半导体收音机制作

河南理工大学万方科技学院通信基本线路课程设计

目录

一概述 (2)

二总体方案 (2)

1种类划分 (2)

2工作原理 (3)

3总括 (3)

三各部分设计及原理分析 (4)

1输入 (4)

2变频器（混频器） (4)

3本振 (6)

4中放 (8)

5检波 (10)

6音频功放 (12)

7扬声器 (14)

四参数选择............................................................................................

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五总电路图............................................................................................

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六总结 (15)

七参考文献............................................................................................

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调幅半导体收音机原理及其调试

一概述

虽然现在各种高科技的传播信息家电层出不穷，但是作为使用最为广泛的收音机,永远不会落伍，它即便在很偏僻的地方，也能被使用。

在1946年底，世界上一项新的发明诞生了：这就是晶体管。从一开始人们就意识到这个小小的精灵会永远地改变收音机。这确实发生了，但并不是在一夜之间。第一个商品化的收音机于1954年面市 ( Regency TR1, 现被收藏者严重破坏). 菲力普在采用新技术时总是慢半拍，事实上，菲力普对开发老产品做的不错。但是在1957年，他们终于等不住了，推出了第一个便携式收音机，这就是L3X71T。

中国家庭的客厅，是一个值得文学家、历史学家、经济学家、社会学家去关注和研究的地方。“客厅”，似乎是中国人最为重视和尊敬的家庭特殊场所，这里总是用来摆放家中最贵重的东西:50～60年代是收音机，70年代末是录音机，80年代是电冰箱、电视机，90年代是音响、 VCD、DVD……到中国人的客厅里坐一坐，就能了解中国经济发展和人民生活水平的大致状况。

电子工业是20世纪40年代发展起来的新兴工业。党和国家从第一个五年计划开始，陆续建立了一批生产电子产品的骨干工厂和科学研究单位。 1958年，上海宏音无线电器材厂，天和电化厂等9个工厂及上海无线电子技术研究所联合研制成功了我国第一台半导体收音机。此后，上海、北京、南京等地的一些无线电工厂先后生产出“春蕾”、“飞乐”、“红灯”等半导体收音机。其中，最为著名的是南京无线电厂生产的相“熊猫”牌半导体收音机。

二总体方案

1种类划分

收音机的种类如果按所接收的波段来划分：

单波段中波收音机： MW 525 -- 1600 KHz

调频调幅收音机 MW 525 -- 1600 KHz，FM 87.5 -- 108 MHz

调频 /中/短波收音机** MW 525 -- 1600 KHz，FM 87.5 -- 108 MHz

只有一个短波段时 SW： 3.9 --12.00 MHz(75 -- 25 米)

(或6.00 -- 18.00 MHz， 49 -- 16 米)

(或9.00 -- 16.00 MHz， 31 --19 米)

二个短波段时 SW1： 2.2--7.50 MHz，SW2： 7.50 -- 23.00 MHz

或SW1：5.9--9.50 MHz， SW2： 9.50 -- 18.00 MHz

按米波段来划分 SW1,SW2,SW3,SW4,SW5,SW6,SW7………

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2工作原理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。人的声音频率是20到20khz，在电台把人声和载波信号（一般为几十千赫兹到一百多兆

赫兹）耦合一起，然后经过LC震荡电路发射出去，这时，我们收音机本身有个选频网络，用已知的频率（和载波频率一样就可以了）就能够接受到广播的信号，然后再把人声信号选出来放大……

半导体在收音机中一般就是两个作用：检波，放大。检波就是提取人声信号的过程，放大就是因为，广播信号接收到收音机后，信号很小，很微弱，不足以带动喇叭发声，所以，采用半导体将声音放大……

3总括

调幅收音机由输入回路、本振回路、混频电路、检波电路、自动增益控制电路（AGC）及音频功率放大电路组成，本振信号经内部混频器，与输入信号相混合。混频信号经中周和455kHz陶瓷

滤波器构成的中频选择回路得到中频信号。至此，电台的信号就变成了以中频455kHz为载波的调幅波，如图（一）所示。

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图（一）

各部分设计及原理分析三

输入1它的作用是从天线感应到的各从天线到收音机第一级放大器之间的电路称为输入电路，同时把其它不需要的信号有效的进并传送到下一级电路，种信息中把需要的信号选择出来，行抑制。，XLXC＝在电阻、电感及电容所组成的串联电路内，当容抗XC与感抗XL相等时，即

当电路发电路呈现纯电阻性，的相位相同，这种现象叫串联谐振。电路中的电压U与电流I由于感抗和容抗电流将达到最大值。但是发生谐振时，生串联谐振时，电路中总阻抗最小，。又由于其相位相反，因此这两相等，所以电感和电容两端的电压有效值相等，即：UL=UC式中。0LIO=ω0LU/Rω个电压是相互抵消的。在电容或电感的电压有效值为：UL=UC＝XLI0= 。或UL/U称为谐振电路的品质因数，它代表电压比。即ω0L/RUC/U则品质如电路中电抗越大，品质因数是衡量谐振电路特性的一个重要参数。电阻越小，

电容谐振电路的品因此电容或电感上的电压值将比外加电压大的多。一般电感、因数越高。串联谐振将会产生在电力系统中，所以串联谐振又叫电压谐振。质因数可达几十甚至几百。串联电路中，R-L-C高出电网额定电压数倍的过电压，对电力设备的安全造成很大危害。在出现线路端电压和电流同相位的现象叫串联谐振。 ,使用串联谐振电路，如图（二）在收音机输入时

图（二）

2变频器（混频器），是将信号频率由一个量值变换为另一个量值的过程。具有这

种功能的变频（或混频） 4

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电路称为变频器（或混频器），如图（三）

图（三）混频电路

一般用混频器产生中频信号：混频器将天线上接收到的信号与本振产生的信号混频，当混频的频率等于中频时，这个信号可以通过中频放大器，被放大后，进行峰值检波。检波后的信号被视频放大器进行放大，然后显示出来。由于本振电路的振荡频率随着时间变化，因此频谱分析仪在不同的时间接收的频率是不同的。当本振振荡器的频率随着时间进行扫描时，屏幕上就显示出了被测信号在不同频率上的幅度，将不同频率上信号的幅度记录下来，就得到了被测信号的频谱。变频器的作用和原理。变频器是现今工控领域应用比较广泛的一种可以节能的设备，按控制电机定子电压等级分有高压变频器和低压变频器，其简单的原理就是将原来直接接入电动机定子回路的工频50赫兹的交流电先行输入变频器，在变频器内部运用电子变流等技术经过整流和逆变过程后变成一种频率可控制变化的交流电再输入到专用的变频电机的定子绕组内，根据不同的需求通过调整频率的高低间接改变电机输出功率大小，特别是在轻载时可以明显的节省电能，是一种高效的节能产品。

V-F控制的原理是产生一个震荡频率的电路叫做压控震荡器，是一个压敏电容，当受到一个变化

的电压时候它的容量会变化，变化的电容引起震荡频率的变化，产生变频。把这个受控的频率用于控制输出电压的频率，使得受控的电机的转速变化

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。可分为交——交变频器，交——直——交变频器。交——交变频器可直接把交流电变成频率和电压都可变的交流电；交——直——交变频器则是先把交流电经整流器先整流成直流电，再经过逆变器把这个直流电流变成频率和电压都可变的交流电。

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PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调值方式。PAM是英文Pulse Amplitude

Modulation(脉冲幅度调制)缩写，是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式。

变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容;电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波石电感。

非同步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那麽磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用於风机、泵类节能型变频器。频率下降(低速)时,如果输出相同的功率,则电流增加,但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。

采用变频器运转，随著电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150%额定电流

以下(根据机种不同，为125%-200%)。用工频电源直接起动时，起动电流为6-7倍，因此，将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。起动电流为额定电流的1.2-1.5倍，起动转矩为70%-120%额定转矩；对於带有转矩自动增强功能的变频器，起动转矩为100%以上，可以带全负载起动。

频率下降时电压V也成比例下降，V与F的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的，通常在控制器的存储装置(ROM)中存有几种特性，可以用开关或标度盘进行选择。

频率下降时完全成比例地降低电压，那麽由於交流阻抗变小而直流电阻不变,将造成在低速下产生地转矩有减小的倾向。因此，在低频时给定V/F,要使输出电压提高一些,以便获得一定地起动转矩,这种补偿称增强起动。可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择V/F模式或调整电位器等方法。

在6Hz以下仍可输出功率，但根据电机温升和起动转矩的大小等条件，最低使用频率取6Hz 左右，此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题。变频器实际输出频率(起动频率)根据机种为0.5-3Hz.

在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)电压不变，大体为恒功率特性，在高速下要求相同转矩时，必须注意电机与变频器容量的选择。

3本振

高频振荡电路广泛地应用在电子系统及设备中。当今随着通信的飞速发展，对本振性能的要求也越来越高。有关振荡器的理论、设计和技术在近年来也得到了不断的发展。在射频接收电路中，本地振荡信号源（高频振荡器）一般采用正弦波振荡器，如图（4），对振荡器提出的主要指标为振荡频率和振荡幅度的精确性与稳定性。正弦波振荡电路主要包括LC振荡电路和RC振荡电路。在要求本地振荡

信号频率精度较高的应用中，晶体振荡器频率稳定度比陶瓷振荡电路要高，可以超过10 -5数量级。

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4）图（不适kHz频段时的昌振体积就很大，但由于受晶体晶片本身的局限，在

几百无线数据传输信息是经过两次不同的调由于SCA用于小型化的无线寻呼接

收机。调制）后，与调频广播台其它信息一起，由调频电台发射天FM制（FSK

调制和无线数据传输接收终端在接收到主载波的复合信FM-SCA线发射到空间的，所以号后，需经过两次解调才能还原出原来的数据信息，即：首先，通过天线接收且信号，此信号SCA高频放大后，经第一次混频、第一中频滤波、第一次解调输出信息，即经第二次FM-SCAFSK信号。然后，必须再进行一次解调才能还原出是混频、第二中频滤波、第二次解调、低通滤波，最后得到数字信号。所以二本振射频接收电路射频接收电路中占有很重要的地位。然而，在SCA电路在FM-SCA）。67kHz+455kHz），根据超外差接收原理，其二本振听频率为522kHZ（中图（5射频接收的小型化，因此，SCA由于该频段内石英晶体的体积很大，不利于实现二本振电路采用了陶瓷振子振荡电路电路图