(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(xué)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(jié)了一下這方面的知識點,在網(wǎng)上看了電路圖,就把認(rèn)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(xué)習(xí),對于調(diào)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(chǎn)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(chǎn)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(diào)制。經(jīng)過調(diào)制以后的高頻振蕩叫做已調(diào)信號。
把已調(diào)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(jīng)過調(diào)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(chǎn)生,放大,調(diào)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(diào)制器所需的一定強度的音頻信號。2部分是產(chǎn)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(jīng)過接收天線,轉(zhuǎn)變?yōu)楦袘?yīng)電勢,從天線感應(yīng)出的不同頻率的已調(diào)波信號中選出所需信號的任務(wù)由輸入電路承擔(dān)。而輸入電路選出的信號,仍是已調(diào)波信號,不能用于直接推動音響設(shè)備,還必須把它恢復(fù)成音頻信號,這種從已調(diào)波信號中檢出音頻信號的過程,叫做檢波或解調(diào)。
發(fā)射機載波的調(diào)制方法有三種:
1.使載波的幅度按調(diào)制信號變化的過程稱為調(diào)幅(AM);
2.使載波的頻率按調(diào)制信號變化的過程稱為調(diào)頻(FM);
3.使載波的相位角按調(diào)制信號變化的過程稱為調(diào)相(PM)。
被調(diào)制后的載波稱為已調(diào)波,按照調(diào)制方式不同,分為,調(diào)幅波,調(diào)頻波和調(diào)相波。。。目前使用最廣的為調(diào)幅波和調(diào)頻波
信號的調(diào)制實質(zhì)上是把各種信號的頻率進行搬移,使他們占據(jù)不同的頻率范圍。也就是搭載在不同頻率的載上。解調(diào)是調(diào)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(jīng)檢波(解調(diào))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(jié)果什么也聽不清了。為了設(shè)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(chǎn)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(diào)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(fù)成原來的音頻信號,這種還原電路稱為解調(diào),把解調(diào)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(jīng)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(diào)諧也比較復(fù)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(dāng)被接收的頻率改變時,諧振電路都要重新調(diào)整,而且每次調(diào)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(xiàn)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(chǎn)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(chǎn)生外差信號的電路,習(xí)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(tǒng)一調(diào)諧線,如用同軸的雙聯(lián)電容器(PVC)進行調(diào)諧,使之差保持固定的中頻數(shù)值。由于中頻固定,且頻率比高頻已調(diào)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(zhì)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(diào)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(yīng)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(diào)諧回路選出電臺信號,經(jīng)過Q1放大后在經(jīng)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(wù)是由場效應(yīng)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(yīng)管MPF102,天線接收到的廣播電臺信號先經(jīng)過Q1放大,經(jīng)L1耦合進入L2和C7組成的調(diào)諧回路,選出的電臺信號由Q2再次放大,經(jīng)D1和D2倍壓檢波得到的音頻信號在送至聲音設(shè)備。。
調(diào)諧電路:簡單地解釋一下,調(diào)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(diào)諧回路,輸入回路的任務(wù)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(diào)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(diào)幅信號和本機振蕩器產(chǎn)生的等幅信號一起送到變頻級,經(jīng)過變頻級產(chǎn)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(dāng)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(chǎn)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(jīng)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(diào)幅收音機的中頻為465kHZ),所以它比高頻信號更容易調(diào)諧和放大,通常,中放級包括1-2級放大及2-3級調(diào)諧回路。
d:檢波和AGC電路
經(jīng)過中放后,中頻信號進入檢波級,檢波級也要完成兩個任務(wù):在盡可能減小失真的前提下把中頻調(diào)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(wù)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(fù)載能力很差,只是因為他的內(nèi)阻比較大,只能達到不到1mA的的電流,所以還要在經(jīng)過功率放大才能推動揚聲器。