课程设计AMFM 收音机的组装及调试.docx

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课程设计AMFM收音机的组装及调试

第一部分　　无线电广播概述

收音机的种类是由无线电广播的种类决定的。

因此，我们首先对无线电广播的种类和其特征做一简单介绍。

我们知道，我们的声音所能传播的距离是有限的，要想远距离的传播声音，必须借助于无线电广播。

无线电广播是以频率较高（高于音频频率）的无线电信号（称为高频载波信号）作为运载工具，将声音运送到较远的地方。

目前无线电广播可分为两大类，即调频广播（FM）和调幅广播（AM）。

调幅广播使用高频载波信号的幅值来装载音频信号（调制信号），即用音频信号来调制高频载波信号的幅值，从而使原为等幅的高频载波信号的幅度随调制信号的幅度而变化（如图1所示）。

幅值被音频信号调制过的高频载波信号称为已调幅信号，简称调幅信号。

调频广播则是用高频载波信号的频率来装载音频信号，即用音频信号（调制信号）来调制高频载波信号的频率，从而使原为等幅恒频的高频载波信号频率随调制信号的幅度而变化，但其幅值不变（如图1所示）。

频率被调制过的高频信号称为已调频信号。

调幅信号和调频信号统称为已调制信号，简称为已调信号。

调幅广播有长波、中波、短波三个波段。

长波的频率范围为150～415KHZ，中波为525～1605KHZ，短波为1.2～26.1MHZ。

调频波段都在超高频（VHF）波段，国际上规定为87～108MHZ。

从调幅和调频广播的频率范围我们可以看出，调幅广播所用的波长较长，其特点是传播距离远，覆盖面积大，并且用来接收此无线电波信号的接收机的电路也比较简单，价格便宜。

但其缺点是所能传输的音频频带较窄，音质较差，从而不宜传输高保真音乐节目，并且其抗干扰能力差。

而调频广播所能传输的音频频带较宽，宜于传送高保真音乐节目，并且它的抗干扰能力较强。

这是因为调频信号的幅值是固定不变的，可以用限幅的方法，将由于干扰而产生的调频信号的幅值变化有效地消除掉。

同时，它与AM波相比发射功率也

可减小，这是因为调幅信号的幅值一般都比载波的幅值大，有效发射功率比发射机发射的功率小得多。

而调频信号的幅值和载波的幅值一样大，在发射机发射功率一样时，调频信号的有效发射功率要比调幅信号的有效发射功率大。

但由于调频广播工作于超短波波段，其缺点是传播距离短，覆盖范围小，且易于被高大建筑物等物体所阻挡。

然而人们恰恰利用了这一点，不同地区或城市可使用同一或相近的频率，而不致引起相互干扰，提高了频率利用率。

第二部分收音机的工作原理

一.各部分电路的工作原理

接收回路工作原理

收音机输入回路的任务是接收广播电台发射的无线电波，并从中选择出所需电台信号。

输入回路是由收音机内部的磁棒天线线圈、与调台旋钮相连的可变电容串联构成的LC调谐电路。

旋转调台旋钮可改变电容数值，以达到改变串谐电路固有频率的目的。

变频电路工作原理

收音机接收回路送到高频调幅信号（高频调幅信

号是运载被传输音频信号的“载波”），变频电路的作用就是将高频载波变成频率固定为465KHz的中频调幅波，同时保持原调制信号包络线的形状。

中放电路工作原理

输入电台信号与本振信号之差是恒为465kHz的固定中频，此差频可在中频“通道”中畅通无阻，并被中频放大器逐级放大，因为这个固定中频就是并联谐振电路的预定谐振频率。

对其它邻近电台的电磁波信号或干扰信号来讲，由于它们与本振信号所产生的差频不是预定的中频，便被“拒之门外”，因而使收音机的选择性大为提高

检波电路工作原理

混频电路输出的携带音频信号的中频载波由中频放大电路进行两级放大，使得到达二极管检波器的中频载波振幅足够大。

二极管将中频载波振幅中的包络线检波出来，这个包络线就是我们需要的音频信号。

低放和功放工作原理

收音机的低放电路，其主要任务是把音频信号进行放大，使功放级得到更大的音频信号电压；而功放级则是进一步把放大后的音频信号进行功率放大，以推动扬声器振动发出声音。

。

二、最简单收音机原理

LC谐振回路是收音机输入回路，改变电容C使谐振回路固有频率与无线电发射频率相同，从而引起电磁共振，谐振回路两端电压VAB最大，将该电波接收下来。

经高频放大电路放大后，通过由二极管D和滤波电容C1构成的检波电路，将调幅信号包络解调下来，得到调制前的音频信号，再将音频信号进行低频放大，送到喇叭，就完全还原成可闻的声波信号。

这就是最简AM收音机（也称高放式收音机）的工作原理，它简单，但可行性、可使用性太差，不适合日常使用。

由于高放式收音机中高频放大器只能适应较窄频率范围的放大，要想在整个中波频段535kHZ—1605kHZ获得一致放大是很困难的。

因此用超外差接收方式来代替高放式收音机

三、超外差收音机原理

所谓超外差式，就是通过输入回路先将电台高频调制波接收下来，和本地振荡回路产生的本地信号一并送入混频器，再经中频回路进行频率选择，得到一固定的中频载波（如：

调幅中频国际上统一为465KHz或455KHz）调制波。

超外差的实质就是将调制波不同频率的载波，变成固定的且频率较低的中频载波。

在广播、电视、通讯领域，超外差接收方式被广泛采用。

超外差原理

在超外差的设计中，本振频率高于输入频率。

用同轴双联可变电容器，使输入回路电容C1-2和本振回路电容C1-1同步变化，从而使频率差值始终保持近似一致，其差值即为中频，即：

如接收信号频率是：

600kHz，则本振频率是1055kHz；

1000kHz，则本振频率是1455kHz；

1500kHz，则本振频率是1955kHz；

由于谐振回路谐振频率，f与C不成线性变化，因此必须有补偿电容对其特性进行修正，以获得在收听范围内f与C近似成线性变化，保证f本振-f信号=f中频为一固定中频信号。

超外差方式使接收的调制信号变为统一的中频调制信号，在作高频放大时，就可以得到稳定且倍数较高的放大，从而大大提高收音机的品质。

比较起来，超外差式收音机具有以下优点：

（1）接收高低端电台（不同载波频率）的灵敏度一致；

（2）灵敏度高；

（3）选择性好（不易串台）。

由于直接放大式收音机的灵敏度比较低，只能接受本地区强信号的电台，接收远地电台的能力较弱，它的选择性差，接收相邻频率的电台信号时存在串台现象。

为了提高灵敏度和选择性，就要采用超外差式收音机。

超外差式收音机有别于直放式收音机的特点是它不直接放大广播信号，而是通过一个叫变频级的电路将接收的任何一个频率的广播电台信号变成一个固定中频信号（我国规定中频频率是465KHz），由中频放大器进行放大，然后进行检波，得到音频信号，最后推动扬声器工作。

9018-2型袖珍收音机，采用典型六管超外差式电路，具有安装调试方便、工作稳定、灵敏度高、选择性好等特点，功放级采用无输出变压器的功率放大器，（OTL电路），有效率高、频率特性好、声音宏亮、耗电省等特色。

是一款值得青少年无线电爱好者动手制作的套件。

四、RW08-11AM/FM收音机工作原理

CXA1691M（CD1691M）与HX218AM/FM型收音机

HX218AM/FM收音机电路方框图

50型的AM/FM二波段的收音机，此收音机电路主要由大规模集成电路CXA1691M（CD1691M）组成。

由于集成电路内部不便制作电感、电容和大电阻以及可调元件，故外围元件多以电感、电容和电阻及可调元件为主，组成各种控制、谐振、供电、滤波、耦合等电路。

50型收音机电路图如图2所示。

CXA1691M（CD1691M）内部电路图如图所示。

CXA1691M（CD1691M）内部方框图

（1）工作原理

当调幅信号感应到T1及CA组成的天线调谐回路，选出我们所需的电信号F1从IC10脚进入IC（CXA1691BM）；本振电路由T2、C16、CB组成，振荡频率高出F1频率一个中频的F2（F1+465KHz）例：

F1=700KHz则F2=700+465KHz=1165KHz的信号从IC的5脚输入IC内部与F1的信号会合进行混频，混频后的中频信号从IC的14脚输出经中频变压器T3选频再经CF2、465KHZ中频虑波器选频，选频后的中频信号从IC的16脚输入内部进行中频放大、检波，检波后的音频信号从IC的23脚输出经C14耦合从24脚输入IC内部进行低频功率放大，放大后的音频信号从IC27脚输出经C18耦合电容推动扬声器或耳机。

当拉杆天线感应到的调频信号经C2电容耦合，从IC的12脚输入IC内部进行高频放大，由L2、C3、CE组成的选频调谐回路，选出我们所需的高频电信号F3从IC的9脚进入IC（CXA1691BM）；本振电路由L3、C4、CD组成，振荡频率高出F3频率一个中频的F4（F3+10.7MHz）例：

F3=90MHz则F4=90+10.7MHz=100.7MHz的信号从IC的7脚输入IC内部与F3的信号会合进行混频，混频后的中频信号从IC的14脚输出经R4再经CF1、10.7MHZ中频虑波器选频，选频后的中频信号从IC的17脚输入内部进行中频放大、鉴频，鉴频后的音频信号从IC的23脚输出经C14耦合从24脚输入IC内部进行低频功率放大，放大后的音频信号从IC27脚输出经C18耦合电容推动扬声器或耳机。

（2）DS05-11实物图

收音机的电路结构种类有很多，早期生产的收音机多为分立元件电路，目前基本上都采用了大规模集成电路为核心的电路（本机电路采用日本索尼公司生产的调频调幅专用集成电路CXA1691M，国产型号为CD1691M）。

集成电路收音机的特点是：

结构比较简单，性能指标优越，体积小等优点。

AM/FM型的收音机电路可用如图1所示的方框图来表示。

收音机通过调谐回路选出所需的电台，送到变频器与本机振荡电路送出的本振信号进行混频，然后选出差频作为中频输出（我国规定的AM中频为465KHZ，FM中频为10.7MHZ），中频信号经过检波器检波后输出调制信号（低频信号），调制信号（低频信号）经低频放大、功率放大后获得足够的电流和电压，即功率，再推动喇叭发出响亮的声音

下面分别介绍收音机电路各功能块电路的作用。

（1）输入调谐（即选台）与变频

由于同一时间内广播电台很多，收音机天线接收到的不仅仅是一个电台的信号，是N个电台的信号。

由于各个电台发射的载波频率均不相同，收音机的选频回路通过调谐，改变自身的振荡频率，当振荡频率与某电台的载波频率相同时，即可选中该电台的无线信号，从而完成选台。

（串联谐振原理）

由于我们采用的是超外差式收音，选出的信号并不立即送到检波级，而是要进行频率的变换（即变频，目的是让收音机整个频段内的电台放大量基本一致，因为频率稳定放大倍数也就相对稳定）。

利用本机振荡产生的频率与外来接收到的信号进行混频，选出差频，即获得固定的中频信号（AM的中频为465KHz，FM的中频为10.7MHz）。

图2所示收音机电路中，这部分电路有四个LC调谐回路，带箭头用虚线连在一起的是一只四联可变电容器CBM-443DF，其中CA与L1并联是调幅波段的输入回路（选台回路）、CB与T1相联的是调幅波段本机振荡电路，C7（120P）是一只垫振电容，把本振频率垫高，使本振电路频率比输入回路频率高465KHZ，CC与L2并联的是调频波段的输入回路（选台回路），CD与L3并联为FM（调频）波段本振回路，和可变电容并联的分别是与它们适配的微调电容，用作统调。

K2是波段开关，与集成电路“15”脚内部的电子开关配合完成波段转换，开关闭合是低电平为调幅波段，开关断开是高电平为调频波段。

以上元件与集成电路（IC）内部有关电路一起构成调谐和本机振荡电路，变频功能基本由IC内部完成。

（2）中频放大与检波

作用：

将选台、变频后的中频调制信号（调幅为465KHZ，调频为10.7M）送入中频放大电路进行中频放大，然后再进行解调，取出低频调制信号，即所需要的音频信号。

在图2电路中，中频放大电路的特征是具有“中周（中频变压器）”调谐电路或中频陶瓷滤波器。

IC内部变频电路送出的中频信号从“14”脚输出，10.7MHz的调频中频信号经三端陶瓷滤波器CF2选出送往IC的“17”脚，465kHz的调幅中频信号经R1和T3中周，再经过CF1三端陶瓷滤波器选出送往IC的“16”脚，中频信号进入IC内部进行放大并检波，从“23”脚输出音频信号。

鉴频（调频检波）和调幅检波电路都在IC内部。

IC的“23-24”脚之间的电容C15是检波后得到的音频信号耦合到音频功率放大输入端的耦合电容（通交隔直，让交流的音频信号通过，直流分量隔离），“2”脚外接的C9和T2是外接FM鉴频网络。

（3）低频放大与功率放大

作用：

解调后得到的音频信号经低频和功率放大电路放大后送到扬声器或耳机，完成电声转换。

图2电路中IC的“1”、“3”、“4”、“24～28”脚内部都是低频放大电路。

“1”脚为静噪滤波，接有电容C10（0.022UF），“3”脚所接电容C8（4.7UF）为功率放大电路的负反馈电容，“4”脚为直流音量控制端（改变引脚电位来改变内部差动放大器的放大倍数），外接音量控制电位器中心抽头。

IC的“25”脚接的C18（10UF）是功率放大电路的自举电容，以提高OTL功放电路的输出动态范围，“26”脚为功放电路供电端，外接C19（100UF）和C17（0.1UF）分别为电源的低频滤波和高频滤波电容。

音频信号经“24”脚输入到IC中进行功率放大，放大后的音频信号从“27”脚输出，经C16（100U）耦合送到扬声器或耳机发声，C20（0.1UF）是一只高频滤波电容，防止高频成分送入扬声器。

（4）电源及其他电路

本机的电源部分包括有两节1.5V电池、“26”脚外围的低频滤波电容C19（100UF）、C17（0.1UF）电源高频滤波电容，“8”脚外围的低频去耦滤波电容C2（10U），电源高频滤波电容C3（0.22UF）及由音量电位器连动的电源开关K1，R3和LED构成电源指示电路。

“21”脚外围的C12（4.7UF）、“22”脚外围的C13（10UF）是自动增益控制（AGC）电路滤波电容。

此外，为了防止各部分电路的相互干扰，IC内部各部分的电路都单独接地，并通过多个引脚与外电路的地相接，如“13”脚是前置电路地，“28”脚是功放电路地。

（5）天线接收部分

CXAl691M（CDl691M）内部还设有调谐高放电路，目的是提高灵敏度。

拉杆天线收到的调频电磁波由C1耦合进入“12”脚调频FM高放输入，再进行混频。

调幅部分则由天线磁棒汇聚接收电磁波，经L1的次级线圈进入变频电路

第三部分　HX108－2　AM　收音机的装配过程

五、装配前的准备工作及元器件初步测

1、按元件清单清点零件，分类放好。

2、用万用表初步检测元器件好坏。

六、焊接

装配工作中，焊接技术很重要。

收音机元件的安装，主要利用锡焊，它不但能固定零件，而且能保证可靠的电流通路，焊接质量的好坏，将直接影响收音机质量。

1、烙铁是焊接的主要工具之一，焊接收音机应选用30W-35W电烙铁。

将烙铁头部倒角磨光，以防焊接时毛刺将印刷电路板焊盘损坏。

2、烙铁温度和焊接时间要适当

焊接时应让烙铁头加热到温度高于焊锡溶点，并掌握正确的焊接时间。

一般不超过3秒钟。

时间过长会使印刷电路板铜铂跷起，损坏电路板及电子元器件。

3、焊接方法

一般采用直径1.0-1.2mm的焊锡丝。

焊接时左手拿锡丝，右后拿烙铁。

在烙铁接触焊点的同时送上焊锡丝，焊锡的量要适量。

太多易引起搭焊短路，太少元件又不牢固。

七、调试运行

没有仪器情况下的调整方法

1、调整中频频率；本套件所提供的中频变压器（中周），出厂时都已调整在465KHz（一般调整范围在半圈左右），因此调整工作较简单。

打开收音机，随便找一个电台，用无感螺丝刀调整T3（可用塑料、竹条或者不锈钢制成），调节到声音最响为止由于自动增益控制作用，人耳对音响变化不易分辨的缘故，收听本地电台当声音调节到很响时，往往不易调准确，这时可以改收较弱的外地电台或者转动磁性天线方向以减小输入信号，再调到声音最响为止。

FM中频用了10.7MHZ中频虑波器及10.7MHZ的鉴频器,FM中频不用作调整。

2、调整频率范围（对刻度）

AM波段

（1）调低端：

在550-700KHz范围内选一下电台。

例如中央人民广播电台640KHz，参考调谐刻度盘指示在640KHz的位置，调整振荡周T2（红色）的磁芯，便收到这个电台声音较大。

这样当四联全部旋进容量最大时的接收频率约在525-530KHz附近。

低端刻度就对准了。

（2）调高端：

在1400-1600KHz范围内选一个已知频率的广播电台，例1500KHz，再将调谐刻度盘指针指在刻度1500KHz这个位置，调节振荡回路中四联顶部左上角的微调电容（CB、图11），使这个电台在这位置声音最响。

这样，当双联全旋出容量最小时，接收频率必定在1620-1640KHz附近，高端就对准了。

以上

（1）、

（2）二步需反复二到三次，频率刻度才能调准。

3、统调

将四联可调电容调到最低端收到一个电台，调整天线线圈在磁棒上的位置，使声音最响，以达到低端统调。

将四联可调电容调到最高端收听到一个电台，调节天线输入回路中的微调电容，

4、使声音最响，以达到高端统调。

为了检查是否统调好，可以采用电感量测试棒（铜\磁棒）来加以鉴别。

5、测试方法

将收音机调到低端电台位置，用测试棒铜端靠近天线线圈（T1），如声音变大，则说明天线线圈电感量偏大，应将线圈向磁棒外侧稍移，用测试棒磁端靠近天线线圈，如果声音增大，则说明线圈电感量偏小，应增加电感量，即将线圈往磁棒中心稍加移动。

用铜磁棒两端分别靠近天线线圈，如果收音机声音均变小，说明电感量正好，则电路已获得统调。

FM波段

（1）调低端：

在88-92MHz范围内选一下电台。

例如华厦之声广播电台91.8MHz，参考调谐刻度盘指针在91.8MHz的位置，调整振荡线圈L3的间距，收到这个电台声音较大。

这样当四联全部旋进容量最大时的接收频率约在87-88MHz附近。

低端刻度就对准了。

（2）调高端：

在106-108MHz范围内选一个已知频率的广播电台，例107.5MHz，再将调谐刻度盘指针指在刻度107.5MHz这个位置，调节振荡回路中四联顶部右上角的微调电容CD，使这个电台在这位置声音最响。

这样，当四联全旋出容量最小时，接收频率必定在108-108.5MHz附近，高端就对准了。

以上

（1）、

（2）二步需反复二到三次，频率刻度才能调准。

统调

将四联可调电容调到最低端收到一个电台，调整L2线圈的间距，使声音最响，以达到低端统调。

将四联可调电容调到最高端收听到一个电台，调节输入回路中的微调电容CE使声音最响，以达到高端统调。

反复二到三次，使高低端声音最大噪声最小才算调准。

八、结果及分析

收音机原理就是把从天线接收到的高频信号经检波（解调）还原成音频信号，

送到耳机变成音波。

由于广播事业发展，天空中有了很多不同频率的无线电波。

如果把这许多电波全都接收下来，音频信号就会象处于闹市之中一样，许多声音混杂在一起，结果什么也听不清了。

为了设法选择所需要的节目，在接收天线后，有一个选择性电路，它的作用是把所需的信号（电台）挑选出来，并把不要的信号“滤掉”，以免产生干扰，这就是我们收听广播时，所使用的“选台”按钮。

选择性电路的输出是选出某个电台的高频调幅信号，利用它直接推动耳机（电声器）是不行的，还必须把它恢复成原来的音频信号，这种还原电路称为解调，把解调的音频信号送到耳机，就可以收到广播。

上面所讲的是最简单收音机称为直接检波机，但从接收天线得到的高频天线电信号一般非常微弱，直接把它送到检波器不太合适，最好在选择电路和检波器之间插入一个高频放大器，把高频信号放大。

即使已经增加高频放大器，检波输出的功率通常也只有几毫瓦，用耳机听还可以，但要用扬声器就嫌太小，因此在检波输出后增加音频放大器来推动扬声器。

高放式收音机比直接检波式收音机灵敏度高、功率大，但是选择性还较差，调谐也比较复杂。

把从天线接收到的高频信号放大几百甚至几万倍，一般要有几级的高频放大，每一级电路都有一个谐振回路，当被接收的频率改变时，谐振电路都要重新调整，而且每次调整后的选择性和通带很难保证完全一样，为了克服这些缺点，现在的收音机几乎都采用超外差式电路。

超外差的特点是：

被选择的高频信号的载波频率，变为较低的固定不变的中频（465KHz），再利用中频放大器放大，满足检波的要求，然后才进行检波。

在超外差接收机中，为了产生变频作用，还要有一个外加的正弦信号，这个信号通常叫外差信号，产生外差信号的电路，习惯叫本地振荡。

在收音机本振频率和被接收信号的频率相差一个中频，因此在混频器之前的选择电路，和本振采用统一调谐线，如用同轴的双联电容器（PVC）进行调谐，使之差保持固定的中频数值。

由于中频固定，且频率比高频已调信号低，中放的增益可以做得较大，工作也比较稳定，通频带特性也可做得比较理想，这样可以使检波器获得足够大的信号，从而使整机输出音质较好的音频信号。

九、实习心得体会

在这个课程设计中，熟悉了焊接，能够识别电路图，搞清楚收音机的原理，了解的它的组装过程，并能对照电路图与印制电路图，弄明白各个元器件的作用。

收音机的装配并不难，只要仔细认真严格地按照所给的电路图进行焊接。

注意焊接接点要圆、光、亮，各元件不要太高，特别是大元件，一定要贴着印制电路板，否则会影响收音机的外盖的合上。

如果电路板的铜片脱焊，可寻找最近同电位的焊接点，或轻轻地用小刀刮去铜板表面的绝缘层再镀锡焊接。

学会收音机出错后如何去调试，首先仔细查看元器件有没有未焊接好的地方；其次检查元器件有没有损坏，是不是在插入过程中将元器件的引线或针脚损坏；如果还不能改正的话，用万用表测量IC各针脚的电压并对照标准值，如果有错误的话，比照电路图，查寻从此针脚出发的元件，再对照装配图，仔细检查每个零件，找到所出现的错误。

调试时，要细心认真，每次旋转元件（同一方向）很小一个角不宜太大。

在收音机课程设计中，应用前面的点焊技术，在能够识别电路图的基础上，搞清楚收音机的原理，了解的它的组装流水线的基础上，对照电路图组装收音机，然后检测收音机能否进行正常工作，在出现错误时进行调试，在调试时一定要仔细、耐心。

虽然在实习中会遇到难题，但是从中我学到了很多，使自己的动手能力也有所提高，我想在以后的理论学习中我就能够明白自己的学习方向，增进专业知识的强化。

十、参考文献

RW08-11（FM/AM）收音机装配说明