无线电广播和收音机基本原理(ppt 58页)

矿石收音机
靠天线接收电波，机内装有简单的调谐电路，可将 接收到的电波按所需的波长选择出来输送给矿石检波器， 从电波中分检出记载音频信号的电流，然后通过耳机将 电流转换成声音。矿石收音机无需电池，结构简单，几 乎所有的无线电爱好者可自己装配制做。但它需要良好 的天线和地线，而且音量很小，只能供一人收听，选择 性也很差。
1902年，美国人史特波斐德使用自制的矿石收音机 完成无线电广播实验；1904年英国物理学家发明了世界 上第一只电子二极; 1906年，美国发明家德·福斯特组装 了第一个真空管放大器，这种放大器立即就被用来与马 可尼的无线电发明相结合，利用无线电传送人的声音， 于是产生了收音机。加拿大人雷金纳德·奥布里·费森登 在马萨诸塞州的布兰特罗克建立试验广播台，该台在 1906年圣诞节前夕播送了第一个广播节目。
矿 石 收
调谐
检
回路
波
音
机
直接放大式收音机
直接放大式收音机在矿石收音机的基础上增加了高 频放大和低频放大部分，性能较矿石式收音机有所改进。
最简单的有放大能力的收音机
直接放大式收音机通常在高频放大器中加入正反馈， 在电路不产生自激振荡的前提下，使放大后的信号部分 地返回到谐振回路进行再生放大。再生放大可以大幅度 地提高谐振回路输出信号的强度，提高灵敏度和选择性， 直接放大式收音机又常称为再生式收音机。
2. 选择性 选择性是表示收音机挑选电台的能力。选择性用分贝
(db)表示，在满足频带宽度的前提下，分贝值越大，选 择性越好。 3. 保真度(失真度)
收音机输出的信号波形，应与原来传送的信号一致， 保真度表示了收音机保持原来信号波形的能力。它主要 用频率失真和非线性失真的大小来表示。
4. 频率范围(波段覆盖) 说明收音机能够收听波段的频率范围，而且在整个波
无线电和收音机简史 无线电是谁发明的? 西方公认是马可尼, 俄罗斯只
承认波波夫。这个问题争论了一个多世纪, 至今还没有 完全统一。
西方国家认为发明把信号载在电波上进行电信传输 的人是意大利电气技师马可尼。第一次试验是在1894年， 这成为无线电技术的开端。
俄国人认为1894年，波波夫制成了一台无线电接收 机，他第一次在接收机上使用了天线。这也是世界上的 第一根天线。
广
短波 75 m
播
短波 60 m
的
短波 49 m
波
短波 41 m
段
短波 31 m
划 分
短波 25 m 短波 19 m 短波 16 m
短波 13 m
短波 11 m
调频广播
简称 SW MW SW 120 m SW 90 m SW 75 m SW 60 m SW 49 m SW 41 m SW 31 m SW 25 m SW 19 m SW 16 m SW 13 m SW 11 m FM
比较成熟的晶体管再生来复式收音机采用4只晶 体管，分别用作再生来复式高放、低放和推挽功放。
四管再生来复式收音机
再生来复式收音机电路简单，但高频放大容易产 生振荡，放大倍数不能很大，使灵敏度受到限制，且 频率低端与高端增益相差较大，整个频段内灵敏度不 均匀；另一方面，由于谐振回路少，选择性也普遍较 差。但在中等房间里接收本地强台仍可以获得比较满 意的效果。
超短波一般只能在空间直线传播，因此它的门播距 离较近，电视和调频广播都用超短波。
调幅无线电广播
调频无线电广播
收音机的主要质量指标 1. 灵敏度
灵敏度说明收音机接收微弱信号的能力。通常用毫伏 /米( mV/ m)表示用磁性天线的收音机的灵敏度，用微伏 (V)表示装外接天线或拉杆天线的收音机的灵敏度。它 们的数值越小，灵敏度越高。
无线电波的传播
1 地面传播(地波) 2 电离层反射(天波) 3 直射传播(直射波) 4 散射传播(散射波) 5 卫星转播
长波传播特点是：长波以天波或地波的形式传播。 地面对它吸收弱，白天和晚上传播，变化较小，比铰稳 定。但地波传播的最大距离不超过三至四千公里，所以 一般长波传播方式仍以天波为主。
为节约成本，直接放大式收音机中也常将检波后的 低频信号重新送到检波前的高频放大晶体管中再进行一 次低频放大(来复放大)，故直接放大式收音机又常称为 来复式收音机 。
最简单的再生来复式收音机是晶体管单管再生来复 收音机，简单廉价体积小，不需天线和地线，用耳机接 收本地强台的广播。
再生来复式单管收音机
现在世界上99％以式的。
中频 f1 f0 = 465 kHz 输入调
谐回路
f0
变频 中频 (混频) 放大
检波
低频 放大
功率 放大
本机振 荡回路
f1
“超外差式”名称的由来： 1. 本机振荡频率超过外来信号频率，两者之差即 为中频。 2. 根据电路设计不同，在变频器中，本机振荡和 混频各用一只电子管或晶体管的称为“外差”；共用 一只电子管或晶体管的称为“自差”。 在此基础上，增加了中频放大器（中频放大器不 是必须的）的则称为“超”。
1910年，第一家每日无线电广播台创始于加利福尼 亚州圣约瑟·查尔斯·赫罗尔德广播学校。它是世界上最 久的一直没有中断的广播电台。1920年，第一个现代商 业无线电广播台在匹兹堡成立，它于1920年11月2日正式 开播。
二十多年后，调频广播诞生，直到1962年才出现调 频立体声广播。
什么是波
频率
可用电池供电的国产541超外差式电子管中短波收 音机是1955年国务院《关于在农业、畜牧业、渔业生 产合作社重点建立收音站的指示》所用一万台收音机 里两种主要型号之一。
1945年，美国利金希公司研制出了晶体管收音机。 由电子管向晶体管的过渡是超外差式收音机发展的一次 飞跃：晶体管工作电压低、耗能小，使电池供电收音机 成为现实；晶体管体积小，抗振动能力强，能够极大减 小收音机的体积与重量，促进了便携式收音机的出现； 相对于电子管数千小时的使用时间，晶体管的寿命为半 永久性，这也是一个巨大的进步。
八十年代末期，锁相环（phase locked loop, PLL） 频率合成器和微处理器应用在在收音机中。PLL电路的 基准信号由石英晶振产生，频率精度可以达到10~10以上， 稳定性远远优于传统的LC振荡电路。另一方面，借助于 微处理器，可以记忆PLL频率合成器参数设置，使自动 调谐、频率存贮等功能成为可能。
音频、电话、数据终端
长波 104~103 m 30~300kHz
LF(低频)
导航、信标、电力线通信
中波 103~102m 300kHz~3MHz MF(中频)
AM广播、业余无线电
短波 102~10 m 3~30MHz
HF(高频) 移动电话、短波广播、业余无线电
米波 (超短波)
10~1m
30~300MHz VHF(甚高频) FM广播、TV、导航移动通信
随着晶体管收音机成本的降低，二次变频技术开始 在收音机中得到应用，使收音机的性能又有了很大的提 高。由于成本和技术的问题，历史上没有出现过电子管 二次变频收音机。
八十年代风行一时的交直流两用调频调幅中短波收音机
七十年代生产的一级台式晶体管全波段收音机
七十年代，集成电路开始逐步应用于超外差式收音 机。这在一定程度上提高了收音机的性能，简化了调试， 降低了成本。
晶体管收音机出现之后，电池式电子管收音机就被 淘汰了，在晶体管收音机的性能得到改进之后，流交电 子管收音机也被淘汰了。
到七十年代，晶体管收音机已很成熟，标准超外差 式收音机采用六只晶体管三极管，分别用作变频、二级 中放、低放和推挽功放。
晶体管时代也是超外差式收音机种类最丰富的时代， 从普及型的单波段收音机到复杂的全波段收音机，从袖 珍收音机到落地式收音机，应有尽有。
频率 150~200 KHz 535~1605 KHZ 2300~2490 KHz 3200~3400 KHz 3900~4000 KHz 4750~5060 KHz 5950~6200 KHz 7100~7300 KHz 9500~9775 KHz 11700~11975 KHz 15100~15450 KHz 17700~17900 KHz 21450~21750 KHz 25600~26100 KHz 88~108 MHz
段范围内应能满足主要指标。 5. 额定输出功率(不失真输出功率)
表示在一定非线性失真条件下，收音机输出功率的大 小，通常用毫瓦( mW)或瓦(W)表示，输出功率越大，声 音越响。
收音机工作原理
从工作原理上讲，收音机经过了矿石检波式、直接 放大式和超外差式的转变。
矿石式收音机是最简单的收音机，它是由美国科学 家邓伍迪和皮卡尔德发明的。1910年，邓伍迪和皮卡尔 德发现方铅矿石具有检波作用，如果将其与几种简单的 元件相连接，就可以接收到无线电台放送的广播节目。
分米波 100~10cm 300M~3GHz UHF(超高频) TV、遥控遥测、雷达、移动通信
厘米波 10~1cm
3~30GHz SHF(特高频) 微波通信、卫星通信、雷达
毫米波 10~1mm 30~300GHz EHF(极高频) 微波通信、雷达、射电天文学
名称
长波
无
中波
线
短波 120 m
电
短波 90 m

速度 波长
电磁波
中波：中国10 kHz 美国 9 kHz 短波：10 kHz （数字式收音机按5 kHz调谐） 调频：200 kHz （数字式收音机按100 kHz调谐）
无线电波(频)段的划分及其用途
波段名称 波长范围 频率范围
频段名称
主要用途
超长波 108~104 m 3Hz~30kHz VLF(甚低频)
短波传播特点是：地面对短波吸收极强，沿地球表 面只能传播几十公里。它的传播主要是依靠地球外的电 离层与地面间的来回反射，因此可以传得很远。由于短 波依靠电离层反射，所以受季节、日夜、气候变化影响 比较大，信号强弱变化显著，声音常常一会儿大，一会 儿小。短波多用于远距离广播。