半导体收音机实训指导书 - 图文(8)

第一节 收音机的工作原理 一、直放式收音机

该收音机将空间接收到的电磁波经选台后送检波器进行解调处理，然后再送喇叭还原为声音。要使喇叭发出的声音足够大声，接收到的电磁波强度也要足够大，所以这种收音机模型只能在实验室中实验或在广播电台发射天线附近使用。这样的收音机是没有实用价值的。为了使收音机能商品化，人们很自然地会想到将接收到的微弱电磁波信号先进行放大，使已调幅的载波幅度足够大，然后进行检波，检波后得到的音频信号再进行音频放大，最后推动喇叭。这样即使远离电台，收音机喇叭也能发出足够大的声音。图6-l-1是这种收音机的原理方框图和各方框对应输出信号的波形图。图中可见，从天线接收到的高频信号在收音机中经输入回路选台后直接进行放大～检波～放大。因此，我们称这种收音机为直接放大式晶体管收音机。但是，因为一些元件对不同频率的信号表现出的特性不同，例如三极管的β值随着放大信号频率的增高是降低的，所以该收音机对不同频率的电台信号放大量有所差别，频率较高的时候这种不均匀性就更突出。这会导致收音机当考虑高频率信号接收效果时，较低频率信号会因收音机放大量太大而产生自激；当考虑较低频率信号的接收效果时，高频率信号会因收音机对高频率信号放大能力差而几乎从喇叭中听不到声音(通常称这种现象为灵敏度不均匀)。同时，这类收音机对于同一个电台信号离电台近时(电磁波强)，收音机输出音量大，离电台远时(电磁波弱)收音机输出音量小，这就是说收音机接收强弱不同的外来信号时，喇叭输出的音量将出现很大的变化。由于直接放大式收音机有上述缺点，所以它刚一诞生很快就被下述的外差式收音机所代替。

图6-1-1 直接放大式收音机的方框简图

二、超外差收音机

(一)超外差收音机的基本组成

直接放大式收音机的最大缺点是在接收的频率范围内灵敏度不均匀，选择性差。为了克服这些缺点，可将接收到的外来信号频率统一地变换成一个固

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定的信号频率，然后对这固定的频率信号进行放大。在收音机中将外来信号统一变换成一个固定信号频率的过程称为变频，这固定的信号频率称为中频，我国规定收音机中的中频频率为465kHz。因此，通过变频后的中频信号可以进行多级中频放大，而不用考虑某些元件对不同频率表现特性不同的问题，使收音机在接收不同频率信号时都具有相同的放大能力。在进行中频放大时，我们还要求中频放大器能根据输入信号强弱自动调整放大器的放大倍数，使输入信号弱时，中频放大器放大倍数增大，输入信号强时，中频放大器放大倍数减小。这样就克服了收音机接收强弱不同的外来信号时，喇叭输出的音量不均匀。收音机中这种能根据输入信号强弱而自动调整放大器放大倍数的电路，称为自动增益控制电路，通常用英文字母“AGC”表示。将直接放大式收音机进行上述电路改进后，它的电路组成框图如图6-1-2所示，我们称它为“超外差式”收音机。所谓外差式就是检波级前的信号频率始终是将外来信号频率经频率变换后的固定中频465kHz。若该中频信号在检波前经过中频放大就叫超外差式。可见，超外差式收音机与直接放大式收音机的区别就在于检波以前高频电路不同，而在检波以后的低频部分电路则是大同小异。

图6-1-2超外差式收音机的原理框图

综上述，超外差收音机的优点是：接收到电台信号后，不论其频率高低，一律将之变换成一个固定中频465kHz，然后把这一中频信号进行中频放大，检波和低频放大。由于中频比接收的电台信号频率(载波频率)低，采用一般放大电路就容易获得较大的放大量，所以超外差式收音机灵敏度高。又由于中频放大电路采用调谐回路，它能把变频级输出的中频信号进行放大，而其它的信号则受到抑制得不到放大，所以超外差收音机选择性好，受干扰小。超外差式收音机具有的如上优点使之至今仍受人们欢迎。本章介绍超外差式ZX-921型收音机的原理、安装调试和检修。

(二)超外差收音机各级的主要作用

任何一台超外差收音机其电路基本组成框图都是一样的，如图6-1-2所

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示。它主要由输入调谐回路、变频、中放、AGC电路、检波、前置低放和功率放大电路组成。现将各部分的原理与作用简述如下： 1．输入调谐回路

输入调谐电路主要由磁棒、磁棒线圈和可变电容器组成。磁棒有聚集空间电磁波的功能，它将使磁棒上的线圈感应出许多不同频率的电动势(每一个频率的电动势都对应着一个广播电台信号)。若某一感应电动势所对应的信号频率等于磁棒线圈与可变电容器组成的串联谐振频率，则该频率的信号将以最大电压传送给变频级。 2．变频级

变频级由本机振荡电路、混频电路和选频电路组成，其主要作用是将磁性天线接收下来的高频信号变换成固定的465kHz中频信号。

本机振荡电路的作用是产生一个频率比接收到的电台信号高出465kHz的高频等幅信号。

混频电路的作用是将输入调谐回路接收到的高频信号f产生的高频等幅信号ff

振

振

外

与本机振荡器

进行混频，输出许多新的频率信号，例如差频信号

外

-f

外

外

和频信号f

振

+ f、f

振

、f

外

等，其中和频、差频信号的包络线仍然

-f

=465kHz中频信号，然后

与f信号包络线一样。

振

外

选频电路的作用就是选择出我们需要的f是中频变压器。

耦合到下一级进行电路处理，而把其余不需要的信号滤掉。选频的主要元件

由于下一级电路仅处理465kHz中频信号，因而在变频电路中，本振信号频率一旦确定，接收的外来信号频率也就确定了。这就是说，超外差收音机接收什么频率的电台信号是由超外差收音机中的本机振荡频率决定的，即 f

外

=f

振

-465kHz。因此，超外差收音机中的输入调谐回路的优劣主要看其是

否谐振在低于本振频率465kHz的频率上。若是，输入调谐回路就能将该频率的外来信号以最大电压传送给变频级，这时对应于收音机就有最高接收灵敏度，否则收音机的灵敏度就降低。在超外差收音机中。通过调整输入回路的参数以实现输入调谐回路的谐振频率始终低于本机振荡频率一个中频465kHz的过程，我们称作“统调跟踪\，即灵敏度调整。通过调整本机振荡回路的参数以确定接收外来信号频率范围的过程我们称作为“频率覆盖”。中波段接收频率范围为530—1605kHz，这时对应本机振荡器低端频率为530kHz+465kHz=995kHz(可变电容器全部旋进)，高端频率为1605kHz+465kHz=2070kHz(可变电容器全部旋出)，即本机振荡频率范围为995—2070kHz。 3．中频放大器

中频放大器主要由中频变压器(中周)和高频三极管组成。其作用是把变

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频级送来的中频信号再进行一次检查，只让465kHz的中频信号通过，并送到三极管进行放大，然后将放大了的中频信号再送到检波器去检波。 4．检波器

检波器也称解调器，它主要由二极管和滤波电容组成，主要作用是从人耳听不见的中频信号中检出音频信号。检波实质就是利用二极管的单向导电特性，切除已调幅中频信号的正半周或负半周，然后经电容器滤除残留的中频分量取出含有直流分量的音频信号，再送到低频放大器中进行音频放大。 5．自动增益控制电路

晶体管收音机中使用的小功率高频三极管都有这样一个特性；当三极管静态工作电流Ic在lmA以下时，三极管的β值将随着Ic的减小而减小。自动增益控制电路就是利用这一特性将检波得到的音频信号中的直流分量经电路处理后，去控制中频放大器中三极管静态工作点，使收音机在接收到强信号时中频放大器中三极管静态工作电流Ic减小，β值下降。这样中频放大器对输入的强信号放大量减小，检波后输出的音频信号幅度不至过大；反之，收音机接收到弱信号时，中频放大器中三极管β值上升，使检波后输出的音频信号幅度不至减小。从而保证了收音机接收强弱电台时检波输出的音频信号幅度基本均匀。 6．低频放大器

低频放大器是放大音频信号的放大器，它是由前置低放和功率放大电路组成。前置低放的主要作用是将检波得到的微弱音频信号进行放大，使之能向功率放大电路提供足够的推动功率。功率放大电路的主要作用是将来自前置放大电路的音频信号进行功率放大，然后推动喇叭发出声音。 (三)超外差收音机的主要元器件 1．双连可变电容器

超外差式收音机的变频级有一个输入调谐回路和一个本机谐振电路。它们谐振频率的改变是通过改变可变电容器容量的方法来实现的。为了保证输入回路无论调谐到哪一个位置，本机振荡都能产生一个高于输入调谐回路谐振频率(f

外

)465kHz的振荡信号(f

本

)，f

本

- f

外

=465kHz，在工艺上采用了同

轴连动双连可变电容器，简称双连。

在收音机中，双连又分差容双连和等容双连，因此，使用双连可变电容器要注意和振荡线圈参数配合。例如振荡线圈型号是LTF-3-1要选配等容2×7／270p的双连。 2．中频变压器

中频变压器俗称中周，它的质量优劣在很大程度上决定一架收音机的灵敏度、选择性等指标，所以说它是超外差式收音机的重要元件。在超外差式收音机中，中频变压器主要用作选频和中放电路中级间耦合与阻抗匹配。

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中频变压器的初、次级线圈同绕在一个高频磁心上，外面套有铁氧体磁帽以形成封闭磁心，把磁场限制在磁心中，最外面再加一个金属屏蔽罩同时也兼作紧固用，如图6-l-3所示。无感螺丝刀可通过屏蔽罩上顶部的圆孔旋动磁帽来调节中频变压器电感量的大小从而改变其谐振频率。

收音机的中频变压器有多种型号但常用的只有三种型号，TTF-1型TTF-2型和TTF

-3型。不同型号的中频变压器形状大小不一 图6-1-3 中频变压器的结构 样，初学者可根据自己装配的收音机体积大 小来选用。在同一套中频变压器中，每只中频变压器的电器参数不一样，所以在使用前都要详细看一下生产厂家提供的说明书，不能随意调换它们在电路图中的位置。中频变压器的电路见图6-1-4。

3．振荡线圈

振荡线圈在外形上与中频变压器相似，如LTF-1型、LTF-2型、LTF-3型等。

4．磁性天线 图6-1-4 TTF型中频变压器和振荡线圈电路

在收音机中磁性天线的作用是接收空间电磁波。所谓磁性天线是在一根磁棒上绕两组彼此不相连接的线圈，如图6-l-5所示。磁棒在磁性天线中的作用是聚集空间电磁波，当磁性天线的磁棒与电波传播方向垂直时，磁性天线接收电波的能力最强如图6-1-6所示。磁性天线的方向性，使得收音机转动某一方向时，扬声器发出的声音最响，同时也抑制了非接收方向来的干扰电波，从而减小了杂音。

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