电信毕业论文——超外差中波调幅收音机组装及调试(2)

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0.2 mA 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—n f 0 + mf S                                          （3-1）

    当n = 1、m = -1时，可得 f 0 - f S =  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f S 变化了3倍。

但是，相应的本机振荡信号频率f 0的变化范围为1000KHZ——2070KHZ，也就是说中波段的本机振荡信号频率f 0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f 0↑= ；

 
 
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

f 0↓= ；    （3-4）

这样一来就使得振荡频率f 0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。论文出处(作者):