高频电路 第9章

9.1概述9.2调幅接收电路分析9.3调频接收电路分析第9章单片调幅／调频收音机介绍返回主目录第9章单片调幅／调频收音机介绍9.1概述2204A是美国斯普拉格公司20世纪70年代后期产品,为16脚双列直插塑料封装结构。它既可以接收中波调幅信号,也可以接收调频信号。图9.1.1和图9.1.2分别是ＵＬＮ2204内部电路图。图9．1．3是用ＵＬＮ２２０４Ａ组成的AM/FM单片收音机电路图。作调幅接收时,接收载频范围为535kHz～1605kHz,与本振混频后产生465kHz的中频,经中频放大器放大后检波,最后由音频功放电路驱动扬声器。这种收音机灵敏度较高,典型值为5μV；功耗很小,额定值约600mW,最大允许功耗为1W；电源电压范围为3V～12V；可接8Ω～45Ω的扬声器作负载,在电源电压为9V时,输出功率可达800mW。9.2在图9.1.3中,当波段开关SW1a和SW1b拨到AM端,则可作为调幅收音机接收调幅电台信号,此时电路主要由以下几部分组成。1由天线线圈L7与两个可变电容组成调谐回路,起选择电台的作用。选择到的调幅信号由ULN2204A的⑥、⑦脚送入片内的混频器,C24是高频旁路电容。2由片内V32、Ｖ33、Ｖ34与⑤、13脚外接ＬＣ调谐回路（由本振变压器初级线圈、Ｃ27和两个可变电容组成）构成差分对正弦波振荡器,振荡信号由V32的集电极输出。AT2的初级回路中有一电容与调幅信号输入回路中的一个电容是双连可调的,使本振频率与输入信号载频正好相差一个中频（465kHz）。振荡电压约150mV。3混频电路由片内V13～V16、V30～V31组成的双差分模拟乘法器实现乘积混频。从片外调谐回路馈入的调幅信号由⑥、⑦脚输入到V30、V31的基极,本振信号从V14、V15的基极输入,乘法器输出端④、13脚外接LC中频调谐回路,选取中频信号后又经②、①脚送回片内的中频放大器。AT1是中频变压器。4中放电路中放电路由片内五级直接耦合差分放大器V1～V10组成,单端输入,单端输出。调幅接收时,中放输入端ＡＴ1与输出端AT3的选频回路均调谐在465kHz上；而在调频接收时,FT2与输出端FT3的选频回路均调谐在10.7MHz上。虽然AT1的次级与FT2的次级串联,AT3与FT3串联,但在任何一种接收情况下,总有两个回路是失谐的,可视为短路。另外,调幅接收时,因工作频率低(小于1.65MHz),故Ｌ5视为短路,C15视为开路；调频接收时,因工作频率高(大于88MHz),故Ｌ5和C15作为鉴频器中的移相电路元件。片内的中放电路是调幅接收和调频接收共用的。前四级中放的集电极供电电压Ｅ受检波器输出电压（V17管集电极电压）控制,Ｖ11、Ｖ17、Ｖ22、Ｖ40。当输入信号较强时,检波器输出平均电压升高,从⑧脚取得的AGC电压升高,从而有下述控制过程：ＵAGC↑→Ｕb22↑→ＵC22↓→ＩC11↑→ＩC17↑→Ｅ↓→Ａu↓。V17集成极电压E降低,将使中放管V1～V8的发射极工作电流减小,从而使其电压增益Au减小。V17类似于稳压电源中的调整管,16脚外接电容Ｃ28、Ｃ29起音频滤波作用,和Ｒ17一起确定了AGC电路的时间常数。第五级中放无ＡＧＣ作用。前四级中放总增益约76dB。5检波电路V18、Ｖ19、Ｖ21、Ｖ28和13、14、15脚外接LC移相电路(AT3)组成了差分全波峰值检波电路。LC移相电路调谐于465kHz,实现180°相移。对于调幅信号来说,13、14和15脚外接电容C15近似开路,L5、FT3近似短路。所以,AT3的两端分别与15、14脚相连,而电感中点抽头处与13脚相接,处于交流接地。这样,使加在两检波管V18、V19基极的中频调幅信号正好反相,于是,V18与Ｖ19管的be结交替地对中频调幅波的正负半周进行检波,检波后的音频信号从Ｖ18、Ｖ19的发射极输出,经Ｖ28射随以后再由Ｖ21放大后从集电极输出。V18、Ｖ19发射极与地之间有一低通滤波器,能滤除检波信号中的载频分量及高次谐波分量,其等效电阻由V28的输入电阻组成,等效电容由Ｖ25、V26等管的极间电容组成。6音频放大电路由两部分组成。前一部分是由V44、V45组成的PNP型差分放大器,Ｖ50为集电极有源负载,用以提高电压放大倍数；V52和Ｖ53均为射随器,起缓冲隔离和电平位移作用。V36～V39是多路微电流恒流源,为音频放大器提供合适的恒定电流。后一部分是PNP型复合管V48、V42和NPN管V49组成的互补对称的OTL电路,从V49集电极输出的音频信号经12脚外接C19耦合到扬声器,同时,C19上的直流电压又作为V49的集电极电源,这是OTL电路固有的特点。R40、R41和10脚外接大电容组成一个负反馈支路,将输出端信号反馈到输入端,保证电路稳定地工作。V47和与其基极相连的R51、R52、R53和三个二极管的作用在于保证输出端(12脚处),这样才能使两个输出管处于对称状态下工作。音频放大电路总电压增益约为43dB。E219.3调频接收电路分析在图9.1.3中,SW1a和SW1b拨到FM端,则可作为调频收音机接收调频电台信号。由于调频台载频范围为88MHz～108MHz,远高于中波调幅台载频范围535kHz～1605kHz,所以在ULN2204A集成电路前加了高频调谐器（俗称高频头）,用分立元件组成。调频接收电路由高频头、中放、鉴频、音频放大几部分组成,其中音频放大电路与调幅接收时完全相同,中放电路仅外接中频调谐回路不一样,片内电路完全相同。所以,下面仅分析高频头电路与鉴频电路。1高频头电路高频头电路由输入回路、高放和变频器三部分组成,总电压增益大于20dB。其输入阻抗应与拉杆天线阻抗匹配（约75Ω）,输出阻抗应与片内中放的输入阻抗匹配（约几千欧）。输入回路由天线线圈Ｌ1、Ｃ2、Ｃ3、Ｒ1及高放管V101的输入阻抗等组成,通频带较宽,能通过88MHz～108MHz信号。高放由V101组成共基单调谐放大器,V101的基极偏置受16脚输出的UAGC控制,所以增益可控。与调幅接收时不同之处在于,这时的AGC时间常数由外接电阻Ｒ18与电容Ｃ28、Ｃ29、Ｃ30确定。变频管V102兼有本振和混频两种功能。作为本振,V102和Ｌ4、Ｃ12、Ｃ11、Ｃ9以及双连可调电容组成电容三点式电路,中频变压器FT1的初级回路调谐于10.7MHz,远低于本振频率,故对于本振信号可视为短路。16脚输出的UAGC同时也加到V102的基极上,使管子的结电容受控而发生变化,从而控制本振频率,起到ＡＦＣ的作用。作为混频器,输入信号和本振信号均加到V102的be结,V102的输出由FT1和FT2组成双调谐回路,均调谐于10.7MHz,矩形系数较好且兼有阻抗变换作用。混频器输出中频信号经②、①脚送入集成电路内的中放。2中放输出的被限幅的调频脉冲信号一路由V10的集电极直接送入Ｖ18的基极,另一路由V10的集电极经15脚外接的90°移相电路后,又由14脚送回V19的基极。V18和Ｖ19组成与门鉴频电路。从第7章可知,相位鉴频器由90°移相电路、模拟乘法器和低通滤波器组成。对于二进制脉冲信号来说,与门也是实现乘法功能的。所以,用与门代替模拟乘法器,可构成脉冲相位鉴频电路,或称为脉冲均值鉴频电路。ULN2204A采用的就是脉冲均值鉴频电路,其内部有关电路和外接选频回路如图9.3.1所示。对于107MHz调频波中频来说,与AT3并联的电容可视为短路。由于调频接收时⑦脚接地,从而V29截止,Ｖ28不工作,Ｖ33截止,所以调幅检波通路被切断,调幅振荡级和混频级均不工作。18、Ｖ19的基极作输入,二者发射极相连作输出构成与门,因为仅当二者基极均为高电平“1”时,两管均导通,发射极输出才为高电平“1”。V24和Ｖ27组成施密特触发器,起整形作用。Ｖ20与片内电阻Ｒ24（7.5kΩ）、⑧脚外接电容2（0.005μF）组成有源低通滤波电路,取出脉冲信号中的音频分量。⑧脚外接Ｒ15、Ｃ22和电位器组成高音提升电路,用以补偿信号中高音频的损失。