对简易收音机的改良

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对简易收音机的改良的科技论文
【摘要】 随着科学技术的发展，收音机的应用十分广泛，尤其消费类占有相当的市场， 本文以简易收音机为基础，对于简易收音机进行改良，包括 FM 自动搜索，以及简易收音机 与超外差式收音机的对比与改良。本课程设计是运用 TDA7088 芯片来实现接收调频信号的 功能。 【关键词】改良；FM 搜索；收音机 引言 目前调频式或调幅式收音机，一般都采用超外差式，它具有灵敏度高、工作稳定、 选择性好及失真度小等优点。 广播节目的声波，经过电声器件转换成声频电信号，并由声频放大器放大，振荡 器产生高频等幅振荡信号； 调制器使高频等幅振荡信号被声频信号所调制； 已调制的高 频振荡信号经放大后送入发射天线， 转换成无线电波辐射出去。 收音机的接收天线收到 空中的电波；调谐电路选中所需频率的信号；检波器将高频信号还原成声频信号(即解 调)；解调后得到的声频信号再经过放大获得足够的推动功率；最后经过电声转换还原 出广播内容。无线电通信的发送和接收可概括为互为相反的三个方面的转换过程，即： 传送信息、低频信号、低频信号、高频信号、高频信号、电磁波。 一、 简易收音机 图 1-1 中 LC 谐振回路是收音机输入回路，改变电容 C 使谐振回路固有频率与无线电发 射频率相同，从而引起电磁共振，谐振回路两端电压 VAB 最大，将该电波接收下来。经高频 放大电路放大后，通过由二极管 D 和滤波电容 C1 构成的检波电路，将调幅信号包络解调下 来，得到调制前的音频信号，再将音频信号进行低频放大，送到喇叭，就完全还原成可闻的 声波信号。
图 1—1 最简单的收音机组成框图
这就是最简 AM 收音机（也称高放式收音机）的工作原理，它简单，但可行性、可使用 性太差，不适合日常使用。 由于高放式收音机中高频放大器只能适应较窄频率范围的放大，要想在整个中波频段 535kHZ—1605kHZ 获得一致放大是很困难的。因此用超外差接收方式来代替高放式收音机。 二、 超外差收音机原理 所谓超外差式，就是通过输入回路先将电台高频调制波接收下来，和本地振荡回路产 生的本地信号一并送入混频器，再经中频回路进行频率选择，得到一固定的中频载波（如： 调幅中频国际上统一为 465KHz 或 455KHz）调制波。 超外差的实质就是将调制波不同频率的载波，变成固定的且频率较低的中频载波。在 广播、电视、通讯领域，超外差接收方式被广泛采用。 .
图 1—2 超外差原理 在超外差的

设计中，本振频率高于输入频率。用同轴双联可变电容器，使输入回路电容 C1-2 和本振回路电容 C1-1 同步变化， 从而使频率差值始终保持近似一致， 其差值即为中频， 即： 如接收信号频率是： 600kHz，则本振频率是 1055kHz； 1000kHz，则本振频率是 1455kHz； 1500kHz，则本振频率是 1955kHz； 由于谐振回路谐振频率 ，f 与 C 不成线性变化，因此必须有补偿电容对其特性进行修 正，以获得在收听范围内 f 与 C 近似成线性变化，保证 f 本振-f 信号=f 中频为一固定中频 信号。超外差方式使接收的调制信号变为统一的中频调制信号，在作高频放大时，就可以得 到稳定且倍数较高的放大，从而大大提高收音机的品质。
比较起来，超外差式收音机具有以下优点： （1） 接收高低端电台（不同载波频率）的灵敏度一致； （2） 灵敏度高； （3） 选择性好（不易串台）。 由于直接放大式收音机灵敏度比较低，只能接受本地区强信号的电台，接收远地电台 的能力较弱，它的选择性差，接收相邻频率的电台信号时存在串台现象。 为了提高灵敏度和选择性， 就要采用超外差式收音机。 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 4 6 5 KHz)，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。 三、 调频收音机工作原理
自动搜索调频收音机与普通调频收音机的主要区别就在于它们的调台方式不同。 自动搜 索调频收音机采用电调谐方式选择电台，省去了可变电容器，设置了“搜索”和“复位”两个轻 触式按钮。使用时只要按下搜索按钮，收音机就会自动搜索电台，当它搜索到一个电台后， 会准确地调谐并停止下来。如果想换一个电台，只需再次按下搜索按钮，收音机就会继续向 频率高端搜索电台。当调谐到频率最高端后，就需要按下复位按钮，让收音机本振频率回到 最低端才能重新开始搜索电台。这种自动搜索调频收音机使用方便，调谐准确，由于不使用 可变电容器，所以使用寿命长(可变电容器容易损坏)，它的缺点是没有频率指示。 该设计的核心器件是一块 TDA7088 集成电路，这块集成电路中包含了调频收音机中从 天线接收、振荡器、混频器、AFC(频率自动控制)电路、中频放大器(中频频率为 70kHz)、 中频限幅器、中频滤波器、鉴频器、低频静噪电路、音频输出等全部功能，还专门设有搜索 调谐电路、信号检测电路及频率锁定环路。其具体电路分析如下： 1、输入电路 调频收音机输入

回路的作用是从天线接收到的各种高频信号中选择出调频波段的信号， 它分为固定调谐式输入回路和可变调谐式输入回路两种电路形式。 2、高放回路 高频放大电路的主要作用是对高频调频信号进行放大，以提高调频收音机的接收灵敏 度。高频放大电路一般采用共基放大电路，这是因为共基电路的截止频率高，适用于高频率 放大，并且共基电路的输入阻抗低，容易与天线的阻抗相匹配。
3、变频回路 变频电路的作用是把高频调频信号变换成载频固定为 10.7MHz 的中频信号。经过混频， 输出载波的波形变得很稀疏其频率降低了，但音频信号的形状没有变。通常将这个过程(混 频和本振的作用)叫做变频。 4、AFC 电路 AFC 电路是调制收音机的特殊电路，它的作用是当本振频在工作过程中发生漂移时，能 自动地控制本振频率回到原来的正确频率上，使调频收音机处于最佳状态。 5、中放回路 调频收音机的中放电路与调幅收音机的主要区别： 一是调谐回路的谐振频率不同， 二是 调频中放电路不加自动增益控制，使中放电路保持较大的增益，以便实现限幅。 6、鉴频回路 鉴频器的作用是对调频信号进行解调，还原产生原调制信号，对调频收音机来讲，是从 10.7MHz 的中频信号中解调得到音频信号。 四、 系统设计方案
电路原理图如下：
本电路由一个集成芯片 TDA7088 构成，且电路相对方案一简单，所用电子元件较少， 造价低廉。 自动搜索调频收音机系统原理图
取代可变电容器的是变容二极管，它是一种特殊的二极管。它的 PN 结电容随着 PN 结 上的偏压(反向电压)变化而改变。偏压增大，PN 结变厚，PN 结电容变小；偏压降低，PN 结变薄，则 PN 结电容增大。因此改变 PN 结上的偏压，就可以改变 PN 结的电容。电路中 变容二极管接在本机振荡电路上，就可以改变振荡频率。 因为集成电路中很难集成较大容量的电容器，所以集成电路外接的电容器较多。 TDA7088 集成电路的 1 脚接的电容器 C1 为静噪电容；3 脚外接环路滤波元件；6 脚上的 C4 为中频反馈电容；7 脚上的 C5 为低通电容器；8 脚为中频输出端；9 脚为中频输入端；{10} 脚上的 C7 为中频限幅放大器的低通电容；{15}脚为搜索调谐输入端，C12 为滤波电容器； {16}脚为电调谐、AFC 输出端。 调频收音机的耳机线兼作天线，电台信号送入集成电路的第{11}脚和{12}脚，电感 L2、 电容器 C8、C9、C10 构成输入回路。电路的频率由 L1、C3 及变容二极管 VD1 决定。混频 后产生的 70kHz 中频信号经集成电路内的中频放大器、中频限幅器、中频滤波器、鉴频器 后变为音频信号，由集成电路的第 2 脚输出，

送到音量电位器上，再由电容器 C15 送到由 三极管 VT1、VT2 等组成的低频放大电路中进行放大，推动耳机发声。连接耳机插座的电 感器 L3、L4 是为了防止天线的信号被耳机旁路而设置的。发光二极管和电阻器 R6 组成电 源显示电路。电容器 C18 和 C19 为电源滤波电路。电容器 C17 是用来改善音质的。 五、 调试流程及注意事项
5.1 调试流程
(1)通电前的准备:a:自检,互检,使得焊接及印制板质量达到要求;特别注意各电阻阻值 是否与图纸相同;各三极管,二极管是否有极性焊接错误,位置装错以及电路板线条断线或短 路;焊接时有无焊锡造成电路短路现象.b:接入电源前必须检查电源有无输出电压(3V)和引 线正负极是否正确。 (2)初测:接入电源(注意+,-极),在收音机开关不打开的情况下首先测量整机静态工作 总电流"Io",然后将收音机开关打开,分别测量三极管的 E,B,C 三个电极对地的电压值(也 叫静态工作点),测量时注意防止表笔要测量的点与其相邻点的短接。 (3)试听:如果各元器件完好,安装正确,初测也正确,即可试听,接通电源,慢慢转动调谐 盘,应能听到广播声,否则应重复(1)要求的各项检查内容,找出故障并改正,注意在此过程中 不要调中周及微调电容。 (4)调试:经过通电检查并正常发声后,可进行调试工作。 5.2 注意事项 在使用收音机时，为提高收听效果应注意以下问题： （1）电视机，日光灯，可控硅调光 台灯，计算机，电动马达等电器设备对收音机的中波和短波有强烈的辐射干扰，使用收音机 时，应与上述电器保持一定的距离，避开干扰。 （2）钢筋结构的大楼内部和高层建筑物，对 广播信号有一定的屏蔽作用，靠近窗口使用收音机，能改善接收效果。 （3）收听地点附近的 “BB”机台发射的信号， 会严重地干扰短波和电视伴音的收听， 适当缩短拉杆天线的长度并 调整角度可改善接收效果。 （4）选用适当的天线，可以有效的提高短波和调频的接收效果。 （5）不要将新旧电池混在一起使用，当收音机的音量变小或失真时，应及时更换电池。 （6） 一段时间内不使用收音机时，应取出机内的电池，以防电池漏液腐蚀收音机内部零件。 六、总结 本文初步实现了对简易收音机的改良，利用了TDA7088芯片。从本收音机所采用的器 件来实现的功能上看， 还有可以改进和完善的地方， 如显示采用LCD液晶显示可提供汉字信 息、增加时间显示，功能键采用复合键以减少按键的数量；从整机供电、携带方便等角度 七、参考资料 1.李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学出版社 2.何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社 3.姚福安，电子电路设计与实践，

山东科学技术出版社， 4.康华光，电子技术基础，高教出版社 5.阎石，数字电子技术基础，高等教育出版社

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