超外差收音机原理与制作

超外差收音机的原理
超外差收音机的原理
超外差收音机是一种特殊的收音机，主要用于接收由地面放射台发射的超短波无线电信号。

超外差收音机采用了特殊的“超外差”技术，可以接收超短波频率的电台信号，为用户提供清晰的声音。

超外差技术的原理是，在单边带滤波器中，将两个截止频率分别设置成锁频后，根据电台发送的信号的频率，把分别设置在两端的滤波器中心频率设置成负差值。

这样，信号就会出现“外差”的现象，被设置在滤波器中心频率位置的信号将会有独特的突出，并且外界的噪声也会消失得很快。

超外差收音机的工作原理：
1.超外差收音机在接收时，会将收到的无线电信号转换成低频信号。

2.低频信号经过调制器进行调制，在调音器中转换为超短波波频信号。

3.超外差收音机将信号传送到滤波器中，通过调节滤波器上的中心频率，使信号的“外差”现象可以体现出来，从而获得清晰的声音信号。

4.最后，将信号传到扬声器里，使用户能够收听清晰的声音信号。

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超外差收音机工作原理
超外差收音机是一种利用超外差技术实现信号接收的收音机。

其工作原理可以简单分为两个步骤：调频和解调。

在调频过程中，收音机首先将接收到的射频信号通过一个固定频率的振荡器进行混频。

混频是通过将射频信号与振荡器的输出信号相乘，得到两个频率之和和两个频率之差的信号。

其中，射频信号与振荡器的输出信号之和是高频信号，而差频信号则是中频信号。

接下来，由于中频信号的频率相对稳定，可以进行进一步的处理。

接下来是解调过程。

在超外差收音机中，解调是利用一个固定频率的振荡器，将中频信号与其输出信号相乘。

这样，原本以中频信号为载波的调制信号就被转换为低频信号，即基带信号。

这样一来，我们就可以得到原始的音频信号。

总结起来，超外差收音机利用混频和解调的过程实现信号的接收和解码。

通过进行频率转换和信号处理，最终得到了可以听到的声音。

超外差收音机的工作原理及仿真任意的AM已调信号可以表示为Sam(t)=c(t)m(t)，当m(t)=A0+f(t);c(t)=cos(ωct+θ0)，且A0不等于0时，称为常规调幅，其时域表达式为：Sam(t)= c(t)m(t)= [A0 +f(t)] cos(ωct+θ0)超外差接收技术广泛用于无线通信系统中。

图4.9所示是一个基本的超外差收音机的原理框图。

下面以最常见的AM超外差收音机为例来说明。

通常的AM中波广播收音机覆盖的频率范围为540—1700KHz，中频IF频率为455KHz。

商业广播发射采用常规调幅，调制度接近1，且发射功率很大，因此收音机为节省成本、减小体积，一般解调器采用最简单的二极管包络检波。

本地振荡器的典型设置都高于所希望解调的RF信号，即所谓高边调谐。

输入滤波器用于抑止所不希望的信号和噪声，更重要的是去除与期望频率解调中频fIF有关的镜像频率2 fIF信号。

固定的中频IF滤波器用于提高收音机的接收选择性。

通过设计陡峭的滤波器边沿，能使进入解调器的相邻信道的能量最小。

实际电路使用陶瓷滤波器能得到很好的性能，增加一级增益后再检波。

一个基本的AM收音机的系统仿真框图如图4.10所示。

本例主要用于说明超外差AM收音机的工作原理及信号解调过程。

为节省仿真时间，没有按实际的540-1700KHz的频率覆盖范围和455KHz中频（IF）频率设计，而采用了20KHz作为IF。

另外设了30 KHz、40 KHz、50KHz三个载波频率的发射信号（模拟三个电台），模拟调制信号的带宽为5KHz以下。

并设希望接收的频率为第二个电台的频率40 KHz，收音机使用高边调谐，则本振LO应为40+20＝60KHz，且存在一个镜像干扰频率为40+2×20＝80KHz。

整个混频输入与混频输出的频谱搬移过程可以用图4.11表示。

系统采样速率设置为200KHz。

在图4.10的左边对应的是三个AM信号发生器，用来模拟三个电台。

一．基本要求1.接收频率范围：540HZ-----1600KHZ2.不失真功率大于等于50mW3.选择性大于等于10dB4.工艺组装良好二．无线电广播发射图2-1 无线广播信号发射三．系统的电路实现1.接收机电路框图图3-1接收机电路框图组成2.具体电路图3-2 超外差收音机原理图在发射机中，高频已调波电流流过天线后，形成无线电波向外发射（辐射）。

接收机整体过程：1.电台信号被接收天线（调谐回路的一部分）接收，这个信号记为f s2.本振电路产生频率可调的振荡信号，此信号即为f L3.本振信号与电台信号混频，产生固定中频信号4.中频信号经2级放大5.中频信号经检波，还原发射的音频电信号6.音频电信号经低放，功放，推动喇叭声响四．模块电路的原理1.输入调谐回路原理：任何物体都有其本身的自然谐振频率，当外界对其施加的频率等于其自然谐振频率，就发生了共振。

在物理力学上，表现为振动。

在电学，则表现为谐振，即电磁能量的转换。

图4-1输入调谐回路图4-2 高Q线圈由高Q的磁性天线线圈（提高接收机的选择性）、C A、C A’组成输入调谐回路。

谐振于外来信号的频率（调节可变电容C，可使LC的固有频率=电台频率，产生谐振），信号由L0耦合到L0'，传输到变频管。

2.混频图4-3 混频（主要器件：三极管）有频率变换的作用，利用晶体管特性曲线的非线性部分，使输入信号和本机振荡信号同时加到晶体管上，这时在其输出端就会有两种信号的频率之和及差以及其他频率的信号发生。

因为管子的非线性，集电极输出的电流频率成分有：f=p*f L±q*f c（前者为本振信号，后者为调幅信号）。

所以，混频后，要进行选中频。

LC谐振电路完成了这一任务。

在混频器中，比较重要的是直流工作点。

为了产生混频所必须的非线性和最大的混频增益，直流工作点要合适。

直流集电极(或发射极即图中的A点)电流过大时，则出现不发生混频作用或者混频现象效果较低；电流过小时，则混频管对中频成分的放大作用小。

超外差式收音机的制作一、ZX-921型超外差收音机电路原理ZX-921型套件为低压全硅管袖珍式八管超外差式收音机，外形尺寸为150×78×38mm。

本机造型新颖、结构简便、用电经济、灵敏度高、选择性好、音质清晰、放音宏亮等特点。

该机电路设计简洁合理，且采用通用元器件，选材、装配、调试、维修都很方便。

外型尺寸：150×78×38mm图6-2-1是ZX-921型超外差式收音机电路原理图，图6-2-2是ZX-921型收音机的印刷电路板图，表6-2-1为该型号收音机的元件清单。

由上述电路图可见，ZX-921型收音机是由8个三极管和2个二极管组成的，其中BG1为变频三极管，BG2、BG3为中频放大三极管，BG4为检波三极管，BG5、BG6组成阻容耦合式前置低频放大器，BG7、BG8组成变压器耦合推挽低频功率放大器。

该机的主要技术指标为：频率范围：中波530～1605kHz中频：465kHz灵敏度：小于lmV／m选择性：大于16dB输出功率： 56mW～140mW电源：1.5V(1.5V干电池一节)(一)调谐、变频电路如图6-2-1所示，L1从磁性天线(磁棒)上感应出的电台信号，经由L1和Cl-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L 2送BG1的基极和发射极。

由于调谐回路阻抗高，约为100kΩ，三极管输入阻抗低，约为1～2kΩ。

要使它们的阻抗匹配，使信号输出最大，就必须适当选择L1与L2的圈数比，一般取L1为60～80圈，L2取L1的十分之一左右。

表6-2-1ZX-921型超外差式收音机元件清单电阻器可用范围R3：62Ω～150Ω R9：470Ω～680Ω R2：1K～1.5K R15：3K～5.1K R4、13：18K～22K电容器可用范围C3：6800PF～0.1u C14、15：0.01u～0．033uC10、13：1u～4.7u C4：4.7u～l0u三极管β值分色点标记：黄40～55倍、绿55～80倍、兰80～120倍、紫120～180倍、灰180～270倍、白270～400倍电阻值色标数黑棕红橙黄绿蓝紫灰白0 l 2 3 4 5 6 7 8 9以改变输人回路的高端谐振频率，使之始终低于本机振荡频率465kHz。

超外差式收音机的制作超外差式收音机。

超外差式收音机有别于直放式收音机的特点是它不直接放大广播信号，而是通过一个叫变频级的电路将接收的任何一个频率的广播电台信号变成一个固定中频信号(我国规定中频频率是465KHz)，由中频放大器进行放大，然后进行检波，得到音频信号，最后推动扬声器工作。

六超外差式电路，具有安装调试方便、工作稳定、灵敏度高、选择性好等特点，功放级采用LM386功率放大器， (OTL 电路)，有效率高、频率特性好、声音宏亮、耗电省等特色。

一、电路的工作原理图1是方框图原理电路图。

为了分析方便，它的工作过程如原理电路图，图2。

图1图21、输入调谐电路输入调谐电路由双连可变电容器的CA 和T 1的初级线圈Lab 组成，是一并联谐振电路，T l 是磁性天线线圈，从天线接收进来的高频信号，通过输入调谐电路的谐振选出需要的电台信号，电台信号频率是f=l ／2πLabCA ，当改变CA 时，就能收到不同频率的电台信号。

2、变频电路本机振荡和混频合起来称为变频电路。

变频电路是以VT l 为中心，它的作用是把通过输入调谐电路收到的不同频率电台信号(高频信号)变换成固定的465KHz 的中频信号。

VT l 、T2、CB 等元件组成本机振荡电路，它的任务是产生一个比输入信号频率高465 KHz 的等幅高频振荡信号。

由于C l 对高频信号相当短路，T l 的次级Lcd 的电感量又很小，T2红色磁芯 T3白色磁芯 T4黑色磁芯对高频信号提供了通路，所以本机振荡电路是共基极电路，振荡频率由T2、cB控制，CB 是双连电容器的另一连，调节它以改变本机振荡频率。

T2是振荡线圈，其初次绕在同一磁芯上，它们把VT 1的等电极输出的放大了的振荡信号以正反馈的形式耦合到振荡回路，本机振荡的电压由T2的初级的抽头引出，通过C2耦合到VT 1的发射极上。

混频电路由VT l、T3的初级线圈等组成，是共发射极电路。

其工作过程是：(磁性天线接收的电台信号)通过输入调谐电路接收到的电台信号，通过Tl的次级线圈Lcd 送到VT l的基极，本机振荡信号又通过C2送到VT l和发射极，两种频率的信号在T 1中进行混频，由于晶体三极管的非线性作用，混合的结果产生各种频率的信号，其中有一种是本机振荡频率和电台频率的差等于465KHz的信号，这就是中频信号。

超外差式收音机工作原理之欧阳体创编
1.天线接收信号：天线首先接收到广播信号，将它转换为微弱的电流信号。

2.射频放大器：射频放大器的作用是放大天线接收到的微弱信号，增加信号的强度。

这样可以提高整个系统的灵敏度和接收距离。

3.混频器：混频器将接收到的无线电频率信号和一个由振荡器产生的参考信号进行混频。

这个参考信号的频率通常是中频（例如455kHz），混频器的输出是原始信号和参考信号的和差频率。

如果输入信号的频率为F1，参考信号的频率为F2，输出信号的频率为，F1-F2
4.中频放大器：中频放大器在混频器输出的信号中选择并放大了我们所需的中频信号。

由于中频信号具有固定频率，可以使用窄带滤波器将其他频率的信号过滤掉，以提高信噪比。

5.检波器：检波器将中频信号转换为音频信号。

通常使用二极管进行检波，将中频信号变成直流信号，并在后续的音频环节进行放大。

6.音频放大器：音频放大器将检测到的直流信号放大到适合驱动扬声器的功率水平，并将声音信号传递给扬声器，使我们可以听到广播。

总的来说，超外差式收音机之所以能够正常工作，是因为它利用混频器将无线电频率信号转换为中频信号，然后通过中频放大器、检波器和音频放大器进行信号的放大和解调，最终输出音频信号。

这种结构具有较高的灵敏度和广泛的应用。