超外差式收音机基本原理
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超外差式收音机工作原理
--------无线电实践课设
超外差式收音机出现原因
直接放大式收音机的灵敏度比较低,选择性 差,接收相邻频率的电台信号时存在串台现象。 超外差式收音机正是为了客服直放式收音机的缺 点而产生的。
什么是超外差式收音机
• 超外差式收音机是指输入 信号和本机振荡信号产生 一个固定中频信号的过程。 如果把收音机收到的广播 电台的高频信号,都变换 为一个固定的中频载波频 率(仅是载波频率发生改 变,而其信号包络仍然和 原高频信号包络一样), 然后再对此固定的中频进 行放大,检波,再加上低 放级,功放级,就成了超 外差式收音机。
4. 检波与AGC电路 经过中放后,中频信号进入检波级,检波级也要完成两个任
务:一是在尽可能减小失真的前提下把中频调幅信号还原 成音频。二是将检波后的直流分量送回到中放级,控制中 放级的增益(即放大量),使该级不致发生削波失真。由 于各电台的发射功率大小不同,电台距离收音机的远近也 相差很大,所以它们在收音机天线中产生的感应电压也相 差十分悬殊,强弱之间可能相差上万倍。如果收音机对这 些信号都一视同仁地放大,结果强台的音量就会声振屋瓦, 而弱台的音量则细如蚊蚋。显然为了平衡强弱之间的差异, 必须要使整机的增益(放大量)能自动地进行控制。通常 的解决方法是通过调整中放级的工作点(集电极电流)。 电台信号强时,把中放级的电流调小,使这一级的增益降 低;反之,电台信号弱时将中放级的电流适当调大,使它 的增益增加。完成这种作用的电路通常称为自动增益控制 电路,简称AGC(Automatic Gain Control)电路。
本机振荡频率-输入信号频率=中频
3. 中频放大级
由于中频信号的频率固定不变而且比高频略低,所以 它比高频信号更容易调谐和放大。通常,中放级包括1~2 级放大及2~3级调谐回路,这与前面我们介绍过的直放式 收音机相比,超外差式收音机灵敏度和选择性都提高了许 多。可以说:超外差式收音机的灵敏度和选择性在很大程 度上就取决于中放级性能的好坏。
高频等幅信号一起送到一个三极管高频放大器。为了产生 新的频率成份,我们使三极管工作在非线性区,这样在三 极管的输出端就会产生许多新的频率成份,当然,其中就 有我们希望得到的差频。我们把这一过程称为“变频”。
为了得到一个固定的差频,本振频率必须始终比输入 信号的频率高一个固定值,我国工业标准规定该频率值为 465kHz。这个新产生的差频比原来输入信号的频率要低, 比音频却要高得多,因此我们把它叫做中频。不论原来输 入信号的频率是多少,经过变频以后都变成一个固定的中 频,然后再送到中频放大器继续放大以上三种频率之间的 关系可以用下式表达:
超外差式收音机的工作过程
输入 电路
u
将将中高频频调调幅幅信音波号频变选放成频大中、和频放功调大率幅。放波中大,频的我放作国大用采器是用为放的以大中音频 L其磁频络C他性频线谐信天率相振在号线固同回磁。回定路棒路为上,4负将的6作载5中次k信用的H频级号是z窄调线。以选带幅圈高推台放信耦频动,大号合和扬并器还到中声将,原变频器信可成频调发号有音级幅声通效频波。过抑信的绕制号包电压。
2.超外差式收音机的灵敏度和选择性
• 超外差接收,就是不论接收什么频率的信号,首先都把它 的频率变换成某一特定的频率。为了提高稳定性,这个频 率选得相对低一些,通常把它称为“中频” 。放大中频 相对来说就容易多了,而且,为了提高选择性完全可以多 加几个LC回路,因为被放大的频率时固定不变的,所以 LC回路仅仅只需要在装机时一次调准就可以了,以后改换 电台时,这个中频是不变的,相应的中频调谐回路自然就 无须重复调整了啊!
超外差式收音机的工作原理
各部分功能
• 1. 输入回路 • 从天线接收进来的高频信号首先进入输入调谐回路。输入
回路的任务是: • (1) 收集电磁波,使之变为高频电入调
谐回路相同的信号才能进入收音机。 • 2. 变频和本机振荡级 • 从输入回路接收的调幅信号(电台)和本机振荡器产生的
• 直放式收音机的灵敏度和选择性比较差的症结究竟在什么 地方呢?原来,要想提高收音机的灵敏度,就得增加高频 放大的级数,或者说增加总的高放增益。可是,高频增益 过高,后级输出信号产生的电磁场只要有一点点泄露,被 前级接收,就会引起自激。显然频率越高,辐射电磁波的 能力就越强,高频放大级的工作就越不容易稳定。
• 选择性的好坏又取决于什么因素呢?选择电台的任务是由 LC谐振回路来完成的,LC回路越多选择性就越好。这么 说,只要多加几个LC回路问题不是就解决了吗?事情同样 不是那么简单。假如收音机中有4个LC回路,那么,当我 们每次重新接收一个电台时,都必须同时调整4个LC回路 的谐振频率,这实在是很麻烦,很不容易实现。
• 5. 低频前置放大级
• 低放也称电压放大级。从检波级输出的音频信号 很小,大约只有几毫伏到几十毫伏。电压放大的 任务就是将它放大几十至几百倍。
• 6. 功率放大级
• 电压放大级的输出虽然可以达到几伏,但是它的 带负载能力还很差,这是因为它的内阻比较大, 只能输出不到1mA的电流,所以还要再经过功率 放大才能推动扬声器还原成声音。一般,袖珍收 音机的输出功率约在50~100毫瓦(mW)左右。
变频 电路
中放
检波
音频 放大
功率 放大
u
u
u
u
t
t
t
t
t
高频调 幅信号
中频调 幅信号 465kH
z
放大的 中频调 幅信号
音频 信号
放大的 音频信 号
超外差式收音机的特性
• 1.直放收音机的灵敏度和选择性
• 直接放大式收音机电路简单,容易成功。但是你在收听时 会发觉它的性能并不十分满意。这种收音机能收到的电台 不多。更糟糕的是:这里是强者为王的世界,强力的电台 几乎占据了度盘的半壁江山,频率接近它的弱台简直没有 立足之地。用一句专业术语来说,就是直接放大式收音机 的灵敏度和选择性都很差。