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。工作原理图如下:
说明:
由输入电路把空中许多无线电广播电台发出的信号选择其中一个,送给混频电路。
混频将输入信号的频率变为中频,但其幅值变化规律不改变。不管输入的高频信号的频率如何,混频后的频率是固定的,我国规定为465KHZ。
中频放大器将中频调幅信号放大到检波器所要求的大小。由检波器将中频调幅信号所携带的音频信号取下来,送给前置放低频放大器。
前置低频放大器将检波出来的音频信号进行电压放大。再由功率放大器将音频信号放大,放大到其功率能够推动扬声器或耳机的水平。由扬声器或耳机将音频电信号转变为声音。
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:
(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。
3.3、中频放大及检波电路
图3.3 中频放大及检波电路示意图
变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。
V2、V3为中放管。T2、T3为中频变压器,因谐振频率为465 kHz,故简称“中周”。电路作用是放大465 kHz的中频信号,提高灵敏度和选择性。
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。实际电路中采用一个三极管将基极和集电极连在一起,用基极和发射极来从当一个二极管。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为检波负载。电路作用是利用VD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。
3.4、自动增益控制电路(AGC)
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。保证中频信号不随电台信号强弱而变化,趋于稳定。
3.5、音频功率放大电路组成
3.5.1.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。
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。
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。
3.6、由于所用元件很多,不能一一列出计算过程:故列出部分元件的选择原则:
三极管选择:变频管的截止频率f应比实际最高频率高出2~3倍以上。各级三极管的穿透电流ICEO都应该尽量小,对于β的选择,一般希望选大些,特别是第一中放管的β值应选大于100,但不宜过大(容易引起自激),应根据实际需要选配适当的β值。可以全部选用中等β值(60~80)配套,或采用β=80~120的与30~60的配成一套(电源电压不高,功率管ICEO即使稍大些也可用)。
电容的选择:高频部分的电容耦合电容和旁路电容在0.01~0.047μF间选用。变频管的振荡耦合电容和基极旁路不能过大或过过小,否则,因容值过大引起间歇振荡,过小引起低端停振现象,应根据振荡频率f估算所涉及回路的时间常数选取该电容。
中频槽路电容误差可允许10%(通常中周TTF系列配200pF电容)。
电解电容允许误差不作要求,但要注意其耐压值,有较高的绝缘电阻。本机振荡回路并联的微调电容,可采用具有负温度系数的拉线电容。
- 收获与心得
这次收音机的设计,虽然最终的电路图是经过多方查找资料得到的,但在查找资料与理解设计电路图的过程中使我对这个学期高频的学习的内容有了一个整体概念的了解,更加深刻的理解了课本中各个章节的内容间的联系。可以说是对课本的一次整体的复习,同时把理论与实际联系起来,更加深了对学习内容的理解。