ZX-921收音机电路原理分析
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3.3电路原理工作分析3.3.1电路原理图ZX-921收音机电路图①输入电路:又称输入调谐回路或选择电路,其作用是从天线上接收到的各种高频信号中选择出所需要的电台信号并送到变频级。
输入电路是收音机的大门,它的灵敏度和选择性对整机的灵敏度和选择性都有重要影响。
②变频电路:又称变频器,由本机振荡器和混频器组成,其作用是将输入电路选出的信号(载波频率为fs的高频信号)与本机振荡器产生的振荡信号(频率为fr)在混频器中进行混频,结果得到一个固定频率(465kHz)的中频信号。
这个过程称为“变频”,它只是将信号的载波频率降低了,而信号的调制特性并没有改变,仍属于调幅波。
由于混频管的非线性作用,fs与fr在混频过程中,产生的信号除原信号频率外,还有二次谐波及两个频率的和频和差频分量。
其中差频分量(fr—fs)就是我们需要的中频信号,可以用谐振回路选择出来,而将其它不需要的信号滤除掉。
因为465kHz中频信号的频率是固定的,所以本机振荡信号的频率始终比接收到的外来信号频率高出465kHz,这也是“超外差”得名的原因。
如图所示,L1从磁性天线(磁棒)上感应出的电台信号,经由L1和C1-A组成的输入调谐回路选择后,只剩下需要的电台信号,该信号耦合给L2,并由L2送BG1的基极和发射极。
由于调谐回路阻抗高,约为100千欧,三极管输入阻抗低,约为1~2千欧。
要使它们阻抗匹配,使信号输出最大,就必须适当选择L1和L2的圈数比,一般取L1为60~80圈,L2取L1的十分之一左右。
以改变输入回路的高端谐振频率,使之始终低于本机振荡频率465kHz。
所以微调电容C主要用于调整波段高端的接收灵敏度。
相反,微调电容C对波段低端接收灵敏度的影响极小,这是因为在波段低端双连可变电容器Cl-A几乎全部旋进,这时Cl-A的电容量很大,约为200多微法,微调电容器C的电容量的变化对它来说便可忽略不计。
来自L2经输入调谐回路选择的信号电压一端接BG1的基极,另一端经C2旁路到地,再由地经本振回路B2次级下半绕组,然后由C3耦合送BG1的发射极。
三、收音机工作原理1、音频信号发射基本原理:音频信号发射的基本原理如图(1)所示图(1)(1)话筒可将声音转化为与声音变化规律一致的模拟电信号,即:音频信号u1;(2)由话筒得到的音频信号较弱,所以要经音频放大器放大;(3)信号要便于发射必须要有足够高的频率。
由于音频信号的频率较低,不便于发射,所以音频信号在发射前,要将音频信号(调制信号)加载到高频等幅正弦信号(载波信号u3)上,就像步行速度慢的人搭载高速交通工具(如:飞机)一样,这叫信号的调制。
调制有调幅、调频、调相等多种方式,图(1)所示的是调幅(AM)方式,即让载波幅度随调制信号的幅度变化而变化。
天线发射的已调波信号是调幅信号u4;(4)高频振荡器负责产生高频等幅正弦信号u3,即:载波信号;不同电台的载波频率不一样,这样便于接受端(如收音机)能有选择的接受不同电台的信号;(5)具有足够高频率的已调波信号在发射时还必须要有足够大功率,所以已调波信号在经天线发射前还必须进行功率放大。
2、ZX-921调幅收音机工作原理调幅收音机工作原理如图(2)所示图(2)(1)输入调谐回路:图(3)图(4)●输入调谐回路的作用:接受和选择电台信号。
●图(3)为收音机输入调谐回路,该电路为RLC串联电路,图(4)为其等效原理图。
图(4)中e1、e2、e3、e4分别为四个不同电台发射的信号在磁性天线L1中感应的信号电动势,它们的频率(载波频率)分别为f1、f2、f3、f4,R为L1的直流电阻,Ca 为调谐电容。
●调整Ca(双联电容)可调整RLC串联电路的谐振频率,电路的谐振频率可调范围为530kHz~1605kHz。
若RLC串联电路的谐振频率等于f1,则频率为f1的电台信号在电路中可以激起最大的信号电流,并通过变压器B1耦合至L2,从而注入BG1基极;频率为f2、f3、f4的电台信号由于失谐,故在电路中激起的信号电流很小,如此达到选择频率为f1的电台信号(即:选台)的目的。
收音机电路原理
收音机电路原理是指实现无线电接收功能的电路设计和工作原理。
收音机电路主要包括输入部分、中频放大部分、检波部分、音频放大部分和输出部分。
输入部分是指接收天线和射频调谐回路。
接收天线将无线电信号转化为电信号,射频调谐回路则根据调谐电路的频率选择能接收到的信号,并通过变压器传递给中频放大器。
中频放大部分是为了增强信号的强度。
经过射频调谐回路调谐后的电信号经过中频放大部分,通过放大电路的作用,使信号增强到一定程度。
检波部分是将中频信号转换为音频信号。
检波器是一个整流器,可以将模拟信号转换为直流信号。
检波部分一般使用二极管作为检波器,将中频信号半波整流得到包含音频信号的直流信号。
音频放大部分是为了增强音频信号的强度。
音频放大器会通过功率放大电路将音频信号放大到可以驱动扬声器的程度。
输出部分是指将音频信号输出到扬声器。
将放大后的音频信号通过耳机插口或者扬声器端子输出,使人们可以听到声音。
在收音机电路中,还有一些辅助电路,例如:天线调谐电路、自动增益控制电路等。
收音机电路的工作原理是利用天线接收到的无线电信号,经过射频调谐回路和中频放大器进行频率和信号强度的调整,再通过检波部分进行信号的解调,最后经过音频放大器放大后,输出到扬声器中,使人们能够听到声音。
总之,收音机电路是一种通过天线接收无线电信号,并经过调谐、放大、解调等处理,最终输出声音的电路。
通过对各个部分的合理设计和组合,可以实现高质量的无线电接收功能。
半导体实验指导书第二节无线电信号的传送与接收一、无线电信号的发送发送电磁波的目的是要完成通讯任务,也就是说要把一定的信息语言、音乐、图像传送给接收者。
因此,首先要把语言、音乐或图像等转变成电讯号,然后将这电讯号送往发射天线,以电磁波的形式发送出去。
但是理论与实践证明要有效地辐射电磁能量,发射天线的长度必须等于电磁波波长的二分之一。
那么要发送频率为20~20000Hz的音频信号,发射天线的长度约要15×107米左右,要制造这样长度的天线是不现实的,因此直接发送音频信号是行不通的。
那么为了得到可实现的天线长度,并能有效地辐射电磁波能量,信号频率必须是高频的(对应波长短)。
如何使高频率信号能携带语言、音乐或图像的信号呢?我们已经知道,一个交流电的特征可以用它的振幅、频率和相位三个参数来表示。
高频率振荡信号同样是一个交流信号,它的特征同样可以用振幅、频率和相位三个参数来表示,只是频率比较高。
因此,只要用语言、音乐或图像等转换的电讯号去控制这三个参数中任一个参数,使之变化遵循控制信号变化的规律,这样就可使高频信号能携带语言、音乐或图像信号的信息。
在无线电技术中称这种控制过程为调制,控制信号称调制信号;被控制的正弦波称载波。
因为可以有三种方式控制正弦交流电的三个参数,所以通常称控制振幅的为调幅方式,控制频率的为调频方式;控制位相的为调相方式。
在无线电广播中,常用的调制方式有调幅和调频两种,但以调幅用的最为普遍。
所谓调幅就是使高频振荡电流的振幅随着调制信号的变化而变化。
图1-2-1所示,是音频信号调制高频振荡电流各主要过程的信号波形图。
在图1-2-1中,(a)图表示一个音频信号电流,(b)图表示一个高频振荡器产生的高频等幅振荡信号。
(c)图表示(a)图信号调制(b)图高频振荡信号幅度的已调制高频振荡信号。
由图1-2-1(c)可以看出,被调幅后的高频振荡电流它的振幅图1—2—1 音频信号在调幅过程中络线[图1-2-1(c)中沿高频振荡电流正、各点主要信号波形负峰点所连接的虚线]跟音频电流的变化规律完全一样,高频振荡电流振幅的变化正比于音频信号的幅度,振幅变化的周期等于音频信号的周期。
3.3电路原理工作分析
3.3.1电路原理图
ZX-921收音机电路图
①输入电路:又称输入调谐回路或选择电路,其作用是从天线上接收到的各种高频
信号中选择出所需要的电台信号并送到变频级。
输入电路是收音机的大门,它的灵敏度和选择性对整机的灵敏度和选择性都有重要影响。
②变频电路:又称变频器,由本机振荡器和混频器组成,其作用是将输入电路选出的信号(载波频率为fs的高频信号)与本机振荡器产生的振荡信号(频率为fr)在混频器中进行混频,结果得到一个固定频率(465kHz)的中频信号。
这个过程称为“变频”,它只是将信号的载波频率降低了,而信号的调制特性并没有改变,仍属于调幅波。
由于混频管的非线性作用,fs与fr在混频过程中,产生的信号除原信号频率外,还有二次谐波及两个频率的和频和差频分量。
其中差频分量(fr—fs)就是我们需要的中频信号,可以用谐振回路选择出来,而将其它不需要的信号滤除掉。
因为465kHz中频信号的频率是固定的,所以本机振荡信号的频率始终比接收到的外来信号频率高出465kHz,这也是“超外差”得名的原因。
如图所示,L1从磁性天线(磁棒)上感应出的电台信号,经由L1和C1-A组成的输入调谐回路选择后,只剩下需要的电台信号,该信号耦合给L2,并由L2送BG1的基极和发射极。
由于调谐回路阻抗高,约为100千欧,三极管输入阻抗低,约为1~2千欧。
要使它们阻抗匹配,使信号输出最大,就必须适当选择L1和L2的圈数比,一般取L1为60~80圈,L2取L1的十分之一左右。
以改变输入回路的高端谐振频率,使之始终低于本机振荡频率465kHz。
所以微调电容C主要用于调整波段高端的接收灵敏度。
相反,微调电容C对波段低端接收灵敏度的影响极小,这是因为在波段低端双连可变电容器Cl-A几乎全部旋进,这时Cl-A的电容量很大,约为200多微法,微调电容器C的电容量的变化对它来说便可忽略不计。
来自L2经输入调谐回路选择的信号电压一端接BG1的基极,另一端经C2旁路到地,再由地经本振回路B2次级下半绕组,然后由C3耦合送BG1的发射极。
与此同时,来自本机振
荡回路的本机振荡信号由本振线圈次级抽头B2输出,经电容C3耦合后注入BG1的发射极;本机振荡信号的另一端,即本振线圈次级另一端,经地由C2耦合到L2的一端,并经L2送BG1的基极。
由于L2线圈只有几匝,电感量很少,它对本机振荡信号的感抗可忽略不计。
因此,可认为由C2耦合的本振信号是直送BG1基极,这样在BG1三极管的发射结同时加有两个信号,它们的频率分别为f振、f外。
只要适当地调整BG1的上偏置电阻R,使BG的发射结工作在非线性区(这时对应BG1集电极电流Ic为O.2~0.4mA),则f振、f外信号经BG1混频放大后将由集电极输出各种频率成分的信号。
由B3中频变压器初级绕组与电容组成的465kHz并联谐振电路,选出465kHz中频信号,并将之经中频变压器耦合至次级绕组,输出送中频放大电路进行中频信号放大处理。
在本机振荡回路中可变电容C1-B(或简称振荡连)两端并接一个微调电容器,它的主要作用是调整收音机波段高端的覆盖范围,其功能与输入调谐回路中的电容一样。
收音机波段低端的覆盖范围调整是调节B2本机振荡线圈的磁心,当将B2中的磁心越往下旋(用无感螺丝刀顺时针转动磁心),线圈的电感量就越大,这时本机振荡频率就越低,对应接收的信号频率也越低。
③中频放大电路:又叫中频放大器,其作用是将变频级送来的中频信号进行放大,一般采用变压器耦合的多级放大器。
中频放大器是超外差式收音机的重要组成部分,直接影响着收音机的主要性能指标。
质量好的中频放大器应有较高的增益,足够的通频带和阻带(使通频带以外的频率全部衰减),以保证整机良好的灵敏度、选择性和频率响应特性。
中频放大电路的主要任务是放大来自变频级的465kHz中频信号。
收音机的灵敏度、选择性等技术指标主要取决于中频放大器,一般收音机的中频放大倍数要达到1000倍,因此,中放三极管的放大倍数取β=70左右。
β值不能取得太高,否则将引起中频放大器自激啸叫。
在图中,B3、B4和B5分别是第一中频变压器、第二中频变压器和第三中频变压器,它们都是单调谐中频变压器,初级绕组分别与各自电容器组成并联谐振电路,谐振频率为465kHz。
在电路中它们主要起选频、中频信号耦合和阻抗匹配作用。
来自变频三极管BGl集电极的中频信号,经B3选频后,由B3次级绕组输出,一端经电容C4、C5后送往BG2的发射极,另一端送往BG2的基极。
该信号经BG2放大后由集电极输出,并再经B4选频进一步滤除非中频信号后由B4次级绕组耦合输出:同样,B4输出的中频信号一端送往BG3的基极,另一端经C6、R8后送往BG3的发射极,中频信号经BG3再一次放大后由集电极输出送往B5中频变压器。
来自BG3集电极已经过两级中频放大的中频信号,经B5再一次选频后,由B5次级绕组输出,送往检波电路进行解调处理。
在上述的两级中频放大电路中,各极工作状态的确定要考虑到不同的需要。
④检波和自动增益控制电路:检波的作用是从中频调幅信号中取出音频信号,常利用二极管来实现。
由于二极管的单向导电性,中频调幅信号通过检波二极管后将得到包含有多种频率成份的脉动电压,然后经过滤波电路滤除不要的成份,取出音频信号和直流分量。
音频信号通过音量控制电位器送往音频放大器,而直流分量与信号强弱成正比,可将其反馈至中放级实现自动增益控制(简称AGC)。
收音机中设计AGC电路的目的是:接收弱信号时,使收音机的中放电路增益增高,而接收强信号时自动使其增益降低,从而使检波前的放大增益随输入信号的强弱变化而自动增减,以保持输出的相对稳定。
检波电路主要由检波三极管BG4、滤波电容C8和检波电阻R9、W组成。
来自B5次级经中频放大器放大的中频信号送往三极管BG4的基极和发射极,发射结相当于二极管,检波后输出信号的变化规律和高频调幅波包络线基本一致。
收音机的检波输出音频信号强度也能自动地在一定范围内保持不变。
⑤音频放大电路:又叫音频放大器,它包括低频电压放大器和功率放大器。
一般收音机中有一至两级低频电压放大。
两级中的第一级称为前置低频放大器,第二级称为末级低频放大器。
低频电压放大级应有足够的增益和频带宽度,同时要求其非线性失真和噪声都要小。
功率放
大器是用来对音频信号进行功率放大,用以推动扬声器还原声音,要求它的输出功率大,频率响应宽,效率高,而且非线性失真小。
如图所示,来自音量电位器W中心滑片的音频信号,经C10耦合到BG5的基极,通过由BG5、BG6组成的阻容耦合低频前置放大器放大后,由BG6集电极送往输入变压器B6的初级。
为了保证前置放大器有较大的功率增益和较小的失真,取BG6的集电极静态工作电流为2~3mA。
来自BG6集电极的音频信号经输入变压器阻抗变换后,耦合输出两组相位差互为180O 的音频信号,然后分别送往BG7、BG8的基极和发射极,BG7、BG8组成变压器耦合推挽低频功率放大器。
由于电路上下是完全对称的,来自输入变压器的音频信号,经BG7、BG8功率放大后送往喇叭。
在图中,R15是交流负反馈电阻,其作用是改善低频放大器的音质。