收音机毕业设计报告.docx

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收音机毕业设计报告

摘要

本课设从高灵敏度FM/AM教学收音机的组装，原理分析，调试，调试步骤分析几方面对收音机进行了分析说明。

用BH1417和CXA1691来实现发射机和接收机。

BH1417是ROHM公司推出的新型FM无线发射芯片，它是由提高信噪比（S/N）的预加重电路、防止信号过调的限幅电路、控制输入信号频率的低通滤波电路（LPF）、产生立体声复合信号的立体声调制电路、调频发射的锁相环电路（PLL）等电路组成。

文章给出了BH1417的结构、原理、特性。

基于BH1417芯片，配以简单的外围电路，即可实现FM无线发射，具有高可靠性和极低的功耗。

CXA1691是调频调幅收音机用集成电路。

集成电路凭借体积小、功耗低、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、组装和调试带来了难度。

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。

又对其元件组成，元器件摆放，调频调幅原理，调试过程等做了详细解说。

了解并掌握这些知识会给我们将来对收音机的组装、调试和维修带来很大便捷。

关键词：

发射机；接收机；BH1417;CXA1691

Abstract

ThisdesignintroducesthehighsensitivityFM/AMteachingradio'sassembly,theprincipleanalysis,thedebugging,thedebuggingstepanalyzesseveralaspectstocarryonanalysisshowingtotheradio.RealizethetransmitterandthereceiverwithBH1417andCXA1691.

BH1417isthenewFMwirelesslaunchchipwhichROHMCorporationpromotes,itisbyenhancesthesignal-to-noiseratio（S/N）thepre-emphasis,preventsthesignalthelimitercircuitwhich,thecontrolinputsignalfrequencylow-passfilteringelectriccircuitmoves（LPF）,toproducethephase-lockedloopelectriccircuitwhichthestereosoundserratedsignal'sstereosoundtonecircuit,thefrequencymodulationlaunch（PLL）andsoonelectriccircuitstobecomposed.ThearticlehasgiventheBH1417structure,theprinciple,thecharacteristic.BasedontheBH1417chip,matchesbythesimpleperipheralcircuit,thenrealizestheFMwirelesslaunch,hastheredundantreliabilityandtheextremelylowpowerloss.CXA1691isthefrequencymodulationamplitudemodulationradiousestheintegratedcircuit.

Theintegratedcircuitreliesonthevolumetobesmall,thepowerlossislow,thereliabilityishigh,theperformancegoodaswellaseasytocausethesystemcompletemachinetorealizethefewadjustmentsandnottoadjustandsoonmerits,obtainedtherapiddevelopmentandthewidespreadapplication.Theradioalsodayafterdaytendstheminiaturizationbecauseofintegratedcircuit'sdevelopment,thisalsogaveitswelding,theassemblyandthedebugginghasbroughtthedifficulty.Mustthereforesolveallsortsofproblemswhichinradio'swelding,theassemblyandthedebuggingprocessappears,andcarriesontheanalysistoit,thiswillgiveradio'sservicetobringconveniently.

Besidesitspartcomposition,theprimarydeviceplaces,thefrequencymodulationamplitudemodulationprinciple,thedebuggingprocessandsoonhasmadethedetailedillustration.Willunderstandandmasterstheseknowledgetogiveusinthefuturetoradio'sassembly,thedebuggingandtheservicebringsisverygreatlyconvenient.

Keywords：

Transmitter，Receiving，BH1417;CXA1691

一.设计目的与要求

1.完成高灵敏度FM/AM教学收音机和FM发射电路板的焊接、组装和调试。

2.分析高灵敏度FM/AM教学收音机和FM发射电路板的工作原理和组装调试的过程。

3.利用Protel99se建立高灵敏度FM/AM教学收音机和FM发射电路的元件库、绘制原理图。

4.利用Protel99se建立高灵敏度FM/AM教学收音机和FM发射电路的封装库、绘制PCB图。

二.原理分析

2.1发射机原理

2.1.1各模块原理分析

发射原理框图如下：

由发射机发出的无线电波，经接收机天线接收，转变为感应电势。

从天线感应出的不同频率的已调波信号中选出所需信号的任务由输入电路承担。

而输入电路选出的信号，仍是已调波信号，不能用它去直接推动耳机或喇叭，还必须把它恢复成音频信号。

这种从已调波信号中检出音频信号的过程，叫做检波或解调。

用来运载音频信号的无线电波叫做载波。

载波的调制方法有三种：

（1）使载波的幅度按调制信号变化的过程称为调幅（AM）。

（2）使载波的频率按调制信号变化的过程称为调频（FM）。

（3）使载波的相位角按调制信号变化的过程称为调相（PM）。

被调制后的载波称为已调波，已调波按调制方式的不同分别称为调幅波、调频波和调相波。

目前无线电广播常用的已调波为调幅波和调频波两种。

FM发射电路采用稳定频率的锁相环系统。

这一部分由高频振荡器、高频放大器及锁相环频率合成器组成。

调频由变容二极管组成的高频振荡器实现，高频振荡器是锁相环的VCO，立体声复合信号通过它直接进行调频。

高频振荡器由第9引脚外部的LC回路与内部电路组成，振荡信号经过高频放大器从11引脚输出，同时输送到锁相环电路进行比较后，从第7引脚输出一个信号，对高频振荡器的值进行修正，确保频率稳定。

一但超过锁相环设定的频率，第7引脚将输出的电平拉高；如果低于设定频率，它将输出的电平拉低；相同的时候，它的电平将不变。

2.2.2BH1417芯片结构和各引脚功能

BH1417是ROHM公司推出的FM无线发射芯片，它可工作于频段（87~108MHz），与简单外围电路配合使用可发射音频FM信号，它是一种无线音频传输集成电路，可以将计算机声卡、游戏机、CD、DVD、MP3、调音台等立体声音频信号进行立体声调制发射传输，配合普通的调频立体声接收机就可实现无线调频立体声传送。

适合用于生产立体声的无线音箱、无线耳机、CD、MP3、DVD、PAD、笔记本计算机等的无线音频适配器开发生产。

BH1417采用

SSOP封装，工作电压为4.0~6.0V，工作温度范围为-40~+85℃。

BH1417的原理特性

FM发射电路采用稳定频率的锁相环系统。

这一部分由高频振荡器、高频放大器及锁相环频率合成器组成。

调频调制由变容二极管组成的高频振荡器实现，高频振荡器是一个锁相环的VCO，立体声复合信号通过它直接进行调频调制。

高频振荡器是由第9脚外部的LC回路与内部电路组成，振荡信号经过高频放大器从脚11输出，同时输送到锁相环电路进行比较后从第7脚输出一个信号对高频振荡器的值进行修正，确保频率稳定。

一但频率超过锁相环设定的频率，第7脚将输出的电平变高；如果是低于设定频率，它将输出的电平变低；相同的时候，它的电平将不变。

（1）将预加重电路、限幅电路、低通滤波电路（LPF）一体化，使音频信号的质量比分立元件的电路（如：

BA1404、NJM2035等）有很大改进。

（2）采用了锁相环锁频并与调频发射电路一体化，使得发射的频率非常稳定。

（3）采用了4位的拔码开关进行频率设定，可设定14个频点（87.7M、87.9M、88.1M、88.3M、88.5M、88.7M、88.9M、106.7M、

106.9M、107.1M、107.3M、107.5M、107.7M、107.9M），使用

非常方便。

结构及功能引脚

BH1417的内部结构如下图所示：

它由五部分组成：

音频预处理电路（加重、限幅和低通滤波）；基频产生电路（晶振、分频）；锁相环电路（相位检测、锁频）；频率设定电路（高低电平转换）；调频发射电路。

外围电路主要有拔码开关组成的频率控制电路、压控振荡器组成的载波产生电路、定时器元件以及一些耦合电容。

2.2.3protel99se发射原理图的绘制

发射机原理图

2.2.4PCB板的制作

2.2接收机原理

2.2.1调幅工作原理

（1）输入回路

从接收天线到变频管输入端之间的电路叫输入电路。

从天线接收进来的高频信号首先进入输入调谐路由天线线圈和可变电容构成。

输入回路的任务是：

1.通过天线收集电磁波，使之变为高频电流；2.选择信号。

在众多的信号中，只有载波频率与输入调谐回路相同的信号才能进入收音机。

（2）本振回路

由本振线圈和可变电容构成。

输入信号与本振信号经内部混频器，与输入信号相混合。

混频信号经中频选择回路（中周和455kHz陶瓷滤波器构成）得到中频信号。

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

（3）中频放大电路

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，这与前面我们介绍过的直放式收音机相比，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。

中频信号进行中频放大，再经过检波得到音频信号，经功率放大输出，耦合到扬声器，还原为声音。

其中，中放电路增益受AGC控制，以保持在电台信号不同时，自动调节增益，获得一致的收听效果。

原理框图如下：

（4）检波与AGC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。

（5）低频前置放大级，也称电压放大级

从检波级输出的音频信号很小，大约只有几毫伏到几十毫伏。

电压放大的任务就是将它放大几十至几百倍。

（6）功率放大级。

电压放大级的输出虽然可以达到几伏，但是它的带负载能力还很差，这是因为它的内阻比较大，只能输出不到1mA的电流，所以还要再经过功率放大才能推动扬声器还原成声音。

一般，袖珍收音机的输出功率约在50~100毫瓦（mW）左右。

2.2.2调频工作原理

调频广播的高频信号→接收天线→输入回路（电容C、L组成的LC振荡回路，即一个带通滤波器）→高频放大，谐振放大→被放大的信号与本地振荡器产生的本振信号在内部进行FM混频→FM混频信号由FM中频回路进行选择，提取以中频10.7MHz为载波的调频波。

→中放电路进行中频放大→进行鉴频得到音频信号→功率放大输出，耦合到扬声器，还原为声音。

原理框图如下图：

2.2.3FM发射电路的原理

由发射机发出的无线电波，经接收机天线接收，转变为感应电势。

从天线感应出的不同频率的已调波信号中选出所需信号的任务由输入电路承担。

而输入电路选出的信号，仍是已调波信号，不能用它去直接推动耳机或喇叭，还必须把它恢复成音频信号。

这种从已调波信号中检出音频信号的过程，叫做检波或解调。

用来运载音频信号的无线电波叫做载波。

载波的调制方法有三种：

（1）使载波的幅度按调制信号变化的过程称为调幅（AM）。

（2）使载波的频率按调制信号变化的过程称为调频（FM）。

（3）使载波的相位角按调制信号变化的过程称为调相（PM）。

被调制后的载波称为已调波，已调波按调制方式的不同分别称为调幅波、调频波和调相波（如图形1-1所示）。

目前无线电广播常用的已调波为调幅波和调频波两种。

FM发射电路采用稳定频率的锁相环系统。

这一部分由高频振荡器、高频放大器及锁相环频率合成器组成。

调频由变容二极管组成的高频振荡器实现，高频振荡器是锁相环的VCO，立体声复合信号通过它直接进行调频。

高频振荡器由第9引脚外部的LC回路与内部电路组成，振荡信号经过高频放大器从11引脚输出，同时输送到锁相环电路进行比较后，从第7引脚输出一个信号，对高频振荡器的值进行修正，确保频率稳定。

一但超过锁相环设定的频率，第7引脚将输出的电平拉高；如果低于设定频率，它将输出的电平拉低；相同的时候，它的电平将不变。

2.2.3CXA1691芯片结构和各引脚功能

CXA1691芯片是索尼公司生产的一种集成度高，外围元件少的FM/AM收音机集成芯片。

该芯片内部集成了功率放大,调幅中频检波,调谐指示,调频中放,调幅高放,调频鉴频,调频高放等电路。

其特点如下：

（1）静态电流小：

Vcc=3V时，FM：

Iccq=3.4mA（典型值）

（2）带有FM/AM选择开关

（3）输出功率大:

Vcc=6V,Rl=8欧姆时，Po=450mW（典型值）

（4）内置AFC可变电容

（5）内含RFAGC,IFAGC

（6）调谐LED驱动

（7）电子音量控制,FM静音

（8）封装形式:

SOP28

引脚图：

内部结构图如下：

2.2.4protel99se接收原理图的绘制

接收原理图

接收机原理图

2.2.5PCB板的制作

三．焊接及组装

3.1步骤和注意事项

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。

拿到收音机及发射电路的组件后，先与原件清单核对，核对无误后观察各器件的安装位置，确定各器件的焊接顺序。

焊接前要看清电阻的阻值大小，并用万用表校核。

电容、三极管要看清极性。

一旦焊错要小心地用烙铁加热后取下重焊。

拨下的动作要轻，避免焊盘脱落。

电阻的读数方向要一致，色环不清楚时要用万用表测定阻值后再装。

上螺丝、螺母时用力要合适，不可用力太大。

总之，动手焊接前用万用表将各元件测量一下，做到心中有数，安装时先安装低矮和耐热元件（如电阻），然后再装大一点的元件（如中周、变压器），最后装怕热的元件（如三极管）。

安装电阻时，将电阻的阻值选择好后根据两孔的距离弯曲电阻脚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。

瓷片电容和三极管的脚剪的长短要适中，它们不要超过中周的高度。

电解电容紧贴线路板立式焊接，太高会影响后盖的安装。

集成芯片放置时注意正反，缺口部分要与标注的一致，要用拉锡的手法反面贴片焊接，加热时间不宜超过10分钟，否则会烧坏芯片。

磁棒线圈的四根引线头可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铂面。

安装耳机插座时，焊接速度要快以免烫坏插座的塑料部分。

发光二极管要安装在反面，高度要适中，要与机壳正面的小孔对应。

喇叭安放好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。

话筒需要自己接两个短的引线与焊盘相连。

焊接完毕，仔细检查电路是否有虚焊、假焊和短路的地方。

电阻是否有阻值接错的，电容、发光二极管是否有正负极反了的，三极管的e、b、c脚接对了没有，中周的型号是否有误等。

逐步分析，发现错误及时纠正，以免通电后烧坏元件。

3.2元器件的摆放

（1）电容:

电解电容长腿为正极，短腿为负极。

另外，在电解电容的侧面有一个“+”，标识该符号对应的管脚为正极。

在电路板上，标志为一个圆圈，负级为阴影部分。

电容要紧贴电路板，按电路板给定位置侧放。

（2）电阻：

采用立式还是卧式应视电路板上两个孔的间距来定。

距离短的采用立式的，距离长的采用卧式的。

（3）二极管：

普通二极管有标记端为负极。

发光二极管长腿为正，短腿为负；在两个腿上有两个凹槽，位置正好卡住电路板，卡不住的也要在这个位置处进行焊接；该发光二极管为电源指示灯，太高的话在安装机械部分时会装不下去。

（4）滤波器：

安装时，文字朝向电路板外。

（5）注意：

放置器件时要考虑前面壳上的卡槽，要不然在安装机械部分时，会装不下去。

四．调试

3.1基本调试

调试是为了收音机能正常更好的工作，将调试好的部件组装成整机后，不可能都处在最佳配合状态，而满足整机的技术指标。

所以，单元部件经组装后一定要进行整机调试。

检查焊接质量、电池夹弹簧、频率刻度指示、旋钮、耳机插座等是否有异常，检查机内是否有异物。

检查印制电路板各部件的固定是否牢靠，有无松动，各接插件间接触是否良好，机械转动部分是否灵活。

将电位器开关关掉，装上电池用万用表的50mV档来测量，表笔跨接在电位器开关的两端（黑色表笔接电池负极，红色表笔接开关的另一端）若电流指示小于10mV，则说明可以通电，将电位器开关打开（音量旋至最小即测量静态电流）用万用表分别依次测量D，C，B，A四个电流缺口，若被测量电流的数字在规定的参考值的左右即可用电烙铁将四个缺口依次连通，再把音量开到最大，调四联电容的拨盘即可收到电台。

在安装电路板的时候注意把喇叭及电池引线埋在比较隐蔽的地方，并且不要影响调谐拨盘的旋转和避开螺丝桩子，电路板挪位后再上螺丝固定。

当测量不在规定的电流值的范围则要仔细检查三极管的极性有没有装错，中周是不是装错位置以及虚焊等。

对于发射电路，只要安装正确、焊接良好，一般就可以通电正常使用了，这里不再多做介绍。

3.2调试中出现的故障、原因及排除方法

接通电源后指示灯亮，拨动声音开关直至开至最大没有声音。

仔细查看各个焊点，结果发现有虚焊、搭焊。

待焊好后还是没有声音，摁住音量电位器CD1191CB后可听到声音，说明这里虚焊没有导通，将其焊牢。

有声音后拨动选频不能收到电台，这时检查了AM天线部分，发现拉杆天线部分和PVC-444HF四联可变电容处有虚焊，不能选择频率。

重新焊接后指示灯又不亮了，查看发现一处跳线接触不良，焊上。

3.3装配完成后，经常出现的问题

装上电池后，电源指示灯不亮：

检查电池是否装反了。

→检查发光二极管是否装反了。

→检查电源线，地线是否焊接好了。

→如果以上情况都不存在，检查元器件是否焊反了，或者焊错位置了；是否存在虚焊或搭焊现象。

装上电池后，电源指示灯亮，但喇叭没有声音：

检查是否元器件焊反了，或者焊错位置了，是否存在虚焊或搭焊现象。

插上耳机听听是否有声音，如果没有声音，说明耳机插孔已经被烫坏，重新焊接耳机部分。

装上电池后，电源指示灯亮，喇叭有声音，但是收不到电台：

检查拉杆天线部分。

电源开关推钮很紧，开关困难：

电源开关推扭和波段开关推扭是否安装反了。

音量旋钮不起作用：

电位器5个焊点存在焊接缺陷。

调谐钮转动时，存在阻力：

调谐钮和附近元器件存在摩擦，将附近元器件位置放低些。

耳机插孔插不进耳机，或者用耳机有声音，而喇叭没声音：

耳机插孔已经被烫坏，重新焊接耳机部分。

3.4分析调试步骤

3.3.1外观检查

1．检查各元器件安装是否有误，尤其是集成块不得装反，中周不能互换位置，电解电容“+”，“-”极性是否安装正确。

检查天线、电源线、喇叭线是否连好。

2．检查各焊点有无虚焊，漏焊，碰焊。

3.3.2开口检查与试听

安装电池通电检查。

打开音量开关，在电台正常播放时间里若不能收到电台，应取出电池继续仔细检查有无错误，应检查是否有元器件错焊、搭焊、虚焊、漏焊，各导线、跳线连接等。

3.3.3音频检查

音频检查主要是检查收音机低频部分（低频前置放大和低频功率放大）性能好坏。

不能收到电台时，检查AM天线部分，拉杆天线部分和四联可变电容，此处有虚焊时不能选择频率。

3.3.4中周调整

由于和中周变压器并联的电容器的容量总存在误差，机内的布线也存在着不同的分布电容，这些都会引起中周变压器的失谐，所以要进行调整。

可以按以下方法进行中周调整：

把高频信号发生器调到465kHz上，双联电容逆时针旋到头，然后两个中周，反复调几次，达到收音机喇叭声音最响为止。

3.3.5中频频率调整