七管超外差式收音机 通信电子电路课程设计报告

课程名称：通信电路设计设计题目：七管超外差式收音机系别：计算机科学与技术专业(方向)：电子信息工程年级、班：2007级学生姓名：学号：指导教师：2010年12月20日兰州商学院绪论电磁振荡在周围的空气产生周期性变化的电厂和磁场向四面八方传播开去，就形成了电磁波。发射电磁波要有一定的振荡频率和震荡电路的电场和磁场尽量分散到可能大的空间，频率越高，发射电磁波的能力就越大，在实际应用中常把开放电路的下端跟地连接。跟地连接的导线叫做地线。线圈上部接到比较高的导线上，这条导线叫做天线。天线和地线形成了一个敞开的电容器，电磁波就是由这样的开放电路发射出去的。在通信系统中，信源输出的是由原始信息直接变换成的的电信号，即消息信号。这种信号一般具有从零开始的较宽的谱，而且在低频带分布较大的能量，称为基带信号，不宜直接在信道中传播。将消息信号对频率较高的载波信号进行调制，才能使信息信号第1页共15页的频谱搬移到适合信道的频率范围内进行传播。在通信系统的接收端对已调信号进行解调，恢复出原来的信号。1系统原理。常用的调制方法有幅度（AM）、频率（FM）、相位（PM）以及它们混共等调制方法。而一般的收音机采用的调制方法是幅度调制方法。设调制信号为)(tf，载波信号为)cos()(0tAtcc式中A为载波的幅度；c为载波的角频率；0为载波的出相位。载波经模拟信号调制后的数字表达式为))(cos()()(0tttAtsc式中)(tA为载波瞬时幅度；)(t为载波的相位偏移；如果)(t为常数，)(tA随)(tf成比例变化，则为幅度调制；如果)(tA为常数，)(t或)(t的导数随)(tf成比例变化，则为角度调制，前者为相位调制，后者为频率调制。1.1AM调制设调制信号为)(tf,其平均值为0)(tf。)(tf叠加直流0A后对载波的幅度进行调制，就形成了常规调幅信号，其时间表达式为)cos()]([)(00ttfAtscAM式中c为载波信号的角频率；0为载波信号的起始相位。其调制过程如图1-1所示。(a))(A0tf第2页共15页(b)(c)图1-1AM调制过程由时间波形可知，但满足max0|)(|tfA时，已调信号的包络与调制信号的成正比，如图1-1(b)所示，所以包络检波法很容易恢复出原始的信号。如果以上条件不满足，就会出现过条幅现象如图1-1(c)所示。1.1.1常规调幅(AM)设调制信号为单余弦函数，即)cos()(mmmtAtf则调制信号为)cos()]cos([)(0ccmmAMttAts(1-1))cos()]cos(1[0ccmmAMttA式中0AAmAM，该比值称为条幅指数，用百分比表示时，称为调制度。AM取值共有小于1。等于1和大于1三种可能，分别为正常调幅、满调幅和过调幅三种情况。在实际的系统中，通常取AM在30%~60%之间，这是因为器件的线性范围有第3页共15页限。由1-1调制的表达式可知，常规条幅的条幅过程是调制信号叠加直流分量后与载波相乘，器数学模型如图1.1.1-1下)cos(tc)(tf)(tsDSB0A图1-1.1常规调幅调制模型1.1.2抑制载波双边带调幅(DSB)不在)(tf上附加直流分量0A，直接用)(tf调制载波的幅度，便可得到抑制载波的双边带调幅信号，简称双边带信号，双边带信号的时间波形表达式为)(cos)()(DSBttftsc由表达式可知，调制过程是调制信号和载波的相乘运算，其数学模型如图1-1.2)cos(tc)(tf)(tsDSB图1-1.2双边带调幅调制模型相应的已调信号的载波波形表达式为)(21)(21)(DSBccFFtS双边带信号在)(tf改变符号时恰好)(tc也改变符号，这是载波就出现了反相点。已调信号的幅度包络与)(tf完全不同，因此不能用包络检波来解调恢复调制信号。1.2解调幅度调制的解调方法有相干解调法和非相干解调法1.2.1常规解调常规调幅采用非相干解调，解调器有包络检波、平方率检波等。包络检波器由二极管、电阻、电容滤波器组成，为使包络检波器工作在最佳状态，RC较好的取值范围是cmfRCf1(1.2.1-1)第4页共15页式中mf是调制信号的最高频率；cf是载波的频率,在满足式1.2.1-1的条件下，检波器的输出近似为)(0tfAsd1.2.2双边带信号解调由双边带信号的频谱图可知，如果将已调的频谱搬回到原点位置，就可以得到原始的调制信号。解调中的频谱搬移同样可用相乘运算来实现，已调信号乘上与调制载波完全相同的载波其表达式为ttftfttsccDSB2cos)(21)(21cos)(经低通滤波器(LPF)滤除高频分量，得到)(21)(tftsd相干解调的关键是要产生一个同频同相的载波，如果此条件不能满足，将对原始信号的恢复产生不利影响。2七管超外差式收音机常用的调幅收音机有直放式和超外差式，超外差式是为了克服直放式的性能不足而引入的一种方式。其他们的框图如图2-1所示。超外差：输入信号和本机振荡信号产生一个定中频信号的过程。因为它是比高频低，比低频信号又高的超音频信号，所以这种接收方式叫做超外差式。输入调谐回路检波高频放大低频放大BE(a)直放式收音机变频中放检波低放功放第5页共15页(b)超外差式收音机图2-1（a）直方式收音机；（b）超外差式收音机（1）直放式收音机的优缺点：优点：电路简单，体积小，成本低，携带与制作方便。缺点：灵敏度低，选择性差。（2）超外差式收音机的优缺点：优点：灵敏度高，选择性好。缺点：电路复杂，成本稍高，制作较难。2.1七管超外差式收音机的原理如图2-1.1所示图2-1.1七管超外差式收音机的原理图2.2原理图中的各部分功能如下：2.2.1调谐回路调谐回路是由可变电容和天线线圈组成，调节可变电容可是LC的固有频率等于电台频率，产生谐振，已选择不同频率的电台信号。在由T1的次变线圈耦合到下一级变频级。第6页共15页图2-2.1调谐回路电路图2.2.2变频回路变频回路由混频、本机振荡和选频三部分组成。该部分电路的功能是：变频级是以晶体管V1为中心，它兼有振荡、混频两种作用。他吧输入的不同频率的高频信号变换成固定465KHZ的中频信号。由调谐回路和本振电路组成所接收信号由T1的次变线圈耦合到V1的基极，本地振荡信号通过c2耦合到V1的发射机。两种频率的信号在V1中混频，混频后由V1集电极输出各种的信号。其中包含本地振荡频率和电台振荡频率的差频等于465KHZ的中频信号。图2-2.2变频回路电路图2.2.3选频回路第7页共15页有T4的初级线圈和谐振电容组成并联谐振电路，他的谢振频率在465KHZ，对465KHZ的中频信号产生最大的电压。并且通过次变线圈耦合到下一级去。图2-2.3选频回路电路图、2.2.4中放回路选频级输出的中频信号由V2的基极输入并放大，中放电路中的负载是中频变压器T4和谐振电容。它们也是并联方式谐振在中频465KHZ之上。输入电台信号与本振信号差出的465KHZ中频信号。它可以在中频“通道”中畅通无阻，并被逐级放大，即该中频信号用固定调谐的中频放大器进行放大。而邻近电台的信号和一些干扰信号与本振信号所产生的差频不是固定的中频，便被“拒之门外”，因此，收音机的选择性也大为提高。2.2.5检波电路检波工作有三极管V4的be结来完成，再有C6、c7、R9滤去残余的中频成分，在检波负载VR上得到音频信号，音频信号再由C8耦合到下一级。图2-2.5检波电路电路图第8页共15页2.2.6低频放大主要任务是把检波电路输出的音频信号经C8耦合到V5进行低频放大，进而送至功放电路。图2-2.6低频放大电路图2.2.7功率放大把放大后的音频信号进行功率放大，以推动扬声器发出声音。图2-2.7功率放大电路图3元器件说明3.1元器件清单序号名称型号规格位号数量第9页共15页1三级管9013V6、V72只2三级管9014V51只3三级管9018V1、V2、V3、V41只4三级管9013HVT5VT62只5发光二级管红LED1只6磁棒线圈5*8*80mmT11套7振荡线圈TF10（红）T21只8中周TF10（黄、白、绿）T3T4T5各1只9输入变压器蓝色T61只10扬声器0.5W8BL1只11电阻100欧R13R152只12电阻120欧R12R142只13电阻10K51RPR8各1只14电阻150680R16R9各1支15电阻2201KR11R6各一只16电阻2K30KR2R4各一只17电阻56K120KR5R1各一只18电阻100KR7R102只19电阻2201KR3R1各1只20电解电容0.47ufC3C82只21电解电容100ufC12C13C93只22瓷片电容103C21只23瓷片电容C1C4C524瓷片电容223C6C7C107只25瓷片电容C1126双联电容CBM-223PFCA1只27电位器拨盘1个28磁棒支架1只29印刷电路板1块第10页共15页30电池正负极簧片1套31连接导线4根32耳机插座.5mm3CK1个33调谐拨盘1只34螺丝5粒3.2元件说明3.2.1电阻电阻的阻值可以根据色差法对所需的电阻进行分类。电阻值计算示意图如图3-2.1.所示：棕红橙黄绿兰紫灰白黑金银12345678905%10%图3-2.1电阻值计算示意图色环电阻分为四色环和五色环，先说四色环。顾名思义，就是用四条有颜色的环代表阻值大小。每种颜色代表不同的数字，如下：棕1红2橙3黄4绿5蓝6紫7灰8白9黑0金、银表示误差第11页共15页各色环表示意义如下：第一条色环：阻值的第一位数字；第二条色环：阻值的第二位数字；第三条色环：10的幂数；第四条色环：误差表示。例如：电阻色环：棕绿红金，第一位：1；第二位：5；第三位：10的幂为2（即100）；误差为5%；即阻值为：15×100=1500欧=1.5千欧=1.5K还有精确度更高的“五色环”电阻，用五条色环表示电阻的阻值大小，具体如下：第一条色环：阻值的第一位数字；第二条色环：阻值的第二位数字；第三条色环：阻值的第三位数字；第四条色环：阻值乘数的10的幂数；第五条色环：误差（常见是棕色，误差为1%）；3.2.2电解电容和瓷片电容如图3-2.2.1所示为电解电容，在安装电解电容时要求电容的管脚长度要适中，要正确判断管脚的正，负极，否则不能完成实现收音功能。并且电解电容要紧贴电路板立式安装焊接，太高就会影响后盖的安装。图3-2.2.1电解电容器示意图如图3-2.2.2所示为瓷片电容，瓷片电容和电解电容一样，要求其管脚的长度要合适。在实物图所标的数字中，第一二位数字代表电容值，第三位数字代表“0”的个数。在焊接瓷片电容时不必考虑它的正负极性。第12页共15页图3-2.2.2瓷片电容示意图3.2.3三极管本次设计的七管超外差式收音机中有三种三极管。T6，T7为9013属于中功率三极管，T1-T4为9018，T5为9014属于高频小功率三极管，在安装时，T1选用低值的三极管，T2和T3选用中值的三极管，T4选用高值的三极管，否则装出来的效果不好。同时，要求电容和三极管管脚的长度要适中，不要剪的太短，也不要留的太长，使它们不要超过中周的高度。3.2.4中频变压器（中周）中频变压器（简称中周）三只。T2为振荡线圈的中周（红色），T3为第一级中放用的中周（白色），T4为第二级中放的中周（黑色）。这三只中周装好后只需微调甚至不调。中周外壳除起屏蔽作用外，还起导线的作用，所以中周外壳必须接地。3.2.5磁棒线圈磁棒线圈的四根引线头可以直接用电烙铁配合松香焊锡丝来回摩擦几次即可自动镀上锡，四个线头的接在对应的印制板的焊盘上，即1,2,3,4点。焊接前要仔细辨别2、3引脚，切不可弄反。3.2.6双连拨盘由于调谐用的双连拨盘安装时离电路板很近，所以在它的圆周内的高出部分的元件引脚在焊接前先用剪刀剪去，以免安装或调谐时有障碍，影响拨盘调谐的元件有T2和T4的引脚以及接地焊片，双连的三