仪器的情况下不要随意动它的磁帽，一但失谐很难调准，但可以记住原来的位置，左右微调，找一个声音最大的位置。
调节中周要使用无感螺丝刀，一般铁的钢的不行，因为金属的物品一接近中周就会改变其中的电感量，等调好后，将螺丝刀离开电感量就又变了，所以我用竹筷子削了一个平口的螺丝刀，用以调节中周。
4．总结
这次做晶体管超外差式收音机的课程设计使我收益很大，它很大程度上培养了我们的动手能力，特别是通过实验原理图进行实物焊接，焊接时能深刻体会到焊工艺的重要性。
让我明白了晶体管超外差式收音机的基本原理，知道了它的各个部分的工作方式，通过实践巩固了课堂上学习的理论知识。
清楚超外差式收音机的工作原理非常重要，如果仅仅只是一昩的操作不而知道它的内部结构是怎样的，电路是怎样工作的，也是无用的，这次的课程设计也使我懂得了做一样东西就要把它做好，从真正意义上把它搞懂，这样才能使自己真正受益。
此次实习是以自己动手，掌握一定操作技能为基础的。
在实习中，我锻炼了自己动手技巧，提高了自己实际解决问题的能力。
比如在焊接芯片时，焊接时要尽量使线路规范清晰明了，这样才有利于在调试过程中检查电路，一旦出现错误也能及时发现错误并加以改正。
总之，在这次课程设计过程中我学到了许多。
作为现代的大学生，如果仅停留在书本上，还在原地踏步，那是绝对不行的，我们应该多出去实践，不要光学理论知识，这次的实验总体上使我的动手能力有所提高，希望今后多参加一些课程的实践，全方面提升自己。
5、参考文献
[1]刘修文.实用电子电路设计制作300例[M].中国电力出版社.2005.
[2]杨素行.模拟电子技术基础（第三版）[M].北京：
高等教育出版社.2005.
[3]余孟尝.数字电子技术基础（第三版）[M].北京：
高等教育出版社.2005.
[4]王金矿、李心广、张晶等.电路与电子技术基础[M].北京：
机械工业出版社.2008.
[5]朱正涌.半导体集成电路.清华大学出版社.2001.
[6]刘光祜.饶妮妮.模拟电子基础.电子科技大学出版社.2003.
[7]CMOSAnalogCircuitsDesign,2ndEd.CMOS模拟电路设计（第2版）.，Phillip.电子工业出版社.2002.
[8]AnalogIntegratedCircuitDesign.模拟集成电路设计.David&.机械工业出版社.2005.
[11]AnalogDesignEssentials.模拟集成电路设计精粹，WillyM.C.清华大学出版社.2008.
[12]中国电子顶级开发网
[13]
[14]http:
//www.ed-
[15]
[16]电子工程师
[17]
[18]
6.附录
表附-1元器件清单
序号
名称
型号规格
位号
数量
1
三极管
9018
VT1、2、3
3只
2
三极管
9014
VT4
1只
3
三极管
9013H
VT5、VT6
2只
4
发光管
LED
1只
5
磁棒线圈
T1
1套
6
中周
红、白、黑
T2、T3、T4
3个
7
输入变压器
T5
1个
8
扬声器
BL
3只
9
电阻器
100Ω
R6、R8、R10
2只
10
电阻器
120Ω
R7、R9
各1只
11
电阻器
330Ω、1.8K
R11、R2
各1只
12
电阻器
30K、100K
R4、R5
各1只
13
电阻器
120K、200K
R3、R1
1只
14
电位器
5K
RP
1只
15
电解电容
0.47μF
C6
1只
16
电解电容
10μF
C3
1只
17
电解电容
100μF
C8、C9
2只
18
瓷片电容
6
升级会员 