收音机的电路课程设计

题目_收音机的电路设计_班级_____2008级机械设计（四)班______学号_____200810310404_____________

姓名周亮_____________

指导___金老师__________________

时间2010年6月21日--2010年6月27日景德镇陶瓷学院

电工电子技术课程设计任务书姓名周亮班级08机设（四）班指导老师金老师设计课题：

设计任务与要求查找一个感兴趣的电工电子技术应用电路，要求电子元件超过30~50个或以上，根据应用电路的功能，确定封面上的题目，然后完成以下任务：

1、分析电路由几个部分组成，并用方框图对它进行整体描述；

2、对电路的每个部分分别进行单独说明，画出对应的单元电路，分析

电路原理、元件参数、所起的作用、以及与其他部分电路的关系等等；

3、用简单的电路图绘图软件绘出整体电路图，在电路图中加上自己的

班级名称、学号、姓名等信息；

4、对整体电路原理进行完整功能描述；

5、列出标准的元件清单；

设计步骤1、查阅相关资料，开始撰写设计说明书；

2、先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明；

3、依次对各部分分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、

功能以及与其他部分电路的关系等等说明；

4、列出标准的元件清单；

5、总体电路的绘制及总体电路原理相关说明

6、列出设计中所涉及的所有参考文献资料。

设计说明书字数不得少于3000字。

参考文献秦增煌主编，电工学（第七版）上册.北京，高等教育出版社，2009.5申功达等编，《高频电子线路》，西安电子科技大学出版社，2001.8

张肃文，《高频电子线路（第四版）》，高等教育出版社

方大千，实用电子控制电路，国防工业出版社

目录

1、总体方案与原理说明 (1)

2、接受机的输入电路（谐振电路） (2)

3、中频放大电路 (3)

4、鉴频电路 (4)

5、混频电路 (5)

6、功率放大电路 (6)

7、变频电路 (8)

8、总体电路原理相关说明 (9)

9、总体电路原理图 (11)

10、元件清单； (12)

11、参考文献 (13)

12、设计心得体会 (14)

1、总体方案与原理说明

收音机是由调频和调幅两个调频方式进行接收信号得的。调频的接收天线以耳机的地线替代，也可直接插上配给的天线ANT,二者工作原理相同。

调频广播的高频信号输入回路直接经电容C、L组成的LC振荡回路，实际上构成一带通滤波器，其通频带为88MHz—108MHz。在集成块内部接受的调频信号经过高频放大，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，混频后输出。

以下是调频(FM)图一和调幅（AM）图二收音机的框图：

2、接受机的输入电路（谐振电路）

输入电路的主要部分是天线线圈L1和电感线圈L 与可变电容C 组成的串联谐振电路。天线所收到的各种频率不同的信号都会在LC 谐振电路中感应出相应的电动势，改变C，对所需要的信号频率调到串联谐振，那么这时LC 回路中该频率的电流最大，在可变电容器两端的这种频率的电压也就较高。其他的各种不同频率的信号虽然也在接收机里出现，但由于它们没有达到谐振，在回路中引起的电流很小。这样就起到了选择信号和抑制干扰的作用。

R L CR U U U U Q R

X X fc

fl L C C L 0

=======?ωω?ππ1,0arctan ,212

3、中频放大电路

中频放大电路的任务是把变频得到的中频信号加以放大，然后送到检波器检波。中频放大电路对超外差收音机的灵敏度、选择性和通频带等性能指标起着极其重要的作用。

由LC调谐回路特性知，中频选频回路的通频带B＝f2-f1，式中QL是回路的有载品质因数。QL值愈高，选择性愈好，通频带愈窄；反之,通频带愈宽，选择性愈差。

4、鉴频电路

鉴频电路可分为三类,第一类是调频-调幅调频变换型。这种类型是先通过线性网络把等幅调频波变换成振幅与调频波瞬时频率成正比的调幅调频波,然后用振幅检波器进行振幅检波。第二类是相移乘法鉴频型。这种类型是将调频波经过移相电路变成调相调频波,其相位的变化正好与调频波瞬时频率的变化成线性关系,然后将调相调频波与原调频波进行相位比较,通过低通滤波器取出解调信号。因为相位比较器通常用乘法器组成,所以称为相移乘法鉴频。第三类是脉冲均值型。这种类型是把调频信号通过过零比较器变换成重复频率与调频信号瞬时频率相等的单极性等幅脉冲序列,然后通过低通滤波器取出脉冲序列的平均值,这就恢复出与瞬时频率变化成正比的信号。

二极管环形混频器产品已形成完整的系列，它用保证二极管开关工作所需本振功率电平的高低进行分类，其中常用的是L evel7，L evel17，L evel 23三种系列，它们所需的本振功率分别为7dBm(5mW)，17dBm(50mW)和

23dBm(200mW)，显然，本振功率电平越高，相应的1dB压缩电平也就越高，混频器的动态范围也就越大。对应于上述三种系列，1dB压缩电平所对应的最大输入信号功率分别为1dBm(1.25mW)、10dBm(10mW)、15dBm(32mW)。

外部音源信号经过前置放大、均衡放大后，输入最后的功率放大级，然后就可以输出去驱动扬声器，发出声音。本实验中的功率放大器采用TDA2030集成块，其本质就是一个运算放大器，和其它小信号放大用的运放相比，有较大电流输出能力，可以输出较大的功率。

RP3是一只电位器，作用是进行音量（Volume）调节。输入信号（均衡电路的输出信号）通过耦合电容C1后，再由RP3进行分压调节，连接到TDA2030的同相端。电阻R1、R2组成反馈回路，和TDA2030构成了一个同相比例放大电路，这一部分就是整个功率放大电路的核心，本质和普通运放完全一致。需要说明的是电容C2同样是一只耦合电容，作用同样是“隔直通交”，使功率放大器仅仅对交流信号产生放大作用，而对直流信号不产生任何放大：

1、对于直流信号，电容C2相当于“开路”，此时电阻R2不起作用，功率放大器和电阻R1构成的是一个电压跟随器。由于电位器RP3是通过电容C1和前级电路耦合，因此RP3上的直流电位一定为零，同时可以保证功率放大器的输出也一定为零，即有“零输入，零输出”的性质。

2、对于交流信号，电容C2相当于“短路”，此时电阻R1和R2组成同相比

例放大器反馈回路，功率放大器的交流电压放大倍数为：

3.D1、D2是两只起保护作用的二极管，反向并联在功率放大器的输出端和电源之间，虽然对电路的理论分析和理解没有作用，但在实际电路中则必不可少，原因在于扬声器。扬声器并不是简单的纯阻性负载，而是线圈和永磁体复合组成的，当扬声器的线圈振动时，切割磁力线会产生感生电动势，这种感生电动势反过来加在功率放大器的输出端口，太大的话有可能造成功率放大器的损坏。二极管D1、

D2在电路正常工作时处于反向，是不导通的，对电路工作没有影响，而如果感生电动势过大，超过了电源电压的范围，则开始导通，将输出端的感生电动势进行钳位，保护功率放大器不会损坏。

4.电阻R3和电容C3串接在路的输出端，和扬声器一起可以看成功率放大器的负载，其作用是对扬声器的频响特性进行补偿，使功率放大器输出端的总负载趋近于纯阻性。它们的补偿作用可以用以下简单的分析来做一个定性理解。

7、变频电路

n＝60f(1－s)/p(1)

式中n——异步电动机的转速；f——异步电动机的频率；s——电动机转差率；

p——电动机极对数。

由式(1)可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。

——控制定子磁链引入定子磁链观测器，实现无速度传感器方式；

——自动识别（ID）依靠精确的电机数学模型，对电机参数自动识别；

——算出实际值对应定子阻抗、互感、磁饱和因素、惯量等算出实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时控制；

——实现Band—Band控制按磁链和转矩的Band—Band控制产生PWM信号，对逆变器开关状态进行控制。

矩阵式交—交变频具有快速的转矩响应（<2ms），很高的速度精度（±2％，无PG反馈），高转矩精度（<＋3％）；同时还具有较高的起动转矩及高转矩精度，尤其在低速时（包括0速度时），可输出150％～200％转矩。

8、总体电路原理相关说明

1.输入电路

由C1a、C2和T1的初级线圈L1组成。T1为中波磁性天线，由磁性材料（磁棒）和初、次级线圈构成。磁棒的导磁率很高，能大量聚集空间电磁波的磁力线。L1、L2多采用多股漆包线绞合的纱包线绕制。C1a是双连可变电容器中的一连（调谐连），C1a、C2、L1组成串联谐振电路。当外来的某一电台信号与谐振电路的固有频率一致时，电路发生谐振，该频率的电台信号就会在L1两端产生高电压而被选出，而其它频率的信号被衰减。选出的高频电台信号经L1耦合给L2，加至变频管的基极。

当调节C1a的电容量时，可以使谐振电路的频率从525kHz~1605kHz之间连续变化，从而选择不同的电台信号。

2.变频电路

振荡电路由C1b、C3、C4、T2和V1组成，为自激式的共基调发射极振荡电路。C1b是与C1a同轴的双连电容器的振荡连，调节其磁芯，可以调节电感量，从而改变振荡器低端的振荡频率。C5为R2的旁路电容，C6为振荡回路的耦合电容，也称振荡交连电容。

此外，振荡交连电容C6的容量必须选择恰当。如选得过小，易造成整机灵敏度低或本机振荡停振（特别低端停振）；如选得太大，易产生寄生振荡（特别是高端）。

3.中频放大电路

为保证足够的放大量，中频放大器一般由两级选频放大器组成。V2是第一中放管，R4、R5、R6、R8、R9组成其电流负反馈偏置电路。一中放加有自动增益控制（简称AGC），T3、T4、T5分别是第一、二、三中频变压器（又称中周），它们的初级分别与槽路电容C7、C11、C14构成调谐回路，谐振于465kHz，实现多次选频。对多级中频放大器而言，中频变压器还担负着级间耦合和实现阻抗匹配的任务。

从变频级送来的中频信号，由T3耦合到V2的基极，经V2放大并选频后由T4耦合至V3的基极，再经V3放大选频后由T5耦合到检波极。

4.检波电路与AGC电路

从465kHz的中频调幅信号中取出音频信号的过程，称为检波。检波电路有二极管检波和三极管检波两种，741型收音机采用二极管检波。VT是检波二极管，常采用点接触型二极管，放大后的中频信号由中放末级中频变压器T5耦合加至检波二极管VT，利用二极管的单向导电性完成检波任务。检波后产生下列三种成份：中频及其谐波分量、音频分量及直流分量。中频及其谐波分量经滤波电容C15滤除，而音频分量经R8、R9和隔直耦合电容C16送往音频放大器。直流分量与信号的强弱成正比，经R5送到一中放管V2的基极，实现AGC控制。R5和C 8还组成RC滤波网络，滤除中频及音频分量，防止中频及音频串入V2的基极引起中放自激。

功放率放大电路采用无输出变压器推挽功率放大器。V6和V7同为PNP型功放三极管，其参数一致，R17、R18分别为V6、V7的基极偏置电阻，使推挽功放工作在甲乙类状态。经两级电压放大后的音频信号由T6耦合并倒相后分别加至V6和V7的基极，在一个周期内，两只功放管交替导通，轮流工作。功率放大后的音频信号通过耦合电容C20加到扬声器上，推动扬声器发出声音。

C19为旁路电容，有旁路二次谐波，改善音质的作用。同时电路中通过R15构成大环路交流电压串联负反馈，使音质得到进一步改善。

C17、R16、C21构成π型滤波网络，实现电源退耦，作用一是防止高、中频信号通过电源串入音频放大器造成干扰；二是防止电路工作电流变化所引起的电压波动干扰其它电路。

9、总体电路原理图

10、元件清单

名称阻值数量备注

R11k2

R22K22

R31002

R41K6

R530k2

R633K3

R74K72

R8120k1

R960k1

R1010K1

R111M1

R1265K1

R14100K5

R14560K2

R154701

C123

C2223

C3504

C41014

C51216

C61805

L4

L16

GND16

Coa11

Coa22

D1IN40011

D2IN41481

Q1S90145

参考文献

方大千，实用电子控制电路，国防工业出版社

秦增煌主编，电工学（第七版）上册.北京，高等教育出版社，2009.5申功达等编，《高频电子线路》，西安电子科技大学出版社，2001.8

张肃文，《高频电子线路（第四版）》，高等教育出版社

蔡明生主编，《电子设计》高等教育出版社

刘征宇主编，《电子设计实战攻略》福建科学技术出版社

设计心得体会

通过这次对调频接收机的设计与制作，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目；让我了解了设计电路的过程，也让我了解了关于调频接收机的原理与设计理念。实际接线中有着各种各样的条件制约，不可能与理想情况完全一致。从中找出最适合的设计方法；让我对各种电路都有了大概的了解，所以说坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解，在设计时应考虑两者的差异。

也初步的了解了Microsoft office Visio的画图方法，在开懵懂不堪的我，也有了进一步的了解了该软件的用途，更多的应该花更多的时间去了解我们所设计的电路图，只有在搞懂了后方可才能领悟这里面的各方面的专业术语和专有名称（词）。

在此，感谢于老师的细心指导，也同样谢谢其他各组同学的无私帮助！