1、蘭州理工大學課程設計報告*實踐教學*蘭州理工大學計算機與通信學院20-年秋季學期通信電子線路課程設計報告題 目： 中夏ZX620收音機 設計軟件仿真與硬件調測 班 級： 設計小組成員：姓名： 學號： 成績： 姓名： 學號： 成績： 姓名： 學號： 成績： 姓名： 學號： 成績： 指導教師： 目錄一、前言2二、設計指標32.1 收音機各單元電路性能指標32.2 收音機工作范圍32.3 收音機整體性能指標3三、系統總述43.1調制與解調原理介紹43.2調幅收音機原理介紹：53.3調頻收音機原理63.4調頻收音機的基本工作原理介紹73.5 超外差式調頻收音機原理83.6超外差收音機的調整93.7原理

2、框圖10四、單元電路設計與仿真114.1低頻及功率放大電路的仿真114.2中放-檢波電路部分124.3混頻電路部分14五、硬件安裝與調試16六、設計總結17七、參考文獻18附錄一 實體照片19附錄二 元器件清單20 一、前言隨著科學技術的發展，調頻調幅收音機的應用十分廣泛，尤其消費類占有相當的市場 。從分離元件組成的收音機到由集成電路組成的收音機，調頻調幅收音機技術已達到十分成熟的地步。在眾多種收音機中，調頻調幅收音機以較高的技術含量和較高的音質得到了廣泛的歡迎。 本論文主要介紹了利用分立元件組成的FM收音機和AM收音機的設計全過程，包括電路各個模塊參數的分析，電路各個模塊的仿真，電路板的焊接

3、過程、調試過程，討論了在設計過程中遇到的問題以及如何解決問題。本次課程設計成果，基本上滿足要求，性能指標符合。FM收音機電路的缺點是伴有音質噪聲，需進一步改進。關鍵詞： AM FM收音機、焊接、調試仿真二、設計指標 2.1 收音機各單元電路性能指標天線輸入信號頻率：87108MHz本振部分：（1）輸出本振頻率為77.397.3MHZ可調混頻部分：（1）設計諧振頻率為10.7MHZ的中頻諧振回路（2）混頻輸出頻率為10.7MHZ中頻部分：（1）dB功率增益（2）陶瓷濾波器輸出端為10.7MHZ調制信號檢波部分：（1）設計一個FM斜率鑒頻的并聯諧振回路（2）檢波輸出為音頻信號低頻功放部分：音頻信號

4、的幅度可調2.2 收音機工作范圍接收FM頻率范圍：88108MHz，接收AM頻率范圍：5401600kHz。調制信號頻率范圍10015000Hz，最大頻偏75kHz。調諧方式：手動調諧。2.3 收音機整體性能指標接收高低端電臺（不同載波頻率）的靈敏度一致；靈敏度高；選擇性好（不易串臺）三、系統總述3.1調制與解調原理介紹“調制”是發射機的主要功能。所謂調制是將所需傳送的基帶信號加載到載波信號上去，以調幅波、調相波或調頻波的形式通過天線輻射出去。 “解調”是接收機的重要功能。所謂解調是將接收到的已調波的原調制信號取出來，例如從調幅波的振幅變化中取出原調制信號。從調相波的瞬時相位變化中取出原調制信

5、號。從調頻波的瞬時頻率變化中取出原調制信號。從頻譜的角度來看：因為音頻信號頻率很低（2020kHz），不能從天線發射出去，必須將音頻信號加載到高頻信號上，這叫做“調制”，該高頻信號稱為“載波”。有兩種調制方法，即振幅調制產生調幅波和頻率調制產生調頻波，如下圖所示。如果高頻波的幅度隨音頻信號而變化，稱調幅波。調幅波包絡線形狀和音頻信號波形相同；如果高頻波的頻率隨音頻信號而變化，則稱調頻波。調頻波的幅度不變，而頻率隨著音頻信號的規律變化，當音頻信號處在正半周時調頻波的頻率就高；當音頻處在負半周時，調頻波的頻率就低。可見，調制信號就是高頻載波和音頻信號二者按照某種規律的合成體。由于調幅波的接收設備很

6、簡單，一般普通中波和短波廣播都是應用調幅廣播。調頻波抗干擾能力強，用于高質置的廣播，如電視廣播中的伴音、立體聲廣播等。調幅，調頻波圖形如下圖所示：3.2調幅收音機原理介紹：調幅收音機由輸入回路、本振回路、混頻電路、檢波電路、自動增益控制電路（AGC）及音頻功率放大電路組成，本振信號經內部混頻器，與輸入信號相混合。混頻信號經中放和455kHz陶瓷濾波器構成的中頻選擇回路得到中頻信號。至此，電臺的信號就變成了以中頻455kHz為載波的調幅波。輸入回路：輸入回路主要由磁棒、磁棒線圈和可變電容器組成。磁棒有聚集空間電磁波的功能，它將使磁棒上的線圈感應出許多不同頻率的電動勢(每一個頻率的電動勢都對應著一

7、個廣播電臺信號)。若某一感應電動勢所對應的信號頻率等于磁棒線圈與可變電容器組成的串聯諧振頻率，則該頻率的信號將以最大電壓傳送給變頻級。混頻和本振回路：從輸入回路送來的調幅信號頻率和本機振蕩器產生等幅信號一起送到變頻級，經過變頻級產生一個新的頻率，這一新的頻率恰好是輸入信號頻率和本振信號頻率的差值，稱為差頻。例如，輸入信號的頻率是535KHZ，本振頻率是1000KHZ，那么它們的差值就是1000KHZ535KHZ=465KHZ；當輸入信號是1605KHZ時，本機振蕩頻率也跟著升高，變成2070KHZ。也就是說，在超外差式收音機中，本機振蕩的頻率始終要比輸入信號高一個465KHZ。這個在變頻過程中

8、新產生的差頻比原來輸入信號的頻率要低，比音頻卻要高得多，因此我們把它叫做中頻。不論原來輸入信號的頻率是多少，經過變頻以后都變成一個固定的中頻，然后再送入到中頻放大器繼續放大，這是超外差式收音機的一個重要特點。以上三種頻率之間的關系可以用以下式表示：本機振蕩頻率輸入信號頻率=中頻中頻放大電路：中頻放大電路主要由中頻變壓器(中周)和高頻三極管組成。其作用是把變頻級送來的中頻信號再進行一次檢查，只讓465kHz的中頻信號通過，并送到三極管進行放大，然后將放大了的中頻信號再送到檢波器去檢波。 檢波器： 檢波器也稱解調器，它主要由二極管和濾波電容組成，主要作用是從人耳聽不見的中頻信號中檢出音頻信號。檢波

9、實質就是利用二極管的單向導電特性，切除已調幅中頻信號的正半周或負半周，然后經電容器濾除殘留的中頻分量取出含有直流分量的音頻信號，再送到低頻放大器中進行音頻放大。 自動增益控制電路（AGC）：晶體管收音機中使用的小功率高頻三極管都有這樣一個特性；當三極管靜態工作電流Ic在lmA以下時，三極管的值將隨著Ic的減小而減小。自動增益控制電路就是利用這一特性將檢波得到的音頻信號中的直流分量經電路處理后，去控制中頻放大器中三極管靜態工作點，使收音機在接收到強信號時中頻放大器中三極管靜態工作電流Ic減小，值下降。這樣中頻放大器對輸入的強信號放大量減小，檢波后輸出的音頻信號幅度不至過大；反之，收音機接收到弱信

10、號時，中頻放大器中三極管值上升，使檢波后輸出的音頻信號幅度不至減小。從而保證了收音機接收強弱電臺時檢波輸出的音頻信號幅度基本均勻。低頻放大電路：低頻放大器是放大音頻信號的放大器，它是由前置低放和功率放大電路組成。前置低放的主要作用是將檢波得到的微弱音頻信號進行放大，使之能向功率放大電路提供足夠的推動功率。功率放大電路的主要作用是將來自前置放大電路的音頻信號進行功率放大，然后推動喇叭發出聲音。如圖所示：3.3調頻收音機原理調頻（FM）收音機由輸入回路、高放回路、本振回路、混頻回路、中放回路、鑒頻回路和音頻功率放大器組成。信號與本地振蕩器產生的本振信號進行FM混頻，混頻后輸出。 FM混頻信號由FM

11、中頻回路進行選擇，提取以中頻10.7MHz為載波的調頻波。該中頻選擇回路由10.7MHz濾波器構成。中頻調制波經中放電路進行中頻放大，然后進行鑒頻得到音頻信號，經功率放大輸出，耦合到揚聲器，還原為聲音。輸入回路：輸入回路主要由磁棒、磁棒線圈和可變電容器組成。磁棒有聚集空間電磁波的功能，它將使磁棒上的線圈感應出許多不同頻率的電動勢(每一個頻率的電動勢都對應著一個廣播電臺信號)。若某一感應電動勢所對應的信號頻率等于磁棒線圈與可變電容器組成的串聯諧振頻率，則該頻率的信號將以最大電壓傳送給變頻級。高頻放大電路：高頻放大電路的主要作用是對高頻調頻信號進行放大，以提高調頻收音機的接收靈敏度。高頻放大電路一

12、般采用共基放大電路，這是因為共基電路的截止頻率高，適用于高頻率放大，并且共基電路的輸入阻抗低，容易與天線的阻抗相匹配。混頻和本振回路：變頻電路的作用是利用本機振蕩產生的頻率與外接收到的信號進行差頻把高頻調頻信號變換成固定的中頻信號輸出（FM的中頻為10.7MHz）。中頻放大電路：中頻放大電路主要由中頻變壓器(中周)和高頻三極管組成。其作用是把變頻級送來的中頻信號再進行一次檢查，只讓10.7MHz的中頻信號通過，并送到三極管進行放大，然后將放大了的中頻信號再送到限幅器。限幅器：限幅器的作用是把調頻波的幅度變化削去，以提高抗干擾能力。鑒頻器：鑒頻器的作用是把頻率的變化還原為幅度的變化，即把調頻波還

13、原成音頻信號。鑒頻過程分為兩步，先把等幅的調頻信號經線性變換電路轉換為幅度隨調頻信號的頻率變化規律而變化的調頻調幅信號，這時調頻信號的幅度變化就是解調所需的音頻信號，然后再用檢波器從調頻調幅波中把音頻信號解調出來。自動頻率控制電路（AFC）：AFC電路的作用是當本振頻在工作過程中發生漂移時，能自動地控制本地振頻率回到原來的正確頻率上，使調頻收音機處于最付佳狀態。低頻放大電路：低頻放大器是放大音頻信號的放大器，它是由前置低放和功率放大電路組成。前置低放的主要作用是將檢波得到的微弱音頻信號進行放大，使之能向功率放大電路提供足夠的推動功率。功率放大電路的主要作用是將來自前置放大電路的音頻信號進行功率

14、放大，然后推動喇叭發出聲音。如圖所示：3.4調頻收音機的基本工作原理介紹調頻波和調幅波的共同點都是將音頻信號去調制高頻信號。不同的是，調幅波是使音頻信號去調制高頻信號的“幅度”；而調頻波是使音頻信號去調制高頻信號的“頻率”，如上圖所示。調頻波的幅度不變，而頻率隨著音頻信號的規律變化，當音頻信號處在正半周時調頻波的頻率就高；當音頻處在負半周時，調頻波的頻率就低。因此，調頻波就是高頻信號的“頻率”隨著音頻變化的結果。采用調頻波的原因：首先，調頻波的抗干擾性強。傳播無線電波的空間是復雜的，除了我們所需要的電波外，還有各種各樣的干擾電波。這些干擾波和有用的信號混在一起，很難把它們分開，于是在調幅收音機

15、里就會聽到各式各樣的干擾雜聲，影響收音質量，尤其在靈敏度比較高的收音機中更加明顯。調頻波的抗干擾性比調幅波強得多，因此調頻收音機發出來的聲音比較清晰悅耳。這是因為電波干擾中，干擾的主要結果常是改變了信號的幅度，從而模糊了需要傳送的信號，調幅解決不了這個問題，采用調頻可以改善這種干擾情況，因為調頻是使音頻信號去調制載波的頻率，調頻收音機在接收時，可以放一個限幅器把干擾影響的幅度變化消去，而對頻率沒有影響，如圖所示：其次，調頻有較寬的頻帶。從上圖已經看到調頻波頻率的偏移（頻偏）隨音頻信號的變化而變化。當接收調頻波時，揚聲器的輸出信號只和調頻波的頻偏有關系，而與調頻波的幅度無關。一般調頻電臺所占有的

16、頻帶大約是150200kHz，這個數字是調幅所占頻帶的數十倍。調頻波頻帶寬是一個很大的特點，因為調幅收音機受到頻寬限制（主要受中頻頻寬限制），音頻信號的頻率局限于305000Hz，而調頻可擴大到3015000Hz，再加上抗干擾能力強，從而使傳遞音頻信號質量大大提高，電視伴音比調幅收音機聲音好聽得多，就是因為電視伴音采用了調頻的原因。3.5 超外差式調頻收音機原理下圖是超外差式調頻收音機框圖，因為調頻波是用超短波傳播的，所以高頻放大和本機振蕩的頻率都很高。由于調頻信號的頻率變化很大，一般最大可達150200kHz，所以中頻就要比調幅收音機的高得多，一般中頻都采用511MHz，我國現在一般電視接收

17、機伴音中頻都采用7MHz，調頻廣播接收機中頻為10.7MHz，調頻收音機收到調頻波后，經過混頻和中放，送到限幅器和鑒頻器。限幅器的作用是把調頻波的幅度變化削去，以提高抗干擾能力。鑒頻器的作用是把頻率的變化還原為幅度的變化，即把調頻波還原成音頻信號。因此它又稱為調頻檢波器。從鑒頻器輸出的音頻信號就可以利用低頻放大器放大，推動揚聲器供我們收聽了。由于調頻收音機和調幅收音機有很多部分是相同的，所以在一般超外差式調幅收音機里增加一部分電路后便可以裝成調頻調幅兩用收音機了。3.6超外差收音機的調整3.6.1 調中頻即是調中頻調諧回路。中放電路是決定收音電路的靈敏度和選擇性的關鍵所在，它的性能優劣決定了整

18、機性能的好壞。調整中頻變壓器，使之諧振在AM/465kHz（或FM/10.7MHz）頻率，這是中放電路調整的任務。3.6.2 調覆蓋即是調本振諧振回路。超外差收音機電路接收信號的頻率范圍與機殼刻度上的頻率標志應一致，所以，要進行校準調整，也叫調覆蓋。在超外差收音機中，決定接收頻率的是本機振蕩頻率與中頻頻率的差值，而不是輸入回路的頻率，因此，調覆蓋實質是調本振頻率和中頻頻率之差。因此調覆蓋即調整本振回路，使它比收音機頻率刻度盤的指示頻率高AM/465kHz（或FM/10.7MHz）。在本振電路中，改變振蕩線圈的電感值（即調節磁芯）可以較為明顯地改變低頻端的振蕩頻率（但對高頻端也有影響）。改變振蕩

19、微調電容的電容量，可以明顯地改變高頻端的振蕩頻率。3.6.3 統調即是調輸入回路。統調又稱為調整靈敏度，本振頻率與中頻頻率確定了接收的外來信號頻率，輸入回路與外來信號的頻率的諧振與否，決定超外差收音機的靈敏度和選擇性（即選臺功能），因此，調整輸入回路使它與外來信號頻率諧振，可以使收音機靈敏度高，選擇性較好。調整輸入回路的選擇性也稱為調補償或調跟蹤，但是在外差式收音電路中，調整輸入諧振回路的選擇性會影響靈敏度，因此，調整諧振回路的諧振頻率主要是調整靈敏度，使整機各波段的調諧點一致。調整時，低端調輸入回路線圈在磁棒上的位置，高端調天線的微調電容。3.7原理框圖四、單元電路設計與仿真4.1低頻及功率

20、放大電路的仿真4.1.1低頻及功率放大部分的電路圖 4.1.2低頻及功率放電路的仿真4.2中放-檢波電路部分4.2.1中放-檢波電路部分的電路圖4.2.2中放-檢波電路的仿真波形圖說明：上圖為中放-檢波電路的輸入部分仿真波形圖，輸入信號經中放后明顯放大。將放大后的波形輸入檢波電路，進行檢波處理。說明：上圖為上圖為中放-檢波電路的檢波輸出部分仿真波形圖，信號將檢波處理后輸出低頻的音頻信號。4.3混頻電路部分4.3.1混頻電路部分的電路圖4.3.2混頻電路的仿真波形圖說明：從天線接收到得高頻信號通過輸入電路與收音機的本機振蕩頻率（我國的標準為465kHZ）輸入混頻器，混頻器輸出的中頻。 電壓已經到

21、達5V左右，足以供天線使用。五、硬件安裝與調試首先用萬用表l00mA電流檔(其它檔也行只要50mA檔即可)的正負表筆分別跨接在地和K的GB之間，這時的讀數應在1015mA左右這時打開電源開關K，并將音量開至最大，再細調雙聯，這時應收得到廣播電臺。若還收不到應檢查有沒有元件裝錯；印刷電路板有沒有短距或開路；有沒有焊接質量不高而導致短路或開路等。排除故障后找一臺標準的調頻收音機，分別在低端和高端收一個電臺，并調整被調收音機L4的松緊度，使被調收音機能收到這兩個電臺，那么這臺被調收音機的頻率覆蓋就調好了。如果在低端收不到這個電臺，說明應減少M的匝數。在高端收不到這個電臺，說明應增加L4的匝數。直至這兩個電臺都能收到為止。調整時注意用無感起子或牙牙、牙刷柄(處理后)拔動L4的松緊度。當L4拔松時，這時的頻率就增高，反之則降低注意調整前請將頻率指示牌貼好，使整個圓弧數值都能在前蓋的小孔內看得見(旋轉調臺拔盤) 六、設計總結經過兩周的不懈努力，我終于完成了調頻、調幅收音機的課程設計。開始實驗時，先熟悉了一下實驗器件，之后在一些舊的電路板上練習了一會焊接，接著就開始在電路板上安裝器件了，等我把所有器件都安裝在實驗電路板上后，才發現這樣就很難再焊接了（因為焊接是個精細活，一不小心就會焊壞的，等把所有