收音機(jī)的工作原理

發(fā)布時(shí)間:2023-11-10
1、概述
收音機(jī)是接收無(wú)線電廣播發(fā)送的信號(hào),并將其還原成聲音的機(jī)器,根據(jù)無(wú)線電廣播的種類不同,即調(diào)幅廣播(am)和調(diào)頻廣播(fm),接收信號(hào)的收音機(jī)的種類亦不同,即調(diào)頻收音機(jī)和調(diào)幅收音機(jī)。
有的接收音機(jī)既能接收調(diào)幅廣播,又能接收調(diào)頻廣播,稱為調(diào)幅調(diào)頻收音機(jī)。
2、調(diào)幅收音機(jī)的構(gòu)成
調(diào)幅收音機(jī)的基本功能就是把空中的無(wú)線電波轉(zhuǎn)變成高頻電信號(hào),這一功能由接收天線來(lái)實(shí)現(xiàn)。然后解頻,即把調(diào)制在高頻載波上的音頻信號(hào)從已調(diào)幅高頻信號(hào)上卸下來(lái),亦常稱檢波,實(shí)現(xiàn)這一功能的電路叫檢波器。最后,用檢波出來(lái)的音頻信號(hào)來(lái)推動(dòng)揚(yáng)聲器或耳機(jī),即聲音恢復(fù)。
收音機(jī)的分類方法很多,依其電路程式可分為直接檢波式,高放式和超外差式。以通道分,有單通道調(diào)幅收音機(jī)和立體聲調(diào)幅收音機(jī)。
直接檢波式和高放式收音機(jī)因其靈敏度低,音質(zhì)差,已基本不再生產(chǎn)和使用,現(xiàn)在用的調(diào)幅收音機(jī)基本上都是超外差式。故這兒只介紹超外差式調(diào)幅收音機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理。
(1)超外差式收音機(jī)的結(jié)構(gòu)
超外差式收音機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1示:
高頻部分 中頻部分 檢波部分 低頻部分 揚(yáng)聲器
圖 1
超外差式收音機(jī)機(jī)主要由輸入調(diào)諧電路、混頻電路、中放電路、檢波電路、前置低放、功率放大電路和喇叭或耳機(jī)組成。
(2) 工作原理
由輸入電路,即選擇電路,或稱調(diào)諧電路把空中許多無(wú)線廣播電臺(tái)發(fā)出的信號(hào)選擇其中的一個(gè),送給變頻級(jí)中的混頻電路。
混頻將輸入電路送來(lái)的已調(diào)幅調(diào)信號(hào)變?yōu)橹蓄l調(diào)幅信號(hào),而他們所攜帶的信號(hào)是不變的,即調(diào)幅信號(hào)的頻率變?yōu)橹蓄l,但其幅值變化規(guī)律不改變。不管輸入的高頻信號(hào)的頻率如何,混頻后的頻率是固定的,我國(guó)規(guī)定為465千赫。
中放將中頻調(diào)幅信號(hào)放大到檢波器所要求的大小。由檢波器將中頻調(diào)幅信號(hào)所攜帶的音頻信號(hào)取下來(lái),送給前置低放。
前置低放將檢波出來(lái)的音頻信號(hào)進(jìn)行電壓放大。再由功放將音頻信號(hào)放大,放大到其功率能夠推動(dòng)揚(yáng)聲器或耳機(jī)的水平,揚(yáng)聲器或耳機(jī)將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槁曇簟?br> 3、超外差式晶體管收音機(jī)工作原理分析:
八管超外差式晶體管收音機(jī)原理圖見(jiàn)附圖1。
(1) 輸入調(diào)諧回路
輸入調(diào)諧回路也稱為天線輸入回路,t1是中波段輸入調(diào)諧回路高頻變壓器,高頻變壓器分初級(jí)線圈和次級(jí)線圈,均繞在磁棒上,c1.1是雙連可變電容器的調(diào)諧連,c1.2是補(bǔ)償電容,補(bǔ)償電容采用小型半可變電容器,調(diào)整其電容量,可以使輸入回路和振
蕩回路的高端頻率同步,從而提高頻率高端的靈敏度。
c1.1與t1的初級(jí)線圈組成串聯(lián)諧振回路,c1.1的容量從大到小,可使諧振頻率從最低的535千赫到最高的1605千赫范圍內(nèi)連續(xù)變化。當(dāng)外來(lái)信號(hào)的某一電臺(tái)頻率的信號(hào)與諧振頻率一致時(shí),調(diào)諧電路發(fā)生諧振,這時(shí)t1初級(jí)線圈兩端某一電臺(tái)頻率的信號(hào)電壓最高,并同時(shí)衰減了其他頻率信號(hào),達(dá)到了選臺(tái)的目的。
t1的初級(jí)還與次級(jí)線圈組成高頻變壓器,將調(diào)諧電路選出的信號(hào)電壓,通過(guò)次級(jí)耦合到下一級(jí)。
(2) 變頻級(jí)電路
變頻級(jí)的任務(wù)是把調(diào)諧回路選出來(lái)的某種頻率的高頻信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)固定的465
千赫中頻信號(hào),然后把載有音頻信號(hào)的465千赫中頻信號(hào)耦合到中放級(jí)。為完成變頻
級(jí)的任務(wù),變頻級(jí)電路必須具備兩部分電路:
● 本機(jī)振蕩電路; ● 混頻電路。
用一只晶體管完成本機(jī)振蕩和混頻兩個(gè)任務(wù)的電路稱為變頻電路。外來(lái)的高頻調(diào)幅信號(hào)經(jīng)t1次級(jí)線圈耦合到v1管的基極和發(fā)射極回路中,而從集電極和發(fā)射極回路輸出。本機(jī)振蕩回路的高頻信號(hào)加在v1管的發(fā)射極和基極回路中,而從集電極和基極回路輸出。結(jié)果,在v1管的集電極電流中包含外來(lái)信號(hào)和本機(jī)振蕩兩種頻率。當(dāng)這兩種不同頻率的信號(hào)在同一時(shí)刻從基極和發(fā)射極進(jìn)入三極管的輸入回路以后,就會(huì)在集電極中輸出f振、f振+f外、f振-f外、f外-f振 、f外……等多種頻率的混合信號(hào)。 其中f振 - f外 =465千赫,正是中放級(jí)所需要的中頻信號(hào)。
為了選擇出465千赫的中頻信號(hào),并同時(shí)衰減集電極的其他頻率信號(hào),在集電極回路中并聯(lián)了由第一中頻變壓器t3的初級(jí)線圈和電容組成的諧振電路,電路諧振于465千赫,此時(shí),中頻變壓器初級(jí)線圈兩端阻抗很大,使集電極輸出的465千赫的電流轉(zhuǎn)換成很高的諧振電壓,耦合到t3的次級(jí)。對(duì)于其他頻率,由于他們的諧振阻抗極低,幾乎沒(méi)有電壓耦合到次級(jí),達(dá)到了選頻的目的。
(3) 中頻放大電路
采用兩級(jí)單調(diào)諧中頻放大電路,v3是第一級(jí)中放管,v4是第二級(jí)中放管,兩管組成兩級(jí)共發(fā)射極放大電路。放大465千赫的中頻信號(hào)。t3是第一中頻變壓器,通常稱為中周,t4、t5分別為第二中周和第三中周。上述三個(gè)中周的作用有四點(diǎn):
a、中周內(nèi)的線圈初級(jí)與電容組成諧振回路,選擇465千赫的中頻信號(hào),并衰其他頻率的信號(hào);b、隔直流,使各級(jí)晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)獨(dú)立;c、轉(zhuǎn)換阻抗,在前后級(jí)的輸出與輸入回路之間進(jìn)行阻抗匹配;d、傳遞中頻信號(hào)。
每一級(jí)的中周的參數(shù)和性能有所不同:第一級(jí)中周主要考慮選擇性;第二級(jí)中周兼顧通頻帶的寬度和選擇性;第三級(jí)中周兼顧通頻帶的寬度和增益。并且各中周的變壓比、抽頭數(shù)不一樣。
中頻信號(hào)在中頻級(jí)經(jīng)過(guò)兩次放大,并經(jīng)過(guò)四個(gè)中頻諧振回路的選擇??梢哉f(shuō),超外差式晶體管收音機(jī)整機(jī)的靈敏度和選擇性決定于中頻級(jí)。
(4) 檢波級(jí)電路
檢波級(jí)的任務(wù)是把所需要的低頻信號(hào)從中頻信號(hào)中取出來(lái),并耦合到低頻放大級(jí)去。v5三極管作為二極管用,r9為檢波濾波電阻,c9、c6為檢波濾波電容,rp為音量電位器,r6是自動(dòng)增益控制電路中的濾波電阻。
中放級(jí)輸出的465千赫的中頻信號(hào),經(jīng)t5耦合到v5,由于二極管的單相導(dǎo)電性,把中頻信號(hào)負(fù)半波去掉,變成正半周的中頻脈動(dòng)直流信號(hào)。實(shí)驗(yàn)證明,中頻脈動(dòng)直流信號(hào)中包括如下三種成分:中頻等幅成分、音頻成分、直流成分。
c8、c9和r9組成的π型濾波電路。由于c8、c9對(duì)中頻的容抗很小,對(duì)音頻的容抗較大,對(duì)直流的容抗無(wú)限大,同時(shí),r9對(duì)中頻、音頻、直流成分的分壓一視同仁。因此經(jīng)過(guò)π型濾波后,中頻成分被慮掉,大部分的音頻信號(hào)加在電位器rp上,形成音頻電壓,經(jīng)c12耦合到低頻放大級(jí)。
(5) 自動(dòng)增益控制電路(agc電路):
自動(dòng)增益控制電路(簡(jiǎn)稱agc電路)的作用是為了使收音機(jī)在接收強(qiáng)弱不同的信號(hào)時(shí)都能收聽(tīng)到同樣的音量,即使信號(hào)的強(qiáng)弱變化較大,也能大體維持一定音量不變。
自動(dòng)增益控制的工作原理是利用了檢波輸出的音頻脈動(dòng)直流成分通過(guò)電阻r6控制v3發(fā)射結(jié)正向電壓的大小,從而改變v3的增益,agc電路實(shí)際上上起了一種負(fù)反饋的作用(電壓并聯(lián)負(fù)反饋)。
(6) 低頻放大電路:
低頻放大電路是v6、v7管等元件組成兩級(jí)共發(fā)射極放大電路,檢波器負(fù)載rp取得的音頻信號(hào)電壓經(jīng)c12耦合到v4管的基極,放大后從集電極輸出,經(jīng)c13耦合到v7管的基極。功率放大器的輸入變壓器t6的初級(jí)是v7管的集電極負(fù)載。
(7) 推挽功率放大電路:
功率放大的主要任務(wù)是將末前級(jí)送來(lái)的音頻交流信號(hào)放大到足夠大的功率輸出,從而推動(dòng)喇叭發(fā)音。電路中v9、v10兩只低頻功率三極管與輸入輸出變壓器組成推挽功率放大電路。對(duì)于npn型晶體管v9、v10來(lái)說(shuō),推挽放大就是輪流地分別放大t6次級(jí)輸出正半周信號(hào)。由于輸出變壓器t7初級(jí)兩端反相,因而t7次級(jí)得到一個(gè)完整的音頻信號(hào)。r16是兩管的上偏流電阻,v8是兩管的下偏流二極管,上述器件給兩功放管提供偏置。c15、c14分別為v10、v9的負(fù)反饋電容,可以減少嘯叫和噪音,改善音質(zhì)。
4、調(diào)頻收音機(jī)的構(gòu)成和工作原理
調(diào)頻收音機(jī)的最基本功能和調(diào)幅式收音機(jī)較相似。在調(diào)頻式收音機(jī)中解調(diào)功能由鑒頻器(也叫頻率解調(diào)器或頻率檢波器)來(lái)完成,是將調(diào)頻信號(hào)頻率的變化還原為音頻信號(hào),其它功能的電路和調(diào)幅收音機(jī)中的一樣。
調(diào)頻收音機(jī)依電路程式來(lái)分,可分為直接放大和超外差式兩種;依接收信號(hào)和種類來(lái)分,有單聲道調(diào)頻收音機(jī)和調(diào)頻立體聲收音機(jī)(見(jiàn)圖2、圖3)。
圖2
圖3
單聲道調(diào)頻收音機(jī)由輸入電路、高頻放大電路、混頻電路、中頻放大電路、鑒頻器、低頻放大電路和喇叭或耳機(jī)組成。調(diào)頻立體聲收音機(jī)的結(jié)構(gòu)和單聲道調(diào)頻收音機(jī)結(jié)構(gòu)的區(qū)別就在于鑒頻器后加一個(gè)立體聲解調(diào)器,分出兩個(gè)音頻通道,來(lái)推動(dòng)兩個(gè)喇叭,形成立體聲音。
調(diào)頻收音機(jī)電路比調(diào)幅收音機(jī)電路多出一個(gè)高頻放大電路,其功能是將輸入電路送來(lái)的信號(hào)放大到混頻所需要的大小。
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