【正文】 機(jī)中并沒有接入三極管射級(jí)偏置電阻。 各極中頻放大器之間并不是直接把輸入信號(hào)過去，而是采用中頻變壓器線圈進(jìn)行耦合。由于三極管的輸出特性，輸出阻抗較低，為了使信號(hào)在傳出過程中不產(chǎn)生新的干擾，所以考慮阻抗匹配。電源供給從中頻變壓器初級(jí)中心頭接入，這樣就能保證兩級(jí)輸入和輸出的阻抗匹配。同時(shí)次級(jí)因?yàn)槭墙邮斩?，所以線圈是比較少的而且不調(diào)諧，這樣的設(shè)計(jì)就可以和下一級(jí)所接的三極管輸入阻抗小的特點(diǎn)相適應(yīng)。 3. 中頻放大器的電路要求： 中頻放大器是調(diào)頻調(diào)幅接收機(jī)在接收到信號(hào)之后，并將信號(hào)轉(zhuǎn)換為所需要的中頻信號(hào)后，是還原信號(hào)的第一個(gè)電路。作用是將變頻級(jí)輸出的調(diào)頻中頻 和調(diào)幅中頻 465kHz 信號(hào)加以放大，提高靈敏度是后續(xù)電路更容易識(shí)別出這個(gè) 信號(hào)；西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 還可以對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)一步篩選通過放大器中的調(diào)諧回路選擇出更精確的信號(hào)頻率，提高選擇性；并且送到鑒頻器進(jìn)行鑒頻 [21]。是調(diào)頻調(diào)幅接收機(jī)的重要組成部分，對(duì)最后聲音的還原有著至關(guān)重要的作用。 鑒頻器的好壞對(duì)收音機(jī)的靈敏度、選擇性和保真度等主要指標(biāo)有決定性的影 響。所以性能要求比較嚴(yán)格，具體如下： （ 1）增益高： 因?yàn)檩斎胄盘?hào)功率并不會(huì)很大而要使輸出的聲音信號(hào)音質(zhì)比較滿意的話，就要要保證有 60dB 左 右功率增益，一級(jí)的中放電路不能滿足調(diào)頻的需要，所以一般中放級(jí)采用兩級(jí)放大。 （ 2）選擇性好：中頻放大器在通過三極管放大之后負(fù)載是采用了諧振回路調(diào)幅接收機(jī)中使用的是 465kHz，調(diào)頻使用的是 調(diào) 諧回路，這樣就確保了選擇性的準(zhǔn)確，由此大大提高整機(jī)的選擇性。 （ 3）穩(wěn)定性好：調(diào)幅接收機(jī)這點(diǎn)的要求沒有調(diào)頻接收的要求高，因?yàn)檎{(diào)頻接收機(jī)處理對(duì)象信號(hào)的頻率比較高，中放級(jí) 工作 在 信號(hào) 下，如果不考慮其工作時(shí)的穩(wěn)定性要求，這么高的頻率將容易出現(xiàn)失真等等。 （ 4）通 頻帶要有一定的寬度：因?yàn)閺V播電臺(tái)發(fā)射信號(hào)的頻譜寬度規(guī)定為 9kHz。而使用調(diào)頻調(diào)幅接收機(jī)所能接收到的信號(hào)頻率使用頻率范圍的，調(diào)頻方式的接收范圍是 88 到 108MHz，調(diào)幅方式是 535kHz 到 1605kHz，所以接收機(jī)要能對(duì)整個(gè)頻譜內(nèi)的信號(hào)均勻放大，就要求中放級(jí)的通頻帶要有一定的寬度，這個(gè)寬度需要滿足收音廣播的范圍。 檢波電路 1. 檢波電路的電路組成： 調(diào)幅檢波的電路比較簡(jiǎn)單，利用非線性器件的特性可 以直接得到原始信號(hào)。調(diào)頻檢波的過程比較復(fù)雜，有振幅鑒頻和相位鑒頻兩種。相位鑒頻是對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行頻相變換，變?yōu)轭l率和相位都隨時(shí)間變化的調(diào)頻調(diào)相波，然后根據(jù)相位受調(diào)制的特征，通過相位檢波器還原出聲音信號(hào)。振幅鑒頻器是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行頻幅變換，變?yōu)檎穹皖l率都隨時(shí)間變化的調(diào)頻調(diào)幅波，通過包絡(luò)檢波出聲音信號(hào)。本次課題使用的是振幅鑒頻，振幅鑒頻電路由兩部分組成。一部分為頻幅變換電路，利用頻幅變換電路對(duì)調(diào)頻波進(jìn)行波形變換，將等幅的調(diào)頻波變換為幅度按調(diào)制信號(hào)規(guī)律變化的調(diào)頻調(diào)幅波。另一部分為是包絡(luò)檢波電路，對(duì)調(diào)頻調(diào)幅波信號(hào) 進(jìn)行幅度檢波，以檢出調(diào)制信號(hào)。調(diào)頻波檢波器電路組成如 圖 37： 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 調(diào)頻波 調(diào)頻波 原調(diào)制 調(diào)幅波 信號(hào) 圖 37 調(diào)頻檢波電路組成 ： 包絡(luò)檢波電路是很簡(jiǎn)易的檢波電路，只能對(duì)普通調(diào)幅信號(hào)進(jìn)行檢波。電路圖如 圖38： 圖 38 包絡(luò)檢波電路 在上圖中，輸入電壓為 iu ，加載在電阻上的電壓為輸出電壓 0u 。 iu 和 0u 大小是變化的，通過二極管的作用，當(dāng) iu 大時(shí)充電，反之則放電，這樣不停的交替充電和放電，最終就還原出了原始信號(hào)。這種方法還原的信號(hào)時(shí)鋸齒波形，而且高頻振蕩信號(hào)的頻率與調(diào)制信號(hào)頻率相差越大，二者的周期也相差越大，則鋸齒狀波形與調(diào)幅信號(hào)包絡(luò)形狀就越接近，失真就越小。 本次課題中，調(diào)幅接收機(jī)的檢波電路是包含在中頻放大器中的，利用了中頻放大器最后一級(jí)中的非線性元件對(duì)信號(hào)進(jìn)行檢波處理。調(diào)頻收音機(jī)的檢波 電路如圖 39： 圖 39 調(diào)頻收音機(jī)的檢波電路 線性變化電路 調(diào)幅檢波器 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 電路的設(shè)計(jì)要求 本次課題所采用的檢波電路的電路并不復(fù)雜，是最簡(jiǎn)單的包絡(luò)檢波。但是它的作用確實(shí)整個(gè)接收機(jī)中最核心的地方，能把從上級(jí)中頻放大器中輸入的載波信號(hào)利用二極管的非線性特性從主波之中提取出聲音信號(hào)，這樣就能還原出原始的聲音信號(hào)，也就是所說的調(diào)制的反過程解調(diào) [22]。調(diào)幅的解調(diào)和調(diào)頻的解調(diào)又有所不同。調(diào)幅波可以利用檢波二極管直接解調(diào)，但是因?yàn)樵砩厦娴牟煌{(diào)頻波就要再復(fù)雜一點(diǎn)，有多種解調(diào)方式，所采用的是通過鑒頻電路對(duì)調(diào)頻波進(jìn)行頻幅變換，轉(zhuǎn)化為調(diào)幅波再來使用包絡(luò)檢波。 檢波電路是還原聲音信號(hào)的關(guān)鍵一部分，所 以對(duì)它的性能有著嚴(yán)格的要求： （ 1） 失真小， 檢波電路的作用是還原出原始信號(hào)，這就要求非線性失真小。在整個(gè)解調(diào)過程過都要保持波形不失真，這樣解調(diào)后的波形失真較小，才能使原來的聲音信號(hào)不失真地重現(xiàn)出來。 （ 2） 靈敏度高， 檢波電路解調(diào)出聲音信號(hào)之后，需要保證信號(hào)有較高的靈敏性，才能更好的從揚(yáng)聲器中呈現(xiàn)出來。電路在輸入同樣頻偏的載波信號(hào)的情況下，要求檢波電路解調(diào)出的信號(hào)幅值較大，靈敏度較高。靈敏度的大小為 fu ?? /0 ，靈敏度越高，輸出電壓越大 。 （ 3) 通頻帶要適當(dāng)?shù)膶挘?為了能完全的解調(diào)出中頻放大器中輸入的載波信號(hào)，檢波電路的通頻帶必須要設(shè)定的比中頻放大器的高上一些。通常通頻帶定為中放通頻帶的 倍。在通信電路之中，帶寬和靈敏度是非常重要的兩個(gè)參數(shù)，在設(shè)計(jì)中想同時(shí)提高兩個(gè)性能，但是帶寬的大小和靈敏度又是相互聯(lián)系的，帶寬高靈敏度就低，無法做到同時(shí)滿足要求。所以在設(shè)計(jì)中要協(xié)調(diào)兩者的大小，選取適當(dāng)?shù)膸捯约拜^高的靈敏度，做到能完全解調(diào)中頻放大器中信號(hào)的前提下，還要有較高的靈敏度。 功率放大電路 1. 功率放大器的電路 功率放大主要考的是三 極管的放大作用，調(diào)幅收音機(jī)采用的功率放大電路如圖310： 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) DPP0?? 圖 310 調(diào)幅收音機(jī)功率放大器 在上圖電路中，當(dāng)解調(diào)之后的信號(hào)輸入之后，先使用一個(gè)三極管 9014 作為推動(dòng)級(jí)， 9014 有著比較高的放大倍數(shù)，在靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)，放大倍數(shù)能達(dá)到 400，所以適合作為推動(dòng)級(jí)。因?yàn)槿龢O管的集電極電流較大，能輸出一定的音頻功率，這個(gè)功率可以用來推動(dòng)后面的放大電路就行功率放大。所采用的放大用力是用兩只三極管 9013 做乙類推挽功率放大。但是第一只三極管輸出的信號(hào)不能滿足該放大的條件，所以這里采用了輸入變壓器。作用是起阻抗 匹配和倒相的作用?？梢暂敵龃笮∠嗟?、相位相反的信號(hào)。 兩只三極管串聯(lián)成無輸出變壓器推挽功率放大電路。 R R R R10 四只電阻是偏置電阻，使串聯(lián)的三極管在沒信號(hào)輸入時(shí)，也有一定的集電極電流，這個(gè)電流用來消除交越失真。由變壓器提供的倒相信號(hào)使 Q5 和 Q6 交替導(dǎo)通，在 Q6 的集電極上 輸出 放大了的完整的信號(hào)，通過隔直電容 C9 耦合到揚(yáng)聲器上 。 2. 參數(shù)計(jì)算： 因?yàn)檩斎牍β蕿椋? 0CccD IUP ? （ 311） 輸出功率為： cmmc UIP 10 ? （ 312） 所以效率為： （ 313） 因?yàn)槭褂玫娜?jí)管是 9013，在靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)的放大倍數(shù) 36?? ，所以根據(jù)電路的輸入輸出負(fù)載，可以算出功率的放大倍數(shù)為 36 。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 在知道相位角的情況下也可以使用以下公式： )( 1??? g? （ 314） 在設(shè)計(jì)之中最后達(dá)到的效果并不是 很 十分滿意，所以在調(diào)頻收音機(jī)設(shè)計(jì)中對(duì)該電路進(jìn)行了改進(jìn)，如圖 311： 圖 311 調(diào)頻收音機(jī)功率放大器 3. 功率放大電路設(shè)計(jì)要求 功率放大器是調(diào)頻調(diào)幅接收機(jī)接收機(jī)還原信號(hào)的最后一部分電路，作用是將還原出來的聲音信號(hào)進(jìn)行放大，使 送入揚(yáng)聲器中的聲音信號(hào)功率足夠，讓人們收聽的聲音音質(zhì)更好 [23]。作為最后一道把關(guān)電路，設(shè)計(jì)也有許多要求： (1) 要有足夠的放大能力， 這點(diǎn)是功率放大器的基本要求，必須要把微弱信號(hào)放大到足夠強(qiáng)，這樣才能是信號(hào)有足夠的靈敏度，通過揚(yáng)聲器發(fā)聲之后才能讓人們聽到更清晰的聲音。 (2) 失真要小， 這是接收機(jī)中所有電路都所要求的一個(gè)性能，信號(hào)在變化過程中必須保證失真小，在功率放大電路中，如果信號(hào)產(chǎn)生了失真，最后在揚(yáng)聲器中發(fā)出的聲音就不能還原出原始的情況，或者音質(zhì)也比較不好。 (3) 噪聲要 小， 噪聲的影響和失真是差不多的，在功率放大器中能產(chǎn)生噪聲的器件就是三極管，所以，要盡量選用低噪聲晶體管，以減小低放級(jí)的噪聲。 (4) 頻率特性要好， 這要求功率放大器中有較寬的通頻帶，因?yàn)檫€原出來的聲音信號(hào)的頻譜是比較寬的，如果放大器對(duì)低頻和高頻信號(hào)的放大效果不一樣，還原出來的聲音信號(hào)在揚(yáng)聲器中發(fā)出來的聲音就會(huì)變得音質(zhì)很差，讓人聽著很別捏。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (5) 效率要高， 考慮到成本問題，人們會(huì)使用較低的材料得到更好的效率，所以需要更高的效率。 調(diào)頻調(diào)幅收音機(jī)總體電路 調(diào)幅收音機(jī)電路圖如圖 312： 圖 312 調(diào)幅收音機(jī)電路圖 調(diào)頻收音機(jī)電路圖如 圖 313： 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 圖 313 調(diào)頻收音機(jī)電路圖 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 章 元器件的選擇與焊接工藝 元器件的選擇 設(shè)計(jì)完調(diào)頻調(diào)幅收音機(jī)電路后，下面的工作就是在使用軟件做出電路圖的 PCB板，然后選擇器材進(jìn)行焊接。這項(xiàng)工作也不能忽視有著許多需要注重的細(xì)節(jié)，如果處理不 好最終也會(huì)影響到課題結(jié)果。 在畫出 PCB 圖之前，應(yīng)該先選擇出合適的原件，因?yàn)殡S著科技的發(fā)展現(xiàn)在越來越多的器件出現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)中，以前原件在 PCB 中的封裝可能會(huì)發(fā)生改變，引腳的位置和形狀也會(huì)不同，所以需要先去市場(chǎng)中去買好 元器件，將買來的器件在軟件上面進(jìn)行封裝畫出他的引腳，再來滑到 PCB 板上面 [24]。 在本次課題中，有一些原件的封裝值得注意 ,如下： 這是調(diào)幅收音機(jī)的接收部分的器材，這個(gè)器材已經(jīng)比較古老，很難再市場(chǎng)中買到，形狀和引腳焊接起來比較難。 這個(gè)器件是經(jīng)典的收音機(jī)中的器件，但是現(xiàn)在的收音機(jī)大多采用數(shù)字式收音機(jī)。這個(gè)器件比較落后，需要尋找其他效果更好的器材代替。雙連腳位圖如圖 41 圖 41 雙連可變電容腳位圖 除了這兩個(gè)比較難找到的器材需要注意外，其他器件的變化并不是很大，不會(huì)影響到對(duì) PCB 板的設(shè)計(jì)。但是也需要注意一些原件的具體性能，比如說三極管和中周的型號(hào)。三極管的作用越來越大，科研人員對(duì)它的研制也越來越多，所以功能更加細(xì)致的三級(jí)管被研制出來，在選擇是就需要主要它的型號(hào)，不同的型號(hào)有不同的作用，中周也是如此。 選擇完器材之后，就可以根據(jù)封裝引腳位置在軟件上面設(shè)計(jì)出調(diào)頻調(diào)幅接收機(jī)的PCB 圖。調(diào)頻接收機(jī)的 PCB 圖如圖 42，調(diào)幅接收機(jī)的 PCB 圖如圖 43： 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 圖 42 調(diào)頻接收機(jī)的 PCB 圖 圖 43 調(diào)幅收音機(jī)的 PCB 圖 因?yàn)檎{(diào)頻收音機(jī)的電路圖相對(duì)比較復(fù)雜，在焊接時(shí)不容易找到相對(duì)應(yīng)的器件位置，所以在 PCB 圖中打印了相應(yīng)的電路位置，如圖 44： 圖 44 調(diào)頻接收機(jī) PCB 板中的原件位置 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 元器件的焊接 設(shè)計(jì)完電路并且選好器件之后，就是對(duì)器件的焊接了。在焊接過程中需要注意許多問題。首先需要對(duì)照電路原理圖看懂布線的電路圖。了解原理圖上的符號(hào)，并與實(shí)物對(duì)照，認(rèn)真辯別有極性的元器件，找個(gè)每個(gè)引腳的位置，正 確的安裝。然后根據(jù)各元器件的性質(zhì)，掌握對(duì)元器件的測(cè)試。根據(jù)制作工藝要求，認(rèn)真焊接安裝 [25]。 在焊接前必須先檢查元器件引腳是否有氧化現(xiàn)象，氧化現(xiàn)象將會(huì)造成接觸不良甚至是沒有連接在電路上，如果有就必須把氧化層去掉否則在上錫。特別還要?jiǎng)z查三極管、中周這兩個(gè)容易出錯(cuò)的器件，測(cè)量是否完好。印刷版電路也需要好好檢查，查看是否有斷掉的地方，用錫連接好，如果再腐蝕時(shí)兩條線連接在一起就必須重新作出一塊板子。 在焊接時(shí)也有一定的小技巧，按先焊小元件，再焊大元件的原則進(jìn)行焊接的，因?yàn)槿绻群附哟笤脑捜菀讚踔≡奈恢?，不變于焊接，而且元件應(yīng)盡量貼著