湖南財工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院機電工程系畢業(yè)設(shè)計說明書課題名稱超外差音式收音機制作學生姓名于季民學生學號6011230101所屬系部機電工程系所學專業(yè)電氣自動化所在班級12電氣1班指導老師鄒德龍起止時間2015年3月至7月湖南財經(jīng)工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院教務(wù)處制目錄TOC\o"1-3"\h\u23126摘要 III2524ABSTRACT IV11910前言292521.課題背景 1285522.超外差收音機的優(yōu)勢 1177171.超外差式收音機原理99711.1超外差式收音機原理圖 3142971.2輸入回路 319061.3變頻電路 4317691.4OCL功率放大電路 5208432元器件參數(shù)與選擇2.117287元件清單 7238543焊接與調(diào)試121493.1焊接步驟和注意事項 8318543.2調(diào)試方法及過程 9126113.2.1音頻部分調(diào)試 11314893.2.2接收部分調(diào)試 157467總結(jié) 247467致謝 253187參考文獻 26摘要超外差式收音機是指輸入信號和本機振蕩信號產(chǎn)生一個固定中頻信號的過程。如果把收音機收到的廣播電臺的高頻信號，都變換為一個固定的中頻載波頻率（僅是載波頻率發(fā)生改變，而其信號包絡(luò)仍然和原高頻信號包絡(luò)一樣），然后再對此固定的中頻進行放大，檢波，再加上低放級，功放級，就成了超外差式收音機。關(guān)鍵詞：檢波；功放級；振蕩；OCL；放大；NPN前言1.課題背景人類自從發(fā)現(xiàn)能利用電波傳遞信息以來，就不斷研究出不同的方法來增加通信的可靠性通信的距離、設(shè)備的微形化、省電化、輕巧化等。接收信息所用的接收機，俗稱為收音機。1947年，美國貝爾實驗室發(fā)明了世界上第一個晶體管，從此以后，開始了收音機的晶體管時代。并且逐步結(jié)束了以礦石收音機、電子管收音機為代表的收音機的初級階段。1956年，西德西門子公司研制成了超高頻晶體管，為調(diào)頻晶體管收音機創(chuàng)造了必要的條件。1959年，日本索尼公司生產(chǎn)了第一代調(diào)頻晶體管收音機。1961年，美國研制了集成電路。隨后，1966年，日本利用這一技術(shù)設(shè)計了世界上第一臺集成電路收音機，開始了收音機工業(yè)的又一場技術(shù)革命，從此收音機向著小型化、系列化、集成化、低功耗、多功能的方向發(fā)展。2.超外差收音機的優(yōu)勢簡單收音機為了提高靈敏度指標增加了高放級，但高放級級數(shù)的增加是有限度的，如果為了提高靈敏度而加多高放級，則不但統(tǒng)調(diào)困難，更易發(fā)生寄生振蕩。因而只能在改進收音機的電路上想辦法，把這些分散在各波段的電臺，在收音機里變成一個預(yù)定的頻率，這樣，就能很好地加以放大了。1.超外差式收音機原理1.1輸入回路收音機輸入回路的任務(wù)是接收廣播電臺發(fā)射的無線電波，并從中選擇出所需電臺信號。輸入回路是由收音機內(nèi)部的磁棒天線線圈與調(diào)臺旋鈕相連的可變電容構(gòu)成的LC調(diào)諧電路，調(diào)節(jié)可變電容C可使LC的固有頻率等于電臺頻率，產(chǎn)生諧振，以選擇不同頻率的電臺信號。再耦合到下一級變頻級。（如圖1-1）LC并聯(lián)諧振回路圖1-1輸入回路電路圖1.2變頻電路變頻電路中有兩個輸入信號，載波頻率為fs的高頻信號和頻率為fr的本振信號，作用是將fsc高頻已調(diào)信號不失真的變化為載波頻率為fi的中頻已調(diào)信號。其中fi為接收機的中間頻率，fi=fr-fs。在我國調(diào)幅廣播接收機的中頻為465KHZ。變頻電路由Q1,T2,T5,R1,R3,C1等組成的自激式變頻電路,其電原理圖（如圖1-2）變頻電路三極管中其靜態(tài)工作電流不能過小或過大，IC過大噪聲大，增益又與IC有關(guān)，選擇靜態(tài)工作電流為0.5mA。發(fā)射極電流為0.5mA,Q1發(fā)射極電阻R3應(yīng)選用1K，調(diào)節(jié)電阻R1的大小，IC與三極管算出Ib然后算出理論R1值。最后經(jīng)過調(diào)試確定R1的阻值。1.3OCL功率放大電路OCL功率放大器是一種直接耦合的功率放大器，它具有頻響寬、保真度高、動態(tài)特性好及易于集成化等特點。性能優(yōu)良的集成功率放大器給電子電路功放級的調(diào)試帶來了極大的方便。集成功率放大電路具有輸出功率大、外圍元件少、使用方便等優(yōu)點，因此在收音機、電視機、擴音器、伺服放大電路中得到了廣泛的應(yīng)用Q5和Q7用于電壓放大，Q8和Q9用于電流放大。圖1-2OCL功率放大電路2.元件清單2.1元件清單序號名稱型號規(guī)格位號數(shù)量1三級管9018Q1,Q，Q3,Q44支2三級管9012Q5，Q6，Q93支3三級管9013Q7，Q82支6揚聲器58mmBL1個7電阻820k歐R1r2支8電阻5.6k歐4.7k歐2k歐R16各1支9電阻51歐62歐82歐150歐R4R7R10R5各1支10電阻33K歐20K歐640K歐R15R11R2各1支11電位器4.7K（帶開關(guān)插腳式）RP1支12電解電容4.7,10,100C14C12C各1支13電解電容22ufC151支14瓷片電容103C21支15瓷片電容223C1C4C7支16收音機前后蓋各1個17印刷電路板1塊18電池正負極簧片1套19連接導線4根20自攻螺絲2*5mm1粒3焊接與調(diào)試3.1焊接步驟和注意事項準備工作:先用萬用表將電阻挨個測量，發(fā)現(xiàn)誤差都在百分之1以內(nèi)，三極管也測量無誤。將器件插在紙上，標好參數(shù)，便于查找。收音機元器件安裝，主要利用焊錫，起到固定零件而且保證可靠的通路，焊接質(zhì)量好壞，將直接影響收音機質(zhì)量。烙鐵是焊接的主要工具，此次選用30W的電烙鐵。焊接時首先出去元器件上的贓物，再次出去焊頭上的贓物，并稍微上點錫。焊點平滑有光澤最為理想，無須過多焊接。焊接時將烙鐵頭部倒角磨光，以防止焊接時毛刺將印刷電路板焊盤損壞。拿到收音機組建后，先與原件清單核對，核對無誤后觀察各器件的安裝位置，確定各器件的焊接順序。焊接前要看清電阻阻值的大小，并用萬用表校核。電容，三極管要看清極性。一旦焊錯要小心的用烙鐵加熱然后取下重焊。撥下動作要輕，避免焊盤脫落。電阻的讀數(shù)方向要一直。色環(huán)不清楚是要用萬用表測定阻值后再裝。上螺絲、螺母是要用力要合適，不可用力太大。動手焊之前用萬用表將元器件測量一下，做到心中有數(shù)，安裝時先安裝低矮和耐熱的元件（如電阻），然后再裝大一點的元件，最后裝怕熱的元件（如三極管）。安裝貼片元器件時，要先將錫少量焊在一處焊盤，用鑷子將貼片元器件擺好，先焊有錫一側(cè)，固定再焊另一側(cè)。插針的元器件要安裝在反面，高度要適中。焊接電解電容時要求緊貼電路板，但是有些電容長度較高，在反過來焊接時不穩(wěn)，容易歪掉或者不緊貼電路板。后來找了一塊泡沫板墊在下面，將其他器件墊高，這樣反過來也能讓電路板平放，焊接較為方便。焊接完畢，仔細檢查電路是否有虛焊、假焊和短路的地方。電阻是否有阻值接錯的，電容、二極管師傅有正負極反了的，三極管e、b、c腳接對了沒有，中周的型號是否有誤等。逐步分析，發(fā)現(xiàn)錯誤及時糾正，以避免通電后燒壞元件。3.2調(diào)試方法及過程3.2.1音頻部分調(diào)試為了焊接方便，調(diào)試過程先從音頻部分調(diào)試，所以先焊接后面音頻部分。圖3.2.1-1為音頻部分圖3.2.1-1音頻部分首先焊接三極管Q10和Q11，接通電源，將數(shù)字萬用表串接在電路中，紅表筆接電源正，黑表筆接電路中的正極，觀察電流表示數(shù)。若電流表示數(shù)為零，說明整個電路為斷路；若電流表示數(shù)很小，說明整個電路為通路；若電流表示數(shù)很大，說明整個電路為短路。由于整個電路只焊接了兩個三極管，沒有基極電壓，所以這兩個三極管都是斷路狀態(tài)，整個電路為斷路，萬用表示數(shù)應(yīng)為零。若不為零，說明整個電路存在問題，根據(jù)上面理論找出問題所在，一步一步排除故障，直到整個電流表示數(shù)為零。先將三極管看清極性焊好，焊好除R16，R18之外的其余元器件。用萬用表，接一個外接電阻分別測I1和I2的電流是否符合理論值。符合后焊接上兩個電阻，調(diào)整R16的電阻阻值，使得A點的電壓為0V。I2電流為0.5MA左右，電壓3V，所以選擇R12與R13和為6kΩ左右，根據(jù)已有電阻，R12選擇5.6kΩ。R13選擇200Ω。因為放大倍數(shù)為20倍左右，所以根據(jù)已有電阻，R19選擇為了4.7K。R11上的電流遠小于I2上的電流去0.1mA,使用R11和R15的電流。剛開始二極管壓降以為是0.55V，選的R14為200Ω。后來經(jīng)過測量D4和D5的壓降為1.36V，所以每個的壓降為0.68v，R14為一個三極管上的壓降，找不到合適的電阻，后來將兩個680Ω的貼片電阻并聯(lián)，焊接在電路板上I1的電流為2mA。根據(jù)R18的壓降和三極管Q7的壓降，知道R16的壓降。將電路接通，電源部分用四節(jié)干電池串聯(lián)，+3V接正極-3V接負極，將接地線接在四節(jié)干電池中間。接通電源用萬用表測量測量I1和I2的電流，保證電路沒問題，之后用萬用表測量A點電壓。通過對R16電阻的改變，最終將A點的電壓調(diào)整在0.2V左右，R16最終確定在2k左右，基本符合。調(diào)節(jié)T2，T3，T4三個中周到465。調(diào)節(jié)覆蓋范圍在520到1610KHZ之間。調(diào)試完之后，測試音頻部分是否能發(fā)聲，將耳機線接在C14，一端接地，將插上播放器，喇叭將會發(fā)聲。3.2.2接收部分調(diào)試如圖3.2.2-2接受部分調(diào)試天線線圈：磁性天線是用來接收電磁波的。它是由一個鐵氧體磁棒和線圍繞組組成，對電磁波的吸收能力很強。磁力線通過它就好象很多棉紗線被一個鐵箍束得很緊一樣。因此，在線圈繞組內(nèi)能夠感應(yīng)出比較高的高頻電壓，所以磁性天線兼有放大高頻傳號的作用。此外，磁性天線還有較強的方向性，能夠提高收音機的抗干擾能力。在線圈制作中，要求繞制圈數(shù)準確，與電路要求的數(shù)據(jù)嚴格相符，這樣才能使輸入電路的阻抗匹配。繞制時，線圈應(yīng)緊貼磁棒，但繞成后的整個線圈應(yīng)能在磁棒上移動。首先在磁棒上夾上數(shù)根細漆包線以使準備繞制的紙筒內(nèi)徑比磁棒外徑稍大，用較厚的牛皮紙包兩層，用膠水粘好，成一紙筒，作為線圈骨架。繞線圈時，留出一段引出線頭后，就開始向磁棒上繞。繞第一圈時，用一個黃蠟綢(或牛皮紙)小條夾住，再繼續(xù)往下繞，并壓住小條。5-7繞圍后，將小條拉緊，多余的尾巴剪去，這樣線圈的引出頭便固定住了。然后再繼續(xù)繞下去。繞時要注意把導線略向后拉緊，使各線匝間貼緊。繞到結(jié)尾前5-7圈時，預(yù)先放一個如上的對折小黃蠟綢條，用最后幾圈壓住。繞到最后一圈時，留出適當長度的引出線頭，并穿過綢條的圈套，拉緊綢條，固定住線頭，至此，一個線圈便繞好了。如遇到要抽頭，可同樣放一個小黃蠟綢條，但須在圈套頂端中央剪一小孔，把抽頭處的繞線絞合成一段適當長度，使它穿過小孔穿出作為抽頭，繞幾圈后拉緊小條，抽頭便固定住了。假如繞制的線圈圈數(shù)很少，只有幾圈，可以把黃蠟綢條折兩次，并壓在線匝下，形成倆個圈套，待繞好線圈，將兩端的引線分別穿入兩頭的圈套，再將小條兩尾端向兩邊微微拉緊，使線頭固定，剪去多余的尾巴即妥。線圈繞成后，抽掉用于擴張內(nèi)徑的漆包線，整個線圈便能左右在磁棒上自由移動而又不致于空隙過大。為了增加紙筒的防潮和線圈的絕緣強度，必須進行涂復處理，把繞好的線圈連同紙簡全部用烙鐵燙上一層蠟(地蠟、石蠟和蜂蠟均可)，待冷凝后，把線頭用火柴稍微燒一下，或直接用烙鐵粘上焊錫靠烙鐵本身的熱量去掉漆皮后上錫。磁性天線的制作就告結(jié)束。前半部分需要先調(diào)試各部分電流達到合適電流范圍。主要是三極管Q1選用9018靜態(tài)工作電流為0.5mA，所以經(jīng)過R3的電流為0.5mA左右，通過對R1的調(diào)節(jié)使電流在所需要范圍內(nèi)，最終R1為820k.同理Q29018三極管的靜態(tài)工作電流也是0.5mA，所以經(jīng)過R5的電流為0.5mA左右，通過對r的調(diào)節(jié)，最終確定r的電阻也為820k。因為三極管Q3輸出信號進入音頻放大區(qū)，所以這一級放大倍數(shù)需要加大，發(fā)射極電流在0.8-1mA左右，經(jīng)過R7的電流為0.8到1mA左右，通過調(diào)節(jié)R2最終確定R2為640K。經(jīng)過R9的電流很小，R9為RCπ型濾波器，不需要很大所以取680歐。中周為單調(diào)諧中頻變壓器，直接調(diào)諧磁冒可達到調(diào)諧的目的。一般中周多為出廠前調(diào)好。諧振回路可在一定范圍內(nèi)微調(diào)，以使接入電路后能達到穩(wěn)定的諧振頻率（465kHz）。盡管幾個中周都是465千赫，但是它們是配套的，因為它們各自特性不同，線圈繞制數(shù)據(jù)不同。（具體安裝可從中周頂部的顏色區(qū)分或咨詢），因此不可以互換，否則選擇性和靈敏度都會變差，甚至不能收音。首先確定好收音機所能收到的最低頻率520KHz，將雙連電容器旋鈕旋到最小端，用高頻信號發(fā)生器發(fā)出520KHz的高頻信號，信號器的紅頭夾住一個導線，作為信號增強。使用塑料螺絲刀調(diào)節(jié)第一個紅色中軸，使其能夠接收到520KHz的高頻信號。接收到了喇叭會發(fā)出，連續(xù)的“之”音。然后將雙連電容的旋鈕旋到最大端，將高頻信號發(fā)生器發(fā)出1610KHz的高頻信號，注意調(diào)節(jié)高頻信號發(fā)生器上的檔位，應(yīng)為C檔，頻率范圍為0.9MHz-3MHz之間?？偨Y(jié)時光荏苒，大學生活即將結(jié)束．回顧大學時間里的學習、生活和工作，有成功的汗水，也有失敗的辛酸，正是有了這些在大學里的歷練，才讓我在走向競爭激烈的社會的時候有著以往不能比擬的自信畢業(yè)設(shè)計接近尾聲，通過這次畢業(yè)設(shè)計真的讓自己收獲很多，讓我真正的從理論到實踐的跨越。從當初從網(wǎng)上查資料，到真真正正做出的實物，這中間真的很多值得回味的地方。這次設(shè)計，從選題到實現(xiàn)，通過自己的努力去完成，從剛開始不知從何入手，查貼片三極管就感覺很不好找，到后來慢慢開始一步一步做下去，現(xiàn)在想想真的是萬事開頭難，開始后一步一步的，通過自己努力，從各種網(wǎng)上資料，做出原理圖，多次請教老師，改進原理圖。在就后來同學們一起研究PCB圖，各種修改，重新再畫，不知畫了多少PCB和原理圖，終于讓自己的圖成形。在畫原理圖的時候，也讓我感受到當年學的模電和高頻兩門課程的重要性，也通過一段時間學會了軟件的應(yīng)用，像老師說的這也是一門技能。后來的調(diào)試整個過程，從需求到邊設(shè)計，真真切切的感覺到規(guī)范，認真是多么重要，前面原理圖不認真，PCB畫起來就困難，如果前面不規(guī)范，相差一點，到后面調(diào)試的過程就很難，想多加一個或少加一個元件，真的很麻煩。不過這次設(shè)計中，好多知識真的是現(xiàn)學現(xiàn)用，感覺以后的工作也會這樣，做一件事必須認真，一步一步完成，才能真正的完成。四年的鍛煉，給我僅是初步的經(jīng)驗積累，對于面對未來，邁向社會的我來說是遠遠不夠的。因此，面對過去，我無怨無悔，來到這里是一種明智的選擇；面對現(xiàn)在，我努力拼搏；面對將來，我期待更多的挑戰(zhàn)。戰(zhàn)勝困難，抓住每一個機遇，相信自己一定會演繹出精彩的一幕。作為一名2012年大學應(yīng)屆畢業(yè)生，我所擁有的是年輕和知識。年輕也許意味著欠缺經(jīng)驗，但是年輕也意味著熱情和活力，我自信能憑自己的能力和學識在畢業(yè)以后的工作和生活中克服各種困難，用自己的學習能力和分析處理問題的協(xié)調(diào),不斷實現(xiàn)自我的人生價值和追求的目標。致謝將近三個月的時間終于將畢業(yè)設(shè)計做完，在此次實物設(shè)計中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在老師和同學的幫助下度過了。在我們還不懂畢業(yè)設(shè)計干什么的時候?qū)m老師，一步一步帶我們開始，萬事開頭難的感覺很真實，但在老師的帶領(lǐng)下，我們很快就