模拟电子技术基础 课程设计报告
设计题目: 收音机的组装与调试
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学 号:
完成时间:
目 录
1.实习目的和内容............................................................................ 3
2.收音机原理.................................................................................... 3
2.1无线电的发送............................................................................ 3
2.2无线电的接收............................................................................ 4
2.3输入回路 ...................................................................................... 5
2.4变频级....................................................................................... 6
2.5中频放大器................................................................................ 7
2.6检波.......................................................................................... 7
2.7自动增益控制(AGC)电路........................................................ 8
2.8音频放大器................................................................................ 9
2.9收音机性能指标 ........................................................................ 9
3.收音机组装.................................................................................. 10
3.1元器件及电阻值计算表.............................................................. 10
3.2 使用工具及元器件简介.............................................................. 11
3.3组装及注意事项......................................................................... 12
4.收音机测试、调试及故障排除.................................................... 3
4.1收音机测试............................................................................... 13
4.2收音机调试............................................................................... 14
4.3故障排除.................................................................................... 15
4.3.1电池槽装上电池后没有声音..................................................................... 15
4.3.2 故障测量..................................................................................................... 15
4.3.3收不到台...................................................................................................... 15
4.3.4指示灯不亮.................................................................................................. 15
4.4.5扬声器中的声音较小.................................................................................. 15
4.4.6仪器正常,耳机不出声.............................................................................. 15
4.4.7不能调不同频道.......................................................................................... 15
4.4.8其他问题...................................................................................................... 16
5.总结............................................................................................ 16
1.实习目的和内容
实习目的和内容主要培养我们的动手能力,要我们对电子元器件进行识别,相应工具的操作和使用,电子设备制作、装调的全过程,掌握查找及排除电子电路故障的常用方法有个更加详实的体验,有助于我们对理论知识的理解,帮助我们学习专业知识。同时实习使我获得了收音机的实际生产知识和装配技能,培养理论联系实际的能力,提高分析问题和解决问题的能力,增强独立工作的能力。
1.1熟悉电阻、电容、电感线圈、中周、变压器、二极管、三极管、电位器、耳机插座、喇叭等电子元件。
1.2 在散件的组装过程中进一步学习电子技术。
1. 3掌握电子安装工艺了解测量和调试技术。
1.4学习焊接电路板的有关知识,熟练焊接的具体操作。
1.5看懂收音机的原理电路图,熟悉超外差式收音机的工作原理,学会动手组装和焊接收 音机。
1.6掌握收音机的调试方法,能够清晰的收到电台,能安装、调试出成品收音机。
1.7学习使用visio电路设计软件,动手绘制电路图,为以后毕业论文打基础。
2.收音机原理
超外差收音机原理图如图1所示:
人耳所能听到的声音频率约在20Hz~20kHz的范围,通常我们把这一范围叫音频,声波在空气中的传播速度(340m/s)比起无线电波的传播速度(3×10^8m/s)是很慢的,而且衰减的相当快,所以声音是不会传送很远的。要实现声音的远距离传送,首先应将声音通过话筒(微音器)转化为音频电信号,音频电信号是不能直接向空间发射的,必须用音频信号去调制一个等幅的高频振荡才能实现声音的远距离传输,这个等幅的高频振荡才能实现声音的远距离传输,这个等幅的高频振荡叫载波。这里音频信号称为调制信号,经过调制的载波叫已调波,已调波经调谐功率放大器放大,由发射天线辐射到空间。这就是无线电的发送。 其发送过程如图2所示:
2.2无线电的接收
接受过程与发送过程相反,它的任务是将空中传送来的电磁波接受下来,并还原成调制信号,经音频放大器放大推动扬声器发出声音。接收机的电路形式有两种,一种为高放式收音机,高放式收音机首先经输入回路选频放大器放大,再经检波和音频放大推动扬声器发出声音,高放式收音机具有灵敏度高,输出功率大的优点,但选择性差,另外高放级一般由二、三级组成,调谐比较复杂;另一是超外差收音机。其电路图如图3所示:
图3
其实物电路板如图4所示:
超外差收音机电路板
图4
图5 图6
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
2COSαCOSβ=COS(α+β)+COS(α-β)
由上式可见不同的频率高频电压作用于非线性器件时其电流不仅有基波万分还要产生一系列的谐波及和频及差额,信号经极电极并联谐调回路(B3与C7组成),取出差额ωo-ωs(即为中频)送入中频放大器放大。由于混频是利用晶体管输入特性曲线的非线来实现的,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。
图7
串联推挽式电路
图10
2.9 收音机性能指标
2.9.1灵敏度:收音机正常工作(即输出功率和输出信噪比达到额定值)时,天线上感应的最小信号(场强或电势)称为灵敏度。它反映收音机接收微弱信号的能力。使用磁性天线接收信号时,用电场强度来表示,其单位是mV/m,一般中波段收音机的灵敏度应不劣于2mV/m;使用外接天线或拉杆天线时,灵敏度用电势表示,单位是μV。
2.9.2选择性:收音机抑制邻近电台信号干扰、选择有用信号的能力称为选择性。它反映收音机选择电台的能力。调幅广播电台的中心频率是按9kHz间隔来分布的,故收音机的选择性通常用输入信号失谐±9kHz时,灵敏度的衰减程度来衡量,一般要求收音机的选择性大于20dB。
2.9.3失真度:收音机输出波形与输入波形相比失真的程度称为失真度。收音机中对音质有影响的主要是频率失真和非线性失真。
2.9.4 波段覆盖范围:收音机所能接收的载波频率范围。调幅收音机的中波段频率范围为535~1605kHz,而短波范围则为1.6─26 MHz,调频收音机的覆盖范围为88─108 MHz。
3.收音机组装
3.1元器件及电阻值计算表
元器件清单
电阻值计算表
3.2 使用工具及元器件简介
使用工具:电烙铁、焊锡丝、螺丝刀、镊子、钳子等必备工具、万用表、9018-2型袖珍收音机实验套件、五号电池两节。
元器件简介:
3.2.1 电阻:电阻从原理上分为固定电阻器和可变电阻器;从材料上分为碳膜、金属、金属氧化膜;从制作上又分为线绕、陶瓷、水泥、薄膜、厚膜、玻璃釉等。电阻阻值的标称一般使用色环方法表示。其中又有4环和5环之分,4环电阻误差比5环电阻要大,一般用于普通电子产品上,而5环电阻一般都是金属氧化膜电阻,主要用于精密设备或仪器上。
3.2.2 电容:按结构可分为:固定电容,可变电容,微调电容;按介质材料可分为:气体介质电容,液体。介质电容,无机固体介质电容,有机固体介质电容;按极性分为:有极性电容和无极性电容。
3.2.2.1 电解电容 标称值的判别:从电容侧面可以读出电容的容值和耐压值 。
3.2.2.2 瓷片电容 直接标称法:如果数字是0.001,那它代表的是0.001uF,如果是10n,那么就是10nF,同样100p就是100pF 不标单位的直接表示法:用1~3位数字表示,容量单位为pF,如103=10×103 PF 。
3.2.3 中频变压器:(以下简称中周)三只为一套,其接线图见印制板图。T2为振荡线圈的中周型号为LF10(红色)、T3为第一级中放用的中周(白色)、T4为第二季中放的中周(黑色)。中周外壳初期屏蔽作用外,还起导线的作用,所以中周外壳必须可靠地接地。T5为输入变压器,线圈骨架上有凸点标记为初级,印制板上也有圆点作为标记,器接线图在印制板上可以很明显的看出,安装时不要装反(还可以配合万用表测量进行分辨)。三极管 VT5、VT6为9013属于中功率三极管放大倍数大约为180。9014为低频功放,放大倍数约等于250,9018适合于高频功放,放大倍数约为120。电路原理图中所标称的元件参数为参考值,如与实际给出的元件参数有出入需自己灵活掌握。
3.3组装及注意事项
焊接是安装电路的基础,我们必须重视他的技巧和注意事项。
3.3.1焊锡之前应该先插上电烙铁的插头,给电烙铁加热。
3.3.2焊接时,焊锡与电路板、电烙铁与电路板的夹角最好成45度,这样焊锡与电烙铁夹角成90度。
3.3.3焊接时,焊锡与电烙铁接触时间不要太长,以免焊锡过多或是造成漏锡;也不要过短,以免造成虚焊。
3.3.4元件的腿尽量要直,而且不要伸出太长,以1毫米为好,多余的可以剪掉。
3.3.5焊完时,焊锡最好呈圆滑的圆锥状,而且还要有金属光泽。
3.4安装工艺要求:
在动手焊接前用万用表将各元件测量一下,做到心中有数,先装低矮和耐热元件(如电阻),然后再装大元件(如中周,变压器),最后再装怕热元件(如二极管,三极管)。
电阻的安装:先将阻值阻值选择好,然后根据两孔的距离弯曲电阻脚立式插装或卧式插装在电路板上进行安装,高度要求统一。我们要按R1—R16的顺序焊接,以免漏掉电阻。
电容和三极管的安装:电容和三极管的脚剪得长度要适中,不要剪得太短,也不要留的太长,它们不要超过中周的高度。焊电解电容时,特别要注意长脚是"+"极,短脚是"-"极。电解电容紧贴线路板立式安装焊接,太高会影响后盖的安装。
磁棒线圈的四根引线头可以直接用电烙铁配合松香焊锡丝来回摩擦几次,既可以自动镶上焊锡丝,四个线头对应的焊在线路板上。
由于调谐用的双连拨盘安装时离电路板很近,所以在它的圆周内的高出部分的元件脚在焊接前用斜口钳剪去,以免安装或调谐时有故障,影响拨盘调谐的元件有T2的引脚、双连的三个引脚、电位器的开关脚和一个引脚;
耳机插座的安装:焊接时速度要快,以免烫坏插座的塑料部分而导致接触不良。
二极管的安装按照图示弯曲成型,直接插在电路板上焊接。
喇叭安装到位后用喇叭压板和螺丝固定;焊接要控制好焊锡的量,并且要防止虚焊。焊接完一类元器件,应检查焊接质量及是否有错焊、漏焊,有问题就纠正;要根据电路图恰当布线,对于高频电路,布线非常重要,在布线的时候,尽量走短路线,避免跳线,而且要大面积铺地。
焊接好的样品如图11所示:
超外差收音机实物图
图11
4.收音机测试、调试及故障排除
4.1收音机测试
测量电流,电位器开关关掉,装上电池,用万用表的50mA档表装跨接在电位器开关的两端(黑表笔接电池负极,红表笔接开关的另一端),若电流指示小于10mA,则说明可以通电,将电位器开关(音量旋至最小即测量静态电流)用万用表分别依次测量E,D,C,B,A五个电流缺口,若被测量的数字在规定的参考值左右即可用烙铁将这五个缺口依次连通,再把音量开到最大,调双连拔盘即可以到电台。在安装电路板时注意把喇叭及电池引线埋在比较隐蔽的地方,并不要影响调谐拔盘的旋转和避开螺丝桩子,电路板挪位后再上螺丝固定,这样一台自己辛勤劳动制作的收音机就安装完毕。当测量不在规定电流值在右请仔细检查三极管的极性有没有装错,中周,输入变压是否装错位置以及虚假错焊等,若测量哪一级电流不正常则说明哪一级有问题。测量数据如图12所示:
图12
各个三极管的静态工作点如图13所示:
图13
4.2收音机调试
调整中频:目的是使三个中周变压器(中频调谐回路)的谐振频率调整为固定的中频频率465KHZ,由于所用中周是新的,一般厂家已调整到465KHZ,所以调试时,接收某一个电台,用无感起子调节中周磁芯,调整顺序是由后级往前级即先调Bz3再调Bz2至喇叭声音响为止。
调频率覆盖(调收音机的频率范围535—1605kHz):调整时装上一个刻度盘,使双连可变电容全部旋进和旋出指针分别在刻度盘530—1630千周的线上,旋动双连可变电容器使指针对准640千周刻度(中央人民广播电台)用无感起子旋动振荡线圈的磁芯收听640千周电台广播,声音适中旋动双连可变器电容使指针对准1500千周刻度附近。调整振荡回路微调电容C3接听1500千周附近电台广播,如此高端、低端反复调整几次。
调整频率跟踪:目的使本机振荡频率在接收频率范围(中波段535~1650kHz)和远比外来信号频率高465KHz即本机振荡频率范围为1000kHz~2070kHz。因此,采用电容相同的C1、C2双连可变电容器进行同步调节,通常在所选频范围内的高、中、低三点进行跟踪,即三点统调,为了实现良好三跟踪在本机振荡回路串联一个垫整电容C及并联一个微调补偿电容C,在输入回路并联一个补偿微调电容C,具体调整,然后调输入回路补偿电容Cz使音量最响。中端调整在1000KHZ附近收听广播,使声音最响此时调整双连电容器动片中的花片上的C片,拨动片距。若拨动花片时,输入减小,则中端不失谐,将花片拨回原处,若输入增大,还需在拨动对边花边进行补偿,也可改变垫整电容的容量。
4.3故障排除
4.3.1电池槽装上电池后没有声音
在焊接到印制电路板的时候,由于自己的不小心和焊接技术有限以及操作错误,将不该连接起来的两个点给连接起来了。由于考虑到调试结果的影响,就不断的用烙铁去焊,最后造成把电路板拨坏的结果。由于上述的错误,使收音机的电路短路,造成电路不通,最后连结果都没有出来。在检查故障的时候要小心,不要乱碰上面好的元件,以免造成更多的错误;在检查出故障后要再三琢磨,不要轻易动手去焊接在没有实际把握前;焊接的时候要非常小心,不要搞出更多的错误;要虚心向比自己能力好的人请教。调试收音机的时候要细心,不然得不到自己想要的结果。
原因及解决方法:
焊点没有牢固——重新检查焊点并且把焊点焊牢
电阻有错接的情况——对各个电阻进行测量,看是否有误接的电阻
各级电流不正常——元器件未有接好,锡箔出现短路或者短路的情况。
4.3.2 故障测量
用万用表Ω×1档黑表棒接地,红表棒从后级往前级寻找,对照原理图,从喇叭开始,顺信号传播方向逐级前碰触,喇叭应发出“喀喀”声。当碰触到哪级无声时,则故障就在该级可测量工作点是否正常,并检查有无接错、焊错、塔焊、虚焊等。再用万用表电压档测量电源电压是否正常,根据给出的芯片的各管脚的电压数值,实际测量各管脚数值,并与之对比,如发现电压值不对,对照电路分析并查找故障。若在整机上无法查出该元件的好坏,则可拆下检查。
4.3.3收不到台
信号不好时可尝试在不同的地方接受信号,在寝室信号不明显,跑到阳台明显感到电台的信号。频率不能调节—打开收音机,随便找一个低端电台,先调黑中周调到声音响亮为止,然后调白中周,最后调黄中周。用第一步的方法调整。再调到声音最响为止。按上述方法从后向前的次序,反复细调二、三遍 。调完低频在调高频,调红周。调完低频在调高频,调红周,最后可以调到微弱的声音,然后继续,然后调到了很清晰的台。
4.3.4指示灯不亮
可能是芯片开路或短路,检查芯片引脚的焊接,消除开路或短路。
4.4.5扬声器中的声音较小
可能是集成电路有虚焊的管脚;可能扬声器的插孔的质量有问题,检查大芯片是否有虚焊,可以试着用焊锡轻轻撬动芯片的管脚。
4.4.6仪器正常,耳机不出声
可能是耳机插座在焊接时进入焊锡过多所致。将烙铁和吸锡器配合,将耳机中多余的焊锡吸出来;或检查小芯片是否有虚焊,可以试着轻轻撬动芯片的管脚,如有松动即为虚焊。
4.4.7不能调不同频道
可能是震荡线圈的物理位置不正确;或许是可调电容C1、C2物理位置不正确。增加线圈的长度;调节电容使效果清晰。
4.4.8其他问题
试听噪声过大,则需确认元件、焊接都无问题时,应着重考虑变频级及中频级电路,变频管、中放管的β值是否过大,增益是否过高,振荡过强。试听响度,调准电台,试听喇叭声响,在30m2的房间放声响亮,表明达到功率输出要求;失真度试查,声音应柔和动听,音量小时或大时的发音都很圆润。失真度大的收音机听上去有闷、嘶哑、不自然感觉;试听灵敏度,对准电台方向,从最低端到最高端试收多少个电台。电台多,噪声小为佳,收本省以外较远的或电波较弱的电台声音较响,说明灵敏度高,合格;试查选择性,调准一个电台,然后微微偏调频率10%kHz左右,若声音减少许多,表明合乎要求。
5.总结
通过这次实习,我学习并掌握了晶体管超外差收音机的原理,了解了收音机各个部分的工作方式,通过实践巩固了课堂上学习的理论知识。另外,我还学会了如何识别和使用常见的电子元器件,学会了电烙铁的正确使用方法。在焊接过程中,我也遇到了元件焊错和虚焊的情况,这给我的调试带来了不少麻烦,但通过我进一步仔细的检查,最终还是解决了所有问题。虽然这次收音机的焊接和调试不是非常顺利,但是总的来说收音机焊的还是很不错的,在信号好的地方可以调五、六个台。这次实习会为我以后进行类似的工作积累宝贵经验,可谓从中受益匪浅。以下是具体的心得:
5.1 对电子工艺的理论有了初步的系统了解,对元器件的焊接和组装技巧有了更深层次的理解,基本掌握了手工电烙铁的焊接技术,能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接。熟悉了电子产品的安装工艺的生产流程。这对以后的工作和生活有许多现实意义。
5.2 学会了怎样利用色环来读电阻,然后用万用表来验证读数和实际情况是否一致,再将电阻别在纸上,标上数据,以提高下一步的焊接速度
5.3 学会了怎样辨认二极管的“+”,“—”极,怎样辨认三极管的“b”,“c”,“e”的三个管脚,学会了电容的辨认及读数,“┥┣ ”表示瓷片电容,不分“+”、“-”极;“┥┣ +”表示电解电容(注意:电解电容的长脚为“+”,短脚为“-”)。
5.4 注意焊接接点要圆、光、亮,各元件不要太高,特别是大元件,一定要贴着印制电路板,否则会影响收音机的外盖的合上。
5.5 焊接电容,先焊接元片电容,要注意上面的读数(要知道223型元片电阻&103型元片电阻的区别,元片电容的读数方法——前两数字表示电容的值,后面的数字表示零的个数),紧接着就是焊电解电容了,特别要注意长脚是“+”极,短脚是“—”极。
5.6 调试前应仔细检查有无虚、假、错焊;有无短路,确认无误后,即可通电调试。通常只要装配无误、焊接可靠、装上电池即可唱响。
5.7 检测按步骤进行,一般由后级向前检测,先判定故障位置(用信号注入法)。再查找故障点(用电位法),循序渐进,排除故障。忌讳乱调乱拆、盲目烫焊,导致越修越坏。
5.8此外,通过将近一周的实习,对我的性格成长上也是有一些帮助的:本课操作多,容量大,对我们习惯和技能要求高,对我们素质的发展有着相当重要的作用,所以我们应该认真听讲,仔细操作,来不得半点懈怠;在操作前应该认真的学习理论知识以便更好的指导实践,之后应该继续思考以把理论与实际更好的结合。凡事不可操之过急,静下心来认真的思考,谨慎的处理好动手与动脑的有效结合既互相的促进。
5.9另外,实习中遇到的一些挫折还使我明白了一些道理:使我们进一步的认识到:实际≠理论,它们之间还有一定的距离,但它们之间有一座无形的桥,那就是思考与动手。这也进一步的告诫我们:知识≠能力,它们之间也有着一个鸿沟,但并不是不可逾越的。这也就更进一步间接的告诉我们理论联系实际。
总的来说,我们以后再学习生活中要培养好的习惯:对待事情不可超之过急,要养成稳重的性格;做一些事情要按照规则办事,不能随便凭自己的想象去做事,那样往往会产生很大的麻烦;另外,要抓住机会提高自己的动手能力和积极思考问题的能力,因为实际操作能力是我们专业学生很重要的一门功课,要想在我们的专业上有个大的突破,尤其是以后再工作中,必须要有很好的实际操作能力;遇到问题多想为什么,为什么会是这样,那样的话在你寻找问题答案的时候你的知识,你的专业技能在不断的提高。另外,要相信自己,相信自己的实际操作能力,相信自己在这个领域里,这个专业上能获得成功。
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