(最近在研究廣播通信方面的電路,好久沒有接觸過了,做的時候比較迷糊,突然想起來之前在大學時候做的收音機不就是最簡單的無線廣播的接收嘛,就先靜下來總結了一下這方面的知識點,在網上看了電路圖,就把認為不錯的收集了下來,有不足的地方希望大家給與補充,共同學習,對于調諧的工作原理一直不是很明白。。。。。)
一:無線電發(fā)射原理
在交流電的周圍有變化的磁場存在,變化的磁場又會引起變化的電場,,這樣電場和磁場不斷的相互交替產生,就能把電磁場向周圍空間傳播開來,這種向四周空間傳播的電磁場就做電磁波。電磁波在傳遞的過程中會有衰減,因此只有頻率較高的點播才能傳遞信號,我們把無線播發(fā)射機中產生的高頻振蕩作為“載波“,將音頻或視頻信號加到“載波“上,這個過程叫做調制。經過調制以后的高頻振蕩叫做已調信號。
把已調信號發(fā)送到發(fā)射天線,變成無線電波,發(fā)射到空間去,經過調制以后可以使廣播信號(加載了音頻的載波信號)有效的發(fā)射,而且不同的發(fā)射機可以采用不同的載波頻率,使彼此互不干擾。
廣播發(fā)射機由四個部分組成:1低頻部分,聲音的變換和放大,
? ??2高頻部分,高頻振蕩的產生,放大,調制和高頻功率放大
? ? 3天線與傳輸
? ? 4直流電源
1部分是把聲音變化成調制器所需的一定強度的音頻信號。2部分是產生高頻正玄振蕩即載波
二:無線電接收原理
發(fā)射機發(fā)出的無線電波,經過接收天線,轉變?yōu)楦袘妱荩瑥奶炀€感應出的不同頻率的已調波信號中選出所需信號的任務由輸入電路承擔。而輸入電路選出的信號,仍是已調波信號,不能用于直接推動音響設備,還必須把它恢復成音頻信號,這種從已調波信號中檢出音頻信號的過程,叫做檢波或解調。
發(fā)射機載波的調制方法有三種:
1.使載波的幅度按調制信號變化的過程稱為調幅(AM);
2.使載波的頻率按調制信號變化的過程稱為調頻(FM);
3.使載波的相位角按調制信號變化的過程稱為調相(PM)。
被調制后的載波稱為已調波,按照調制方式不同,分為,調幅波,調頻波和調相波。。。目前使用最廣的為調幅波和調頻波
信號的調制實質上是把各種信號的頻率進行搬移,使他們占據不同的頻率范圍。也就是搭載在不同頻率的載上。解調是調制的逆過程。
二:收音機的工作原理
(1)收音機原理就是把從天線接收到的高頻信號經檢波(解調)還原成音頻信號,送到耳機變成音波。由于廣播事業(yè)發(fā)展,天空中有了很多不同頻率的無線電波。如果把這許多電波全都接收下來,音頻信號就會象處于鬧市之中一樣,許多聲音混雜在一起,結果什么也聽不清了。為了設法選擇所需要的節(jié)目,在接收天線后,有一個選擇性電路,它的作用是把所需的信號(電臺)挑選出來,并把不要的信號“濾掉”,以免產生干擾,這就是我們收聽廣播時,所使用的“選臺”按鈕。
選擇性電路的輸出是選出某個電臺的高頻調幅信號,利用它直接推動耳機(電聲器)是不行的,還必須把它恢復成原來的音頻信號,這種還原電路稱為解調,把解調的音頻信號送到耳機,就可以收到廣播。上面所講的是最簡單收音機稱為直接檢波機,但從接收天線得到的高頻天線電信號一般非常微弱,直接把它送到檢波器不太合適,最好在選擇電路和檢波器之間插入一個高頻放大器,把高頻信號放大。即使已經增加高頻放大器,檢波輸出的功率通常也只有幾毫瓦,用耳機聽還可以,但要用揚聲器就嫌太小,因此在檢波輸出后增加音頻放大器來推動揚聲器。?高放式收音機比直接檢波式收音機靈敏度高、功率大,但是選擇性還較差,調諧也比較復雜。把從天線接收到的高頻信號放大幾百甚至幾萬倍,一般要有幾級的高頻放大,每一級電路都有一個諧振回路,當被接收的頻率改變時,諧振電路都要重新調整,而且每次調整后的選擇性和通帶很難保證完全一樣,為了克服這些缺點,現在的收音機幾乎都采用超外差式電路。
超外差的特點是:被選擇的高頻信號的載波頻率,變?yōu)檩^低的固定不變的中頻(465KHz),再利用中頻放大器放大,滿足檢波的要求,然后才進行檢波。在超外差接收機中,為了產生變頻作用,還要有一個外加的正弦信號,這個信號通常叫外差信號,產生外差信號的電路,習慣叫本地振蕩。在收音機本振頻率和被接收信號的頻率相差一個中頻,因此在混頻器之前的選擇電路,和本振采用統一調諧線,如用同軸的雙聯電容器(PVC)進行調諧,使之差保持固定的中頻數值。由于中頻固定,且頻率比高頻已調信號低,中放的增益可以做得較大,工作也比較穩(wěn)定,通頻帶特性也可做得比較理想,這樣可以使檢波器獲得足夠大的信號,從而使整機輸出音質較好的音頻信號。
(2)常見收音機電路原理
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? ? ? ? ? (直放式收音機)
其中L1、C1組成調諧電路,VD與C2組成檢波電路,L1與L2組成耦合電路。
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? ? (單管收音機1)
9`12V的有源單管收音機,Q1(MPF102)——N溝道射頻(RF)場效應管,其漏極和柵極電壓Vdg = 25V,柵極電流Ifg = 10ma,?
可變電容器C1和線圈L2組成調諧回路選出電臺信號,經過Q1放大后在經過二極管D1和D2倍壓檢波。
? ?(單管收音機2)
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? ? (單管收音機3)
以上23都為單管收音機,和1不同就是沒有單獨的檢波電路,其檢波任務是由場效應管MPF102的柵極和漏極來完成的,
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(兩管收音機)
使用了2只場效應管MPF102,天線接收到的廣播電臺信號先經過Q1放大,經L1耦合進入L2和C7組成的調諧回路,選出的電臺信號由Q2再次放大,經D1和D2倍壓檢波得到的音頻信號在送至聲音設備。。
調諧電路:簡單地解釋一下,調整電路的電容值,使電路的電感電容發(fā)生諧振,電路的固有頻率與無線電波頻率耦合,電路諧和振蕩,從而有選擇地接收信號。
三:超外差收音機
(1)工作流程圖
a:輸入回路
從天線接受進來的高頻信號首先進入輸入調諧回路,輸入回路的任務是:通過天線收集電磁波,使之變?yōu)楦哳l電流;
? ? ? ?選擇信號,在眾多的信號中,只有載波頻率與輸入調諧回路相同的信號才能進入收音機
b:變頻和本機振蕩
從輸入回路送來的調幅信號和本機振蕩器產生的等幅信號一起送到變頻級,經過變頻級產生一個新的頻率,這一新的頻率恰好是輸入信號頻率和本振信號頻率的差值,稱為差頻。
例如:輸入信號的頻率是535kHZ,本振頻率是1000kHZ,那么它們的差頻就是1000kHZ-535kHZ = 465kHZ;當輸入信號是1605kHZ時,本機振蕩的頻率始終要比輸入信號的頻率高一個465kHZ。這個在變頻過程中新產生的差頻比原來輸入信號的頻率要低,比音頻卻要高得多,因此我們把它叫做中頻。不論原來輸入信號的頻率是多少,經過變頻以后都變成一個固定的中頻,然后在送到中頻放大器繼續(xù)放大
c:中頻放大級
由于中頻信號的頻率固定不變而且比高頻低(我國規(guī)定的調幅收音機的中頻為465kHZ),所以它比高頻信號更容易調諧和放大,通常,中放級包括1-2級放大及2-3級調諧回路。
d:檢波和AGC電路
經過中放后,中頻信號進入檢波級,檢波級也要完成兩個任務:在盡可能減小失真的前提下把中頻調幅信號還原程音頻
? ? ? ? 將檢波后的直流分量送回到中放級,控制中放級的增益,使該級不至發(fā)生削波失真。
通常稱為自動增益控制電路。
e:低頻前置放大級,也成為電壓放大級
從檢波級輸出的音頻信號很小,大約只有幾毫伏到幾十毫伏。電壓放大的任務就是將它放大幾十至幾百倍。
f:功率放大級
電壓放大級的輸出雖然可以達到幾伏,但是他的負載能力很差,只是因為他的內阻比較大,只能達到不到1mA的的電流,所以還要在經過功率放大才能推動揚聲器。