AM/FM单片集成电路收音机

(集成)本文介绍一种目前世界上非常流行的只用一片集成电路（下称IC）装置的调频调幅收音机。这种收音机除调频（FM）高频头需要外加两只超高频晶体管以外，其余电路功能均由一片IC担任。我国目前已生产出这种IC，型号为7S2204和FS2204。史普拉格公司的ULN－2204，德律风根公司的TDA－1083，东芝公司的TA7613及日立公司的HA12402等均属同类产品。这种IC收音机的优点很多：①外围电路异常简单；②调整极为方便；③电气性能相当优良; ④电源电压范围很宽，3～12V均能正常工作。

工作原理简介 图1是IC内部电路图，图2是用IC装成的AM／FM收音机电原理图，下面结合图1、图2简要介绍该机的工作原理。

（1）AM混频：L\(_{7}\)是AM波段的磁性天线线圈，外来信号由L7次级送入IC第⑥脚。混频器由IC内的T\(_{13}\)、T14、T\(_{15}\)、T16、T\(_{3}\)0及T31组成双平衡式混频器。C\(_{24}\)对高频旁路，所以外来信号送到IC的⑥、⑦脚之间。本振信号加到T14、T\(_{15}\)的基极。混频后的中频信号（465KHz）由④脚送到调幅第一中频变压器AT1。

（2）AM本机振荡：本振由T\(_{32}\)、T33和T\(_{34}\)组成，其振荡频率完全取决于⑤脚和Vcc之间所接的振荡回路参数。这种振荡器属负阻振荡器类型，电路能否起振与振荡线圈AT\(_{2}\)次级正反无关。本振电压由T32集电极送至混频级。在⑤脚可测得300mV的本振电压。

（3）AM／FM中放：该机中频放大器由T\(_{1}\)～T10五级级连差分放大器担任，FM、AM共同使用，所以中放输入端用串联中周的办法，使AM／FM中频信号均能加到①～②脚之间。放大器的前四级增益受电流源T\(_{17}\)控制，以便使AGC起作用，第五级差分放大器的增益是固定的。放大后的中频信号由T10集电极（即脚）送到AT\(_{3}\)（调幅中周）和FT3（调频中周）。

（4）AM检波和FM鉴频：T\(_{18}\)、T19担任AM检波及FM鉴频，T\(_{25}\)是恒流负载。中频信号由脚输入到Tl8、T\(_{19}\)的两个基极进行全波检波，检波后的音频和直流成分由T25送到T\(_{28}\)、T21进行放大，由⑧脚输出。对于FM波段，由于FT\(_{3}\)调谐于10.7MHz，再加上C15（2PF）的作用，脚的电压比脚的电压相位领先90°，因此T\(_{18}\)、T19构成一个正交鉴频器，工作于开关状态，鉴频以后的音频电压由⑧脚输出。

（5）AGC、AFC及整机增益调整：AM波段时，⑧脚音频电压中有正极性直流成分，且随外来信号增加而减小，通过T\(_{22}\)放大后，它控制了前四级中放的电流源T17。外来信号越强，⑧脚电压越低，T\(_{17}\)输出电流越小, 前四级中放增益也随着变低，起到了AGC作用。另一方面，⑦脚通过WS16、R\(_{16}\)与①脚相连，由于AGC作用使①脚电压跌落，也使⑦脚电压下降，使得混频增益和本振幅度也随着降低，进一步加强了AGC作用。当外界信号场强变化48dB时，输出电压变化不超过10dB。使用FM频段时，SW1b将⑦脚接地AM本振和混频停止工作。由于FM中放增益很高，天线输入几个μV信号就足以使中放处于限幅状态，所以AGC对FM段不起作用。本机利用直流电压(约2V)作为FM高频头的基极偏流源，使得SW\(_{1b}\)处于AM时，自动切断高频头电源，节省波段开关一把刀。同时，接收调频信号时，电压呈S曲线，使得BG2的e－b结电容跟着变化，对本振频率有微小的调整，起到AFC作用。至地接入C\(_{28}\)和C29，C\(_{28}\)可旁路AGC电压的音频成分，给AGC电路提供时间常数。C29可旁路高频成分。调整R\(_{17}\)、R18阻值，可改变AM、FM的电路增益。

（6）音频放大：⑧脚输出的音频电压由C\(_{22}\)耦合到音量电位器，再经R14送入低放输入端⑨脚。C\(_{21}\)用来滤除残余的中频成分。低放电路是很复杂的，这里只讲主要环节。T43是射极输出器，提高放大器输入阻抗。第二级由T\(_{44}\)、T45组成差分放大器。第三级由T\(_{52}\)组成射极输出器，第四级由T53担任推动级。T\(_{42}\)、T49及T\(_{54}\)组成准互补推挽电路。T42和T\(_{49}\)中点的3.9KΩ和25Ω电阻给T46引入负反馈，使放大器稳定工作。C\(_{16}\)起电源滤波和对负反馈电压退耦作用。音频电压由脚经电容C19输出到扬声器。

（7）FM高频头：由BG\(_{1}\)担任高频放大器，BG2担任本振和混频。超高频信号由天线经C\(_{1}\)耦合到L1、C\(_{2}\)组成的输入回路。回路谐振在98MHz，由于回路Q值很低，在88～108MHz范围内不用调谐。信号再经C3输入到BG\(_{1}\)发射极。R1是发射极电阻，R\(_{2}\)是偏流电阻，R3串联在集电极中抑制寄生振荡，C\(_{4}\)使高频信号入地，所以BG1是共基放大器。集电极交流负载是由L\(_{2}\)、C5、可变电容、微调电容构成的谐振槽路，可调谐在信号频率。R\(_{4}\)是集电极馈电电阻，C6起退交连作用。L\(_{3}\)和C8谐振于10.7MHz，起陷波作用。超高频信号由BG\(_{1}\)集电极输出，经C7输入到BG\(_{2}\)发射极。这是共基变频器，R5是发射极电阻，R\(_{6}\)是偏流电阻，C10是旁路电容，R\(_{7}\)可抑制寄生振荡。R8和C\(_{13}\)分别是集电极馈电电阻和旁路电容。集电极负载是由中周FT1和本振回路串联而成的。对于FM本振频率来说，FT\(_{1}\)呈短路，集电极电压经C11和C9\(_{分}\)压反馈到BG2发射极产生振荡。振荡频率完全取决于本振回路参数。由于L\(_{4}\)电感量小于L2，本振频率始终高于外来信号频率。 FT\(_{1}\)，FT2通过C\(_{14}\)耦合构成双调谐中频变压器。R9并联于FT\(_{2}\)次级，一方面得到较宽通带，另方面也是IC内部中频放大器稳定工作所需。整个高频头的总增益为14dB。

元器件的选用和自制 所有电阻均采用1／8W碳膜电阻。除电解电容外，所有电容器均采用瓷介电容。其中容量在470pF以下者必须采用容量误差不大于10％的高频瓷介电容，其余的可以采用低频瓷介电容。线圈L\(_{1}\)、L2和L\(_{4}\)用φ0.8mm漆包线绕制；L3用φ0.5mm的漆包线绕制。可在圆棒上密绕，再脱胎而成。绕制数据标在原理图上。图中“Φ”系指线圈的内径；“φ”系指匝数。L\(_{5}\)采用φ0.1mm漆包线在φ4mm的短波圆工形磁芯上密绕32匝，用光铜线作外引线，再用环氧树脂包封而成。如有15μH的色码电感也可代用。L7是AM天线线圈。初级用φ0.1mm的单股丝包线在磁棒上密绕105匝；次级用同样的线绕10匝。配用φ10×100mm的中波磁棒即可。FM天线可用6O公分左右的拉杆天线。FT\(_{1}\)、FT2、FT\(_{3}\)为FM中频变压器，采用10×10小型短振的结构。可用φ0.1mm的漆包线在φ4的短波圆工形磁芯上绕制。其匝数和配谐电容见原理图。工作频率为10.7MHz。AT1、AT\(_{3}\)为AM中频变压器，工作频率为465KHz。AT2为中波振荡线圈，采用10×10小型中振结构。可用φ0.07mm漆包线在φ4mm的中振圆工形磁芯上绕制，其匝数和配谐电容见原理图，AT\(_{2}\)的中心电感量约360μH。因为印刷电路板上没有安装配谐电容的地方，以上所有中周必须采用内附电容式的。四联可变电容采用20×20mm的AM／FM带微调电容的四联，最大容量为126／20pF。音量调节器采用50KΩ指数式带开关炭膜电位器。波段开关采用2×2拨动式。BG1和BG\(_{2}\)可采用3DG204，β选6～150。D1采用2AP3、2AP4或2AP7均可。本机印刷电路板的设计，对此机的成败关系极大。图3绘出了本机成熟的印刷电路板图。

调试方法（1）IC增益调整：接通电源，首先检查的直流电压，因为它是IC增益高低的标志。的电压，AM波段应保持在1.45～1.65V；FM波段应保持在1.8～2.0V之间。如发现此电压过低或过高，可改变R\(_{17}\)或R18的阻值，否则，不是增益太低灵敏度跌落；就是增益过高造成自激式噪声过大。IC在出厂前，已按电压的高低分档。每块IC正面有11、12…33编号，可按附表调整R\(_{17}\)和R18的阻值，以保证的电压在上述范围。电压调整完毕，IC其它各外引线以及晶体管各电极对地的电压，应如图2所示，其误差不应超过20％（假定电源电压采用6V）。

（2）AM段调整：方法与普通晶体管收音机相同。AT\(_{1}\)、AT3用来调整中频。调覆盖时，低端调AT\(_{2}\) 磁帽，高端调振荡连上的半可变电容。统调时，600KHz调整L7在磁棒上的位置，1500KHz频率上，调天线连的半可变电容。

（3）FM段调整：用信号发生器输出10.7MHz调频信号，SW\(_{1}\)打到FM位置，四连旋到容量最大，调整FT1、FT\(_{2}\)使扬声器声音最大。再输出10.7MHz调幅信号（调制度30％），调整FT3使声音最小。反复几次即可调好中频。调覆盖时，先输出87MHz调频信号，四连旋到容量最大，用改锥拨动L\(_{4}\)，改变其匝距，使扬声器输出最大。再输出109MHz调频信号。四连旋到容量最小。调整FM振荡连半可变电容，使声音最大。反复几次。统调时，先输出88MHz调频信号，调四连，使收音机调谐于88MHz上。拨动L2的匝距，使扬声器输出最大。再输出108MHz调频信号，用改锥调天线连半可变电容，使声音最大。反复几次即可结束。调整完毕用高频腊将所有可调元件封固，以免发生高频机震。