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收音机装配实训指导书
收音机装配实训
指导书
第一章无线电波传播的基础知识
一、无线电波
1什么是无线电波
当我们打开电视机，转动频道旋钮到某一位置时，就能收到某地区发生事件的画面和声音。
电视机和这一地区并没有用导线互相连接，那里所发生的事件的场景和声音是怎样传来的？
原来这些画面和声音是通过电视台向外发送无线电波来实现的。
那么，什么是无线电波呢？
无线电波是看不见的电场和磁场互相转换的一种运动形式，是一种电磁波，它不需要导线进行传播，所以人们把它叫做无线电波。
理论与实践证明无线电波的传播速度为30万千米／秒。
2电磁波的产生
英国物理学家麦克斯韦总结了电、磁的运动以后，提出了统一的电磁场理论，预言了电磁波的存在。
后来德国物理学家赫兹从实验上证实了这理论的正确性，他提出：
任何变化的电场都会在它周围的空间产生磁场。
同样任何变化的磁场也会在它周围的空间产生电场。
电磁波可根据其不同频率划分为几个波段，不同频率的电磁波它的特性和用途是不一样的，详见下表：
不同频率电磁波的特性和用途
波段名称
波长
频率
只要用途
长波（LM）
10000-1000m
30-300KHz
导航，通信
中波（MW）
1000-100m
300-3000KHz
广播
短波（SW）
100-10m
3-3MHz
电报通信，广播
超短波
10-1m
30-300MHz
雷达，电视，无线电导航
微波
1m以下
300MHz以上
雷达，导航，微波，电视，中继
一般短距离广播主要用长波。
中波是沿着地球表面传播的，叫做地波传播如图1-1（a）所示。
远距离广播或通讯等多用短波。
短波段的电波波长比较短，大地对它吸收很强，所以只能沿着地球表面传播约几十千米，然而高空中电离层对它吸收比较弱而且会把电波反射回地面，因此短波主要靠电离层与地面之间往返反射而形成远距离传播。
这种传播方式称为天波传播如图1-1（b）所示。
天波传播会受季节，昼夜，地理环境等因素变化的影响。
超短波，微波因为频率很高，所以无法通过天波和地波传播，而是通过直线传播，如图1-1（b）所示。
所以叫做视距传播或空间传播。
图1-1不同波长的电磁波传播方式
二、无线电信号的传送与接收
1无线电信号的发送
发送电磁波的目的是要完成通讯任务，也就是说要把一定的信息──语言、音乐、图像传送给接收者。
因此，首先要把语言、音乐或图像等转变成电讯号，然后将这电讯号送往发射天线，以电磁波的形式发送出去。
但是理论与实践证明，要有效地辐射电磁波能量发射天线的长度必须等于电磁波波长的二分之一。
那么要发送频率为20—20000HZ的音频信号，发射天线的长度约要15×107米左右。
要制造这样长度的天线是不现实的，因此直接发送音频信号是行不通的。
那么为了得到可实现的天线长度，并能有效地辐射电磁波能量，信号频率必须是高频的（对应波长短）。
如何使高频率信号能携带语言、音乐或图像的信号呢？
我们已经知道，一个交流电的特征可以用它的振幅、频率和相位三个参数来表示。
高频振荡信号同样是一个交流信号，它的特征同样可以用振幅、频率和相位三个参数来表示，只是频率比较高。
因此，只要用语言、音乐或图像等转换的电讯号去控制这三个参数中任一个参数，使之变化遵循控制信号变化的规律，这样就可使高频信号能携带语言、音乐或图像信号的信息。
在无线电技术中这种控制过程称为调制，控制信号称调制信号，被控制的正弦波称载波。
因为可以有三种方式控制正弦交流电的三个参数，所以通常称控制振幅的为调幅方式，控制频率的为调频方式，控制位相的为调相方式。
在无线电广播中，常用的调制方式有调幅和调频两种，但以调幅用的最为普遍。
所谓调幅就是使高频振荡电流的振幅随着调制信号的变化而变化。
图1-2所示，是音频信号调制高频振荡电流各主要过程的信号波形图。
在图1-2中，（a）图表示一个音频信号电流，（b）图表示一个高频振荡器产生的高频等幅振荡信号。
（c）图表示（a）图信号调制（b）图高频振荡信号幅度的已调制高频振荡信号。
由图1-2（c）可以看出，被调幅后的高频振荡电流它的振幅包络线图1-2（c）中沿高频振荡电流正、负峰点所连接的虚线）跟音频电流的变化规律完全一样，高频振荡电流振幅的变化正比于音频信号的幅度，振幅变化的周期等于音频信号的周期。
图1-2音频信号在调幅过程中各点主要波形
图1-3调幅发射机原理方框图
图1-3表示了调幅广播的示意过程。
声音由话筒转变为音频电信号，经放大后送到调制器，高频振荡器的产生高频率等幅振荡信号也送到调制器。
在调制器中，高频振荡电流被音频信号调幅，调幅后的高频信号经高频放大后送往发射天线，然后由发射天线向四周空间发射电磁波。
由于该电磁波已受信号调幅，所以称它为调幅波。
所谓调频就是使高频振荡信号的频率随调制信号幅度的变化而以某一固定频率为中心左右发生变化。
调频在广播中也是常被应用的一种调制方式。
例如各地建立的调频广播电台和我国电视广播中的音频信号就是采用调频方式的。
图1-4中，一个高频率等幅振荡电流（b）被音频电流（a）调频后，产生（c）图所示的调频振荡电流。
由图1-4可见，
图1—4
音频信号在
调频过程中
各点主要信
号波形
调频信号的特点是高频率振荡电流的振幅保持不变，但它的频率按音频电流的大小而变化，在音频电流的峰值处频率偏移中心频率最大，调频信号频率变化的周期等于音频信号频率变化的周期。
由调频振荡电流产生的电磁波叫调频波
2无线电波的接收
无线电电波接收原理与发射原理正好相反，下面以收音机原理为例说明无线电波接收的最基本原理。
如图1-5所示，它是一个最简单的收音机原理方框简图。
为了能从无线电波中取出音频信号然后再还原为语言或音乐的声音，从原理上说至少应包含以下几个组成部分：
天线、调谐回路、检波器和喇叭。
图1—5收音机基本原理方框简图
天线是用来接收空间电磁波的，电磁波在空间传播时如果碰到导体就会在导体中激起电动势，这电动势的变化频率就是这个电磁波的频率。
因此，天线的作用就是接收空间电磁波，让它在天线回路中产生信号电动势。
空间有许许多多电台发送的电磁波，它们都有自己的固定频率，这些电磁波都同时被天线接收下来，如果不加选择地将这些信号还原为声音，那么这些声音就变成噪音。
因此必须设法从天线接收下来的许多信号中选出所要收听的电台。
在接收机中选台主要是利用不同电台发送的电磁波频率不同的特点来进行的，在本章第四节中已经介绍了选台的工作原理，在收音机中这一任务是由电感线圈和可变电容器组成的谐振电路来完成的，通常称它为调谐电路。
由调谐电路选择出的所需要的电台信号是已调幅的高频信号，虽然它被音频信号调制，但喇叭无法将这种信号还原成声音，因此，必须从高频信号中把音频信号分离出来，这个分离过程称为解调。
解调是调制的反过程。
即解调就是解除调制的意思，通常称检波。
在收音机中，检波是由半导体器件二极管完成。
调幅的高频信号经检波还原出音频信号，然后送往喇叭，喇叭将音频信号还原为声音。
这就是无线电接收的最基本原理。
在实际的接收机中，电路的形式和组成千姿百态而且还较为复杂，其目的是改善接收机的各种性能，但它们的最基本原理是一样的。
第二章收音机的工作原理
一直放式收音机
前面介绍了采用调幅方式发送声音信号的原理及其实际信号波形，并根据调幅信号波形的特征，提出了最简单的收音机模型。
该收音机将空间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脸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2-1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2-1直接放大式收音机的方框简图
图中可见，从天线接收到的高颇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值随着放人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外差式收音机所代替。
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人缺点是在接收的频率范围内敏度不均匀，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倾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，使输人信号弱时，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2-2所示，我们称它为“超外差式”收音机。
所谓外差式就是检波前的信号频率始终是将外来信号频率经变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2-2超外差式收音机的原理框图
综上述，超外差式收音机的特点是，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（载波颇率）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，而其他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。
本章介绍袖珍超外差收音机的原埋、安装调试和检修。
（二）超外差收音机各级的主要作用
任何一架超外差收音机其电路基本组成框图都是一样的，如图2—2所示。
它主要由输人调谐回路、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、磁捧线圈和可变电容器组成。
破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人调谐回路接收到的高频信号f外与本机振荡器产生的高频等幅信号f外进行混频，输出许多新的频率信号，例如差频信号f振-f外、和频信号f振+f外、f振、f外、等，其中和频、差频信号的包络线仍然与f外信号包络线样。
选频电路的作用就是选择出我们需要的f振-f外=465kHz中频信号，然后耦和到下级进行电路处理，而把其余不需要的信号滤掉。
选频的主要元件是中频变压器。
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，f外=f振-465kHz。
因此，超外差收音机中的输人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。
通过调整输人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535-1605kHz，这时对应本机振荡器低端频率为535kHz+465kHz=1000kHz（可变电容器全部旋进）．高端频率为1605kHz+465kH=2070kHz（可变电容器全部旋出），即本饥振荡频率范围为1000～2070kHz。
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（在本章第二节介绍的袖珍收音机中，用三极管的发射结进行检波，三极管的发射结由一个PN结组成，只有二极管的功能）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1mA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人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级信号幅度基本均匀。
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。
第三章9018超外差收音机电路
一,9018袖珍超外差收音机电路原理
图3-1是袖珍超外差收音机电原理图，
图3-1
由上述电原理图可见，袖珍超外差收音机是由6个三极管组成的，其中BG1为变频三极管，BG2为中频放大三极管，BG3为检波三极管，BG4为前置低频放大器，BG5、BG6,组成OTL低频功功率放大器。
该收音机的主要特点是：
电路元件少，电路较为简单．安装调整容易。
因此，很适应初学者学习。
下面分别介绍各部分电路的基本工作原理。
（一）调谐、变频电路
如图3-2所示，B1为磁性天线线圈，其功能用于接收空间电磁波。
B2为本机振荡线圈，它的外形与中频变压器一样．外观区别为磁冒涂有黑漆，BG3为中频变压器，在中频变压器中装有电容c，它与中频变压器中的线圈组成并联谐振电路，谐振在固定中频465kHz。
BG1为变频三极管，由于硅三极管稳定性能优于锗三极管，本机均采川硅管。
为简化电路，袖珍超外差收音机采用简单的固定偏置电路，R1为三极管BG1的上偏置电阻调整该电阻可改变三极管的静态工作点，使BG1发射结工作在非线性区，R2为三极管BG1发射极直流负反馈电阻，起稳定三极管的静态工作点的作用。
电路的工作
原理是这样的，从磁性天线线圈B1接收下来的空间电磁波，经L1、Ca、C01组成的输人调谐电路选出要接收的电台信号F外。
该信号经线圈耦合至L2，再由L2的一端送BG1的基极，L2的另一端C1、B2的⑤④端和C2送
BG1的发射极。
在该支路中，C1、C2对电台信号（F外）的容抗很小，这就
是说，对F外信号C1、C2起直通作用；B2的⑤④端之间绕的线圈匝数很少，它对F外的感抗可忽略不计，根据交流等效原理，对F外信号而言，F外信号直接作用于BG1的发射结。
另一方面如图3-2所示，B2与BG1、Cb等组成本机振荡电路。
当直流电源接通的瞬间，电源Ec经R1、L2从向BG1的基极提供基极电流Ib1，在BG1集电极回路B2的初级就有相应的变化电流输出，由于本机振荡变压器初、次级间有强烈的耦合作用。
因此，在本机振荡变压器B2的初级（①②端）就将这个信号耦合到振荡变压器的次级（③⑤端）上，耦合到次级的信号电压经过C1、C2,和L2输人给BG1的发射结。
电路中，L2电感量很小，对信号的感抗可忽略；C1、C2电容量较大对信号的容抗很小，也可忽略。
因此，对振荡电路可简化为图3-3（a）。
进一步简化，可得图3-3（b）。
图3-3对振荡电路而言的交流等效电路图
图3-4发射极注人式混频器交流等效电路图
根据图3-3、和前面的分析就有了图3-4，它是典型的发射极注人式混频器交流等效电路图。
适当调整中BG1的上偏置电阻R1，使三极管BG1发射结工作在非线性区，就可使三极管具有混频功能，同时兼顾三极管BG1振荡上作正常（实际电路中R1取200kΩ对应Ic=0.3mA）。
这时，由BG1集电极就有F振-F外、F振＋F外、F振、F外......等放大的信号输出。
由了B3中频变压器与它内部相并联的电容组成并联谐振电路谐振在（F振-F外）差频频率上，所以差频信号经中频变压器选频后送下一级中频放大器进行放大处理。
为了保证在接收波段范围内始终有F振-F外=465kHz，即所谓统调跟踪（灵敏度调整）电路采用二项技术措施。
第一项：
在输入回路工艺上使天线线圈能在磁棒上移动，当线圈靠磁棒首、尾端时天线线圈电感量减小，反之增大。
同时在输入回路中增加了一个微调电容器，它组合在双连可变电容器中。
当接收波段低端信号时（对应可变电容器容量大，即可变电容器完全旋入），可通过移动天线线圈在磁棒上的位置而达到改变输入调谐回路的谐振频率，使之谐振于预接收的信号频率上。
当接收波段高端信号时（对应可变电容器容量最小，即可变电容器完全旋出），可通过改变输入调谐回路的微调电容器使输入调谐回路谐振在预接收的信号频率上。
由于这时的微调电容器C01电容量与旋出的可变电容器的电容量有相同的数量级，它的容量变化对波段高端的谐振频率影响很大。
而对波段低端的谐振频率几乎没有什么影响，原因是：
在波段低端时，完全旋入的可变电容器电容量大于微调电容器的电容量，因此。
其影响可忽略不计。
这样收音机在进行统调时，波段低端接收灵敏度与高端接收灵敏度可分别进行调整。
从而减少它们之间的相互牵连。
第二项：
在振荡回路一方面采用与输入调谐回路类同的方法，即改变振荡变压器磁帽与线圈相对位置和改变振荡回路的微调电容器，分别用于微调振荡回路的最低谐振频率（当可变电容器完全旋人时）和振荡回路的最高谐振频率（当可变电容器完全旋出时）与输入调谐回路不同的是，一旦本机振荡的工作频率确定，则收音机接收外来电台信号的频率也就确定。
这可从下列表达式中得到证实：
F振-465kHz=F外。
另一方面采用同轴差容双连可变电容器。
输入调谐回路可变电容器最大电容量为200pF,最小电容量为8pF；振荡回路可变电容器的最大电容量为90pF，最小电容为6pF，以保证在输人调谐回路最高谐振频率与最低谐振频率之比1605/535不同于本机振荡回路最高谐振频率与最低谐振频率之比的情况下，双连可变电容器在180°的同轴旋转过程中仍有F振-F外=465kHz。
表3-1列出输人调谐回路和变频电路各元件的作用和故障分析。
表3-1输人调谐回路和变频电路各元件的作用和故障分析
代号
在电路中的作用
参数
允许范围
元件
故障
收音效果
Ca
Cb
双连，Ca与C01、L1组成谐振电路,以选择外来信号。
Cb与C02、B2组成振荡回路，产生比外来信号高出465kHz等幅振荡信号
Ca连容量：
8～200pF
Cb连容量：
6～90pF
Ca
断路
灵敏度低、音量小、串台或无声
Ca
短路
无声
Cb
断路
无声或只收到个别台并频率偏高
Cb
短路
无调谐作用，只收到个别强电台信号
B1
L1
L2
磁性天线,线圈L1的作用如上述,L2为耦合线圈它把L1的信号电压耦合到BG1的发生结，并起到阻抗匹配的作用
磁棒断
断处粘接后影响不大但需重新统调
L1
开路
音轻或无声
L1
短路
音轻或无声
L2
开路
无声
L2
短路
声音轻或无声
R1
上偏置电阻,用于调节BG1静态工作电流
27kΩ
调整后确定
开路
无声
阻值增大
声音轻或无声
R2
负反馈电阻,稳定三极管工作点
1.8kΩ
1.5～1.8kΩ
开路
无声
短路
无声,三极管可能击穿
C1
高频旁路电容
0.01μF
0.01μF
以上瓷片
开路
无声或灵敏度低
短路
无声
C2
耦合电容
6800pF
0.0068～0.01μF
开路
无选台功能、可能在波段低端能收到个别强电台信号
短路
无声,三极管可能击穿
B2
本机振荡线圈，与C02等组成本机振荡电路，产生高于外来信号频率465kHz的正弦等幅波
与双连可变电容器配对
开路
无声或收到波段高端少数强台信号
短路
无选台功能、可能在波段低端能收到个别强电台信号
B3
中频变压器，选择中频，耦合信号和级间阻抗匹配
开路
无声或灵敏度低
短路
无声
BG1
变频三极管，担任混频和本振工作
9018
开路
无声
短路
无声
（二）中频放大电路
中频放大电路的主要任务是放大来自变频级的465kHz中频信号。
图3-6为袖珍超外差收音机中频放大电路，图中B3、B4别是第一、第二中频变压器，它们都是单调谐中频变压器，其中与中频变压器初级并联的谐振电容也封装在中频变压器中，由它们组成的并联谐振电路要求谐振在465kHz的频率上，该谐振的频率值可通过微调中频变压器磁帽来实现。
在电路中上述器件的主要起选频、中频信号耦合和阻抗匹配作用，因此，是否校准每个中频变压器的谐振频率都直接影响到袖珍超外差收音机的灵敏度、选择性等技术指标。
图3-6中频放大电路
来自变频三极管BG1集电极的中频信号经B3选频后．由B3次级绕组输出，一端经电解
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