怎样看电路图
超外差收音机

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这是一款典型的6管超外差收音机,它可以接收535~1605kHz的中波调幅电台广播,额定输出功率100 mW。本文着重介绍超外差收音机电路图的分析方法。

一、电路图总体分析

图1为超外差收音机电路图。从图面上我们可以看到,收音机的接收天线(磁性天线W)位于最左边,扬声器BL位于最右边,电池GB也位于最右边,即可以判断出:该电路图信号处理流程方向为从左到右,直流供电电路方向为从右到左,与电路图的通常画法一致。

图1
图1 🔍原图 (709×266)

图1中,核心元器件是6只晶体管VT1~VT6,我们可以依据这6只晶体管区分出主要单元电路:VT1等构成变频电路,VT2等构成第一中频放大电路,VT3等构成第二中频放大电路,VT4等构成低频放大电路,VT5和VT6等构成推挽功率放大电路。在变频电路前面有可变电容器C1与磁性天线初级线圈L1构成的输入调谐电路,在中放与低放之间有二极管VD3等构成的检波电路。

图2的方框图示出了整机电路结构。其简要工作原理是:广播电台发送的高频调幅信号由输入调谐电路选择接收,变频电路将高频调幅信号变换为固定的465kHz中频调幅信号,经过两级中频放大后,由检波电路检出音频信号,再经低频放大和功率放大,推动扬声器发声。超外差收音机具有灵敏度高、选择性好、波段内灵敏度均匀等优点。

图2
图2 🔍原图 (567×169)

二、各单元电路分析


1. 变频电路。
变频电路是超外差收音机所特有的电路,它的作用是将接收到的高频调幅信号变换成为一个固定的中频调幅信号(465kHz),而其上的音频调制信号不变。变频的原理是:将接收来的高频调幅信号与本机产生的高频等幅信号进行混频,得到中频调幅信号。

晶体管VT1构成变频电路,同时完成本机振荡和混频功能。图1中,VT1与振荡线圈T1、可变电容器C1b等组成本机振荡器。这是一个共基极变压器反馈振荡器,振荡频率由LC谐振回路决定,L为T1的初级线圈,C为C1b与C5的并联值。LC回路的信号经C4耦合至VT1的发射极,放大后的信号通过接在VT1集电极回路的T1的次级线圈,又正反馈到T1初级(即LC回路),如此周而复始,形成振荡。改变可变电容器C1b的电容量即可改变振荡频率。C5为补偿电容,用于调节本振频率范围。R2是VT1的基极偏置电阻,R3是发射极电阻。

VT1同时与输入调谐电路和中频变压器T2等组成混频器。磁性天线W的初级线圈L1与可变电容器C1a组成LC调谐回路,选择接收电台信号f1,并通过磁性天线次级线圈L2送入VT1基极。本机振荡信号f0通过C4送入VT1的发射极。由于晶体管的非线性作用,在VT1集电极就产生f0、f1、f0-f1、f0+f1……等多种频率信号。在VT1集电极回路中接有T2初级与C6组成的LC选频回路,因此通过T2耦合至下级的便是我们所需要的f0-f1= 465kHz的中频信号,如图3所示。C3为高频旁路电容。C2用于调节接收频率范围。因为C1a和C1b是同轴双联可变电容器,所以可保证在整个波段内本振频率始终比接收信号高出465kHz 。

图3
图3 🔍原图 (567×262)

2. 中频放大电路。
中频放大电路包括VT2和VT3两级中频放大器。中频放大器是一种谐振放大器,它具有选频作用。以一中放为例,VT2接成共发射极放大器,所不同的是其集电极负载是一个并联谐振回路,该谐振回路由中频变压器T3初级与C9组成,谐振于465kHz 。我们知道,并联谐振回路谐振时阻抗最大,放大器增益也最大;失谐时则阻抗很小,放大器没有什么放大作用。这就保证了中频放大器只放大中频信号(包括一定的带宽)。中频放大器的这种特性,保证了超外差收音机既有较高的灵敏度,又有良好的选择性。

变频级输出的中频信号,通过T2耦合至VT2的基极进行第一次放大,放大后的信号由VT2集电极输出,通过T3耦合至VT3基极进行第二次放大,再由T4耦合至检波级。R4、R7分别是VT2、VT3的基极偏置电阻。


3. 检波电路。
检波电路由二极管VD3和C12、C13、R9、RP等组成,其功能是利用二极管的单向导电特性和电容器的旁路作用,将音频信号从中频信号中分检出来。其工作原理是:二中放输出的中频信号,由T4次级加至检波二极管VD3,通过VD3后得到包含有完整音频信息的负半周中频信号。再经过C12、R9、C13组成的π型滤波器,滤除中频成分,得到音频信号。耦合电容C15的作用是隔断音频信号中的直流成分。检波电路各点波形见图4。


4. 自动音量控制电路。
当接收到的广播电台信号强弱变化较大时,将严重影响收音效果,因此,超外差收音机一般都设计有自动音量控制电路(AGC),见图2。图1中,AGC电路由R6、C7等构成,被控制级是第一中放管VT2,控制电压取自检波后的直流分量。当接收到的电台信号较强时,检波后得到的直流分量也较大。由于采用的是负向检波,因此直流分量是负电压。这个负电压通过R6和T2次级加到VT2基极,使其基极电压下降,基极电流减小,工作点下移,放大器增益降低。反之,当接收到的电台信号较弱时,则使放大器增益提高。这样就起到了自动音量控制的作用。C7的作用是滤除负电压中的音频成分。


5. 推挽功率放大电路。
检波出的音频信号,经C15耦合至低放和功放级进行音频放大。低放级VT4是一个共发射极电压放大器,原理可参阅前述分析,这里着重分析功放级电路。VT5、VT6组成推挽功率放大器,图5示出其工作原理:信号电压Ui加在输入变压器T5初级时,在T5次级就感应出一对大小相等、方向相反的信号电压,分别加到VT5、VT6的基极。在Ui负半周时,VT5导通,集电极电流Ic5流过输出变压器T6初级上半部;在Ui正半周时,VT6导通,集电极电流Ic6流过T6初级下半部(注意:VT5、VT6是PNP管);在T6的次级则合成一个完整的信号波形Uo驱动扬声器。由于在输入信号的一个周期内,两个晶体管轮流工作,因此推挽功率放大器具有效率高、输出功率大的优点。

R14和R15是功放级偏置电阻,为VT5、VT6提供适当的静态电流,以减小交越失真。RT是负温度系数热敏电阻,起温度补偿作用,用以稳定工作点。

三、直流供电电路分析

整机采用3V电池为电源,直流供电回路如图6所示。为了避免经电源引起的自激和改善电池降压特性,在高中频电路与低频电路之间设有C14、R12、C19组成的π型滤波器。硅二极管VD1、VD2和R1组成简易稳压器,给VT1~VT3提供偏置电压,进一步提高了变频级和中放级的工作稳定性。为提高电源利用率,VT5、VT6采用PNP型锗三极管。

四、制作与调试

制作完成后,按以下步骤调试:

1. 调整各级工作点:(1)调节R2,使VT1集电极电流为0.4mA;(2)调节R4,使VT2集电极电流为0.5mA;(3)调节R7,使VT3集电极电流为0.8mA;(4)调节R10,使VT4集电极电流为

1.8mA;(5)调节R15,使VT5与VT6集电极电流为2.8mA 。

2. 调整中频频率:收听一个电台,用无感起子由后往前依次缓慢调节三个中频变压器T4、T3、T2的磁芯,使声音最大,如此反复2~3遍即可。如有条件,可用信号发生器产生465kHz的中频信号,会使收音机中频调整得更准确。

3. 校准频率刻度。首先收听低端的一个电台(例如600kHz左右),用无感起子调节振荡线圈T1的磁芯,使该电台与刻度盘的数值对准。然后收听高端的一个电台(例如1400kHz左右),调节振荡回路微调电容C5,使该电台与刻度盘的数值对准。因高、低端调节时会互相影响,所以应反复调节2~3遍。

4. 统调。先收听低端的一个电台(例如600kHz左右),来回移动天线线圈W在磁棒上的位置,使声音最大。再收听高端的一个电台(例如1400kHz左右),调节天线回路微调电容C2,使声音最大。如此反复调整2~3遍即可。