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电子信息工程学院2008级电气信息类电子工艺实习

图2 超外差收音机的组成

超外差式收音机与高放式收音机的区别是把接收到的高频信号变为频率较低的中频信号，经过中频放大器放大，再进行检波，要将高频信号变换为中频信号，接收机还需要外加一个正弦信号，这个信号叫外差信号，产生外差信号的电路叫本机振荡器，高频信号和外差信号均加到混频器，利用晶体管的非线性混频，经中频选频电路得到两者的差频信号，即f1=f0-fs，这个差频信号叫中频，我国规定调幅收音机中超外差收音机由于中频465kHz（调频为了10.MHz），中频信号送入后面的中频放大器放大，再进行检波。目前接收机的主要形式是超外差接收机。

5.2 超外差式收音机介绍

5.2.1 输入回路

输入回路的作用是从各种无线电波和干扰信号中，选择出所要收听的电台信号，它是同绕在磁棒上的线圈L1 和双连可变电容的输入连 及并联补偿电容 组成，见图3（a），由于电磁波是有天线线圈L1产生感应电动势的，其等效电路如图3（a）所示，所以输

入回路为一串谐振电路，其谐振固有频率,对于接收信号中fc=fs

的信号，输入回路产生串联谐振，发生串联谐振时，L1两端电压最高，对其他频率的信号通过输入回路都因受到衰减，其谐振曲线如图3（c）从而达到回路选台的目的，调节C1a,便可改变谐振频率，从而可接收到本频率段不同电台的广播。 输入回路选择到的高频信号，通过L1，L2 的耦合加到混频级

BL1C1a

C1a'L2电子信息工程学院2008级电气信息类电子工艺实习

（a）输入回路 （b）输出回路 （c）谐振曲线

图3 输入回路

5.2.2 变频级

变频器的作用是将天线线圈接收到的高频信号fs变成固定的中频（我国规定465kHz），要实现变频就要产生一个本机震荡信号，本振频率应高与高频信号fs一个中频，普通收音机本振与变频是由同一个晶体管实现的，如图5 所示。本机振荡是由振荡变压器B2和双连电容器的振荡连C1b等元件组成，T1 集电极调谐回路B2 与C7 谐振于465kHz，对于本机振荡信号阻抗最小，C3、C4 容量较大，对本振信号又可视为短路，故其交流等效电路如图4（2）所示，图中L1、L2 即振荡变压器B2,C=C5(C1b+C1b’)/(C5+C1b+C1b’),由图可以看出对振荡信号该级又是一级共基极电路。

VcR2C7R1B3T1B1C4C5*L1L2*B2*L1C1b*R3C3B2L2C1b'T1

图4（1） 变频电路 图4（2） 交流等效电路

输入高频信号耦合加到T1的基极,本振信号利用晶体管输入特性的非现实混频,若非线性 器件的伏安特性:i=ao+a1u+a2u2

i是通过非线性器件的电流,u是加到非线性器件上的电压,设高频信号为:Us=UsCOSwst 本振荡信号为：Uo=UoCOSwot 则 U=UsCOSwst+UoCOSwot

代入式i=ao+a1(UsCOSwst+UoCOSwot)+a2(UsCOSwst+UoCOSwot)2 根据三角公式

COS2??1?COS2?2

2COSαCOSβ=COS(α+β)+COS(α-β)

1111i?a0?a1UsCOS?st?a1U0COS?0t?a2Us2?a2Us2COS2?st?a2U02?a2U02COS2?0t2222?2a2U0Us[COS(?0??s)t?COS(?0??s)t]

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由上式可见不同的频率高频电压作用于器件时其电流不仅有基波万分还要产生的谐波及和频及差额,信号经极电极并联路(B3与C7组成),取出差额ωo－ωs(即送入中频放大器放大。

由于混频是利用晶体管输入特性曲

非线性一系列谐调回为中频)

线的非

线来实现的，所以选择适当的工作点是十分重要的，工作点选择低谐波成分丰富易产生差频项，但对本机振荡来讲，不易产生振荡成无声，对于高频信号来讲也会生非线性失真，同时高次谐振波成分过强时还会产生“啸叫”。工作点若选择过高，本机振荡虽易起振，但差频相较小变频增益反而会下降，一般变频级集电极电流为0.3-0.5mA。 5.2.3 中放

中频放大器的作用是对中频信号进行放大，中频放大电路如图5 所示，与一般RC振荡器不同的是其集电极负载为中频变压器B4 初级与电容C8 组成并联谐振电路，其谐振回路的中心频率为中频，对于465kHz中频信号并联谐振电路阻抗最大（RC且为纯阻性的），中频放大器增益最高，而对于其它频率万分都将受到衰减和抑制。并联谐振电路中电感具有中心抽头其作用是23 两端并联谐振阻抗与晶体管的输出电阻相匹配，中频变压器初级绕组较高，次级绕阻很小，其目的也是使中频变压器与下一级输入电阻匹配以提高传输效率，一般收音机中放有关两级，如果将变频级考虑在内为三级，三个中频变压器各不相同，以型号和磁帽上的颜色区分，其目的是对各级中放的选择性，通频带和增益各有侧重，以满足整体设计指标的要求，一般中放1 表态工作电流0.8—1.2mA，中放2 工作电流1—1.5mA，要求中放增益40db带宽5—7kHz，邻近电台衰减26db 以上。

Vc1R4C823B4T2B3R5R6C10C9

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图5 中频放大器 5.2.4 检波

检波的作用是从调幅波中得到调制信号，它与发送端调制器的作用相反，故称为解调。 在检波器中检波负载RL、CL的选择是十分重要的，RL、CL越大检波效率越高，但RL、CL过大，CL放电慢，当调幅包络的变化，而产生惰性失真（又称对角线失真）。一般取调制信号的最高角频率与RL、CL的乘积小于１.5，即：ΩmaxRLCL≤1.5，除二极管检波器外，还有三极管检波，三极管检波是利用晶体管be结，实现检波的，检波负载一般接在发射级。

图6 检波原理

5.2.5 自动增益控制(AGC)电路

自动增益控制电路的作用是：当信号过强时，它能使功率放大器增益降低，当接收信号波动过大时，它能使检波输出保持稳定，当接收信号过弱时，它能使中放增益最高。它是利用检波输出的音频信号的平均值控制中频放得器的增益来实现的当检波器输出的音频信号增加时，通过自动增益控制电路使中放级的基极电压降低，中放级的集电极电流Ic↓→rbe↑→Au↓，当音频信号降低时，则：Ic↑→rbe↓→Au↑，从而使检波器的输出保持稳定。

波器