模电课程设计方案.docx
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模电课程设计方案
课程设计报告
设计题目：
调幅收音机的制作与调试
课程名称：
电子技术基础（模拟部分）课程设计
学生姓名:
戴思
学号:
2013112020313
所在院系：
物理与电子科学学院
专业：
电子信息科学与技术
班级：
1303班
起止日期:
2014年06月11日—2014年06月17日
指导教师:
王秀章、司佑全
指导教师评语：
指导教师签名：
年月日
成绩评定
项目
权重
成绩
1、设计过程中出勤、学习态度等方面
0.2
2、课程设计质量与答辩
0.5
3、设计报告书写及图纸规范程度
0.3
总成绩
教研室审核意见：
教研室主任签字：
年月日
教学系审核意见：
主任签字：
年月日
摘要
收音机是一种小型的无线电接收机，主要用于接受无线电广播节目，收听无线电发射台，通常是广播电台发送的娱乐以及资讯新闻节目。
常用的收音机是超外差式收音机，主要有调幅收音机、调频收音机和调频立体声收音机三类。
收音机由输入回路高放混频级，一级中放，二级中放，前置低放兼检波级，低放级和功放级等部分组成，接收频率范围为535千赫-1650千赫的中波段。
此电路凭借体积小、功耗小、可靠性高、性能好以及易于使系统整机实现少调整和不调整等优点，得到了迅速的发展和广泛的应用。
收音机也因为集成电路的发展而日渐趋于小型化，这也给其焊接、组装和调整带了难度。
因此须解决在收音机的焊接、组装和调试过程中出现的种种问题，并对其进行分析，这会给收音机的维修带来便捷。
对其元件组成，元器件摆放，调频调幅原理，调试过程等做了详细的说明，了解并掌握这些知识会给我们对收音机的组装、调试和维修带来很大的作用。
本文从天线接收到的高频信号经检波还原成音频信号，变成音波，收到各种频率的节目出发，利用手工焊接的方法对照原理图正确焊接与调试。
它的制作成本不高，安装调试方便，工作稳定，声音宏亮，耗电省等优点，具有实际的应用价值。
关键词：
高频信号；功率放大；振荡线圈；调谐
调幅收音机的制作与调试
设计要求
要求制作一款六管中波调幅袖珍式半导体收音机，采用全硅管标准二级中放电路，用二只二极管正向压降稳压电路，稳定从变频、中频到低放的工作电压，不会因为电池电压降低而影响接收灵敏度，使收音机仍能正常工作。
该机体积小巧，外观精致，便于携带。
主要技术指标如下：
频率范围：
525~1605KHz
中频频率：
465KHz
灵敏度：
≤2mV/mS/N20dB
扬声器：
Ф57mm8Ω
输出功率：
50mW
电源：
3V（2节5号电池）
1．前言
我国的收音机发展，相对于世界的发展还是比较滞后的。
直到1923年1月23日才由美国人氏奥斯帮与华人曾君创办了中国第一家无线电公司，通过自建的无线电台首次在上海播送广播节目，同时出售收音机。
当时全市有500多台收音机接收该电台的广播节目，这是上海地区出现的最早一批收音机，之后，随着广播电台不断的建立，收音机在上海地区慢慢兴起，但是当时的收音机仍然多为进口产品。
到了1924年8月，北洋政府交通部公布装用广播无线电接收机的暂定规定，允许市民装用收音机。
由于其外形小巧美观，价格低廉，收音良好，受到市民欢迎。
此后，随着广播电台事业的发展，收音机在全市慢慢普及，总数约在10万台以上。
我们日常生活常用的收音机是超外差式收音机，主要有调幅收音机、调频收音机和调频立体收音机三类。
收音机相对于说已经很落后了，现在这种东西在城市尤其发达城市已经很少见了，农村相对于多一点，这种东西已经被其他东西取代了，虽然这东西前景不好，但它暂时不会被淘汰，未来它还能在市场上存活。
2调幅收音机的工作原理
2.1调幅收音机的电路原理图
调幅收音机的工作原理框图如图1所示，主要由输入回路、混频电路、本振电路、中频放大、检波、前置低频放大、功率放大和扬声器组成。
图1工作原理框图
调幅收音机的电路原理图如图2所示。
调幅信号感应到由B1、C1组成的天线调谐回路，调谐回路选出所需要频率的电信号（例如f1）进入三极管VT1（9018H）的基极；本振信号（输出f1一个中频，若f1=700KHz则f2=700+465KHz=1165KHz）由三极管VT1的发射极输入；调幅信号经三极管VT1进行变频后通过T3选取465KHz的中频信号，中频信号经三极管VT2和VT3二级中频放大后进入检波管三极管VT4，由检波管VT4检出音频信号经倒相变压器T5倒相，再由VT5、VT6组成功率放大器进行功率放大后，推动扬声器发声。
图29018-2型袖珍收音机电路原理图
图2中，VT4（9014）三极管的PN结用作检波；R1、R4、R5分别为VT1、VT3、VT4的工作点调整电阻；R7、R8、R9、R10为V5、V6功放级的工作点调整电阻；R3为中放AGC电阻；T2、T3、T4为中周（内置谐振电容），既是放大器的交流负载又是中频选频器；T5为音频变压器，起交流负载及倒相耦合的作用。
该机的灵敏度，选择性等指标靠中频放大器保证。
2.2各部分工作原理
2.2.1输入调谐电路
输入调谐电路由双连可变电容器的CA和T1的初级线圈Lab组成，是一并联谐振电路,Tl是磁性天线线圈，从天线接收进来的高频信号，通过输入调谐电路的谐振选出需要的电台信号，电台信号频率是fs，当改变CA时，就能收到不同频率的电台信号。
2.2.2 变频电路
本机振荡和混频合起来称为变频电路。
变频电路是以VT1为中心，它的作用是把从输入回路送来的调幅信号和本机振荡器产生的等幅信号一起送到变频级，经过变频级产生一个新的频率，这一新的频率恰好是输入信号频率和本振信号频率的差值，称为差频。
例如，输入信号的频率是535kHz，本振频率是1000kHz，那么它们的差频就是1000kHz-535kHz＝465kHz；当输入信号是1605kHz时，本机振荡频率也跟着升高，变成2070kHz。
也就是说，在超外差式收音机中，本机振荡的频率始终要比输入信号的频率高一个465kHz。
这个在变频过程中新产生的差频比原来输入信号的频率要低，比音频却要高得多，因此我们把它叫做中频。
不论原来输入信号的频率是多少，经过变频以后都变成一个固定的中频，然后再送到中频放大器继续放大，这是超外差式收音机的一个重要特点。
以上三种频率之间的关系可以用下式表达：
本机振荡频率－输入信号频率＝中频
2.2.3 中频放大电路
它主要由VT2、VT3组成的两级中频放大器。
由于中频信号的频率固定不变而且比高频略低（我国规定调幅收音机的中频为465kHZ），所以它比高频信号更容易调谐和放大。
通常，中放级包括1-2级放大及2-3级调谐回路，这与直放式收音机相比，超外差式收音机灵敏度和选择性都提高了许多。
可以说：
超外差式收音机的灵敏度和选择性在很大程度上就取决于中放级性能的好坏。
2.2.4 检波和自动增益控制电路
经过中放后，中频信号进入检波级，检波级也要完成两个任务：
一是在尽可能减小失真的前提下把中频调幅信号还原成音频。
二是将检波后的直流分量送回到中放级，控制中放级的增益（即放大量），使该级不致发生削波失真，通常称为自动增益控制电路，简称AGC电路。
2.2.5 前置低放电路
检波滤波后的音频信号由电位器RP送到前置低放管VT4，经过低放可将音频信号电压放大几十到几百倍，但是音频信号经过放大后带负载能力还很差，不能直接推动扬声器工作，还需进行功率放大。
旋转电位器RP可以改变VT4的基极对地的信号电压的大小，可达到控制音量的目的。
2.2.6 功率放大器（OTL电路）
功率放大器的任务是不仅要输出较大的电压，而且能够输出较大的电流。
本电路采用无输出变压器功率放大器，可以消除输出变压器引起的失真和损耗，频率特性好，还可以减小放大器的体积和重量。
VT5、VT6组成同类型晶体管的推挽电路，R7、R8和R9、R10分别是VT5、VT6的偏置电阻。
变压器T5做倒相耦合，C9是隔直电容，也是耦合电容。
为了减少低频失真，电容C9选得越大越好。
无输出变压器的功率放大器的输出阻抗低，可以直接推动扬声器工作。
3．各元器件的参数选择及安装
3.1装配前的准备工作及元器件初测
3.1.1按材料清单清点材料
根据电路原理图采购各种元器件，安装前，针对电路图清点元器件的数量、型号和规格，同时根据外表初步检查元器件的质量。
3.1.2用万用表初步检测元器件好坏
表1万用表检测元器件内容和量程
3.2收音机的安装与焊接
3.2.1收音机的安装
（1）整机电路分析，熟悉元件在印刷板上安装位置。
然后根据原理图，在印刷电路板（图3）上安装各个元件。
图39018-2型袖珍收音机印刷电路板
（2）元器件焊接、安装（安装时应检查元器件的好坏）。
图4和图5是9018-2型袖珍收音机印刷电路板实物图的正面图和反面图。
图4实物正面图
图5实物反面图
在焊接元器件之前，必须先检查元器件引脚是否有氧化现象，如果有，就必须把氧化层去掉，然后上锡；用万用表将各元件测量一下，做到心中有数；对三极管、中周必须测量其是否完好；对印刷电路板也要检查，看看有无断裂，或铜铂没腐蚀干净造成两条线路连接，必须把有问题的印刷电路板处理后才能插件、焊接，避免装配焊接后不必要的故障。
3.2.2安装注意事项
在安装时，必须注意元器件安装、焊接的顺序，一般原则是先安装低矮或耐热的元件（如电阻），然后再安装大一点的元件（如中周、变压器），最后安装怕热的元件（如三极管）。
（1）电阻的安装：
将电阻的阻值选择好后，根据两孔的距离弯曲电阻脚，电阻可采用卧式紧贴电路板安装，也可以采用立式安装，高度要统一。
（2）瓷片电容和三极管的选择：
元件脚剪得长度要适中，不要剪的太短，也不要留得太长，它们不要超过中周的高度。
电解电容紧贴线路板立式安装焊接，太高会影响后盖的安装。
（3）磁棒线圈（系采用进口的自焊线生产的，可以不用刀子刮或砂纸砂线头）：
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上锡，四个线头对应的焊在线路板的铜泊面。
（4）双联拔盘：
由于调谐用的双联拨盘安装时离电路板很近，所以，在它的圆周内的高出部分，在焊接前先用斜口钳剪去，以免安装或调谐时有障碍，影响拨盘调谐的元件有T2和T4的引脚及接地焊片、双连的三个引出脚、电位器的开关脚和一个引脚。
（5）耳机插座的安装：
先将插座的靠尾部下面一个焊片往下从根部弯曲90度插在电路板上，然后再用剪下来的一个引脚一端插在靠尾部上端的孔内，另一端插在电路板对应的孔内，焊接时速度要快一点以免烫坏插座的塑料部分。
（6）喇叭：
喇叭安放落位后，再用电烙铁将周围的三个塑料桩子靠近喇叭边缘烫下去，把喇叭压紧，以免喇叭松动。
3.2.3易发生的错误
（1）将电解电容器和发光二极管等有极性的元件焊反。
电解电容器长脚为正极，短脚为负极，其外壳圆周上也标有“-”号，说明靠近“-”号的那根引线是负极。
发光二极管的长脚为正极，短脚为负极，将管体透过光线来看，电极小那根引线是正极，另一个引线是负极。
（2）中周、振荡线圈弄混。
振荡线圈T2的磁帽是红色，T3是第一中周磁帽是白色，T4是第二中周磁帽是黑色，它们之间千万不要弄混。
（3）输入变压器T5装反。
T5的塑料骨架上有凸点的一边为初级，印刷板上也有圆点作为标记，将它们一一对应即可。
（4）磁性线圈的线头未上锡就焊接。
3.2.4 元件的焊接
1、工具及消耗品
烙铁、镊子、楔口钳、尖嘴钳，螺丝刀、焊锡等。
2、焊接注意事项
（1）注意安全
a 烙铁电源线是否存在漏电隐患！
b 烙铁在焊接中温度较高，严禁烫伤他人和自己。
也不要碰到其他任何可燃物，特别是导线！
c 烙铁放置：
烙铁头向外，导线向自己。
（2）注意各中周及振荡线圈的位置不能互换！
（3）电解电容、二极管极性以及三极管e、b、c不能出错！
（4）各元器件高度应适当，所有元器件高度均不能超过中周的高度。
否则收音机外壳将无法合拢。
3、安装顺序
原则：
方便焊接
（1）从左→右 从上→下
（2）从小→大
（3）本次制作由于所有元器件高度均不应该超过中周，组装顺序可按下执行：
①双连；②振荡线圈、中周；③输入变压器、输出变压器；④电位器；⑤电阻、电容、二极管、三极管；⑥天线线圈；⑦耳机；⑧喇叭导线、电源线及其他导线。
4、过程及方法
（1）在焊接前，烙铁应充分加热，达到焊接的要求。
（2）用内含松香助焊剂的焊锡进行焊接，焊接时锡量应适中。
（3）手各持烙铁、焊锡，从两侧先后依次各以45度角接近所焊元器件管脚与焊盘铜箔交点处。
待融化的焊锡均匀覆盖焊盘和元件管脚后，撤出焊锡并将烙铁头沿管脚向上撤出。
待焊点冷却凝固后，剪掉多余的管脚引线。
（4）每次焊接时间在保证焊接质量的基础上应尽量短（5秒左右）。
时间太长，容易使焊盘铜箔脱落，时间太短，容易造成虚焊。
（5）如果一次焊接不成功，应等冷却后再进行下一次焊接，以免烫坏印刷电路板造成铜铂脱皮。
焊完后应反复检查有无虚、假、漏、错焊，有无拖锡短路造成的故障。
图6和图7是焊接完成后的实物图。
图6焊接板的部分实物电路
图7收音机内部结构
4．收音机的调试与故障排除
4.1收音机的调试
1、检查电路
检查电路，将安装好的收音机和电路原理图对照检查下列内容。
（1） 检查各级晶体管的型号，安装位置和管脚是否正确。
（2） 检查各级中周的安装顺序，初次级的引出线是否正确。
（3） 检查电解电容的引线正、负接法是否正确。
（4） 分段绕制的磁性天线线圈的初次级安装位置是否正确。
（5） 用指针式万用表R×100档测量整机电阻，用红表笔接电源负极线，黑表笔接电源正极引线，测得整机电阻值应大于500欧。
以上检查无误后，方能接通3伏电源。
2、调整的主要内容
收音机机芯装配完后，经过反复检查，确实认为没有装错即可进行收音机的调整。
收音机的调整主要有如下几个方面内容：
（1）三极管静态工作点调整。
它主要是通过改变三极管上偏置电阻的阻值，使三极管静态工作在最佳状态。
（2）中频频率的调整。
它是通过改变中频变压器的电感量，使与它相并联的电容器组成的并联谐振电路，其谐振频率为465kHz。
（3）接收频率范围调整。
它是通过改变中波振荡线圈的电感量和本机振荡回路的微调电容器来实现收音机接收的中波频率范围为525～1605kHz。
（4）统调，也称灵敏度调整。
它是通过调整天线线圈在磁棒上的位置（改变天线线圈的电感量）和输入回路微调电容使收音机在接收频率范围内始终有f振-f外=465kHz。
4.1.1调整三极管的静态工作点
调整工作点也就是调整集电极电流。
本机各级集电极电流分别是：
IA=0.4毫安、IB=1.3毫安、IC=3.9毫安、ID=0.8毫安整机电流在15毫安左右。
调整集电极电流的时候，电流表串入电路中的位置，见电原理图中的×的地方。
调整的元件是各级的偏流电阻。
值得提一下的是，只要晶体管和其他元件符合要求，而且焊接正确，集电极电流，一般不用调整也能满足要求。
调整工作点时，一般要从功放开始，由后级往前级调试。
各级工作点调整完毕后，调节双连电容器一般都能收到广播。
4.1.2调整中频频率
调整中频频率，一般叫做调中周.
调中周的目的是把几个中周的谐振频率都调整到固定的中频频率465千赫上。
调中周的工具应该使用塑料螺丝刀，可以用其它塑料自制。
使用金属螺丝刀调整，会引起感应，不容易调整准确。
调中周的时候，先接收一个低端电台的广播，然后先调L4,再调L3,逐个调节中周的磁帽，使扬声器发出的声音达到最响为止。
磁帽调节到某一个位置的时候，声音最响，这个位置就叫做调谐点，再往里旋或者往外旋，声音都会减小。
如果磁帽完全旋入或者旋出都没有找到调谐点，一般是谐振电容的容量不合适，可以换一个电容再重新调整。
有的时候线圈短路、谐振电容击穿等也会造成没有调谐点。
用本地电台调中周以后，最好选择一个外地电台再仔细调调。
这是因为人的耳朵对声音大小的变化在声音微弱的时候，比声音很响的时候敏感得很多。
中周调整完毕后，要用石蜡把各个中周的磁帽封牢，使磁帽的位置不会由于振动而发生变化。
4.1.3调整频率范围
调整频率范围也叫做调覆盖或者叫做对刻度。
它的目的是使双连电容全部旋入到全部旋出，所接收的频率范围恰好是整个中波（535~1600千赫）。
它是通过调整本机振荡线圈L2的磁帽和振荡回路的补偿电容Cb达到的。
调整的时候，首先接收一个低端电台的广播，例如河南电台旅游广播999千赫（或河南电台音乐广播900千赫，只要在当地能接收到当地低端的广播电台即可）的节目。
如果指针的位置比900千赫低，说明振荡线圈L2的电感量小了，可以把振荡线圈的磁帽旋进一些，直到指针在900千赫的位置接收到900千赫的电台广播为止；如果指针的位置比900千赫高，说明振荡线圈L2的电感量大了，可把振荡线圈的磁帽旋出一些，直到在900千赫的位置接收到900千赫的电台为止。
然后，再接收一个高端电台的广播，例如在河南可接收河南人民经济广播1032千赫的节目（在其他地区也一样，只要能收到当地的高的广播电台都可以作为调试信号用）。
如果指针的位置不在1032千赫处，就要调整补偿电容Cb，直到指针正好在1032千赫的位置收到1032千赫的电台节目为止。
这样高低端反复调整两三次就可以调准了
4.1.4统调
统调，也叫调整灵敏度.
统调的目的是使本机振荡频率始终比输入回路的谐振频率高出一个固定的中频465千赫。
因为只有465千赫的中频信号才能进入中放级放大，如果能做到统调，整机灵敏度就会大大提高，所以统调也叫做调整灵敏度。
理想的统调是很困难的，实际上实行的是低、中、高三点统调。
统调的具体方法是这样的：
先在低端接收一个电台广播，移动磁性天线线圈L1在磁棒上的位置，使声音最响为止。
这样低端统调就初步完成了。
再在高端接收一个电台的广播，调节输入回路中的微调电容器Ca，使声音最响为止。
这样高端统调也初步调好了。
高、低端也要反复调几次。
在1000千赫左右接收一个电台广播，调换垫振电容C3，使声音最响。
其实，只要C3容量正确，一般是不必进行1000千赫统调的。
C3的容量要求比较严格，只能在300微微法和270微微法两个数量值上选取，而且要使用损耗小的高频瓷介电容器
4.2收音机的故障排除
1.引线不能太长，否则会降低元器件的稳定性，而且容易短路，也会导致分布参数受到影响而影响整机效果；但也不能过短，以免焊接时因过热损坏元器件；
2.一般要求距离电路板面2mm，并且要注意电解电容的正负极性，不能插错；
3.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；
4.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；
5.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。
6.LED发光二极管不亮：
二极管的正负极接反了。
7.扬声器声音小：
静态测量没做好，测量值与实际值偏差大。
8.功放没反应：
电解电容的正负极插反了，变压器坏了。
9.收音机不出声：
V5/V6短路，没有将放大后的音频信号传输到耦合电路，导致扬声器没有发出声音。
10.波形叠加、不稳定：
电路有虚焊，漏焊。
11.声音很小：
T1的位置没调节到最适合的点。
12.扬声器不出声：
a/b/c/d漆包线没有刮好，造成了绝缘。
13.无法调节本振频率：
双联短路或断路，导通压降没有到0.7v，也没到达0.4v的起振。
14.在做完收音机时，无非有两种情况，要么是收音机的声音很小，另一个就是收音机收不到任何电台信号。
15.收不到台有几点：
第一，是因为在输入电路中的电容有短路，造成了输入的高频信号也被短路，也就是说没有信号的输入。
第二，A点的电流和B点的电流没有达到实验要求。
A点的电流应该在大于等于0.3mA。
B点电流应大于等于05mA。
如果测得B点的电流为零，则看看c/d的漆包线是否刮好，没有刮好，会造成绝缘。
第三，中周两端有短路。
第四，二极管的正负极接反了，没有选择高频管，B值大小应在140左右。
16.声音很小有几点：
第一，功放没做好，没起到放大的作用。
扬声器的导线短路，连接不固定。
第二，双联接触不好，没导通，无法调节大小。
起振应在0.4v，导通在0.7v。
第三，碳棒的位置没有调节好，应调节碳棒的位置，使收音机发出的声音最大。
5．实验总结
我一直对这门课程有着浓厚的兴趣，以前在电子俱乐部只会点小小的技术知识，可是在这次设计实习以后，当我经过自己的努力捧着自己亲手做的收音机，听着它里面传出来的声音，有一种说不出来的成就感与喜悦感。
通过这次对收音机组装的实习，让我了解到了许多有关收音机方面的知识，锻炼了我的动手能力，考验我的观察能力，通过眼、手的配合，将这个收音机做好，可谓多方面发展。
此次实习是学习如何把东西复原，每次完成一个小步骤，都觉得有成就感。
另外，此次实习，是以自己动手，掌握一定操作技能并亲手制作、组装与调试为基础的。
将最基本技能训练，基本工艺知识融为一体，培养了自己的实践能力。
通过一个多星期的实习。
我们学到了焊接电路元件的技巧、知道了印制电路板图的设计制作与工艺流程、了解了收音机的工作原理与组成元件的作用等。
这些知识不仅在课堂上有效，对以后有关电子工艺方面的课程学习也有很好的指导作用，在将来日常生活中更是有着实际意义。
同时还是对自己的动手能力的一个有效的锻炼。
任何一个科学家，没有足够的动手能力，欲在未来的科学研究中有所成就的梦想是无法实现的。
实践是检验真理的唯一标准。
作为一名理工科的学生，应当以锻炼熟练的实验动手能力及严谨的实验求真精神为重点，努力投入到实践生产中去。
而这次收音机实习，恰恰给了我们搭建起理论知识与实践活动间桥梁的机会，实乃弥足珍贵！
回顾我的实习过程，短暂却充实，自己不仅掌握了一些实践中的技能，而且真切地体会到集体合作在实践中的重要性，当然，这次实习也离不开老师的悉心指导与帮助。
参考文献
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机械工业出版社，2005.213-495.
[7]XX文库.9018-2型袖珍收音机制作详解.
[8]XX文库.收音机的原理与原理电路。
附录元器件清单
序号
名称
型号规格
位号
数量
1
三极管
9018或3DG201（绿、黄）
VT1
1支
2
三极管
9018或3DG201（蓝、紫）
VT2、VT3
2支
3
三极管
9081或3DG201（紫、灰）
VT4
1支
4
三极管
9013H
VT5、VT6
2支
5
发光二极管
Φ3红
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