单片调幅调频收音机介绍
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第9章 单片调幅／调频收音机介绍
9.1概述
2204A
20世纪70年代后期产
品, 为16脚双列直插塑料封装结构。它既可以接收中波调幅信
号, 也可以接收调频信号。
图9.1.1和图9.1.2分别是ＵＬＮ2204 内部电路图。 图9．1．3是用ＵＬＮ２２０４Ａ组成的AM/FM 单片收音机电路图。
作调幅接收时, 接收载频范围为535kHz～1605kHz, 与本振 混频后产生465kHz的中频, 经中频放大器放大后检波, 最后由 音频功放电路驱动扬声器。
集电极电压）控制, Ｖ11、Ｖ17、Ｖ22、Ｖ40
。
当输入信号较强时, 检波器输出平均电压升高, 从⑧脚取得的
AGC电压升高, 从而有下述控制过程：ＵAGC↑→Ｕb22↑→Ｕ C22↓→ＩC11↑→ＩC17↑→Ｅ↓→Ａu↓。V17集成极电压E降低, 将使 中放管V1～V8 的发射极工作电流减小, 从而使其电压增益Au
LC移相电路调谐于465kHz, 实现180°相移。对于调幅信号 来说, 13、14和15脚外接电容C15近似开路, L5、FT3近似短路。 所以, AT3的两端分别与15、14脚相连, 而电感中点抽头处与13脚 相接, 处于交流接地。这样, 使加在两检波管V18、V19基极的中 频调幅信号正好反相, 于是, V18与Ｖ19管的be结交替地对中频调 幅波的正负半周进行检波, 检波后的音频信号从Ｖ18、Ｖ19的发 射极输出, 经Ｖ28射随以后再由Ｖ21放大后从集电极输出。
在图9.1.3中,
SW1a和SW1b拨到FM端, 则可
作为调频收音机接收调频电台信号。
由于调频台载频范围为88 MHz～108 MHz , 远高于中波 调幅台载频范围535kHz～1605kHz, 所以在ULN2204A 电路前加了高频调谐器（俗称高频头）, 用分立元件组成。
调频接收电路由高频头、中放、 鉴频、音频放大几部分 组成, 其中音频放大电路与调幅接收时完全相同, 中放电路仅 外接中频调谐回路不一样, 片内电路完全相同。 所以, 下面仅 分析高频头电路与鉴频电路。
1
由天线线圈L7与两个可变电容组成调谐回路, 起选择电台 的作用。 选择到的调幅信号由ULN2204A的⑥、⑦脚送入片 内的混频器, C24是高频旁路电容。
2
由片内V32、Ｖ33、Ｖ34与⑤、13脚外接ＬＣ调谐回路 （由本振变压器初级线圈、Ｃ27和两个可变电容组成）构成差 分对正弦波振荡器, 振荡信号由V32的集电极输出。
AT2 入回路中的一个电容是双连可调的, 使本振频率与输入信号载 频正好相差一个中频（465kHz）。振荡电压约150mV。
3 混频电路
由片内V13～V16、 V30～V31组成的双差分模拟乘法器实 现乘积混频。从片外调谐回路馈入的调幅信号由⑥、 ⑦脚输 入到V30、V31的基极, 本振信号从V14、V15的基极输入, 乘法器 输出端④、13脚外接LC中频调谐回路, 选取中频信号后又经②、 ①脚送回片内的中频放大器。 AT1是中频变压器。
4 中放电路
中放电路由片内五级直接耦合差分放大器V1～V10组成, 单 端输入, 单端输出。
调幅接收时, 中放输入端Ａ Ｔ1与输出端AT3的选频回路均调
谐在465 kHz上；而在调频接收时,
FTLeabharlann Baidu与输出端
FT3的选频回路均调谐在10.7MHz上。虽然AT1的次级与FT2的次
级串联, AT3与FT3串联, 但在任何一种接收情况下, 总有两个回
这种收音机灵敏度较高, 典型值为5 μV； 功耗很小, 额定 值约600 mW, 最大允许功耗为1 W；电源电压范围为3 V～12 V；可接8Ω～45Ω的扬声器作负载, 在电源电压为9V时, 输出 功率可达800mW 。
9.2
在图9.1.3中, 当波段开关SW1a和SW1b拨到AM端, 则可作 为调幅收音机接收调幅电台信号, 此时电路主要由以下几部分 组成。
1 高频头电路
高频头电路由输入回路、 高放和变频器三部分组成, 总电 压增益大于20dB。其输入阻抗应与拉杆天线阻抗匹配（约 75Ω）, 输出阻抗应与片内中放的输入阻抗匹配（约几千欧）。
输入回路由天线线圈Ｌ1、Ｃ2、Ｃ3、Ｒ1及高放管V101的输 入阻抗等组成, 通频带较宽, 能通过88MHz～108MHz信号。
减小。
V17类似于稳压电源中的调整管, 16脚外接电容Ｃ28、Ｃ29起 音频滤波作用, 和Ｒ17一起确定了AGC电路的时间常数。
第五级中放无ＡＧＣ作用。前四级中放总增益约76dB。
5 检波电路
V18、Ｖ19、Ｖ21、Ｖ28和13、14、15脚外接LC移相电路 (AT3)组成了差分全波峰值检波电路。
R40、R41和10脚外接大电容组成一个负反馈支路, 将输出
端信号反馈到输入端, 保证电路稳定地工作。V47和与其基极
相连的R51、 R52、R53和三个二极管的作用在于保证输出端(12
脚处)
1 E , 这样才能使两个输出管处于
2
对称状态下工作。音频放大电路总电压增益约为43dB。
9.3 调频接收电路分析
V18、Ｖ19发射极与地之间有一低通滤波器, 能滤除检波信 号中的载频分量及高次谐波分量, 其等效电阻由V28的输入电阻 组成, 等效电容由Ｖ25、V26等管的极间电容组成。
6
音频放大电路由两部分组成。前一部分是由V44、V45组成 的PNP型差分放大器, Ｖ50为集电极有源负载, 用以提高电压放 大倍数；V52和Ｖ53均为射随器, 起缓冲隔离和电平位移作用。 V36～V39是多路微电流恒流源, 为音频放大器提供合适的恒定 电流。后一部分是PNP型复合管V48、V42和NPN管V49组成的互 补对称的OTL电路, 从V49集电极输出的音频信号经12脚外接 C19耦合到扬声器, 同时, C19上的直流电压又作为V49的集电极电 源, 这是OTL电路固有的特点。
路是失谐的, 可视为短路。 另外, 调幅接收时, 因工作频率低
(小于1.65MHz), 故Ｌ5视为短路, C15视为开路；调频接收时, 因 工作频率高(大于88MHz), 故Ｌ5和C15作为鉴频器中的移相电路 元件。片内的中放电路是调幅接收和调频接收共用的。
前四级中放的集电极供电电压Ｅ受检波器输出电压（V17管
9.1概述
2204A
20世纪70年代后期产
品, 为16脚双列直插塑料封装结构。它既可以接收中波调幅信
号, 也可以接收调频信号。
图9.1.1和图9.1.2分别是ＵＬＮ2204 内部电路图。 图9．1．3是用ＵＬＮ２２０４Ａ组成的AM/FM 单片收音机电路图。
作调幅接收时, 接收载频范围为535kHz～1605kHz, 与本振 混频后产生465kHz的中频, 经中频放大器放大后检波, 最后由 音频功放电路驱动扬声器。
集电极电压）控制, Ｖ11、Ｖ17、Ｖ22、Ｖ40
。
当输入信号较强时, 检波器输出平均电压升高, 从⑧脚取得的
AGC电压升高, 从而有下述控制过程：ＵAGC↑→Ｕb22↑→Ｕ C22↓→ＩC11↑→ＩC17↑→Ｅ↓→Ａu↓。V17集成极电压E降低, 将使 中放管V1～V8 的发射极工作电流减小, 从而使其电压增益Au
LC移相电路调谐于465kHz, 实现180°相移。对于调幅信号 来说, 13、14和15脚外接电容C15近似开路, L5、FT3近似短路。 所以, AT3的两端分别与15、14脚相连, 而电感中点抽头处与13脚 相接, 处于交流接地。这样, 使加在两检波管V18、V19基极的中 频调幅信号正好反相, 于是, V18与Ｖ19管的be结交替地对中频调 幅波的正负半周进行检波, 检波后的音频信号从Ｖ18、Ｖ19的发 射极输出, 经Ｖ28射随以后再由Ｖ21放大后从集电极输出。
在图9.1.3中,
SW1a和SW1b拨到FM端, 则可
作为调频收音机接收调频电台信号。
由于调频台载频范围为88 MHz～108 MHz , 远高于中波 调幅台载频范围535kHz～1605kHz, 所以在ULN2204A 电路前加了高频调谐器（俗称高频头）, 用分立元件组成。
调频接收电路由高频头、中放、 鉴频、音频放大几部分 组成, 其中音频放大电路与调幅接收时完全相同, 中放电路仅 外接中频调谐回路不一样, 片内电路完全相同。 所以, 下面仅 分析高频头电路与鉴频电路。
1
由天线线圈L7与两个可变电容组成调谐回路, 起选择电台 的作用。 选择到的调幅信号由ULN2204A的⑥、⑦脚送入片 内的混频器, C24是高频旁路电容。
2
由片内V32、Ｖ33、Ｖ34与⑤、13脚外接ＬＣ调谐回路 （由本振变压器初级线圈、Ｃ27和两个可变电容组成）构成差 分对正弦波振荡器, 振荡信号由V32的集电极输出。
AT2 入回路中的一个电容是双连可调的, 使本振频率与输入信号载 频正好相差一个中频（465kHz）。振荡电压约150mV。
3 混频电路
由片内V13～V16、 V30～V31组成的双差分模拟乘法器实 现乘积混频。从片外调谐回路馈入的调幅信号由⑥、 ⑦脚输 入到V30、V31的基极, 本振信号从V14、V15的基极输入, 乘法器 输出端④、13脚外接LC中频调谐回路, 选取中频信号后又经②、 ①脚送回片内的中频放大器。 AT1是中频变压器。
4 中放电路
中放电路由片内五级直接耦合差分放大器V1～V10组成, 单 端输入, 单端输出。
调幅接收时, 中放输入端Ａ Ｔ1与输出端AT3的选频回路均调
谐在465 kHz上；而在调频接收时,
FTLeabharlann Baidu与输出端
FT3的选频回路均调谐在10.7MHz上。虽然AT1的次级与FT2的次
级串联, AT3与FT3串联, 但在任何一种接收情况下, 总有两个回
这种收音机灵敏度较高, 典型值为5 μV； 功耗很小, 额定 值约600 mW, 最大允许功耗为1 W；电源电压范围为3 V～12 V；可接8Ω～45Ω的扬声器作负载, 在电源电压为9V时, 输出 功率可达800mW 。
9.2
在图9.1.3中, 当波段开关SW1a和SW1b拨到AM端, 则可作 为调幅收音机接收调幅电台信号, 此时电路主要由以下几部分 组成。
1 高频头电路
高频头电路由输入回路、 高放和变频器三部分组成, 总电 压增益大于20dB。其输入阻抗应与拉杆天线阻抗匹配（约 75Ω）, 输出阻抗应与片内中放的输入阻抗匹配（约几千欧）。
输入回路由天线线圈Ｌ1、Ｃ2、Ｃ3、Ｒ1及高放管V101的输 入阻抗等组成, 通频带较宽, 能通过88MHz～108MHz信号。
减小。
V17类似于稳压电源中的调整管, 16脚外接电容Ｃ28、Ｃ29起 音频滤波作用, 和Ｒ17一起确定了AGC电路的时间常数。
第五级中放无ＡＧＣ作用。前四级中放总增益约76dB。
5 检波电路
V18、Ｖ19、Ｖ21、Ｖ28和13、14、15脚外接LC移相电路 (AT3)组成了差分全波峰值检波电路。
R40、R41和10脚外接大电容组成一个负反馈支路, 将输出
端信号反馈到输入端, 保证电路稳定地工作。V47和与其基极
相连的R51、 R52、R53和三个二极管的作用在于保证输出端(12
脚处)
1 E , 这样才能使两个输出管处于
2
对称状态下工作。音频放大电路总电压增益约为43dB。
9.3 调频接收电路分析
V18、Ｖ19发射极与地之间有一低通滤波器, 能滤除检波信 号中的载频分量及高次谐波分量, 其等效电阻由V28的输入电阻 组成, 等效电容由Ｖ25、V26等管的极间电容组成。
6
音频放大电路由两部分组成。前一部分是由V44、V45组成 的PNP型差分放大器, Ｖ50为集电极有源负载, 用以提高电压放 大倍数；V52和Ｖ53均为射随器, 起缓冲隔离和电平位移作用。 V36～V39是多路微电流恒流源, 为音频放大器提供合适的恒定 电流。后一部分是PNP型复合管V48、V42和NPN管V49组成的互 补对称的OTL电路, 从V49集电极输出的音频信号经12脚外接 C19耦合到扬声器, 同时, C19上的直流电压又作为V49的集电极电 源, 这是OTL电路固有的特点。
路是失谐的, 可视为短路。 另外, 调幅接收时, 因工作频率低
(小于1.65MHz), 故Ｌ5视为短路, C15视为开路；调频接收时, 因 工作频率高(大于88MHz), 故Ｌ5和C15作为鉴频器中的移相电路 元件。片内的中放电路是调幅接收和调频接收共用的。
前四级中放的集电极供电电压Ｅ受检波器输出电压（V17管