七管半导体收音机课设

七管半导体收音机设计

摘要：本文介绍了一种收音机的设计，该系统由高频小信号放大器、混频器、中频放大器、检波器、低频放大器等几个部分组成。电路的主要特点是接收到的高频信号，不论频率功率如何，都一律要变换成一个固定的中频频率（465千赫）。这个中频频率比接收的载波频率低。共中频放大极放大固定的频率的中频信号，容易获得较高的放大量，所以收音机能有很高的灵敏度。超外差式收音机的中频放大器，多采用2~3级调谐回路，中频谐振曲线接近于理想特性，因此整机的选择性好，受干扰少。超外差收音机还能稳定地作多波段接收。

关键词：超外差收音机、混频器、检波、功放

Abstract: this paper introduces a kind of radio design, this system by high frequency amplifier, small signal mixer, intermediate frequency amplifier, detectors, the low frequency amplifier and several other parts. The main characteristics of the circuit is received by the high frequency signal, no matter how frequency power, are uniformly transform into a fixed intermediate frequency (465 KHZ). The intermediate frequency frequency than receiving the carrier frequency low. Intermediate frequency amplifier amplification of a fixed frequency of intermediate frequency signal, easy to obtain

higher put a great deal of, so the radio can have high sensitivity. The superheterodyne of intermediate frequency amplifier, use more 2 ~ 3 grade tuned circuit, intermediate frequency resonant curve is close to ideal characteristics, so the good selectivity, and less interference. The radio was still can stabilize a specialized superheterodyne for many bands to receive.

Keywords: specialized superheterodyne radio, mixers, detection, amplifires

引言：超外差式收音机是目前生产最多，最普及的一种收音机。直接放大式（直放式）收音机电路简单，一般只用1—4只晶体管和一些基本元件，易于安装调试，成本低，但灵敏度比较低，只能接受本地区强信号的电台，接收远地电台的能力较弱，它的选择性差，接收相邻频率的电台信号时存在串台现象。为了克服以上不足，从而引入“超外差”这一概念。“外差”是输入信号和本机振荡信号产生差频的过程。“超外差”是输入信号和本机振荡信号产生一个固定中频信号的过程。因为它是比高频信号低、又比低频信号高的超音频信号，所以这种接收方式叫超外差式。

这种收音机采用典型七管超外差式电路，具有安装调试方便、工作稳定、灵敏度高、选择性好等特点，功放级采用无输出变压器的功率放大器(OTL电路)，有效率高、频率特性好、声音宏亮、耗电省等特点。它由输入回路高放混频级、一级中放、二级中放、前级低放兼检波级、低放级和功放级等部分组成，接收频率范围为535KHz—1605KHz的中波段。

一、超外差收音机系统整体设计

超外差式收音机主要由输入电路、混频电路、中放电路、检波电路、前置低频放大器、功率放大电路和喇叭或耳机组成。

超外差收音机工作框图和波形图

超外差收音机的工作原理过程为：天线接收到的高频信号通过输入，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（我国为465KHz），然后再进行放大和检波。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。任何电台的频率，由于都变成了中频，放大起来就能得到相同的放大量。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。整体电路图如下

二、超外差收音机系统硬件设计

1、输入谐振回路

输入端使用的是串联谐振，通过调节电容的大小可改变谐振频率，从而可改变收听的电台。收音机输入回路的任务是接收广播电台发射的无线电波，并从中选择出所需电台信号。输入回路是由收音机内部的磁棒天线线圈与调台旋钮相连的可变电容CA构成的 LC调谐电路。调节可变电容 CA可使 LC 的固有频率等于电台频率，产生谐振，以选择不同频率的电台信号。再由L2耦合到下一级变频级。

2、变频电路

变频电路包括：本地振荡器、混频器、选频电路三个部分。变频级是以变频管VT1为中心组成的电路，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。

从输入回路送来的调幅信号和本机振荡器产生的等幅信号一起送到变频级，经过变频级产生一个新的频率，这一新的频率恰好是输入信号频率和本振信号频率的差值，称为差频。例如，输入信号的频率是535kHz，本振频率是1000kHz ，那么它们的差频就是1000 kHz －535 kHz ＝ 465kHz；当输入信号是1605kHz时，本机振荡频率也跟着升高，变成2070kHz。也就是说，在超外差式收音机中，本机振荡的频率始终要比输入信号的频率高一个465kHz。这个在变频过程中新产生的差频比原来输入信号的频率要低，比音频却要高得多，因此我们把它叫做中频。不论原来输入信号的频率是多少，经过变频以后都变成一个固定的中频，然后再送到中频放大器继续放大，这是超

外差式收音机的一个重要特点。

3、中频放大器

中频放大电路的主要任务是放大来自变频极的465KHZ的中频信号。收音机的增益主要依赖于中放极。此外，收音机对相邻电台的选择性，适当的通频带宽度和自动增益控制等，也都由这一级决定。电路中B1 和B2是两个单调谐式中频变压器，B1为输入中频变压器，B2为输出中频变压器。

中频放大电路

4、检波器及自动增益控制电路

（1）检波极

检波级的主要任务是把中频调幅信号还原成音频信号，C8、C9起滤去残余的中频成分的作用。检波后的音频信号由电位器的滑动臂经隔直电容C20送至低频放大器。

检波电路是由一个晶体三极管（相当于检波二极管），电容C9和电容C8构成的，其原理是二极管的充放电过程来模拟信号的包络的变化，但是要合理的选择放电时间常数，避免发生惰性失真等失真现象，以至于收音机无法正常的收听到声音。检波电路的主要功能就是从已调制的中频信号中解调出原来的基带信号（声音，视频等信号），再将所产生的基带信号通过互感耦合传给下一级电路做进一步的处理。

（2）自动增益控制电路

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构成的三极管检波电路，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。

检波电路

5、低频功率放大器和功率放大器电路

超外差收音机低频放大电路是指从检波以后到扬声器输出这一部分电路，通常包括低频小信号放大电路和低频功率放大电路两部分。低频小信号放大电路输出的微弱信号进行放大，用来推动低频功率放大电路工作。其输入信号和输出信号的幅度较小，属于小信号放

大，所以常称为前置放大器或电压放大电路。

低放与功放输出及

（1）低频功率放大器

超外差式收音机的低频放大器中，通常都接有1~2级前置放大级，它的工作状态均属于“甲类”，即工作于晶体管集电极特性曲线的直线部分，并且大多数采用共发射极电路。它的任务是将建波后的微弱音频信号放大到足以推动功率放大级的点平。

（2）功率放大器

功率放大级是收音机电路中的最后一级，所以又称末级放大器。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。为了获得较大的输出功率和优质的音响，通常较多采用推挽式功率放大电

路。这种电路的特点是基极偏置电压较小，在静态是集电极电路仅有2~4毫安，因此非常省电：在极小的是真情况下，可获得较大的输出功率。

三、焊接工艺

1、 焊前准备

焊前要对印制电路板表面和元器件引脚进行清洁。

2、 焊接方法

采用点锡焊接法。先把元器件插入印制板规定的位置，经检查无误后再用右手握电烙铁，烙铁头的刃口放在元器件引脚的焊接位置，左手握焊锡丝的一端去接触烙铁刃口与元器件引脚的共同点进行焊接。根据焊点大小控制焊锡量，焊锡量以包住引线、灌满焊盘、能形成一个大小合适的圆滑的焊点为好。焊接时间不能太长，也不能太短，接解时间视具体情况而定，焊完后先拿走焊锡丝再收回电烙铁。

3、 注意事项

（1）在焊锡未凝固以前不得摇动元器件的引脚，以免造成虚焊；

（2）焊接热敏易损元件时，可用镊子或尖嘴钳夹住元器件的引脚以帮助散热；

（3）要特别注意电烙铁加热后的安全，不用时要在烙铁架上放好，不要乱甩电烙铁的焊锡，以免烫伤人及电烙铁本身的导线；

（4）由于焊锡丝中的铅是对人体有害的重金属，操作时应带手套或操作后及时洗手。

4、 拆焊

当要更换元器件或有的地方焊错了，要将其拆下来。动作要领是：加热迅速、注意力集中、动作快。最后达到接触良好、牢固、清洁美观。

四、心得与体会

通过这次课程设计，最大的收获是明白的收音机的具体工作细节，明白了高频电子技术基础课上学的各种电路的实际应用。从理论到实践，通过不断地查阅资料和学习，不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

本次实验对超外差式收音机的原理学习和实物焊接，培养了学生动手的能力、创新能力以及分析和解决问题的能力。理论与实践相结合，使思路清晰化、问题简单化，从而加深了对课本理论知识的理解。

五、参考文献

1 高频电子线路 张肃文 高等教育出版社2004

2 电子技术课程设计与综合实训 陈光明 北京航空航天大学出版社，2007 3 实用电子技术 刘南平 北京科学出版社，2008.

4 电子技术综合实习 李小根 四川大学出版社 2007