超外差式收音机课程设计报告

青岛农业大学

理学与信息科学学院

课 题 超外差市收音机

学生专业班级 通信工程10级1班

小组成员（学号） 尤智敏（20105307）

指 导 教 师 李爱涛

完 成 时 间 2012-12-10

2012 年 12月 10日

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设计内容及要求：

1．焊接练习，要求焊点光亮、圆滑，无虚焊。

2．对所有元器件进行检测，并能正确地分析其作用。 3．准确、高质量地进行印刷电路板的焊接。

4．正确地进行调试、对相关电压、电流进行测量。 5．进行统调，检查收台的效果。

方案比较和系统框图：

无线电广播中可分为成调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）3种调制方式。而无线电广播的接收则是由收音机实现的：收音机的接收天线收到空中的电波；调谐电路选中所需频率的信号；检波器将高频信号还原成声频信号(即解调)；解调后得到的声频信号再经过放大获得足够的推动功率；最后经过电声转换还原出广播内容。

下图是最简单的调幅收音机组成框图：图中LC谐振回路是收音机输入回路，改变电容C使谐振回路固有频率f=1/[2π√（LC）]与无线电发射频率相同，从而引起电磁共振，谐振回路两端电压VAB最大，将该电波接收下来。经高频放大电路放大后，通过由二极管D和滤波电容C1构成的检波电路，将调幅信号包络解调下来，得到调制前的音频信号，再将音频信号进行低频放大，送到扬声器，就完全还原成可闻的声波信号。

图1

这就是最简单的AM收音机（也称直放式收音机）的工作原理，它电路简单，易于安装调试，成本低，但它的灵敏度低，选择性不太好，不适合日常使用。为了克服以上不足，我们引入“超外差”这一概念。

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（受三极管的频率响应特性影响），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（利用晶体管或是二极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。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。

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超外差方式使接收的调制信号变为统一的中频调制信号，在作高频放大时，就可以得到稳定且倍数较高的放大，从而大大提高收音机的品质。 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，而我们组装的S66D型六管超外差式收音机采用的是调幅式收音，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。系统框图如下：

输入调谐电路 混频 中放 检波 前置 低放 功放 本机振荡 自动增益控制 (AGC) 图2

单元电路设计、参数计算和元器件选择说明：

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L12组成，是一并联谐振电路，Tl是磁性天线线圈（中波磁性天线多采用锰锌铁氧体作磁芯，磁导率为400），从天线接收进来的高频信号，通过输入调谐电路选出需要的电台信号，调谐频率是f=l／[2π√(LCA)]。双连电容的电容量CA与转角θ满足

1/√CA=a+b*θ，a 、b是与电容的几何结构有关的常数，当改变转角时，就能收到不同频率的电台信号。

图3

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465 KHz的等幅高频振荡信号。由于Cl（基级旁路电容）对高频信号相当短路，Tl的次级L34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的集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

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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、T1的次级线圈等组成，是共发射极电路

图4

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465 KHz的等幅高频振荡信号。由于Cl（基级旁路电容）对高频信号相当短路，Tl的次级L34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的集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、T1的次级线圈等组成，是共发射极电路。

其工作过程是： (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L34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。

此部分是超外差式收音机中最核心的部分，在此有必要简单了解混频的原理。混频是指利用非线性器件对输入的不同频率的信号进行混合产生含多种新频率的混合信号，输入信号一般包含高频调制信号和等幅本振信号。常用的非线性器件有二极管和三极管，在这里我们采用的是三极管，常见的三极管混频电路有（UL为等幅本振信号，Uc为高频调制信号）：

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图5

这里我们选用的是方式（b），由于三极管的非线性作用，集电极输出电流的频率成分包含f = pfL±qfc（fL为等幅本振信号，fc为高频调制信号）。若使谐振回路调谐在p=q=1的差频分量上，则输出的信号频率为f=f1-f2。我们的目的是使f保持一个定值：465kHz（图6的理想曲线），但由于双连电容器中1/√CA=1/√CB =a+b*θ，则f会随θ而改变，如图6的实际曲线：

图6

以上的情况可通过调节L12（即磁棒的位置）、T2和双连电容器的微调电容改善。

我们这里采用的三极管是9018H，耗散功率为0.4W，放大倍数为97～146，特征频率平均为620MHz，完全满足需求，同时为了减小三极管的噪声干扰和非线性失真，一般Ic=0.5～1mA，电路中的R1和R2是用来设置静态工作点，同时R2还有稳定静态工作点的作用。由计算可得电路中的测试点A的电流IA≈0.6mA，静态工作点合理。

3.中频放大电路

它主要由VT2、VT3（均采用9018H）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。此电路工作在放大区，故应尽可能使它工作在线性区域，另外还要考虑到耗电省、噪声小、工作稳定等，一般VT2的Ic调到0.5～1.5mA左右。其中R3和R4是用来设置两个管子的直流偏置，同时通过减小R4的阻值可以提高VT2的Ic，同时提高后面电路中扬声器的声音。由计算可得电路中的测试点B的电流IB≈1.5mA（估算值，实际值应更小），静态工作点合理。

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