六管式超外差收音机组装及调试编排

第一章简明原理论述

1.1833型超外差收音机电路原理图

本次组装的是833型超外差收音机，其电路原理图如图所示：

晶体管收音机分为直接放大式和超外差式两大类。直接放大式收音机电路简单，一般只用1—4只晶体管和一些基本元件，易于安装调试，成本低，但它的灵敏度低，选择性不太好。

1.2基本原理

本次课程设计主要是理解和组装超外差收音机，下面重点讲解超外差收音机的工作原理。

几个概念:

1、超外差：输入信号和本机振荡信号产生一个固定中频信号的过程。因为，它

是比高频信号低，比低频信号又高的超音频信号，所以这种接收方式叫超外差式。

超外差式收音机就是利用这种方式，把接收到的频率不同的电台信号都变成固定的中频信号（465kHz),再由放大器对这个固定的中频信号进行放大，同时在选择回路（输入选频回路）或高频放大器与检波器之间插入一个变频器及中频放大器。

超外差的优点：和直接放大式相比较，超外差式收音机混频级之后的电路都工作在同一频率465KHz上，各级间无频率误差或误差十分微小，这就使硬件容易实现，省去了不同元器件工作在不同频率上的麻烦，同时也消减了各级间的频率干扰，这对接受信号的收音机来说具有重要意义。所以超外差式收音机具有灵敏度高而工作稳定，选择性好而失真度小等优点，在实际生活中有着广泛的应用。

2、灵敏度是指收音机接收微弱信号的能力。

3、选择性是指接收有用信号抑制无用信号的能力，也就是分隔邻近电台的能力。

4、失真度是指收音机输出信号波形与输入信号波形相比失真的程度。

灵敏度、选择性、失真度都是收音机的主要性能指标。

若要求超外差式收音机得到更高的灵敏度，在调谐回路与混频之间还可以加入高频放大级然后再去混频。

原理：

如图所示，当电台发出的无线电波（调制波）遇到接收天线时，就在天线中感应产生高频电流。不同的广播电台采用不同频率的调制波，以示区别。如天津滨海广播是 FM87.8，AM747KHz，新闻广播是FM97.2，AM909KHz等。正因为来自各个电台的无线电波的频率（或波长）各不相同，因此在天线中产生的也是频率各不相同的高频电流。调谐电路实质上是一个“选频器”，它能根据我们的需要选择某一电台的频率，这一频率的高频电流能顺利地通过，而其他频率的高频电流很难通过，这就是调谐回路的选台功能。选择性是衡量选台功能强弱的指标。

将所要收听的电台在调谐电路里调好以后，经过本振电路和混频器的作用，就变成另外一个预先确定好的频率-中频（在我国为465KHz），然后再进行放大和检波。这个固定的频率是由差频的作用产生的。现在解释什么叫差频，如果我们在收音机内制造—个振荡电波(通常称为本机振荡)，使它和外来高频调幅信号同时送到一个晶体管内混合，这种工作叫混频。通过晶体管的非线性作用混频会产生很多种频率不同的调幅波，由于中振还兼有选频的作用，LC谐振在中频465KHz，这样465KHz就被从混频后产生的许多不同的频率中选出来，输入到下级电路，这样通过晶体管的非线性作用就会产生一个新的频率，这就是外差作用。采用了这种电路的收音机叫外差式收音机，混频和振荡的工作，合称变频。

外差作用产生出来的差频，习惯上我们采用易于控制的一种频率，它比高频较低，但比音频高，这就是常说的中间频率，简称中频。任何电台的频率，由于都变成了中频，放大起来就能得到相同的放大量。调谐回路的输出信号，即进入混频级的信号是高频调制信号，也就是广播电台已经调制好的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 (混濒和本振的作用)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、两级甚至三级中频放大(本实验仅有一级中频放大)，从而使得到达二极管检波器的中频信号振幅足够大。二极管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放级放大、功放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。这样就能听到电台广播了。

调幅信号

此实验用收音机就是接收的调幅信号，故称调幅收音机。

第二章组装编排

2．1元器件说明

① 电阻：

在本次课程设计中可以根据色差法对8个电阻进行分类，电阻全部为1/8W碳膜电阻。色环代表值表：

根据色差法对电阻读数时，要准确区分色环，还要注意电阻的两端，搞清楚从哪端读数是正确的，一般可根据颜色区分，大多数四环电阻末端的色环一般是金、银、无色等；还可以看电阻两端距色环的距离，起始端距色环的距离比末端距色环的距离小，这需要仔细观察。对色环不好辨别的电阻要用万用表测量电阻值。

② 电解电容和瓷片电容：

电解电容（分正负极） 瓷片电容

电解电容，在安装电解电容时要求电容的管脚长度要适中，要正确判断管脚的正，负极，一般长脚的为正极，短脚的为负极，否则不能完成实现收音功能。并且电解电容要紧贴电路板立式安装焊接，太高就会影响后盖的安装。

瓷片电容，在焊接瓷片电容时也要注意管脚的长度要适中，不能影响到后盖的安装。和电解电容不同的是，不用在意其的正负极。瓷片电容上223、103、333等单位都是pF ，前两位是有效数字，后一位是乘数，即223=22×10?3pF 。

电容器的质量判别

⑴对于容量大于5100pF 的电容器，可以用万用表Ω×10K 、Ω×1K 档测量电容器的两引线。正常情况下，表针先向R 为0的方向摆去，然后向R 为∞的方向返回（充电），若退不到∞，而停止在某一数值上，指针稳定后的阻值就是电容器的绝缘电阻，也称漏电电阻。一般的电容器绝缘电阻在几十兆欧以上，电解电容在兆欧级以上。若所测电容器的绝缘电阻小于上述值，则表示电容器漏电。绝缘电阻越小，漏电越严重：若绝缘电阻为零，则表明电容器已经击穿短路：若表针不动，则表示电容器内部引线已经开路。对于容量小于5100pF 的电容器要借助三极管放大测量，方法与上述相同。

⑵测电解电容器时应注意电容器的极性，一般正极引线长。注意测量时要用黑表笔接电容的正极，红表笔接电容的负极，称为电容器正接，电容器的正接比反接时的漏电电阻大。

⑶用万用表只能判断电容器的质量好坏，不能测量其容值。

③ 三极管：

本次课设组装的833型收音机中有两种三极管。三极管全部为NPN 型硅材料塑封管,BG6、BG7为9013属于中功率三极管，BG1-BG4为3DG201属于高频小功率三极管，在安装时，BG1选用放大倍数较低，在50～100范围内的三极管，BG2和BG3选用中值，一般均小于100的三极管，BG4选用高值，大于100的三极管，而BG6和BG7必须放大倍数一样，在100～200之间，否则装出来的效果不好。同时，要求三极管管脚的长度要适中，不要剪的太短，也不要留的太长，使它们不要超过中周的高度。三极管管脚排列一般是从左到右E 、B 、C ，平面面向人。

用模拟万用表判别三极管的管脚和类型： ⑴用模拟万用表判别三极管管脚的根据

把三极管的结构看成是两个背靠背的PN 结，对NPN 管来说，基极是两个结的公共阳极，对PNP 管来说，基极是两个结的公共阴极。 ⑵判断三极管的基极

对于功率在1W 以下的中小功率管，可用模拟万用表的Ω×100或Ω×1K 档测量，对于功率在1W 以上的大功率管，可用万用表的Ω×1或Ω×10档测量。用黑表笔接触某一管脚，用红表笔分别接触另两个管脚，若表读数都很小，则黑表笔接触的那一管脚为基极，同时可知此三极管为NPN 型；若用红表笔接触某一教，而用黑表笔分别接触另两脚，表读数同样都很小时，则与红表笔接触的那管脚为基极，同时可知此三极管为PNP 型。用上述方法既判定了晶体三极管的基极，又判别了三极管的类型。

⑶判断三极管发射极和集电极

以NPN 型三极管为例，确定基极后，假定其余两只脚中的一只是集电极，将黑表笔接到此脚上，红表笔则接到假定的发射极上。再在假定的集电极和基极间并联一只100K 的电阻（也可用人手替代），看表针指示，并记下此时的阻值读数;然后再做相反假设，即把原来假设为集电极的管脚假设为发射极，做同样的测试并记下此时的阻值的

读数。比较两次读数的大小，若前者阻值较小，说明前者的假设是对的，那么黑表笔接的一端便是发射极。若需判别的是PNP 型晶体三极管，判别方法与上述相同，但必须把表笔极性对调一下。 ④ 中频变压器（中周）：

中频变压器（简称中周）三只为一套，中波振荡线圈B2(磁帽为黑色)的型号为LF10-23;中频变压器的型号为TF10-42C 和TF10-43C.这两只中频变压器中均带有谐振电容器.第一中频变压器B3中的磁帽为白色,第二中频变压器B4中的磁帽为绿色或红色.这三只中周在出厂前均已调在规定的频率上，装好后只需微调甚至不调，不要乱调。中周外壳除起屏蔽作用外，还起导线的作用，所以中周外壳必须接地，即把外壳也焊在电路板上。 ⑤ 磁棒线圈：

磁性天线的磁棒尺寸为55X13X5mm.线圈的绕法及圈数见电路原理图.线圈全部用Φ0.13的高强度漆包线绕制.磁棒线圈的四根引线头可以直接用电烙铁配合松香焊锡丝来回摩擦几次即可自动镀上锡，有的出厂前线头已经镀上锡就不必自行镀锡。要用万用表区分线头组合，以免初次级线圈混淆。 ⑥ 双联拨盘：

收音机所用的可变电容的种类很多这里使用的是差容双联。振荡联为68pF ，天线联为140PF 的中型双连，在双联电容器上标有"A"的一端为天线联,标有"O"的一端为振荡联，中间是标有"G"的是接地端。由于调谐用的双联拨盘安装时离电路板很近，所以

在它的圆周内的高出部分的元件引脚在焊接前先用斜口钳剪去，以免安装或调谐时有障碍。

⑦变压器：

B5为输入变压器，B6为输出变压器。要正确区分安装，输入变压器的初级线圈的内阻为85Ω，次级线圈的内阻为180Ω;而输出变压器初级线圈的内阻为6Ω，次级线圈的内阻为0.7Ω，可根据这些阻值不同来区分俩变压器。

⑧二极管

BG5为二极管，为1N4148。作用是为三极管工作在甲乙类状态提供静态偏置。焊接前，要测试好坏。黑圈的一端为负极。

⑨开关电位器

除了上面列出的元器件外，还有扬声器、印刷电路板、导线、螺丝等元器件。

元件及其参数选择

⑴天线线圈、本振和中周必须配套使用。（选购）

⑵晶体管是关键的元件，BG6、BG7的放大倍数要选配相同值（100左右）。BG1β值50—100不应过大，漏电流I

要小。

CEO

2.2焊接与组装

由于收音机的元器件较多，为了使调试顺利，在焊接前应该用万用表将所有元器件检查一遍，并做好引线的处理工作。用小刀把引线表面的氧化层刮去。注意磁性天线线圈的线较细，刮去漆皮时不要弄断导线。在安装时各种有极性的元器件不要插错。中波振荡线圈和中频变压器要找准位置，注意色标。音频输入输出变压器要辨认清楚，输出变压器的次级电阻不到lΩ，与输入变压器初次级的电阻相差很大。电阻全部为立式安装，所有电容器和三极管等的安装高度以中频变压器为准，不能过高。中波振荡线圈的外壳与中频变压器的外壳也要焊在电路板上。同时注意第一中频变压器外壳的两个脚都必须焊好，因为它还有导电作用。注意磁性天线线圈的连接位置。扬声器、耳机插座（暂无）及电池室导电片均用导线与电路板连接。

清点元件并逐一检查测量，六个晶体管最好在晶体管测试仪上检测并记录每个管子的?值，或者用数字万用表测试放大倍数，测试每个B2、B3、B4（中周线圈）B5、B6（变压器输入、输出）电阻、电容等以确保元件性能参数合格；然后焊接电阻、电容等元件；最后焊接晶体管和天线线圈

焊接前电阻要看清阻值大小，并用万用表校核。电容、三极管要看清极性。一旦焊错要小心地用烙铁加热后取下重焊。拨下的动作要轻，如果安装孔堵塞，要边加热，边用针通开。电阻的读数方向要一致，色环不清楚时要用万用表测定阻值后再装。上螺丝、螺母时用力要合适，不可用力太大。

总之，动手焊接前用万用表将各元件测量一下，做到心中有数，安装时先安装低矮和耐热元件（如电阻），然后再装大一点的元件（如中周、变压器），最后装怕热的元件（如三极管）。

焊接：

电阻的安装：将电阻的阻值选择好后根据两孔的距离弯曲电阻脚采用立式安装，高度要统一。

瓷片电容和三极管的脚剪的长短要适中，它们不要超过中周的高度。

电解电容紧贴线路板立式焊接，太高会影响后盖的安装。

磁棒线圈的四根引线头可直接用电烙铁配合松香焊锡丝来回摩擦几次即可自动上锡，四个线头对应的焊点在线路板的铜泊面。

由于调谐用的双联拨盘安装时离电路板很近，所以在它的圆周内的高出部分的元件脚在焊锡前先用斜口钳剪去，以免安装或调协时有障碍。影响拨盘调谐的元件有B2和B4的引脚及接地焊片、双联的三个引出脚、电位器的开关脚和一个引脚脚。

焊接完毕，仔细检查电路是否有虚焊、假焊和短路的地方。电阻是否有阻值接错的，电解电容、二极管是否有正负极反了的，三极管的e、b、c脚接对了没有，中周的型号是否有误等。逐步分析，发现错误及时纠正，以免通电后烧坏元件。

注意：

①焊接顺序：焊接前应先点清元件，最好按电阻—电容—中周、中振——晶体管（6个）、二极管—天线线圈顺序焊接。因为晶体管温度参数的限制，过高的温度很容易损坏三极管，故要放在后面焊接。当然这只是建议，若焊接功夫相当过关也可自行决定焊接顺序。

②天线线圈线细易断，一经焊好就不要轻易去碰以免碰断。焊好后，最好拿胶带将其固牢，注意不要和调谐、开关转盘等常转动的元件接触，以免碰断。天线线圈有四个线头，分别为初次级线圈两头，焊接前要用数字万用表的二极管档区分线头组合，这样既不会焊错同时也可检测线圈的好坏。

基本布局：

第三章调试编排3.1整机调试流程图

调试是为了收音机能正常更好的工作，将调试好的部件组装成整机后，不可能都处在最佳配合状态而满足整机的技术指标。所以，单元部件经组装后一定要进行整机调试。

3.2检测前提、要领及方法

1．前提：安装正确。元器件无缺焊、错焊，连结无误，印制板焊点无虚焊、桥接等。还要进行必要的结构调整，结构调整主要是检查印制电路板各部件的固定是否牢靠，有无松动，各接插件间接触是否良好，机械转动部分是否灵活。

2．要领：耐心细致、冷静有序。检测按步骤进行，一般由后级向前检测，先判定故障位置(信号注入法)。再查找故障点(电位法)，循序渐进，排除故障。忌讳乱调乱拆，盲目烫焊，导致越修越坏。

3．方法：

⑴、信号注入法；收音机是一个信号捕捉处理、放大系统，通过注入信号可以判定故障位置。

用数字万用表R×10电阻挡，黑表笔单接电池负极(地)，红表笔碰触放大器输入端(一般为三极管基极)，此时扬声器可听到“咯咯”声。说明放大器及其后面电路焊接没有问题。用此方法从后向前一步步检测电路，可逐步分析电路问题所在。

⑵、电位法：用万用表测各级放大器或元器件工作电压(见下表)可具体判定造成故障的元器件。

静态工作点参考

测量整机静态总电流

接上直流3V电源或安装好电池给收音机通电，将万用表拨至50mA直流电流档，两表笔跨接于电源开关(开关为断开位置)的两端(若指针反偏，将表笔对调一下)，测量总电流，测量时可能有如下四种结果：

1．电流为0，这是由于电源的引线已断，或者电源的引线及开关虚焊所致。如果这一部分证明是完好的，应检查印刷电路板，看有无断裂处。

2．电流在30mA左右，这是由于C7、振荡线圈B2与地不相通的一组线圈(即B2次级)、B3、B4内部线圈与外壳、输入变压器B5初级、BGl、BG2、BG4的集电极对地发生短路，印刷板上有桥接存在等。

3．电流在15mA～20mA左右，可将电阻R7更换大一些的，如原为560Ω现换成1K 的。

4．电流很大，表针满偏。这是由于输出变压器初级对地短路，或者BG6或BG7集电极对地短路(可能BG6或BG7的ce结击穿或搭锡所致)。另外，要重点检查BG5(二级管)，看是否焊反，或测其两路电压(正常值应为0.62～0.65V)，如偏高，则应更换二级管。 5．总电流基本正常(本机正常电流约为l0mA土2mA)，此时可进行下步各关键元器件管脚电位的检查。

3.3具体调试步骤：

调试分三大步骤：调中频、调频率范围、调灵敏度 Ⅰ.调中频：

目的是让中放电路工作在差频465KHz 。由于和中周变压器并联的电容器的容量总存在误差，机内的布线也存在着不同的分布电容，这些都会引起中周变压器的失谐，所以要进行调整。

1．为除去本振信号，将C1b 两端短接，双联全部旋进去，使本振信号产生电路不能工作；

2．任找一公共地，焊接引线拉出，以备下列调试步骤中用，在此找电阻R2下端脚，（如图）。公共地很多，如电池室的负极片，可以方便实验为目的指定；

3．由信号发生器发出465KHz 正弦信号，经0.1uF 电容送BG1基极，在BG2的集电极经0.1uF 电容隔直送示波器观察输出；信号发生器、示波器的地都要接到公共地上（在

信号发生器465KHz

此选R2下端）；

4．先调B4，再调B3，具体调试方法：

把以上仪器与电路接好后，先调示波器，调出正常的正弦波波形，此时显示的信号频率、信号幅度一般都较小，故须用无感改锥调B4，直至频率f=465KHz且信号幅度最大为止。

B4调好后，用同样方法调B3，用无感改锥轻转磁芯，使输出的正弦信号波形幅度最大，频率f=465KHz。

Ⅱ.调频率范围：

使产品在有效范围内工作。收音机中波段频率范围一般规定在535～1605kHz。它是通过双连电容从容量最大到容量最小来实现这种连续调谐的

1.断开C1b短接，恢复本振工作；

2.调下限：将双联电容全旋入（约对应525KHz），由信号发生器发出525KHz的正弦波

接到磁芯天线（或夹到磁棒上），在BG2集电极经示波器观察。观察到的正弦波形，频率、幅值一般都较小，应用无感改锥轻转B2磁芯，直到观察到幅值最大、频率f=465KHz为止；

3.调上限：将双连电容全旋出（约对应1605KHz），如上步调试相似，信号源发出1605KHz

→磁芯天线（磁棒）→BG2集电极观察，观察到正弦波形，调整C1b（双连电容的下孔），直至观察到振幅最大、频率f=465KHz的正弦波形。

Ⅲ.调灵敏度

1.与上Ⅰ、Ⅱ两步无关，将上两步调试时用到的电容解焊；

2.调谐转盘转到600KHz附近，由BG3集电极经电容0.1uF接到示波器观察，不断调

整天线线圈在磁棒上的位置，直到输出465KHz且振幅最大；

3.在1400KHz附近选一台，观察BG3集电极所接示波器，调整选频回路微调电容C1a

（双连电容的上孔）直至输出465KHz且振幅最大。

参考文献：

[1] 王天曦，王豫明，现代电子工艺，清华大学大学出版社，2009，105～130

[2] 朱秋龙，电子技术实践与制作，浙江大学出版社，2008，11～52

[3] 林海波，王秀艳，电子工艺实训基础，中国电力出版社，2009，204～240

[4] 六晶体管超外差式收音机试验指导书，天津大学精仪学院，2008

[5] 秦曾煌，电工学（第六版）电子技术，高等教育出版社，2004

[6] 孙学军，通信原理（第二版），电子工业出版社，2008

致谢

在本人做毕业设计期间，应用电子技术实验室的老师们给了我很大的帮助，为我提供了优越的实验环境，给予了我耐心的指导。特别是史老师为我提出宝贵的修改意见。在此，真诚地向给予我帮助的史老师、丁老师、王老师表示感谢！