电信毕业论文——超外差中波调幅收音机组装及调试

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　　电信毕业论文——超外差中波调幅收音机组装及调试摘㈡中周调整：由于和中周变压器并联的电容器的容量总存在误差，机内的布线也存在着不同的分布电容，这些都会引起中周变压器的失谐，所以要进行调整。但由于中周在出厂时厂家就已经调好，在这里就不需要我们再来调整中周了。如果出厂时没有调整好中周，则可以按以下方法进行中周调整：把高频信号发生器调到465kHz上，双连电容逆时针旋到头，然后调T4（黑色）、T3（白色）两个中周，反复调几次，达到收音机喇叭声音最响为止。㈢中频频率调整：收音机中波段频率范围一般规定在535~1605kHz。它是通过双连电容从容量最大到容量最小来实现这种连续调谐的，为了满足上述的要求所以必须调频率范围。在出厂前厂家也已经调整好，在这我们也不需要再调整了。㈣统调：统调就是通过调试收音机的输入回路、本机振荡频率、中放回路的中频频率校正，从而达到在接收的频率范围内机子具有良好的频率跟踪特性。所谓跟踪是指在接收的频率范围内，当接收任一频率的电台时，本机振荡频率与要接收的频率通过混频电路后都应该输出标准的中频频率信号，在超外差AM（调幅）波段中，中频频率为465KHZ。从理论上讲，中波收音机从525~1605kHz的范围内，振荡频率和外部电台频率之差各点都应该是465kHz，但实际上是很难做到的，为了使整个波段内都能做到基本同步，经过大量实验证明，只要把600kHz，1000kHz，1500kHz这三点调准就可以了，所以要进行三点统调。 中波的频率范围是：530KHZ---1600KHZ,那么本机振荡的频率范围就应该在955KHZ---2065KHZ，收音机是通过一个双联可变电容来同时改变输入回路的谐振频率和本机振荡频率的，理想状态下，我们在选台时在整个波段的频率范围内，本机振荡频率与输入回路谐振频率之差都应该保持在465KHZ，但实际情况并没有这么理想，由于本机振荡电路与输入回路分属不同的谐振槽路且谐振频率也不同，虽然我们输入回路和本机振荡电路的谐振电容是同步联动的，但由于电路参数的差异，很难保证在正个接收频率范围内都能准确地差拍出465KHZ中频，为此在实际电路中都作了一些补偿措施。一般说来，输入回路的线圈和本机振荡线圈及所配的双联电容及都是配套元件。在波段的低端接收一个已知频率的本地强信号台，当接收到电台声音后，看此时调谐刻度指针所指的频率是否和所接收的频率一致，如果不一致可调整本机振荡线圈B5的磁芯，并同时旋动调谐旋钮，直到刻度指针所指示的频率与接收频率一致，然后调整输入回路线圈L2在磁棒的位置是声音最大为止。如果刻度指针所指示的频率与接收频率已经一致，此时只要调整L2使声音最大即可。统调的第三步方法与第二步相似，在波段的高端接收一个已知频率的强信号电台，分别调整C2和C9使刻度指针所指的频率与接收的频率一致且声音最大即可。反复第二和第三步进行微调是接收效果达到最好成绩。高、低端调试好后，中端一般都不用调了，除非你在输入回路或本机振荡电路所使用的元件参数有误。1233收音机的设计、安装与调试3.1音频信号的发送与接收3.1.1三种调制方式由于音频信号的频率较低，不可能直接发送到远方。要把音频信号发送到远方，就必须把音频信号装载到具有发送能力的高频电磁波上，这个过程叫做调制，如图3-1所示：图3-1调试原理图音频信号的调制有三种方式：调幅（AM）、调频（FM）与调相（PM）。所谓调幅（AM）就是音频信号通过调制器改变高频载波的幅度，变成具有发送能力的已调幅波。调幅方式容易实现，但是抗干扰差。所谓调频（FM）就是音频信号通过调制器改变高频载波的频率，变成具有发送能力的已调频波。调频方式较容易实现，而且抗干扰好。所谓调相（PM）就是音频信号通过调制器改变高频载波的初始相位，变成具有发送能力的已调相波。调相方式比较难实现，多用于军事、国防。3.1.2高频电磁波的传播规律高频电磁波随频率的大小划分为地波、天波与空间波三种。只有中长波（30K——1500KHZ）才能以地波方式沿着地球表面传播，地波传播稳定可靠，多用于超远程无线电通信和导航通信。只有短波（1.5M—— 30MHZ）才能以天波方式依靠电离层的反射作用传播，天波传播受电离层强度、太阳辐射强度等多种因素影响，使得短波在夜晚的接收效果比白天好。只有超短波（30MHZ以上）才能以空间波方式沿直线传播，虽然空间波的传播距离一般只有几十公里，但是空间波受大气干扰影响小、能量损耗小、接收稳定，多用于电视、雷达和微波通信。3.2两种形式的收音机直接放大式收音机具有电路简单、成本低廉、容易实现的优点，但是有几个致命的缺点：接收范围内对低频端与高频端的放大不一致、灵敏度低、选择性差、稳定性差，因此直接放大式收音机已被淘汰，只在学习过程中还有一点参考价值。直接放大式收音机的框图与有关波形如图3-2：图3-2直接放大式收音机与其波形图超外差式收音机利用混频电路使本机振荡信号与接收到的电台信号进行非线性混频，使二者的差值始终为465KHZ，这样就降低了放大电路的信号频率，可以有效克服直接放大式收音机的缺点。由于本机振荡信号的频率始终比接收到的电台信号频率超出465KHZ，故把这种收音机叫做超外差式收音机。虽然超外差式收音机的结构较为复杂、不容易调试，但是更有一些突出的优点，如：接收效果均匀、稳定、灵敏度高、选择性好等。因此超外差接收方式在许多其它无线电接收装置中，得到了广泛应用。3.3分立元件超外差式收音机电路与分析（1）输入回路的作用是调谐，其电路如图3-3中：C1a——双联可变电容器中的调谐联，供选台用；C2——微调电容，三点统调时进行高端补偿调谐用；C3——高频旁路电容，减少对输入高频信号的衰减；B1——磁棒天线，原边线圈L1（80圈左右）与C1a、C2组成输入调谐回路，图3-3输入回路的电路图对接收电台的信号产生串联谐振，L2（8圈左右）将已接收电台信号的感应电动势送给T1（变频管）；+EC、R1、D1、D2、R2——对T1（变频管）提供静态偏置，D1、D2确保T1工作点的稳定。（2）变频电路 用一个三极管兼做本机振荡与混频时，称为变频。变频电路如图3-4：T1——变频管，兼做本机振荡与混频；C4——耦合电容，传送本机振荡信号；B2——本机振荡线圈（电感三点式）；C5——垫整电容，改善本机振荡信号对已接收电台信号的跟踪；C6——振荡联微调电容，调准刻度时进行高端补偿调整；C1b——双联可变电容器中的振荡联，与C1a同步完成调谐选台工作；B3——第一中周（中频变压器）；C7——中频并联谐振电容。图3-4变频电路图A变频管静状工作点的设置：变频管的静状工作点设置过低则不容易起振；变频管的静状工作点设置过高，则不能很好的进行非线性混频，难以产生本机振荡信号与已接收电台信号的各种组合频率，得不到465KHZ的中频，也就不能实现超外差式接收。因此，变频管静状工作点的设置既不能过低，也不能过高。一般，变频管的静状工作点设置为0.2mA左右。图3-5等效电路图B变频级工作原理：变频级本机振荡信号是通过电感三点式振荡电路产生的。电感三点式振荡的等效电路如图3-5中：L为本机振荡线圈B2的等效电感；C为垫整电容C5、振荡联微调电容C6以及双联可变电容器中振荡联C1b的等效电容。变频级的非线性混频过程：电感三点式振荡电路产生的本机振荡信号在R2上形成的本机振荡信号电压与磁棒天线B1耦合过来的输入调谐接收的电台信号电压一起，由变频管T1进行非线性混频产生各种组合频率信号—nf0+mfS（3-1）当n=1、m=-1时，可得f0-fS=fI=465KHZ的中频信号，由于中频变压器B3与中频谐振电容C7只对465KHZ的中频信号产生并联谐振，也就是说中频变压器B3只允许465KHZ的中频信号耦合到中频放大级，这就使得超外差式收音机具有很好的选择性。C关于垫整电容与振荡联微调电容众所周知：中波段收音机的接收范围为535KHZ—— 1605KHZ，也就是说中波段接收的电台信号频率fS变化了3倍。但是，相应的本机振荡信号频率f0的变化范围为1000KHZ——2070KHZ，也就是说中波段的本机振荡信号频率f0只变化了2倍。由于双联可变电容器中调谐联C1a与振荡联C1b，在调谐时是由00——1800同轴转动的——C1a与C1b会具有相同的容量变化，这就会使本机振荡信号的频率变化超过2倍，使本机振荡信号的频率变化不能很好地跟踪接收电台信号的频率变化。解决这个问题的方法之一是引入垫整电容C5与振荡联微调电容C6：当接收电台信号的频率比较低时，双联可变电容器中振荡联C1b的容量较大（270PF左右），由于C5的容量较大（300PF左右），C6的容量较小（7PF左右），因此可以忽略振荡联微调电容C6的并联影响，而垫整电容C5的串联影响使等效电容变小，振荡频率f0↑=；当接收电台信号的频率比较高时，双联可变电容器中振荡联C1b的容量较小（7PF左右），由于C5的容量较大（300PF左右），C6的容量较小（7PF左右），因此可以忽略垫整电容C5的串联影响，而振荡联微调电容C6的并联影响使等效电容变大，振荡频率f0↓=；（3-4）这样一来就使得振荡频率f0的变化范围变小，振荡联C1b在与调谐联C1a由00——1800同轴转动时，也能比较好地跟踪接收电台信号的频率变化。本机振荡对调谐接收电台信号频率变化的跟踪曲线如图3-6。图3-6信号频率曲线图3.4中频放大级（2～3级）中频放大级一般为2～3级，具有较大的放大能力，承担了整机信号的主要放大任务，使整机具有较高的灵敏度。每级中频放大电路均通过中频变压器的LC并联谐振槽路对465KHZ中频信号进行选频放大与阻抗变换，使整机具有很好的选择性与匹配效果。中频放大级的末级检波输出与第一级中放之间接有自动音量控制（AGC）电路，使强台与弱台信号均能得到足够的放大，使整机具有很好的均匀性与稳定性。中频放大级的电路如图3-7。图3-7中频放大级的电路图 图3-7中：T2、T3——中频放大管；C7、C9、C12——中频谐振（槽路）电容；B3、B4、B5——第一、第二、第三中周（中频变压器）；C10——中和电容，克服T2管C结电容的内部反馈，防止寄生振荡；R4——阻尼电阻，降低Q值、展宽中频频带通道、消除中频自激；R3、R5——偏置电阻；R8、C8——对反向AGC电压进行平滑滤波，自动调整T2管的工作点；R6——负反馈电阻，稳定直流工作点、改善交流失真；C11——中频旁路电容，形成对输入中频信号的通路；C15——整机电源滤波，降低电源的交流内阻抗。所谓反向AGC，是指通过降低IC达到降低中放管功率增益（KP）的AGC方式。反向AGC适用于较小信号的自动增益控制，收音机的中放电路就采用这种方式。3.5检波与AGC电路检波与AGC电路如图3-8中：D3——检波二极管，图中接法只允许中频信号的负半周通过；C13、R7、C14——组成л形滤波，滤除检波输出中的残余中频；R3、R8、C8等——对检波输出中的图3-8检波与AGC电路图直流分量（AGC电压）平滑滤波，对中放管T2起反向AGC作用；W——音量电位器；C16——音频耦合(隔直)电容。由B5输出的已放大中频信号经过检波二极管D3检波，检波后输出的信号中包括有“音频包络”、“残余中频”与能够反映信号强弱大小的“直流分量”；有关信号的波形如图3-9图3-9信号的波形图图中C13、R7、C14为滤波电容。滤除检波输出中的“残余中频”后由R8送到C8平滑滤波，取出“直流分量”形成反向AGC电压，调整T2管的工作点；同时滤除残余中频后的信号经过W调至所需音量大小，由C16隔除“ 直流分量”，把“音频包络”（音频信号）送往低频放大器。3.6前置低放与功率放大电路前置低放与功率放大电路如图3-10：W、K——音量电位器兼电源开关；T4—前置低放管；R9～R12—T4管分压式偏置电阻，R11具有交流负反馈作用；C17—音频旁路电容，提高T4管交流增益；T5、T6—乙类推挽功放；C18、19—抑制高频干扰；图3-10前置低放与功率放大电路图R13～R15—分压式偏置电阻，R15有交流负反馈作用，改善功放管的交流失真；R16、C20、C21、C15—电源滤波（C20、C15对低频滤波，C21对高频滤波，防止各种信号在电源中形成相互干扰）；CK—外接耳机插口；YD—扬声器；B6—输入变压器，使阻抗匹配；B7—输出变压器，使阻抗匹配。由于输入变压器与输出变压器体积大、易损坏，所以现在的收音机就不再使用输入变压器与输出变压器来匹配阻抗，而采用没有变压器的OTL或OCL电路。1234集成电路超外差式收音机电路与分析4.1集成电路芯片与内部功能框图常用超外差式收音机集成电路芯片有ULN3839、D3839、CD7613等，其内部功能框图与引脚的作用基本一致，下面是ULN3839集成电路芯片的内部功能框图与引脚分布图4-1，图4-1内部功能框图与引脚分布图ULN3839外形图的黑点位置为1脚，依次为2、3、4、……，1脚对面为16脚。4.2集成电路超外差式收音机原理电路与分析图4-2CXA1191集成电路超外差式收音机原理电路图4.3超外差式收音机的安装与调试4.3.1安装（1）准备工作元件的分类与检测：安装之前，先对元件进行分类，检查有无缺少、损坏。 色码电阻的检测：先由电阻的色码读取阻值，再用万用表测量。下图4-3为电阻的色码设置；图4-3电阻的色码设置图音量电位器的检测：音量电位器可以通过万用表检测。音量电位器的开关应通、断明显；音量电位器的电阻应该随着转轴的（缓慢）旋转而平滑变化。音量电位器的旋纽与安装螺钉应该齐备。电容的检测：电容分有极性与无极性两种。有极性电容要区分正、负引脚一般靠近负极引脚的外壳上标有“-”号，有极性电容的容量较大（μF级），需要用万用表检查有无短路、开路或者变质；无极性电容的容量较小，要识别容量，并用万用表检查有无短路。0.01μF以上的电容，可用万用表的高阻档检查有无开路。无极性电容的容量识别：无极性电容的表面一般标有耐压值与容量值。但是容量值的识别有一定的规定，下面举例说明。102=10×102=1000pF104=10×104=100000pF=0.1μF10n=10nF=0.01μF=10000pF(其余可类推)。（4-1）双联可变电容器主要用万用表检查旋转过程中，两组定片与动片之间，有无碰触（短接）。喇叭的检测：主要用万用表的低阻档检查有无开路、短路以及声音大小。集成电路芯片的检测：主要检查有无缺损、断脚；正确安装后，需用万用表检查各引脚电压表4-1ULN3839各引脚电压（V）引脚1234567891011121314 1516电压1.61.603.03.01.61.62.001.601.53.03.03.01.6表4-2CXA1191各引脚电压（V）引脚2827262524232221201918171615电压01.53.0 2.7101.0/1.251.251.491.2501.600/0.3400/0.84表4-3CXA1191(AM/FM电源3V)电压02.7/2.181.51.251.25﹡/1.251.251.251.251.2500/0.300.2/0.36引脚12345678910 11121314*表中各引脚电压仅供参考，允许一定的偏差。只有偏差太大时，才需要断电检查电路板，电路板检查无误，就需要更换芯片。振荡线圈与中周的检测：主要是分清它们，千万不要混淆。可以对照实习机的说明书分清它们。一般振荡线圈的磁芯为黑色，第一中周的磁芯为白色，第二中周的磁芯为红色。磁棒天线的检测：磁棒天线一般用漆包线绕在磁棒上，可以用细砂纸轻巧的擦掉引线端的漆膜，以便测量。主要是分清原边绕组（80圈左右）与副边绕组（8圈左右）。元件的去污、上锡与整形：安装之前，先对元件的引脚进行去污、上锡与整形，可以提高焊接速度与安装速度、提高装配质量。元件引脚的去污：用细砂纸擦掉元件引脚端的氧化膜，便于上锡。元件引脚的上锡：在去污后的引脚端上锡比较方便，上锡后的元件很容易焊接到印刷电路板上（中周与集成电路芯片不需要上锡）。元件引脚的整形：元件引脚的整形与元件安装的形式有关。元件安装的形式有两种。一种是立式，一种是卧式。电容、中周等多用立式安装，电阻等多用卧式安装。短接线与连接线：有的印刷电路板需要另外安装短接线，使电路接通。短接线可用其他元件的多余引脚（就地取材）。短接线应该最先焊接。一般的收音机都需要使用连接线，实现印刷电路板与电源、印刷电路板与喇叭等的连接。对于连接线的长短，要适中。长了，连接线不够用；短了，不便于测试与维修。连接线一般为比较细的塑包多股线，焊接时间不可太长，防止烫坏塑料外表、造成短路隐患。（2）安装·首先焊接短接线；·其次按原理图和印刷电路板对照，全部插入所有元件（可在插入前整形）。·然后检查，检查无误，即可焊接（注意把元件紧贴印刷电路板，使牢固）。·焊接工艺：电烙铁：选用20icrouller,P.:‘RFdesignguide-systems,circuits,andequations’(ArtechHouse,Boston,MA,1995)[6]R.Dye,“VisualObject-OrientatedProgramming,”Dr.DobbsMacintoshJournal,Sept.1st(1991) 123