超外差式收音机原理及安装调试(简版)

超外差收音机原理安装与调试实验指导书孙红兵陈华宝编电子与电气工程系2008年9月21超外差式收音机基本原理由于最简AM收音机中高频放大器只能适应较窄频率范围的放大，要想在整个中波频段535kHZ—1605kHZ获得一致放大是很困难的。因此用超外差接收方式来代替高放式收音机。所谓超外差式，就是通过输入回路先将电台高频调制波接收下来，和本地振荡回路产生的本地信号一并送入混频器（利用晶体管的非线性作用导致混频的结果产生许多新的频率），再经中频回路进行频率选择，得到一固定的中频载波（如：调幅中频国际上统一为465KHz或455KHz）调制波,这个过程称为变频。超外差的实质就是将调制波不同频率的载波，变成固定的且频率较低的中频载波（简称中频）。在广播、电视、通讯领域，超外差接收方式被广泛采用，如图2.2。通过变频，将所要收听的电台的高频信号变成另外一个预先确定好的频率，然后再进行中频放大和检波。超外差式收音机的中频一般选择在465kHz或455KHz。混频器的输出回路和中频变压器专门对465kHz或465KHz谐振。比较起来，超外差式收音机具有以下优点：接收高低端电台（不同载波频率）的灵敏度一致；灵敏度高；选择性好（不易串台）。超外差式收音机包括调频与调幅两种，本书仅介绍调幅式超外差式收音机的组成、原理、安装与调试方法。1.3超外差式调幅收音机基本组成调幅收音机由输入回路、本振回路、混频电路、检波电路、自动增益控制电路（AGC）及音频功率放大电路组成，如图1.1所示。图1.1调幅收音机原理框图1.3.1输入回路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构成的LC调谐电路，如图2.4所示。调节可变电容C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3合到下一级变频级。图2.4输入回路图2.5变频电路1.3.2变频电路变频电路由混频、本机振荡和选频三部分电路，其主要作用是把不同频率的输入信号变成频率固定的465kHz的中频信号，如图2.5所示。V1、L4、L3、C2b组成本机振荡电路，产生一个比输入信号频率高465kHz的等幅振荡信号。V1、C5、T1组成混频器，把输入信号和本振信号在V1中进行混频，利用晶体管的非线性，产生各种频率的电信号，再通过负载谐振电路(T1、C5)，从众多频率的信号群中选出465kHz的中频信号。1.3.3中频放大及检波电路选频级输出的中频信号由V2的基极输入并进行放大，中放电路中的负载是中频变压器B4和谐振电容C。它们也是并联谐振在中频465kHz。中频信号进行中频放大器放大以后，再送给检波以得到所需的音频信号，经功率放大输出，耦合到扬声器，还原为声音。电路如图2.5所示。V2、V3为中放管。T2、T3为中频变压器，因谐振频率为465kHz，故简称“中周”。电路作用是放大465kHz的中频信号，提高灵敏度和选择性。图2.5中频放大及检波电路收音机检波电路的任务是把要接收的广播电台音频信号从中频载波中“取下来”，以达到接收的目的。V7为检波二极管，它的作用是对中频载波信号进行检波，检波后的残余中频及高次谐波再通过C16、C17、R10组成高频滤波电路滤除，最后把取出来的音频信号经电容耦合到低放级放大。RP为检4波负载。电路作用是利用V7的单向导电性，取出中频调幅信号中的音频信号，以便放大和声音还原。1.3.4自动增益控制电路（AGC）如图2.5所示，R6、C3组成音频滤波电路，电路作用是利用R6、C8电路输出的随音频信号强弱变化的直流电压，控制放大管V2的静态工作电流，从而控制增益。保证中频信号不随电台信号强弱而变化，趋于稳定。1.3.5音频功率放大电路组成如图2.6所示，V4为前置放大管。V5、V6为推挽功放管。T4、T5为输入、输出变压器。电路作用是放大音频信号，输出足够的音频功率，推动扬声器Y发声。1.3.6六管超外差式调幅收音机的整机电路图2.7六管超外差式调幅收音机的整机电路2中夏牌S66D(E)型收音机的安装与焊接中夏牌S66D(E)型收音机，采用典型六管超外差式电路，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、耗电省等特色。2.1电路组成及原理图3.1是中夏S66D型收音机的原理电路图。为了分析方便，它的工作过程可以画成方框图，如图3.2。5图3.1S66d电原理图图3.2S66d框图2.1.1输入调谐电路输入调谐电路由双连可变电容器的CA和T1的初级线圈Lab组成，是一并联谐振电路，Tl是磁性天线线圈，从天线接收进来的高频信号，通过输入调谐电路的谐振选出需要的电台信号，电台信号频率是f=l／2πLabCA，当改变CA时，就能收到不同频率的电台信号。2.1.2变频电路本机振荡和混频合起来称为变频电路。变频电路是以VTl为中心，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。VTl、T2、CB等元件组成本机振荡电路，它的任务是产生一个比输入信号频率高465KHz的等幅高频振荡信号。由于Cl对高频信号相当短路，Tl的次级Lcd的电感量又很小，对高频信号提供了通路，所以本机振荡电路是共基极电路，振荡频率由T2、cB控制，CB是双连电容器的另一连，调节它以改变本机振荡频率。T2是振荡线圈，其初次绕在同一磁芯上，它们把VT1的等电极输出的放大了的振荡信号以正反馈的形式耦合到振荡回路，本机振荡的电压由T2的初级的抽头引出，通过C2耦合到VT1的发射极上。混频电路由VTl、T3的初级线圈等组成，是共发射极电路。其工作过程是：6(磁性天线接收的电台信号)通过输入调谐电路接收到的电台信号，通过Tl的次级线圈Lcd送到VTl的基极，本机振荡信号又通过C2送到VTl和发射极，两种频率的信号在T1中进行混频，由于晶体三极管的非线性作用，混合的结果产生各种频率的信号，其中有一种是本机振荡频率和电台频率的差等于465KHz的信号，这就是中频信号。混频电路的负载是中频变压器，T3的初级线圈和内部电容组成的并联谐振电路，它的谐振频率是465KHz，可以把465KHz的中频信号从多种频率的信号中选择出来，并通过T3的次级线圈耦合到下一级去，而其它信号几乎被滤掉。2.1.3中频放大电路它主要由VT2、VT3组成的两级中频放大器。第一中放电路中的VT2负载是中频变压器T4和内部电容组成，它们构成并联谐振电路，谐振频率是465KHz，与前面介绍的直放式收音机相比，超外差式收音机灵敏度和选择性都提高了许多，主要原因是有了中频放大电路，它比高频信号更容易调谐和放大。2.1.4检波和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，其控制过程是：外信号电压↑→Vb3↑—Ib3↑→Ic3↑→Vc3↓，通过R3，Vb2↓→Ib2↓→Ic2↓→信号电压↓。检波级的主要任务是把中频调幅信号还原成音频信号，C4、C5起滤去残余的中频成分的作用。2.1.5前置低放电路检波滤波后的音频信号由电位器RP送到前置低放管VT4，经过低放可将音频信号电压放大几十到几百倍，但是音频信号经过放大后带负载能力还很差，不能直接推动扬声器工作，还需进行功率放大。旋转电位器RP可以改变VT4的基极对地的信号电压的大小，可达到控制音量的目的。2.1.6功率放大器(OTL电路)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。VT5、VT6组成同类型晶体管的推挽电路，R7、R8和R9、R10分别是VT5、VT6的偏量电阻。变压器T5做倒相耦合，C9是隔直电容，也是耦合电容。为了减少低频失真，电容C9选得越大越好。无输出变压器的功率放大器的输出阻抗低，可以直接推动扬声器工作。2.2S66D所用元器件介绍S66D为六管超外差收音机，所用元器件较为简单，下面对主要器件作一简单介绍。7磁性天线采用5mm×13mm×55mm的中波扃磁棒，初级Lab用线经0．17毫米的漆包线绕100圈，次级用同规格的线绕10圈。其外形见图3.3。可变电容器CA，CB采用CMB-223型的密封双连。T2是振荡线圈，型号为LFl0-1(红色)，T3、T4是中频变压器，中频变压器也叫作中周。它的初级线圈有三根引线，次级有二根引线。线圈绕在I型碾芯上，磁芯外面有磁帽。调节磁帽可改变线圈的电感量。中周外面有金属屏蔽外壳，把外壳接地，可减小互相干扰。T3是第一中放用中周，型号为TFl0-1(白色)，T4是第二中放用中周，型号为TFl0—2(黑色)。T2、T3、T4在出厂前均已调在规定频率上，装好图3.3磁性天线示意图后可以不调。如要调整只需微调，请不要调乱。中周外壳除起屏蔽作用外，本电路还起导线的作用，所以安装中周时外壳必须焊接在相应处。各种元器件如图3.4所示。图3.3磁棒线圈图3.4元器件外形T5是输入变压器，型号是E14，有六个引出脚，线圈骨架上有凸点标记的为初级。VTl～VT4是高频小功率三极管，VT1选用低β值(如绿点或黄点)，β：40～80间；VT2、VT3选用中β值(如兰点和紫点)，β：80～180间；VT4选用高β值(紫点或灰点)，β：120～270间，VTl～VT4的型号一般是3DG201，9014；VT5、VT6选用9013属于中功率三极管，请不要与VTl～VT4相混淆。电容要求容量准确，c1、C2、c4、c5、c7一般选用瓷片电容，c3、c6、c8、c9选用电解电容，耐压一般不低于6V，漏电要小。电阻器采用同规格的碳膜电阻器。误差在±5％以内。其余的元器件和附件见元件清单。82.3S66D的安装S66D的印刷电路图见图3.5。印刷电路板上有元件面和焊接面之分。一般将元件安装面称为正面，覆铜焊接面称为反面。正面上的各个孔位都标明了应安装元件的图形符号和文字符号，制作者只需按照印刷电路板上标明的符号，再通过原理电路图查找其规格，将相应元件对号入座即可。图3.5S66D印制板2.3.1安装注意事项安装前要认真认真学习实验指导书，仔细阅读安装说明书，先熟悉各个元器件的型号、参数、管脚分布及性能，检查各个元器件，了解焊接注意事项，将所有元件排列整齐，注意排除因裸线相碰造成的短路。具体如下：⑴电阻的检查：通过电阻的色环读出各电阻的电阻值并用万用表进行验证，检查其数量与参数是否与清单一致。⑵天线线圈及中周的检查：注意磁性天线线圈的导线较细，刮去漆皮时不要弄断导线。其中匝数多的为原边，与双连电容C1A相接，匝数少的为副边，与混频管BG1相接。检查中周时主要应注意分清振荡线圈和中周，千万不要弄错。⑶电容的检查：因10pF以下的固定电容器容量太小，用万用表进行测量，只能定性的检查其是否有漏电，内部短路或击穿现象。测量时，可选用万用表R×10k挡，用两表棒分别任意接电容的两个引脚，阻值应为无穷大。若测出阻值(指针向右摆动)为零，则说明电容漏电损坏或内部击穿。检测10PF-0.01μF固定电容器可选用万用表R×1k挡。对于0.01μF以上的固定电容，可用万用表的R×10k挡直接测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电，并可根据指针向右摆动的幅度大小估计出电容器的容量。电解电容的容量较一般固定电容大得多，所以，测量时，应针对不同容量选用合适的量程。一般情况下，1~47μF间的电容可用R×1k挡测量，大于47μF的电容可用R×100挡位测量。⑷二极管的检查：选择万用表R×1k的欧姆档，其中黑表棒作为电源正极，红表棒作为电源负极，根据二极管正向导通、反向阻断的单向导电性将表棒对调一次即可测出其极性及好坏。9⑸三极管的检查：①三极管的基极和管型的