晶体管超外差收音机设计
计算机与信息工程学院 2007级32班 *** 2007******
指导教师 *** 副教授
摘要 本文讲述了六管超外差收音机的工作原理，分模块介绍了输入调谐回路、混频电路、中频放大电路、低频放大电路及功率放大电路。并对每一个模块电路的工作原理，电路性能和元器件作用作了介绍。本文还介绍了安装与调试收音机的一些简单步骤，通过原理与调试安装完成一台收音机的制作。
关键词 超外差；调谐；混频；中频放大；功率放大
1 设计目的
(1)熟悉晶体管超外差收音机各组成部分，工作原理和电路元件的作用原理。
(2)初步掌握晶体管超外差收音机的安装与调试。
(3)培养分析问题和解决问题的能力，对动手实践能力有所提高。
2 工作原理
图1 超外差收音机电路原理图
2.1 超外差
超外差就是输入高频信号与本机振荡信号产生一个中频信号的过程。它是一
个比高频信号低，比低频信号高的超音频信号，所以这种接收方式叫做超外差式，利用这种方式把接收到的不同高频载波电台信号变成固定载波的中频信号（465KHz ），再用放大器对这个固定的中频信号进行放大输出。
[1]
图2 超外差原理图
2.2 超外差收音机工作原理
电台信号通过调谐回路的输出，进入混频级的是高频调制信号，即载波与其携带的音频信号。经过混频，输出载波的波形变得很稀疏其频率降低了，但音频信号的形状没有变。通常将这个过程(混频和本振的作用) 叫做变频。变频仅仅是载波频率变低了，并且无论输入信号频率如何变化最终都变为465KHz ，而音频信号(包络线的形状) 没变。混频器输出的携音频包络的中频信号由中频放大电路进行一级、两级中频放大，从而使得到达检波器的中频信号振幅足够大。检波器将中频信号振幅的包络检波出来，这个包络就是我们需要的音频信号。音频信号最后交给低频放大级放大到我们需要的电平强度，然后推动扬声器发出足够的音量。根据超外差收音机的原理，我们分成以下几个模块介绍：输入调谐电路、变频电路（包括本振电路、混频电路和选频电路）、中频放大电路、检波及AGC 电路、前置低频放大电路、功率放大级电路。
2.3 各部分电路的工作原理 [2]
图3 超外差收音机组成框图
2.3.1 输入调谐电路
图4 输入调谐电路
输入调谐电路的主要作用是接收电台信号。输入调谐电路主要由双连可变电容CA 和T1的初级线圈组成，是一个并联谐振电路，T1是磁性天线线圈，从天线接收的高频信号，通过改变谐振频率就能收到不同频率的电台信号。
2.3.2 变频电路
图5 变频电路
变频电路是以变频管V1为中心组成的，它的作用是把调谐输出的不同频率的电台信号变成固定的465KHz 的中频信号。包括：本机振荡、混频、选频三个部分。V1、T2、CB 组成本机振荡电路，它产生一个高于465KHz 的高频等幅信号，振荡频率由T2、CB 控制，CB 是双连可变电容，调节CB 可以改变振荡频率，通过C2耦合到V1的发射极上。本机振荡频率-输入高频信号频率=中频(465KHz)。
混频电路由V1、T3的初级线圈组成，接收的电台信号通过T1送到V1的基极，本机振荡信号通过C2耦合到V1的发射极，两种信号在V1中进行混频，产生中频信号，由V1的集电极输出，V1的集电极是一个465KHz 的谐振电路，可以把465KHz 的中频信号选择出来，通过T3耦合到下一级。
2.3.3 中频放大电路
收音机的两级中频放大电路由V2、V3为中心组成，两级中频放大由中频变压器耦合。它的主要任务是放大变频电路输出的465KHz 的中频信号，通过T2将465KHz 的中频信号耦合到V2的基极，由V2进行放大，V2集电极是一个谐振电路，谐振频率是465KHz ，起到再次选频的作用，并耦合到下一级放大管V3，V3也是检波管，经V3放大后的中频信号利用发射极PN 结单向导电性进行检波，R4提供工作电压，C3是为V2，V3提供交流回路，同时隔开直流。C4旁路中频信号的交流成分，C5、C6是旁路电容，音频信号通过C7耦合到低频放大级。
[3]
图6 中频放大电路及检波、自动增益控制电路
2.3.4 检波及自动增益控制电路(AGC)
检波电路的作用是把中频信号还原成音频信号，C4、C5滤去残余的中频信号，检波后的音频信号由RP 滑动支路上的电容C7耦合到低频放大器。自动增益控制电路由R3、C4组成，检波后的音频信号一部分由R3送到V2的基极，C4滤去了音频信号中的交流成分。检波管输出音频信号增大时，V3集电极电流增大，R4分压升高，集电极电位降低，通过R3，V2、V3基极电压下降，V2、V3集电极电流下降，V2、V3放大倍数降低，从而使音频信号基本不变。
图7 自动增益控制电路原理框图
2.3.5 低频放大电路
检波后的音频信号通过RP 送到V4低放管，V4可将音频信号放大，但还不能驱动扬声器工作，所以通过T5耦合到功率放大级。RP 可以通过不同的电位来调节对地的电压来控制音量。
图8 前置低频放大电路
2.3.6 功率放大电路
功率放大电路的作用是将电压、电流都放大。V5、V6组成推挽电路，R7、R8、R9、R10分别是V5、V6的偏置电阻，保证在没有信号的情况下，V5、V6也有一定的集电极电流，用来消除交越失真。变压器T5起倒相作用，它输出大小相等，相位相反的信号使三极管V5、V6做乙类推挽功率放大。V5、V6交替导通，
图9 功率放大电路
在V6的集电极输出放大后的完整信号，通过隔直电容C9使扬声器工作。
3 元器件说明
(1)电阻：采用色差法对11个电阻阻值进行判别。如表1
(2)电解电容和瓷片电容：安装电解电容时要正确判断电容的正负极，管脚长的为正极，瓷片电容不必考虑正负极。
(3)三极管：三极管有三种9013低频小功率管、9014低噪声管、9018高频小功率管都为NPN 型三极管。
表1 色差法阻值判别表
[4]
(4)中频变压器：中频变压器的外壳起屏蔽作用还起到导线作用，所以必须接地。
(5)磁棒线圈：四个线头接在对应的印制板的孔内，即a,b,c,d 四点，线头的判断要细心。焊接前要仔细辨别b 、c 引脚，切不可弄反。
(6)电位器：电位器是一种可调的电子元件。它是由一个电阻体和一个转动或滑动系统组成。电位器的作用是调节电压和电流的大小。
(7)变压器：T5为输入变压器，线圈骨架上有突点标记的为初级，印制板上也有圆点作为标记。安装时不要装反。
(8)发光二极管：当收音机接通电源时二极管发光，反之不发光。
4 安装过程及注意事项
4.1 系统安装
看懂电路图，并熟悉说明书以及元器件。动手焊接前先用万用表测量一下各元件，然后根据电路图和印板图把元器件一个一个的焊接上去。焊接时需要注意按先小后大，从左到右的原则进行焊接，焊完每个模块就用万用表进行测量，确保焊接无误以及易于检查错误。
4.2 注意事项
(1)先安装低矮耐热的元件，然后再安装大一点的元件，最后安装怕热的元件。
(2)电阻的安装：先根据电阻上的颜色计算阻值，选择相应的电阻，根据两孔之间的距离弯曲引脚，电阻高度要统一。
(3)瓷片电容、电解电容和三极管引脚长度要适当，不要高出中周的高度，以免影响收音机后盖儿的闭合。
(4)磁棒线圈的引脚要与PCB 板上的a 、b 、c 、d 四点要对上，一定要安装正确，错误则不能正常工作。
(5)调谐电容、电位器的旋转圆盘附近的引脚要剪掉，以免影响圆盘的旋转。
5 单元模块调试与统调
5.1 单元模块的调试
调试前先确定所焊接的元器件是否都是正确的，有无焊盘松动的现象，如果有异常，重新焊接。测量电流，打开电位器，二极管正常发光，测试点A 、B 、C 、D 电流大小。变频级IA=0.2mA，中频放大级IB=0.3mA，低频放大级IC=1.7mA，功率放大级ID=1.1mA。
5.2 统调
(1)调中频：调节T3、T4使其都谐振在465KHz 上。
(2)调覆盖：调节线圈的位置使其谐振频率在535KHz-1605KHz 上。
(3)调本机振荡频率：调节T2使本振频率比接收电台信号高465KHz 。由于收音机中周出厂时都已调节好，安装时可以微调或者不调。
6 小结
通过本次课程设计，对晶体管超外差收音机的工作原理有了一个初步的了解，通过查阅资料，对每一部分电路的工作原理有了认识，通过实践对书本上的理论知识有了一个更全新的理解。在判断元器件的过程中，学会了用电阻上的颜色来判断阻值，学会了对电解电容的正负极判断，学会了判别三极管的基极、发射极、集电极和瓷片电容的读数。在焊接过程中，对焊接的技术有了一定的掌握，开始以为焊接并不难，但经过了一个上午时间只焊接上了几个元器件，才知道焊接其实也是一项非常细心的工作，动手能力在这次课程设计上有了很大的提高。在焊接元器件顺序上也是要进过考虑的，有些元器件比如三极管，不耐热，要是先焊接上的话有可能使其过热而不能正常工作，所以焊接也是一项细心的工作，在焊接磁性线圈的时候，就把b 、d 点弄反，导致收音机不能正常接收信号，还以为是有的元器件虚焊，着实费了很长时间检查。再有就是电线剪切时露出的金属丝过长，碰到了元器件的引脚上，导致关闭电位器后，发光二极管还在亮，虽说不影响收音机的正常工作，但还是一种缺陷，最后通过缠绕，使电线金属丝不在短路，在这些种种的问题上反映出动手能力还是短缺，所以经过这次训练动手能力有了很大的提高。最后在调试时收到电台信号，虽说不是特别清晰，收到的台也不是很多，但心里还是很有成就感的。在本文的写作过程中得到了***老师的精心指导，在此表示衷心感谢。
参考文献
[1] 谢嘉奎主编. 《电子线路(非线性部分) 》. 高等教育出版社.
[2] 尹江燕. 《晶体管超外差式收音机》.http://www.baidu.com/.
[3] 王华. 《收录机测试与维修技术》. 高等教育出版社，2000年.
[4] 闫金飞. 《调幅收音机制作与调试》.http://www.baidu.com/.
晶体管超外差收音机设计
计算机与信息工程学院 2007级32班 *** 2007******
指导教师 *** 副教授
摘要 本文讲述了六管超外差收音机的工作原理，分模块介绍了输入调谐回路、混频电路、中频放大电路、低频放大电路及功率放大电路。并对每一个模块电路的工作原理，电路性能和元器件作用作了介绍。本文还介绍了安装与调试收音机的一些简单步骤，通过原理与调试安装完成一台收音机的制作。
关键词 超外差；调谐；混频；中频放大；功率放大
1 设计目的
(1)熟悉晶体管超外差收音机各组成部分，工作原理和电路元件的作用原理。
(2)初步掌握晶体管超外差收音机的安装与调试。
(3)培养分析问题和解决问题的能力，对动手实践能力有所提高。
2 工作原理
图1 超外差收音机电路原理图
2.1 超外差
超外差就是输入高频信号与本机振荡信号产生一个中频信号的过程。它是一
个比高频信号低，比低频信号高的超音频信号，所以这种接收方式叫做超外差式，利用这种方式把接收到的不同高频载波电台信号变成固定载波的中频信号（465KHz ），再用放大器对这个固定的中频信号进行放大输出。
[1]
图2 超外差原理图
2.2 超外差收音机工作原理
电台信号通过调谐回路的输出，进入混频级的是高频调制信号，即载波与其携带的音频信号。经过混频，输出载波的波形变得很稀疏其频率降低了，但音频信号的形状没有变。通常将这个过程(混频和本振的作用) 叫做变频。变频仅仅是载波频率变低了，并且无论输入信号频率如何变化最终都变为465KHz ，而音频信号(包络线的形状) 没变。混频器输出的携音频包络的中频信号由中频放大电路进行一级、两级中频放大，从而使得到达检波器的中频信号振幅足够大。检波器将中频信号振幅的包络检波出来，这个包络就是我们需要的音频信号。音频信号最后交给低频放大级放大到我们需要的电平强度，然后推动扬声器发出足够的音量。根据超外差收音机的原理，我们分成以下几个模块介绍：输入调谐电路、变频电路（包括本振电路、混频电路和选频电路）、中频放大电路、检波及AGC 电路、前置低频放大电路、功率放大级电路。
2.3 各部分电路的工作原理 [2]
图3 超外差收音机组成框图
2.3.1 输入调谐电路
图4 输入调谐电路
输入调谐电路的主要作用是接收电台信号。输入调谐电路主要由双连可变电容CA 和T1的初级线圈组成，是一个并联谐振电路，T1是磁性天线线圈，从天线接收的高频信号，通过改变谐振频率就能收到不同频率的电台信号。
2.3.2 变频电路
图5 变频电路
变频电路是以变频管V1为中心组成的，它的作用是把调谐输出的不同频率的电台信号变成固定的465KHz 的中频信号。包括：本机振荡、混频、选频三个部分。V1、T2、CB 组成本机振荡电路，它产生一个高于465KHz 的高频等幅信号，振荡频率由T2、CB 控制，CB 是双连可变电容，调节CB 可以改变振荡频率，通过C2耦合到V1的发射极上。本机振荡频率-输入高频信号频率=中频(465KHz)。
混频电路由V1、T3的初级线圈组成，接收的电台信号通过T1送到V1的基极，本机振荡信号通过C2耦合到V1的发射极，两种信号在V1中进行混频，产生中频信号，由V1的集电极输出，V1的集电极是一个465KHz 的谐振电路，可以把465KHz 的中频信号选择出来，通过T3耦合到下一级。
2.3.3 中频放大电路
收音机的两级中频放大电路由V2、V3为中心组成，两级中频放大由中频变压器耦合。它的主要任务是放大变频电路输出的465KHz 的中频信号，通过T2将465KHz 的中频信号耦合到V2的基极，由V2进行放大，V2集电极是一个谐振电路，谐振频率是465KHz ，起到再次选频的作用，并耦合到下一级放大管V3，V3也是检波管，经V3放大后的中频信号利用发射极PN 结单向导电性进行检波，R4提供工作电压，C3是为V2，V3提供交流回路，同时隔开直流。C4旁路中频信号的交流成分，C5、C6是旁路电容，音频信号通过C7耦合到低频放大级。
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图6 中频放大电路及检波、自动增益控制电路
2.3.4 检波及自动增益控制电路(AGC)
检波电路的作用是把中频信号还原成音频信号，C4、C5滤去残余的中频信号，检波后的音频信号由RP 滑动支路上的电容C7耦合到低频放大器。自动增益控制电路由R3、C4组成，检波后的音频信号一部分由R3送到V2的基极，C4滤去了音频信号中的交流成分。检波管输出音频信号增大时，V3集电极电流增大，R4分压升高，集电极电位降低，通过R3，V2、V3基极电压下降，V2、V3集电极电流下降，V2、V3放大倍数降低，从而使音频信号基本不变。
图7 自动增益控制电路原理框图
2.3.5 低频放大电路
检波后的音频信号通过RP 送到V4低放管，V4可将音频信号放大，但还不能驱动扬声器工作，所以通过T5耦合到功率放大级。RP 可以通过不同的电位来调节对地的电压来控制音量。
图8 前置低频放大电路
2.3.6 功率放大电路
功率放大电路的作用是将电压、电流都放大。V5、V6组成推挽电路，R7、R8、R9、R10分别是V5、V6的偏置电阻，保证在没有信号的情况下，V5、V6也有一定的集电极电流，用来消除交越失真。变压器T5起倒相作用，它输出大小相等，相位相反的信号使三极管V5、V6做乙类推挽功率放大。V5、V6交替导通，
图9 功率放大电路
在V6的集电极输出放大后的完整信号，通过隔直电容C9使扬声器工作。
3 元器件说明
(1)电阻：采用色差法对11个电阻阻值进行判别。如表1
(2)电解电容和瓷片电容：安装电解电容时要正确判断电容的正负极，管脚长的为正极，瓷片电容不必考虑正负极。
(3)三极管：三极管有三种9013低频小功率管、9014低噪声管、9018高频小功率管都为NPN 型三极管。
表1 色差法阻值判别表
[4]
(4)中频变压器：中频变压器的外壳起屏蔽作用还起到导线作用，所以必须接地。
(5)磁棒线圈：四个线头接在对应的印制板的孔内，即a,b,c,d 四点，线头的判断要细心。焊接前要仔细辨别b 、c 引脚，切不可弄反。
(6)电位器：电位器是一种可调的电子元件。它是由一个电阻体和一个转动或滑动系统组成。电位器的作用是调节电压和电流的大小。
(7)变压器：T5为输入变压器，线圈骨架上有突点标记的为初级，印制板上也有圆点作为标记。安装时不要装反。
(8)发光二极管：当收音机接通电源时二极管发光，反之不发光。
4 安装过程及注意事项
4.1 系统安装
看懂电路图，并熟悉说明书以及元器件。动手焊接前先用万用表测量一下各元件，然后根据电路图和印板图把元器件一个一个的焊接上去。焊接时需要注意按先小后大，从左到右的原则进行焊接，焊完每个模块就用万用表进行测量，确保焊接无误以及易于检查错误。
4.2 注意事项
(1)先安装低矮耐热的元件，然后再安装大一点的元件，最后安装怕热的元件。
(2)电阻的安装：先根据电阻上的颜色计算阻值，选择相应的电阻，根据两孔之间的距离弯曲引脚，电阻高度要统一。
(3)瓷片电容、电解电容和三极管引脚长度要适当，不要高出中周的高度，以免影响收音机后盖儿的闭合。
(4)磁棒线圈的引脚要与PCB 板上的a 、b 、c 、d 四点要对上，一定要安装正确，错误则不能正常工作。
(5)调谐电容、电位器的旋转圆盘附近的引脚要剪掉，以免影响圆盘的旋转。
5 单元模块调试与统调
5.1 单元模块的调试
调试前先确定所焊接的元器件是否都是正确的，有无焊盘松动的现象，如果有异常，重新焊接。测量电流，打开电位器，二极管正常发光，测试点A 、B 、C 、D 电流大小。变频级IA=0.2mA，中频放大级IB=0.3mA，低频放大级IC=1.7mA，功率放大级ID=1.1mA。
5.2 统调
(1)调中频：调节T3、T4使其都谐振在465KHz 上。
(2)调覆盖：调节线圈的位置使其谐振频率在535KHz-1605KHz 上。
(3)调本机振荡频率：调节T2使本振频率比接收电台信号高465KHz 。由于收音机中周出厂时都已调节好，安装时可以微调或者不调。
6 小结
通过本次课程设计，对晶体管超外差收音机的工作原理有了一个初步的了解，通过查阅资料，对每一部分电路的工作原理有了认识，通过实践对书本上的理论知识有了一个更全新的理解。在判断元器件的过程中，学会了用电阻上的颜色来判断阻值，学会了对电解电容的正负极判断，学会了判别三极管的基极、发射极、集电极和瓷片电容的读数。在焊接过程中，对焊接的技术有了一定的掌握，开始以为焊接并不难，但经过了一个上午时间只焊接上了几个元器件，才知道焊接其实也是一项非常细心的工作，动手能力在这次课程设计上有了很大的提高。在焊接元器件顺序上也是要进过考虑的，有些元器件比如三极管，不耐热，要是先焊接上的话有可能使其过热而不能正常工作，所以焊接也是一项细心的工作，在焊接磁性线圈的时候，就把b 、d 点弄反，导致收音机不能正常接收信号，还以为是有的元器件虚焊，着实费了很长时间检查。再有就是电线剪切时露出的金属丝过长，碰到了元器件的引脚上，导致关闭电位器后，发光二极管还在亮，虽说不影响收音机的正常工作，但还是一种缺陷，最后通过缠绕，使电线金属丝不在短路，在这些种种的问题上反映出动手能力还是短缺，所以经过这次训练动手能力有了很大的提高。最后在调试时收到电台信号，虽说不是特别清晰，收到的台也不是很多，但心里还是很有成就感的。在本文的写作过程中得到了***老师的精心指导，在此表示衷心感谢。
参考文献
[1] 谢嘉奎主编. 《电子线路(非线性部分) 》. 高等教育出版社.
[2] 尹江燕. 《晶体管超外差式收音机》.http://www.baidu.com/.
[3] 王华. 《收录机测试与维修技术》. 高等教育出版社，2000年.
[4] 闫金飞. 《调幅收音机制作与调试》.http://www.baidu.com/.