【正文】 .........................................................................................................33參考文獻(xiàn) ...............................................................................................................................34附 錄 1 調(diào)幅收音機元器件 ...........................................................................................36 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計第 1 頁第 1 章 緒 論 本論文的背景和意義在 1888 年無線電被發(fā)現(xiàn)之后，在 1923 收音機問世，到現(xiàn)在經(jīng)歷了 90 多年的時間。技術(shù)發(fā)展的已經(jīng)相當(dāng)成熟。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和改進(jìn)，收音機的發(fā)展空間越來越大。調(diào)頻調(diào)幅接收機應(yīng)用廣泛，最初適用于軍事中。在旅行航海中調(diào)頻跳讀接收機也有重要作用，同伴可以使用接收機接受同伴發(fā)送的指示，保證了方向行的準(zhǔn)確。在人們的日常生活中，調(diào)頻調(diào)幅接收機也擁有著必不可少的作用，閑暇時人們可以打開收音機聽聽廣播，欣賞音樂放松心情，還可以收聽新聞關(guān)注天下事。調(diào)頻調(diào)幅接收機的前景從上述描述中已經(jīng)可見一斑，軍事航海以及交通運輸中都有著必不可少的作用，而且從電臺的應(yīng)用中可以看出，調(diào)頻調(diào)幅接收機應(yīng)用不僅止步于此。手機信號電視信號都是信號，使用的調(diào)制方式在現(xiàn)在的技術(shù)前提下大多也是調(diào)幅調(diào)頻的形式 [3]。因為頻率要求和實際能提供的設(shè)備，本次課題主要研究超外差式調(diào)頻調(diào)幅收音機。超外差式收音機是指輸入信號和本機振蕩信號產(chǎn)生一個固定中頻信號的過程。調(diào)幅就要比調(diào)頻簡單許多，接收天線將廣播電臺播發(fā)的高頻的調(diào)幅波接收下來，通過變頻電路把外來的各調(diào)幅波信號變換成一個中頻的固定頻率——465kHz，然后進(jìn)行放大，再由檢波級檢出音頻信號，送入低頻放大級放大，推動喇叭發(fā)聲 [6]。這種收音機能收到的電臺不多，選擇性和靈敏度都很差。 在 1844 年，電報機被發(fā)明出來，在人類遠(yuǎn)距離通信中做出了巨大貢獻(xiàn)，電報機為無線電通信的出現(xiàn)埋下了伏筆。隨著科技的進(jìn)步以及人類對科學(xué)的不斷探索，無線電波在 1888 年被赫茲發(fā)現(xiàn)了。進(jìn)入新世紀(jì)以后，無線電技術(shù)取得了巨大成果，世界的變化也是日新月異。礦石收音機與電子管收音機很快進(jìn)入市場，受到廣大人民的喜愛與接受，在沒有電視和網(wǎng)絡(luò)的年代收音機基本就是人們打發(fā)時間消遣的主流方式，人們也能通過收音機了解國家大事，國家官員也可以通過廣播通告新的政策，收音機技術(shù)為人們的生活帶來了巨大的方便也推動了社會的進(jìn)步。晶體管是一種固體半導(dǎo)體器件，可以用于檢波、整流、放大、開關(guān)、穩(wěn)壓、信號調(diào)制和許多其它功能，這是 20 世紀(jì)的一項重大發(fā)明，是微電子革命的先聲，從此人類步入了飛速發(fā)展的電子時代。從此收音機更加的貼近了人們的生活，人們也更多地接觸到了調(diào)頻調(diào)幅接收機這個技術(shù)。小小一塊芯片就能包含調(diào)頻調(diào)幅接收機電路的所有板塊，調(diào)諧回路、前段放大電路、混頻電路、中放電路、前段放大電路以及功率放大電路都在其中，隨著科學(xué)的進(jìn)步，人們對接收機性能要求的提升，需要更高的音質(zhì)更加靈敏的選擇性，集成電路中還加入了新的降噪電路。到了今天模擬電路已經(jīng)滿足不了人們的需求，新一代的數(shù)字電路功能更加強大，而且可以附加在許多電器設(shè)備上，比如手機。最典型的設(shè)計就是對講機。收音機接受的是電臺廣播的調(diào)頻調(diào)幅信號，只能單方面通信。對講機在這一市場需求下應(yīng)運而生。有唯一固定頻段，可以自行進(jìn)行發(fā)送調(diào)頻信號，接收端通過調(diào)頻接收機技術(shù)還原出發(fā)送的信息 [8]。雖然隨著時間的推移，科學(xué)的進(jìn)步，世界發(fā)生著翻天覆地的變化，越來越多的數(shù)字技術(shù)代替了調(diào)頻調(diào)幅接收機模擬電路的作用，但是都是脫胎于這種技術(shù)。 本論文的主要內(nèi)容本課題對于調(diào)頻調(diào)幅接收機技術(shù)的研究，主要針對的對象是分立元件收音機。通對分立元件收音機的設(shè)計來更好的理解調(diào)頻調(diào)幅接收機技術(shù)，通過測試儀器可以具體的理解到信號在接收機內(nèi)部是怎樣變換的。在描述完電路原理之后本文將寫出超外差式調(diào)頻調(diào)幅收音機的設(shè)計和制作，在軟件上面畫出正確的電路圖然后使用軟件打出 pcb板 [10]。在論文的最后還會講述一些自己關(guān)于焊接的一些心得，焊接雖然聽起來很簡單，實際操作時也會遇到各種各樣的小麻煩，焊接的手法和特殊器件的焊接方式也需要分享出來。這就是本文的主要內(nèi)容。然后講述了接收機技術(shù)的發(fā)展對社會的作用對人們的影響，展望了在未來社會的存在價值，分析了前景以及可能存在的設(shè)計走向。第二章 調(diào)頻調(diào)幅接收機的原理，本章就是本文的正文。第三章 調(diào)頻調(diào)幅接收機的電路，本章將給出所需要的給個電路模塊，然后在逐一的介紹流程圖中給出的調(diào)諧電路、混頻電路、中放電路、檢波電路、前段放大電路以及功率放大電路。并給出一些器件的參數(shù)和現(xiàn)在市面上存在的情況以作草考。 第四章 收音機的安裝及焊接，上章敘述完原理之后，這章講述的是在實際安裝中需要注意到的一些事情。在設(shè)計完之后并不是意味著設(shè)計完成，焊接安裝也有許多細(xì)節(jié)需要注意，如果細(xì)節(jié)把握不好，實物做出來的效果往往不好，也會影響到后面的調(diào)試。會出現(xiàn)音質(zhì)不好靈敏度低、噪聲大等情況。本章將會就不同設(shè)備條件下的情況講述不同的調(diào)整方法。西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計第 2 章 調(diào)頻調(diào)幅接收機的設(shè)計 調(diào)頻調(diào)幅接收機的原理 現(xiàn)在人們比較廣泛使用的廣播就是調(diào)頻廣播，調(diào)頻廣播工作在超短波段，其范圍在 30 到 300MHz，但是根據(jù)每個國家對頻率規(guī)定有所不同，每個頻率都有各自的使用權(quán)，這樣才不會影響不同行業(yè)的通信，所以各國采用頻率范圍大小不一樣。由于超短波段是調(diào)頻廣播工作頻率，并且調(diào)頻波的工作頻率大約為調(diào)幅中波廣播頻率的 100 倍，這就造成了調(diào)頻波的傳輸特性與一般中波、短波的調(diào)幅廣播有很多不同之處，主要表現(xiàn)在：調(diào)頻波是直線傳播，傳播距離一般在幾十至上百 km 范圍并沒有調(diào)幅波廣，直線傳播就注定穿透力不強，易受金屬物體、高山、樓房等障礙物的反射 [11]。圖 21 調(diào)頻調(diào)幅接收機原理框圖1. 各個電路的作用是： 高頻放大器：將接收到的無線電信號進(jìn)行放大，增加信號的靈敏度。 中頻放大器：將中頻信號放大，提高信號的靈敏度。 功率放大器：放大聲音信號，提高輸出聲音的音質(zhì)。無線電波被接收到之后，經(jīng)過選頻網(wǎng)絡(luò)也就是所說的調(diào)諧電路選擇出收音機所需要的頻率。信號放大之后就可以進(jìn)行接下來的處理，直接輸入到混頻器中，前面已經(jīng)講過超外差式收音機的特點主要在于混頻器可以產(chǎn)生出一個中頻信號。得到中頻信號后，前面的處理就基本完成，只需要將這個中頻信號輸入到中頻放大器中就行放大，達(dá)到后面電路所需要的要求。3. 調(diào)頻調(diào)幅收音機的一些比較：（1） 調(diào)頻收音機的調(diào)諧器不同于調(diào)幅收音機的簡單調(diào)諧回路，通常比調(diào)幅收音機多設(shè)有高頻放大電路。 （2） 兩者的在超外差式收音機電路中中頻也是不同的，調(diào)頻收音機變頻后的中頻頻率比調(diào)幅收音機大很多是他的幾十倍為 ，而調(diào)幅收音機因為傳播的載波頻率只有幾百到一千多 Hz，所以變頻后的中頻頻率為 465kHz。 （3） 調(diào)頻波因為頻率比較大比較穩(wěn)定，所以頻率上面干擾影響很小。為了克服和避免這種干擾，調(diào)頻收音機中在中放電路后通常會設(shè)有限幅電路，用來切除幅度干擾。 （4） 兩者在檢波電路上面也有區(qū)別，調(diào)幅收音機因為調(diào)制過程比較簡單，所以檢波電路也非常簡單一般用檢波二極管就能行，采用的是包絡(luò)檢波電路，以進(jìn)行幅度解調(diào)。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 調(diào)幅調(diào)頻廣播的特點 調(diào)幅波的特點 調(diào)幅是一種調(diào)制方法，它是把音頻信號加載在載波上面，保持載波頻率不變，使載波傳輸信號的振幅或者相位按照所需傳送信號的變化規(guī)律而變化 [13]。調(diào)幅是使載波高頻信號的振幅或相位隨傳輸信號改變而改變的調(diào)制（AM）方式。例如，0 或 1 分別對應(yīng)于無相位改變或有相位改變，圖像信號的處理使用的就是調(diào)幅信號，比如家用電視的所需要的圖像信號就是使用調(diào)幅方式。調(diào)幅信號是利用聲音的高低變?yōu)橛锰囟ǖ囊?guī)則轉(zhuǎn)化為傳輸信號幅度的變化的電信號，通過無線電或者有線電發(fā)送 [14]。但是調(diào)幅信號的質(zhì)量并不是特別好容易受到天氣因素影響，在大風(fēng)大雨或者雷電的天氣信號傳輸質(zhì)量會削弱很多，調(diào)幅接收機接收到的信號質(zhì)量不好，調(diào)幅波適合省際電臺的廣播。而且因為信號的衰落不穩(wěn)定，在傳輸?shù)倪^程中容易被其他接收器就收，所以也很容易被竊聽，許多需要保密的信息無法使用調(diào)幅波傳輸，目前已很少采用 [15]。 調(diào)頻波的特點 調(diào)頻相對于調(diào)幅技術(shù)又是通信技術(shù)的一大突破，是在對于調(diào)幅技術(shù)的更大改進(jìn)。調(diào)頻是和調(diào)幅差別不大，調(diào)頻保持幅度和相位不變使傳輸信號的載波的瞬時頻率根據(jù)所需傳遞信號的特定變化規(guī)律（比如正弦變化）而變化的調(diào)制方法?？梢允褂谜{(diào)頻器電路來實現(xiàn)這種調(diào)制方法,由于調(diào)頻擁有比調(diào)幅更加穩(wěn)定的性能，調(diào)頻的應(yīng)用范圍更加廣泛，廣泛用于調(diào)頻廣播、鎖相電路、微波通信、鎖相電路、電視伴音和掃頻儀等方面。調(diào)頻波是由頻率調(diào)制方法產(chǎn)生的無線電波,其基本特征與調(diào)幅波想相似，但有本質(zhì)區(qū)別，他是載波的振蕩幅度和相位保持不變，瞬時振蕩頻率隨調(diào)制信號的變化規(guī)律而改變。使載波頻率按照調(diào)制信號改變的調(diào)制方式叫調(diào)頻。已調(diào)波的振幅在整個調(diào)制過程中是保持不變。調(diào)幅和調(diào)頻雖說原理差不多，但是也有許多差別，兩相比較起來，調(diào)頻相對于調(diào)幅有許多優(yōu)點，如下： 1. 調(diào)頻具有更強的抗干擾能力，所以噪聲相對于比較低 （1）使用調(diào)頻的電臺，各電臺間干擾少。 （2）調(diào)頻波抗干擾能力強，所以信號的穩(wěn)定性就好，因而易克服干擾所引起的幅度變化，信號不容易產(chǎn)生幅度失真。所以，這種干擾對調(diào)幅接收機來說很難克服，而調(diào)頻接收機則不一樣，因為內(nèi)部電路針對這一情況有更好的設(shè)計，它里面含有一個限幅器，限幅器的作用就是能夠切除這種幅度干擾，這可以使得調(diào)頻接收機受到的干擾大大降低，使得信噪比較高，接收到的信號轉(zhuǎn)換之后不易出現(xiàn)噪聲。音質(zhì)的好壞取決于兩種方式對信號的放大作用，調(diào)幅廣播和調(diào)頻廣播為了區(qū)分不同的電臺，把電臺能使用的廣播頻率范圍劃分為不同的小段，目前中波調(diào)幅廣播的頻率比較小，所以規(guī)定頻道間隔為 9kHz。因為最高頻率不能超過頻道間隔太多，這就致使放聲的最高頻率最多只能在 4 到 7kHz，所以，比較高的聲音頻率分量難以重新恢復(fù)出來，不能保證音質(zhì)。間隔規(guī)定為 200kHz，單聲道調(diào)頻通頻帶為 180kHz，立體聲通頻帶為 198kHz。對于同一個調(diào)頻—調(diào)幅收音機，即使西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計在低放及節(jié)目相同情況下，因為上述原因調(diào)頻廣播也比調(diào)幅廣播的收聽效果好很多。效果更佳良好，性能更佳穩(wěn)定，有更好的音質(zhì)，能夠更具體的更清晰的重現(xiàn)發(fā)射的聲音?，F(xiàn)在的收音廣播，基本都是使用的超外差式接收機。直接放大式接收機的一種典型例子就是超再生接收機，它是利用正反饋原理，把經(jīng)過放大了的信息回饋到輸入端，再放大、循環(huán)。受制于具體電路的影響，這種收音機能收到的電臺不多。所以易于安裝和調(diào)試，因而成本比較低。根據(jù)通信原理和通信電路的知識，可以很容易的看出直放式接受機的靈敏度和選擇性比較差的原因是什么?？墒?，問題不能只看一方面，在增加高放增益的同時又會引進(jìn)新的問題。后級輸出信號產(chǎn)生的電磁場在實際器材之中不能保證不泄露，只要有一點點泄露，然后被前級電路接收到，就會引起自激 [18]。調(diào)頻調(diào)幅接收機的選擇性也是很重要的。因為 LC 電路越多選擇性就越好。在改進(jìn)的同時也要注意會不會引進(jìn)新的問題。這就有了超外差式收音機的出現(xiàn)。為了提高接收機的穩(wěn)定性減小干擾，把這個頻率選得相對低一些，在通信中通常把它稱為“中頻” ，調(diào)幅收音機的中頻就被規(guī)定為 465kHz。分別從天線開始，然后是調(diào)諧回路、高頻放大器、混頻電路、其中混頻電路又包含了本振電路，由這些電路共同組成了調(diào)頻調(diào)幅接收機的調(diào)頻頭電路 [19]。能選擇出需要的有效信號，將調(diào)幅信號變?yōu)?465kHz 的信號，將調(diào)頻信號轉(zhuǎn)變?yōu)?的信號輸入至中頻放大器。而且調(diào)頻頭電路處于電路的位置也相當(dāng)?shù)拿舾?，工作在整個調(diào)頻調(diào)幅接收機電路中工作頻率最高而且信號最微弱的部位。所以是決定整機選擇性、靈敏度的關(guān)鍵部件。才能符合設(shè)計的性能要求。調(diào)頻頭電路的作用一開始就是選擇出所要接聽的電臺的信號并把它區(qū)分出來。對于調(diào)頻調(diào)幅接收機來說最要注意的就是鏡頻干擾和中頻干擾，對于這種干擾必須靠調(diào)頻頭來抑制。 （2）噪聲系數(shù)要小，一個調(diào)頻調(diào)幅接收機或者說一個收音機好壞的標(biāo)準(zhǔn)往往音質(zhì)是一個關(guān)鍵的因素。所以在調(diào)頻頭出降噪使收音機的噪聲功率大大下降，噪聲系數(shù)大大減小，揚聲器可發(fā)出沒有任何雜音的“干凈”的聲音，使接收機的性能大大的提高。所以調(diào)頻頭電路要有很好的線性工作狀態(tài)才能在任何情況下穩(wěn)定工作，而且還要能夠承受大信號的較大的工作范圍才能滿足無線電波的較大頻率范圍，同時還要有適當(dāng)?shù)脑鲆媸剐盘柗糯蟮母逦m合處理。但是也可視為一種干擾源，若控制不善就會向外輻射，發(fā)射的信號就成為了干擾信號對接收機造成干擾。 選頻網(wǎng)絡(luò) 1. 電路設(shè)計 ： 選頻網(wǎng)絡(luò)是調(diào)頻調(diào)幅接收機的最前端電路，組成相當(dāng)簡單，僅僅是使用一個 LC振蕩回路。它的電路如圖 32 如下：西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計LCf?21? 圖 32 LC 并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)LC 諧振回路雖然電路簡單但是卻是通信電路中使用的最多的無源網(wǎng)絡(luò)。而且 LC振蕩還能進(jìn)行信號的頻幅變換和相頻變換。另外用 LC 原件還可以組成各種形式的阻抗變