完整word版超外差收音机原理详解word文档良心出品
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超外差收音机方框图
超外差收音机电路组成方框图如图Z1002所示。它主要由输入回路、变频级、中放级、检波级、低放级(前置或推动级)和功放级及电源等部分组成。
超外差收音机的主要工作特点是:采用了"变频"措施。输入回路从天线接收到的信号中选出某电台的信号后,送入变频级,将高频已调制信号的载频降低成一固定的中频(对各电台信号均相同),然后经中频放大、检波、低放等一系列处理,最后推动扬声器发出声音。
这一"变频"措施,是超外差收音机性能得以改善的关键,也是分析超外差收音机"重点"。
堆9卜吕式洞奇才几方框E
收音机质量的高低是用其性能指标来衡量的。国家标准中规定的指标很多,我们就其重要的几项作一介绍。
1.灵敏度收音机正常工作(即输出功率和输出信噪比达到额定值)时,天
线上感应的最小信号(场强或电势)称为灵敏度。它反映收音机接收微弱信号的能力。使用磁性天线接收信号时,用电场强度来表示,其单位是mV/m,一般
中波段收音机的灵敏度应不劣于2mV/m;使用外接天线或拉杆天线时,灵敏度用电势表示,单位是yV。
2.选择性收音机抑制邻近电台信号干扰、选择有用信号的能力称为选择性。它反映收音机选择电台的能力。
调幅广播电台的中心频率是按9kHz间隔来分布的,故收音机的选择性通常用输入信号失谐±kHz时,灵敏度的衰减程度来衡量,一般要求收音机的选择性大于20 d B。
3.失真度收音机输出波形与输入波形相比失真的程度称为失真度。收音机中对音质有影响的主要是频率失真和非线性失真。
4.波段覆盖范围收音机所能接收的载波频率范围。调幅收音机的中波段频率范围为535〜1605kHz,而短波范围则为1.6 —26MHz,调频收音机的覆盖范围为88—108 MHz。
LC串联谐振回路
LC 谐振回路
LC 谐振回路广泛地用于超外差收音机的选频电路之中,如输入回 路、变频电路、中频电路等。故在分析超外差收音机 的工作原理之前,我们先复习一下 LC 谐振回路的性
能及特点。
图Z1003为一 LC 串联谐振电路,其中 R 表示线
圈L 的损耗电阻。该电路的交流阻抗为
aL- ---
Z=R+j ( 曲、,当回路发生谐振时,
Q }L- -----
曲=0 ,故回路的谐振频率为:
f0= ^/LC GS1001
该电路谐振时的特点是,回路的阻抗最小且 时,回路的电流最大且 I0 =
;电感或电容两端的电压最大,且是信
号电压的Q 倍。Q 的定义为:
%£ _ ] Q = R 珂加。
Q 叫回路的品质因数。下面我们重点讨论 串联电路的幅频特性、通频带和选择性。
1.回路电流的幅频特性 由图Z1003知,该电路的电流
—空—
2 1 R +7(屁-——)
LC 回隔谐振曲线
_ A
[+丿0刍-刍)
GS1002
Jo J
为方便起见,通常用电流的相对比值(称归一化) 的幅频特性:
0 — Y 几」 GS1003
Z1004的幅频特性曲线(即谐振曲线)。从曲线 看出:Q 值愈大,曲线愈尖锐,回路的选择性愈好。
r
—图 Z1003
Z0 = R ;信号电压一定
LC
来表示串联回路电流 a =
利用上式可画出图 Mg
2 .回路的通频带 在谐振频率附近,f+f0 e 2f
/ 兀 _(/+?«)〔/ —人)2(/-兀)2纽
上式代入式 GS1003可得
GS1004
满足a 川(即0.707)的频率认为可以通过回路,通过回路的频率范围 称通频带,通频带的宽度用
Q •丝=1
因 几 则B = 2 △f =
由此可见:Q 值越低,
3.回路的选择性
回路的选择性通常用谐振曲线的矩形系数
Kr 来表示,如图 Z1004所
示,Kr 定义为a 下降到0.1时的频宽 B0.1与a 下降到0.7时频宽B0.7 的比值,即
R 、L 、C 串联回路的矩形系数为:
…
-1血 忑一矿叱, A
G
理想矩形系数 Kr=1,而LC 串联回路谐振曲线矩形系数较大,因此 选择性较差。
图Z1005为一 LC 并联谐振回路,其中R 为线圈的损耗 电阻。该回路的阻抗
(左柑过)
GS1007
该回路的谐振频率为
f0="伍
并联谐振回路的特点是,谐振时回路阻抗最大且为纯电阻,即
Z0= R0 =
L
RC ;谐振阻抗为感抗或容抗的Q 倍, 即 Z0=Q CD 0L=Q ac 。
B 表示, /c 6
GS1005
通频带越宽,
Q 值越高,通频带越窄。
051006
J1F -1 = g 36
圉 aoos
L
凡-冠-1 {I
式中Q =
你7
一般Q 远大于1。
当电流一定时,电感或电容两端的电压最大,若偏离谐振频率,回路阻抗及 电压将明显减小。
1 .回路电压的幅频特性
在谐振频率附近,CD L>> R , f+f0~ 2,式GS1007可整理成
Z = 花
回路电压
电压幅频特性:
其表达式和特性曲线与串联回路相同。
2 .回路通频带和选择性
由GS1008式可求出并联回路的通频带
B = 2A f = g
Q 愈大,通频带愈窄;Q 愈小,通频带愈宽。
与串联回路选择性分析一致,并联回路谐振曲线的矩形系数 Kr = 9.96,即 选择性也较差,但这种电路结构简单,调试方便,常用于接收机的中频放大电 路之中。
输入回路
输人回路是收音机的"大门",从广播电台传来的高频信号 到达收音机,首先碰到的是输入回路。常用的晶体管收音机 输入回路如图Z1006所示。它是一个由可变电容器 C1、输 入调谐线圈L1组成的LC 串联调谐回路,其作用是从天线 接收到的许多频率的信号中,选择出欲收听的电台信号。被 选出的电台信号,再由L2耦合到第一级晶体管的基极。输 入回路选择电台信号的原理是这样的,当不同频率的电磁波 (即不同电台的信号)在输入回路中感应出不同回路的电动势
时,如某电台的信号频率与输入调谐回路的谐振频率 f0 = 在某位
置时)相同,贝恠回路中产生谐振,回路电流最大,在线圈 压降
也最大,经L1、L2耦合送入晶体管基极的电压也最大;而其他不
符合谐振 回路谐振频率的电台信号,在 L1上产生的压降很小,
送入晶体管基极的信号电 压也就很微弱,可以认为被输入回路抑制掉了。改变 C 1可获得不同的谐振频
率,也就可选择出不同的电台信号。
GS100®
图ZlOOti 看入回辭
加g (可变电容
L1上产生的 A