收音机组装与调试

一超外差式收音机的基本原理

1.1无线电的发送与接收过程

1.1.1 无线电的发送

人耳所能听到的声音频率约在20Hz-20kHz的围，通常我们把这一围叫音频，声波在空气中的传播速度（340m/s）比起无线电波的传播速度（3×10^8m/s）是很慢的。而且衰减的相当快，所以声音是不会传递很远的，要实现声音的远距离传输，首先将声音通过话筒（微音器）转化为音频电信号，音频电信号不能直接向空中发送，必须用音频信号去调制一个等幅的高频振荡才能实现声音的远距离传输，这个等幅的高频振荡叫做载波。音频信号称为调制信号，经过调制的信号叫做已调波，已调波经调谐功率放大器放大，由发射天线辐射到空间，声音广播（简称广播）发送的组成如图1.1.1所示。

图1.1.1 广播发送电路的原理

1.1.2 无线电的接收

接收过程与发送过程相反，它的任务是将空中传过来的电磁波接收下来，并还原成调制信号，经音频放大器放大推动扬声器发出声音。

接收机的电路形式有两种，一种为高放式收音机，另一种是超外差收音机，在这里使用超外差收音机，其电路组成如图1.1.2所示。

图1.1.2 超外差收音机的组成

超外差收音机的工作原理：将接收到的高频信号fs变为频率较低的中频信号f1，经过中频放大器放大，再进行检波，要将高频信号fs变为中频信号f1，接收机还需要外加一个正弦信号f0，这个信号叫做外差信号，产生外差信号的电路叫做本机振荡器，高频信号fs和外差信号f0均加到混频器，利用晶体管的非线性混频，经中频选频电路得到两者的差频信号，即f1=f0-fs，这个差频信号叫中频，中频信号送入后面的中频放大器放大，再进行检波。经音频放大推动扬声器发出声音。

1.2 超外差氏收音机介绍

载波发生器调制器高频功率放大器

音频放大器

下图为超外差氏收音机电路原理图

图1.2.1（a）收音机电路原理图

图1.2.1（b）各元件位置

1.2.1 输入回路

输入回路作用是从各种无线电波和干扰信号中，选择出要收听的电台信号。它是由绕在磁棒上的线圈L1和双联可变电容的输入联C1a及并联补偿电容C1a’组成，如图1.2.2(a)所示，由于电磁波是由天线线圈L1产生感应电动势的，其等效电路如图1.2.2(b)所示，所以输入回路为一串联谐振电路，对于接受信号中fc=fs 的信号，输入回路产生串联谐振。发生串联谐振时，L1两端电压最高，而对其他频率的信号通过输入回路都会受到衰减，其谐振曲线如图 1.2.2(c)从而达到选台目的，调节C1a便可改变谐振频率，从而接收到本频段不通电台的广播。输入回路选择到的高频信号通过L1、L2的耦合加到混频级。

C1a'

C1a

L2

L1B

（a ）输入回路 （b ）等效电路 （c ）谐振曲线 图1.2.2 输入回路

1.2.2 变频级

变频级的作用是将天线线圈接收到的高频信号fs 变成固定的中频（465kHz ），要实现变频就要产生一个本机振荡信号，本振频率应高于高频信号fs 一个中频，普通收音机本震与变频是由同一个晶体管实现的，如图1.2.3，本机震荡是由振荡变压器B2和双连电容器C1b 等元件组成，由于T1集电极的调谐回路B3与C7谐振于465kHz ，而对于本机振荡信号而言远高于465kHz ，所以此调谐回路对于本机振荡信号呈现阻抗很小，C3、C4容量较大，对本振信号又可视为短路，故其交流等效电路如图 1.2.4所示，图中L1、L2即振荡变压器B2，C=C5(C1b+C1b ’)/(C5+C1b+C1b ’)，由图可以看出对振荡信号该级又是一级共基极电路。

Vc

B1

C3

R1

R3

T1

C4

L2

L1

B2

C1b'

C1b

C5

*

*R2

B3

C7

T1

B2

L1

L2

**

图1.2.3 变频电路 图1.2.4本级振荡交流等效电路

输入高频信号耦合加到T1的基极，本振信号与高频信号利用晶体管输入特性的非线性实现混频。

器件的伏安特性:i=ao+a1u+a2u2

i 是通过非线性器件的电流,u 是加到非线性器件上的电压,设高频信号为:Us=UsCOSwst

本振荡信号为：Uo=UoCOSwot 则 U=UsCOSwst+UoCOSwot

代入式i=ao+a1(UsCOSwst+UoCOSwot)+a2(UsCOSwst+UoCOSwot)2

根据三角公式

2122

COS COS α

α+=

2COS αCOS β=COS(α+β)+COS(α-β)

222220110022020020001111

222222

2[()()]s s s s s s s s i a a U COS t a U COS t a U a U COS t a U a U COS t

a U U COS t COS t ωωωωωωωω=+++++++-++

由上式可见不同频率高频电压作用于非线性器件时其电流不仅有基波成分还要产生一系列的谐波及和频及差频，经集电极并联调谐回路，取出中频信号送入中频放大器放大。

由于混频是利用晶体管输入特性曲线的非线来实现的，所以选择适当的工作点是十分重要的，工作点选择低谐波成分丰富易产生差频项，但对本机振荡来讲，不易产生振荡成无声，对于高频信号来讲也会生非线性失真，同时高次谐振波成分过强时还会产生“啸叫”。工作点若选择过高，本机振荡虽易起振，但差频相较小变频增益反而会下降，一般变频级集电极电流为0.3-0.5mA 。 1.2.3 中放

中频放大器的作用是对中频信号进行放大，中频放大电路如图 1.2.4.集电极负载为中频变压器B4初级与电容C8组成并联谐振电路，其谐振回路的中心频率为中频，对于465kHz 中频信号并联谐振电路阻抗最大，中频放大器增益最高，而对于其他频率成分都将受到衰减和抑制。并联谐振电路中电感具有中心抽头其作用是23 两端并联谐振阻抗与晶体管的输出电阻相匹配，中频变压器初级绕组较高，次级绕阻很小，其目的也是使中频变压器与下一级输入电阻匹配以提高传输效率，一般收音机中放有关两级，如果将变频级考虑在为三级，三个中频变压器各不相同，以型号和磁帽上的颜色区分，其目的是对各级中放的选择性，通频带和增益各有侧重，以满足整体设计指标的要求，一般中放 1 表态工作电流0.8—1.2mA ，中放 2 工作电流1—1.5mA ，要求中放增益40db 带宽5—7kHz ，邻近电台衰减26db 以上。

图1.2.4中频放大器

1.2.4 检波

检波的作用是从调幅波中得到调制信号，它与发送端调制器的作用相反，故称为解调。二极管检波电路如图 1.2.5 (a)所示。B 是中频变压器，D 是检波二极管，Cl 、Rl 是检波负载，中频调幅波通过中频变压器B 耦合加到检波二极管D 两端。对图1.2.5(b)所示的调幅波的第一个正半周二极管D 导