FMAM收音机原理与制作

通信工程系电子综合实践课程设计FM/AM收音机原理与制作学生姓名学号所在系通信工程专业名称计算机通信班级指导教师二○一二年六月目录目录 (1)前言 (2)1 通信的基本概念 (2)1.1 通信的定义 (2)1.2 几个名词：信息、消息、信号 (2)2 通信系统 (3)2.1 通信系统的组成 (3)2.2 通信系统的分类 (3)3 无线电波信号 (5)3.1 无线电波 (5)3.2 无线电发射与接收基本原理 (6)3.3 无线电波的发射 (6)4 调幅收音机 (7)4.1 收音机原理图 (7)4.2 超外差式收音机 (9)5 输入调谐回路 (10)5.1 输入调谐回路的作用与要求 (10)5.2 输入调谐回路的组成与工作原理 (11)6 变频电路 (12)6.1 变频电路的基本组成 (12)6.2 变频原理 (12)7 中频放大级(是超外差式收音机的重要组成部分) (13)7.1 中频放大级的作用 (13)7.2 对中频放大级的基本要求 (13)8 检波电路 (14)8.1 检波电路的作用 (15)8.2 检波电路的要求 (15)8.3 检波原理 (15)9 调试 (15)小结 (17)参考文献： (18)前言近几年来，鉴于以蜂窝移动为代表的各类无线通信业务猛增，人们已不满足于传送话音，还要求传送高速数据和活动图像。

因而，需要在有限的无线信道频带内，传送高速数据、宽带信号。

然而，高速、宽带信号，在通过移动的时变多径信道传输时，会引起严重的衰落现象，通信无法保证。

为此，通信理论工作者研究出了很多抗各类衰落和抗干扰的新对策，如：LDPC码、正交频分复用（OFDM）多载波调制、多天线系统、多用户检测、链路自适应技术等信理论和新技术。

20世纪，电信技术得到极大发展，特别是全球范围电话网络的形成，导致通信新技术的不断出现，即用同轴电缆代替双绞线，使系统的容量大大增加。

微波系统的产生于应用，使通信系统的容量进一步的增加。

纵观电信技术发展的全过程，可以发现一个明显的特点—频率是有低电频向高电频端不断发展的。

可以这样说，电信技术的发展历史是不断开拓更高频率或更短波长的历史。

从长波、中波、短波超短波发展到微波，这期间几乎每隔6年频率递增一个数量级。

20世纪70年代出现的光纤通信引发了通信技术新的革命，由于光纤极宽的带宽和极小的损耗，使通信技术的容量提高了几个数量级，成为世界应用最广泛的通信技术。

1 通信的基本概念1.1 通信的定义利用电子等技术手段，借助电信号(含光信号)实现从一地向另一地进行消息的有效传递和交换，称为通信。

通信的实质是实现信息的传输与交换。

将一切信息从发送者传到接收者的过程。

1.2 几个名词：信息、消息、信号信息是一种不确定度的描述，是消息中包含有意义的内容。

消息中包含了信息，消息有不同的形式，如符号、文字、语音、数据、图象等，根据所传的消息不同分成了目前的各种通信业务。

不同的消息中可以包含相同的信息我们可以从消息中提取信息。

信号为消息的表示形式，在通信系统中传递的实际是各种消息的电(光)信号，是信息具体的存载体。

2 通信系统2.1 通信系统的组成实现信息传递所需的技术设备和传输媒质的总和称为通信系统。

图2.1 -1 通信系统模型在通信系统过程中，信源、信宿、信道是信息传播的三大要素。

信源是信息的发源地，信源及信息源的作用是把各种可能的消息转换成原始电信号。

信宿是传输信息的归宿，其作用是将复原的原始信号转换成相应的消息，可以是有线的，也可以是无线的，而有线和无线又都有多种传输媒质。

信道即传递信息带的通道，是信源和信宿之间联系的纽带。

发端设备与接收设备：发端设备对原始信号完成某种变换（如调制或编码），再送入传输介质（信道）；接收设备与发端设备功能相反，从接收信号中 复原出原始信号（如解调、译码等）。

噪声源：是信道中的噪声及分散在通信系统其它各处的噪声 的集中表示。

在任何系统中必然存在，对通信的质量（可靠性）产生影响。

因此通信系统设计的任务就是： 克服距离障碍，迅速、可靠地传递信息。

2.2 通信系统的分类 2.2.1 按传输媒体分类：有线通信：光缆、电缆、导线等无线通信：无线电波、卫星、散射、红外线等信源发端设备传输介质（信道）接收设备噪声源信宿2.2.2 按传输信号类型分 ：2.2.2.1 模拟通信：携带消息的电信号参量是连续变化的，也称连续信号。

连续是指信号的某一参量是连续变化的，而不一定是时间连续的。

图2.2.2.2—1模拟信号波2.2.2.2 数字通信：携带消息的电信号参量是离散变化的，也称离散信号。

如：数据信号、电报信号、PCM 信号等。

离散是指信号的某一参量是离散变化的，而不一定是时间离散的。

图2.2.2.2-1 数字信号波形2.2.2.3 模拟通信系统：传输模拟信号的通信系统。

111t()s t tP S K 信号图2.2.2.3-1 模拟通信系统模型2.2.2.4 数字通信系统：传输数字信号的通信系统图2.2.2.4—1 数字通信系统模型3 无线电波信号3.1 无线电波无线电波是指在自由空间（包括空气和真空）传播的射频频段的电磁波。

在通过、有交流带你的导线周围，就有变化的磁场存在，变化的磁场在它的周围有引起变化的电场，而变化的电场又在周围更远的地方引起变化的磁场，这样电场和磁场不断地相互交替产生，就能把电磁场向周围空间传播。

基带信号基带信号 频带信号波长大于1mm，频率小于300GHz的电磁波是无线电波。

无线电波是一种能量的传播形式，电场和磁场在空间中是相互垂直的，并都垂直于传播方向，在真空中的传播速度等于光速的约300000千米/秒。

3.2 无线电发射与接收基本原理3.2.1 无线电发射的基本原理我们已经知道利用天线可以把无线电波向空中发射出去，但是天线的长度必须和电磁波长相对应，才能有效地发射。

而且只有频率相当高的电磁场才具有辐射能力，因此利用频率较高的无线电波才能传送信号。

因此把无线波发射机种产生的高频振荡作为“载波”，将音频信号加到“载波”上。

这个过程叫做调制。

经过调制以后的高频振荡叫做已调信号。

利用传输线可把已调信号送到发射天线，变成无线电波，发射到空间去。

经过调制以后可以使广播信号有效的发射，而且不同的发射机可以用不同的“载波”频率，使彼此互不干扰。

一台广播发射机应该包括四个部分：一是声音的变换域放大，这一部分的频率较低，叫做低频部分；二是高频振荡的产生、放大、调制和高频功率放大，统称高频部分；三是天线与传输线；四是直流电源部分。

话筒和音频放大器的作用，是把声音变换成调制器所需的一定强度的音频电信号。

高频振荡器的作用是产生高频正弦振荡，即载波，它的频率叫做载频。

3.2.2 基本无线电接收原理由发射机发出的无线电波，经接收机天线接收，转变为感应电势。

从天线感应出的不同频率的已调波信号中选出所需信号的任务由输入电路承担。

二输入电路选出的信号，仍是已调波信号，不能用它去直接推动耳机或喇叭，还必须把它恢复成音频信号。

这种从已调波信号中检出音频信号的过程，叫做检波或解调。

3.3 无线电波的发射3.3.1 载波用来运载音频信号的无线电波叫做载波。

3.3.2 调制用低频信号控制高频载波的过程叫做调制，低频信号叫做调制信号。

如果载波的幅度被低频信号控制，这种调制叫做调幅；如果载波的频率被低频调制信号所控制，这种调制叫做调频，如果载波的初相被低频调制信号所控制，这种调制叫做调相。

经过调制后的电磁波叫做已调波，它可以通过天线向空间辐射出去。

图 3.3—1 调幅、调频、调相3.3.4 解调从已调波中，将低频调制信号还原出来的过程叫做解调。

解调又有检波和鉴频之分。

4 调幅收音机4.1 收音机原理图图4.1—1 收音机原理图图4.1—2 IC CXA1191M图4.1—3 IC CXA1191M表4.1—4 色环电阻表色环第一色环有效数字第二色环有效数字第三色环有效数字第四色环应乘倍率第五色环误差黑0 0 0 1黑 1 1 1 10 ±1％红 2 2 2 10^2 ±2％橙 3 3 3 10^3黄 4 4 4 10^4绿 5 5 5 10^5 ±0.5％蓝 6 6 6 10^6 ±0.25％紫7 7 7 10^7 0.1％灰8 8 8 10^8 ± 0.05％白9 9 9 10^9金0.1 ±5%银0.01 ±10%无色±20%4.2 超外差式收音机超外差式收音机最突出的特点：它把接收的电台信号与本机振荡信号同时送入变频管进行混频，并始终保持本机振荡频率比外来信号频率高465Hz，通过选频电路，取两个信号的“差频”进行中频放大。

这种电路叫做超外差式电路，采用超外差式电路的收音机叫做超外差式收音机。

4.2.1 超外差式收音机的基本组成超外差式收音机由输入回路、变频器、中频放大器、检波器、AGC电路、低频放大级、功率放大级和扬声器组成图4.2.1—1 超外差式收音机方框图4.2.2 超外差式收音机工作过程输入回路从无线接收到的许多广播电台发射出的高频调幅波信号，选择出所需要接收的电台的信号，将它送到混频管。

收音机中的本机振荡电路产生高频调幅振荡信号，也被送到混频管。

利用晶体管的非线性作用，这两种信号经混频后，输出多种不同频率信号。

其频率有：两种信号原有频率、这两种信号的“和频”、“差频”……等。

其中差频为465kHz，由选频回路选出465kHz的中频信号，将其送到中频放大器放大，经放大后的中频信号再送到检波器检波，还原成音频信号；音频信号再经前置低频放大和功率放大送到扬声器，由扬声器还原成声音。

4.2.3 超外差式收音机的特点a)在接收波段范围内，对信号放大量均匀一致: 由于变频级将外来的高频已调波信号变为465kHz的固定中频，然后对固定中频信号进行放大。

因此，在整个接收波段范围内，放大量均匀一致。

b)灵敏度高: 输入回路选择出的高频已调波信号，经变频级变频后，信号频率变为固定中频，能够使晶体管工作在放大量较大的最佳工作状态。

c)选择性好: 由于“差频”的作用，只有外来信号与本机振荡信号的频率之差为465kHz，才能进入中频放大电路。

又由于中频放大器的负载为谐振回路，因此，选频特性好。

5 输入调谐回路5.1 输入调谐回路的作用与要求输入调谐回路的作用：从天线接收下来的多个电台信号中选择出所要接收的电台信号，并抑制掉其它不需要的电台信号及各种干扰及噪声信号。

输入调谐回路的要求：良好的选择性、频率覆盖要足够宽、电压传输系数要大而且要稳定。

5.2 输入调谐回路的组成与工作原理输入调谐回路有磁性天线输入调谐回路和具有外接天线的输入调谐回路，今天我们所讲的是中波磁性天线输入调谐回路。