收音机电路图,收音机工作原理及理论分析

收音机的用途非常广泛，手机中集成了收音机功能。再后来，在智能手机时代，手机里的收音机功能也逐渐被取消了。但在一些小说中，收音机作为末世神器，仍是远传输信息的唯一方式。

收音机是接收无线电广播发送的信号，并将其还原成声音的机器，根据无线电广播的种类不同，即调幅广播（AM）和调频广播（FM），接收信号的收音机的种类亦不同，即调频收音机和调幅收音机。

在完全理解电路的基础上，再根据实际设计指标对电路进行改进、创新，以满足最终设计要求。要设计出一个理想的、符合我们指标要求的、能够正常工作的电路，其最基本的要求是对电阻、电容、二极管和晶体管等元器件基础知识。

通过对电路工作原理的理解，经过数学计算，对实际电路搭建，最后进行电路的测试，在这个过程中，会遇到各种问题，如何对电路故障进行判断、分析，随后顺利排除故障，同时也对电路进行设计改进。

收音机电路图

1.FM收音机电路图

FM和AIR射频通道共用，FM（AIR）天线信号来自两个地方，一是机内拉杆天线；二是FM（AIR）外接天线。

机内拉杆天线为FM、AIR及调幅短波共用，因此，线路上设置了由一枚二极管构成的电子开关进行FM(AIR)/SW天线信号分离，由锁相环电路LC72137M根据MCU的串行数据信号的指令送出波段切换电压，加至开关二极管的阳极端，二极管导通，天线信号经一耦合电容送至内接、外接天线切换开关上；而FM外接天线是阻抗50欧姆BNC型端口，外接天线信号先经过76MHz—137MHz的带通滤波器，滤除低于76MHz和高于137MHz的信号，然后也送至内接、外接天线切换开关。经内接/外接天线开关后选择后，天线信号输送到FM高频头。

FM高频头由FM天线衰减器、四联调谐选频回路、FM高频放大、FM本振、FM混频、中频滤波输出、中频预中放以及中频带宽选择等几部分线路构成，S-2000在制造时，把这些电路集中到一组件上，然后把它们全部屏蔽，以提高FM接收的稳定性和抗扰性。

送至高频头的天线信号在这里先后经过场强均衡、滤波、选频、放大、变频、中频滤波/放大/带宽选择/输出等处理，完成选择、放大电台信号，然后把电台信号转变成10.7MHz的中频信号输出。

10.7MHz的FM中频信号从FM高频头输出后，送入TA2057的第24脚，由TA2057内部进行中频放大、鉴频，鉴频后的音频信号由TA2057的19脚输出，经过滤波后耦合到TA2057的17脚，在TA2057内完成立体声解调，然后经TA2057的12（R）、13（L）脚输出右声道、左声道音频信号。

2.AM收音机电路图

长波/中波（100KHz—1700KHz）接收采用磁性天线或外接环形天线，为提高接收效果，天线置于机顶并可任意角度旋转。长波/中波天线信号输出到由一场效应管构成的LW/MW高频放大器进行信号放大；短波有三种天线形式：机内拉杆天线/50欧外接天线/500外接天线。机内拉杆天线信号经1.6MHz—30MHz带通滤波器后由一场效应管进行高频放大，然后经过内接/外接天线开关后与长波/中波高频放大后的信号进行波段切换（MW/SW），切换后的调幅信号经天线衰减器进入一30MHz的低通滤波器，滤除高于30MHz的高频干扰信号后进入第一次变频。

S-2000调幅第一中频采用55.845MHz的高中频，因此：

当接收频率是100KHz时，本振频率是：55.845MHz+0.1MHz=55.945MHz

而当接收频率是30MHz时，本振频率是：55.845MHz+30MHz=85.845MHz

S-2000调幅第一本振的频率范围是：55.945MH—85.845MHz，其覆盖系数为：      

K=f(max)/f(min)=85.845MHz/55.945MHz=1.53，覆盖系数比一般收音机的中波还低一半！

然而，选用高中频虽然能很好地解决接收频率覆盖范围宽给本振带来的困难，但也会带来另外的一些问题，最突出的就是第一中频放大要如何来抑制来自第一本振频率的干扰！ 例如：当收音机接收100KHz频率时，本振频率是55.945MHz，这时，中心频率是55.845MHz的中频变压器要滤除55.945MHz的本振信号的话，其Q值估算一下：

在带宽为100KHz时，

Q=55.845MHz/(2×100KHz)=279

这样的话，滤波器Q值将要大于279！

为抑制第一本振干扰，S-2000调幅第一变频采用场效应平衡混频，平衡混频器输出的组合频率可表示为(2m+1)fs±nfN，其中m、n是零和任意整数，fs为接收频率，fN为本振频率，因此平衡混频后输出的信号中不包含接收频率fs的偶次谐波，也不包含本振频率fN及其谐波。

但这种平衡混频对于线路要求也很高，混频器线路要求对称性要很好，包括元件的选择和线路板的布线等，为此，S-2000将第一变频电路做成组件，专门生产和调试，这样大大提高了S-2000的性能。

3.AIR航空收音机

AIR航空波段的频率范围：118MHz—137MHz，跟FM波段一样属于超短波，但AIR航空波段是调幅，并且带宽只有25KHz。

S-2000AIR航空波段天线信号和FM共用通道，在FM高频头里边经四联调谐选频回路选频后由二极管构成的电子开关切换到S-2000的调幅（AM）通道，耦合进入调幅第一次变频的平衡混频器上，跟AM接收一样，变频为55.845MHz的第一中频，滤波、放大后再由TA2057进行第二次变频为455KHz的第二中频，在TA2057内完成中频放大、检波，检波后18脚输出音频信号，经音频滤波后输入TA2057的17脚进行音频放大、静噪等处理，最后也是由12（R声道）、13（L声道）脚输出音频线路信号。

4.SSB单边带收音机

SSB单边带接收是接收单边带调幅的短波通讯信号，S-2000 SSB单边带接收时，解调前高、中频信号处理和AM接收时一样的，在第二中频放大后，TA2057的18脚不输出音频信号，这由TA2057的内部切换控制，TA2057的第2脚高电平时，18脚输出455KHz中频信号。由TA2057第18脚输出的455KHz的中频信号进入SSB解调（SSB DEMODER）组件。

SSB解调组件包括拍频振荡器（BFO OSC）、由场效应管构成的SSB解码、音频低通滤波、放大以及SSB解调控制等组成。拍频振荡器产生453KHz的下边带拍频或457KHz的上边带拍频，拍频和由TA2057的18脚送来的455KHz的SSB信号一起进入SSB解码进行SSB解调，输出的信号经低通滤波器滤除高频成分后得到解调的音频信号，经放大输入到TA2057的17脚进行音频处理，然后再由TA2057的12（R声道）、13（L声道）脚输出音频线路信号。

收音机工作原理及理论分析

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收音机工作原理

由输入电路，即选择电路，或称调谐电路把空中许多无线广播电台发出的信号选择其中的一个，送给变频级中的混频电路。

混频将输入电路送来的已调幅调信号变为中频调幅信号，而他们所携带的信号是不变的，即调幅信号的频率变为中频，但其幅值变化规律不改变。不管输入的高频信号的频率如何，混频后的频率是固定的，我国规定为465千赫。

中放将中频调幅信号放大到检波器所要求的大小。由检波器将中频调幅信号所携带的音频信号取下来，送给前置低放。

前置低放将检波出来的音频信号进行电压放大。再由功放将音频信号放大，放大到其功率能够推动扬声器或耳机的水平，扬声器或耳机将音频信号转变为声音。

收音机理论分析

（1）输入调谐回路

输入调谐回路也称为天线输入回路，T1是中波段输入调谐回路高频变压器，高频变压器分初级线圈和次级线圈，均绕在磁棒上，C1.1是双连可变电容器的调谐连，C1.2是补偿电容，补偿电容采用小型半可变电容器，调整其电容量，可以使输入回路和振荡回路的高端频率同步，从而提高频率高端的灵敏度。

C1.1与T1的初级线圈组成串联谐振回路，C1.1的容量从大到小，可使谐振频率从最低的535千赫到最高的1605千赫范围内连续变化。当外来信号的某一电台频率的信号与谐振频率一致时，调谐电路发生谐振，这时T1初级线圈两端某一电台频率的信号电压最高，并同时衰减了其他频率信号，达到了选台的目的。

T1的初级还与次级线圈组成高频变压器，将调谐电路选出的信号电压，通过次级耦合到下一级。

（2）变频级电路

变频级的任务是把调谐回路选出来的某种频率的高频信号转变为一个固定的465千赫中频信号，然后把载有音频信号的465千赫中频信号耦合到中放级。为完成变频级的任务，变频级电路必须具备两部分电路：

用一只晶体管完成本机振荡和混频两个任务的电路称为变频电路。外来的高频调幅信号经T1次级线圈耦合到V1管的基极和发射极回路中，而从集电极和发射极回路输出。本机振荡回路的高频信号加在V1管的发射极和基极回路中，而从集电极和基极回路输出。结果，在V1管的集电极电流中包含外来信号和本机振荡两种频率。当这两种不同频率的信号在同一时刻从基极和发射极进入三极管的输入回路以后，就会在集电极中输出f振、f振+f外、f振-f外、f外-f振 、f外……等多种频率的混合信号。 其中f振 - f外 =465千赫，正是中放级所需要的中频信号。

为了选择出465千赫的中频信号，并同时衰减集电极的其他频率信号，在集电极回路中并联了由第一中频变压器T3的初级线圈和电容组成的谐振电路，电路谐振于465千赫，此时，中频变压器初级线圈两端阻抗很大，使集电极输出的465千赫的电流转换成很高的谐振电压，耦合到T3的次级。对于其他频率，由于他们的谐振阻抗极低，几乎没有电压耦合到次级，达到了选频的目的。

（3） 中频放大电路

采用两级单调谐中频放大电路，V3是第一级中放管，V4是第二级中放管，两管组成两级共发射极放大电路。放大465千赫的中频信号。T3是第一中频变压器，通常称为中周，T4、T5分别为第二中周和第三中周。上述三个中周的作用有四点：

a、中周内的线圈初级与电容组成谐振回路，选择465千赫的中频信号，并衰其他频率的信号；b、隔直流，使各级晶体管的静态工作点独立；c、转换阻抗，在前后级的输出与输入回路之间进行阻抗匹配；d、传递中频信号。

每一级的中周的参数和性能有所不同：第一级中周主要考虑选择性；第二级中周兼顾通频带的宽度和选择性；第三级中周兼顾通频带的宽度和增益。并且各中周的变压比、抽头数不一样。

中频信号在中频级经过两次放大，并经过四个中频谐振回路的选择。可以说，超外差式晶体管收音机整机的灵敏度和选择性决定于中频级。

（4） 检波级电路

检波级的任务是把所需要的低频信号从中频信号中取出来，并耦合到低频放大级去。V5三极管作为二极管用，R9为检波滤波电阻，C9、C6为检波滤波电容，RP为音量电位器，R6是自动增益控制电路中的滤波电阻。

中放级输出的465千赫的中频信号，经T5耦合到V5，由于二极管的单相导电性，把中频信号负半波去掉，变成正半周的中频脉动直流信号。实验证明，中频脉动直流信号中包括如下三种成分：中频等幅成分、音频成分、直流成分。

C8、C9和R9组成的π型滤波电路。由于C8、C9对中频的容抗很小，对音频的容抗较大，对直流的容抗无限大，同时，R9对中频、音频、直流成分的分压一视同仁。因此经过π型滤波后，中频成分被虑掉，大部分的音频信号加在电位器RP上，形成音频电压，经C12耦合到低频放大级。

（5） 自动增益控制电路（AGC电路）

自动增益控制电路（简称AGC电路）的作用是为了使收音机在接收强弱不同的信号时都能收听到同样的音量，即使信号的强弱变化较大，也能大体维持一定音量不变。

自动增益控制的工作原理是利用了检波输出的音频脉动直流成分通过电阻R6控制V3发射结正向电压的大小，从而改变V3的增益，AGC电路实际上上起了一种负反馈的作用（电压并联负反馈）。

（6） 低频放大电路

低频放大电路是V6、V7管等元件组成两级共发射极放大电路，检波器负载RP取得的音频信号电压经C12耦合到V4管的基极，放大后从集电极输出，经C13耦合到V7管的基极。功率放大器的输入变压器T6的初级是V7管的集电极负载。

（7） 推挽功率放大电路

功率放大的主要任务是将末前级送来的音频交流信号放大到足够大的功率输出，从而推动喇叭发音。电路中V9、V10两只低频功率三极管与输入输出变压器组成推挽功率放大电路。对于NPN型晶体管V9、V10来说，推挽放大就是轮流地分别放大T6次级输出正半周信号。由于输出变压器T7初级两端反相，因而T7次级得到一个完整的音频信号。R16是两管的上偏流电阻，V8是两管的下偏流二极管，上述器件给两功放管提供偏置。C15、C14分别为V10、V9的负反馈电容，可以减少啸叫和噪音，改善音质。

来源：红色电波,电子工程

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