单片机还可以这么玩：FM收音机

单片机还可以这么玩：FM收音机

1 总体设计方案

电路包括主控制器、调频模块、喇叭（耳机）接收和频率显示四部分。主控制器采用的是单片机AT89S51，调频模块采用的是TEA5767HN芯片，显示电路采用FPB9742芯片和LCD液晶屏直读显示。程序部分用C语言编写包括设定89.6MHZ电台、TEA5767HN写入和读出、PLL控制字转换为频率送显示和IIC总线操作子程序包。通过设计电路图和电路焊接，编写程序并调试，使系统达到设计要求。

调频广播收音机的电路原理图

2 流程的设计

3电路设计

4实物图

电路识图46-从装配收音机学习电子技术

如果能真正意义上装配一个分立元器件收音机，那么动手能力将会迅速提高，关键是要认真、真正的装配收音机，通过这一装配活动真正学习动手技能。

不要小看收音机，收音机涉及的电子电路面比较广，学好收音机电路工作原理可以掌握下列一些电子电路的工作原理。

1、可以掌握基本的电子元器件知识，包括外形识别，电路图形符号识别，重要特征性，检测方法等。

2、可以掌握常用电子元器件的典型应用电路。

3、可以掌握常用的串联电路、并联电路、分压电路等电路工作原理。

4、可以掌握LC谐振电路工作原理，例如收音机的输入调谐电路就是使用了LC串联谐振电路，选频放大器中也使用了LC并联谐振电路。

5、可以掌握放大器电路工作原理，包括直流电路和交流电路。收音机中的中频放大器、音频功率放大器都采用了放大电路。

6、可以掌握振荡器电路工作原理。例如，收音机中的本机振荡器就是一种正弦振荡器电路。

7、可以掌握检波工作原理，例如调幅收音机中的检波电路。

8、在掌握了收音机整机电路工作原理之后，学习电视机等整机电路工作原理就会简单得多（电视机中的许多单元电路工作原理与收音机电路基本相同），为日后学习其他电子电器整机电路的工作原理打下扎实的基础。

通过收音机装配和电路故障检修，可以学习下列动手技能。

1、掌握焊接技术，电子技术所需要的动手能力有了一定水平的提高。

2、掌握万用表的电阻档、直流电压档、直流电流档、交流电压档的操作方法，并学会使用万用表检修电子电路的常见故障。

3、初步具备电路故障的逻辑分析和推理能力，学会从故障现象分析故障原因的方法。

无线电收音机电路原理分析

收音机分为调幅式和调频式两种，由于调幅式超外差式晶体管收音机具有灵敏度高、选择性好、音质好、价格低廉等优点，而且收音机套件在全国各地电子市场都有销售，因而受到广大消费者欢迎。

下面以六管超外差收音机为例，介绍它的结构、工作原理、安装与调试。

一、六管超外差式晶体管收音机的组成结构

六管超外差式晶体管收音机的组成框图见下图。该收音机主要由天线调谐输入回路、变频级（包括混频器和本机振荡器）、中频放大器、检波级、低频前置放大级、音频功率放大级和扬声器组成。

天线调谐回路接收广播电台发射的高频信号，送入变频级，变频级中本机振荡器产生的振荡信号的频率比输入高频信号高465KHz，这两个信号同时送入混频器进行混频，产生一系列新的频率信号，这些信号经过混频器输出端的调谐回路选择后，只允许差频信号465KHz通过。这样，任意一个广播电台的信号经过变频级后总是固定的频率465KHz。这个固定的中频信号再经过中频放大器放大到一定程度后，送入检波级检出音频信号，在经过低频前置放大器和低频功率放大器放大，推动扬声器发出声音。

二、六管超外差式晶体管收音机的工作原理

下图为六管超外差式晶体管收音机的电路原理图，电路原理分析如下：

1、天线调谐输入回路

广播电台发射的高频调幅波信号，经磁性天线L1，C1，C2a。调谐回路选择后，通过L1，L2耦合，送到变频级中VT1的基极。

2、混频和本级振荡电路

由本机振荡电路和混频器组成的电路又称变频级，晶体管VT1兼做振荡和混频器。振荡回路由VT1，L3，C5，C2b,C4，L4组成。它能产生一个比输入信号频率高465KHz的等幅振荡信号。C2为基极旁路电容，C3为耦合电容，使本机振荡信号从L4中间抽头经C3耦合到CT1的发射极，形成正反馈，再经VT1放大后从集电极输出至振荡谐振回路，从而产生本机振荡信号。电台信号和本机振荡信号在VT1中混合。由于晶体管的非线性作用，将产生多种频率的信号，其中有一种是本机振荡频率和电台频率相差465KHz的中频信号。因中频变压器T3的谐振频率为465KHz，所以只有465KHz的中频信号才能在这个并联谐振回路产生电压降，而其他频率信号几乎被短路。在调谐（调台）时，C2a，C2b采用同轴的双联可变电容器，以便本机振荡频率和输入回路的谐振频率同时改变，并始终比输入回路谐振频率高465KHz。这需要仔细地进行统调。

3、中频放大级

中频放大级一般由两级组成。VT2和VT3做中频放大，中放回路的中频变压器T4，T5谐振在465KHz，由于有两级中放，所以有较好的灵敏度与选择性。图中C9，C13为中和电容。用它来消除中频放大电路中的寄生振荡。有的收音机电路中不接中和电容。当出现寄生振荡时，可用1~3pF的电容器接在中放管基极和中周一次线圈下端来消除。如手头无1~3pF的电容器，可用两段绝缘细导线拧好代替电容。

4、检波级

检波级由二极管VD，C16和电位器RP等组成，其作用是从调幅波中检出音频信号。

5、低频前置放大级

低频前置放大级由VT4组成，起电压放大作用，为低频功率放大级提供具有一定输出功率的音频型号。为了获得较大的功率增益，这部分电路的输出采用变压器耦合，同时为了适应推挽功率级的需要，变压器T6的二次侧有中心抽头，把本机的输出信号对中心头分成大小相等，相位相反的两个信号，分别推动推挽管VT5，VT6工作。

6、低频功率放大级

T6，T7，VT5，VT6组成变压器耦合推挽功率放大电路，VT5，VT6分别放大音频信号的半个周期，即一管导通，另一管截止交替工作，而输出变压器T7通过一、二次侧耦合在扬声器上就得到完整的音频信号。

为避免接受强弱信号存在差异，上图所示收音机电路中采用了自动增益控制电路（AGC电路）。它是由C7，R9组成的直流负反馈电路，检波后的音频信号的一部分，通过R9送回到VT2基极，由于C7对交流信号（音频信号）相当于短路，其直流成分送到VT2的基极，当收到较强的电台信号时，检波输出的音频信号增大，使VT2基极电位升高，集电极电压下降，使VT2增益降低（这个控制电压极性与VT2基极原有的偏置电压反相），从而保持检波输出信号大小基本不变，这样就达到了自动增益控制的目的。

上图中R14，C19为去耦滤波电路。低频功率放大级消耗功率较大，瞬时电流大，易对前面供电电压造成波动，尤其当电池陈旧、电压下降、内阻增大时，对前级影响更大。若不加此电路会产生低频自激振荡，产生汽船般“卟卟”声振荡，使收音机无法正常工作。加入此电路后，可消除低频自激振荡。

R10为负反馈电阻，构成级间电压并联负反馈电路，以改善收音机稳定性。由于变压器同名端的作用，R10在输出变压器二次绕组端子接错时，会形成正反馈，因此将产生自激振荡，这时只要把R10从变压器一端接到另一端即可。

中频变压器也称中周，它是中频放大级的耦合器件，普通使用的是单调谐封闭磁芯型结构，它的一、而绕组同绕在一个磁芯上，外面套着一个磁帽。最外层还有一铁外壳，既做紧固又做屏蔽之用。靠调节磁帽和磁芯的间隙来调节线圈的电感量。

本机振荡线圈也多做成和中频变压器一样的外形，与中周配合使用。也有只绕在骨架上而没有铁壳的振荡线圈，购买时要注意所需配用的可变电容器是否合适。

电路的有关元器件参数见下表所示。

三、超外差式晶体管收音机的安装焊接技术

收音机性能的好坏，不仅取决于电路原理的设计，还与元器件质量、整机布局、安装调试的工艺水平等直接相关。因此在装配过程中应注意以下几点。

1、装配前，应先对照元器件清单对所供元器件、紧固件等进行核对；对电阻、电容、天线线圈、中频变压器、晶体管等要用万用表逐一检测其好坏；晶体管最好用晶体管特性图示仪观察其特性曲线，测量放大倍数值及穿透电流大小，一般要求高频管穿透电流小于50微安，为使收音机噪声低，且工作状态相对稳定，原则上选穿透电流最小的高频管做变频级，穿透电流最小的低频管用在低频功放第一级。为保证收音机有足够的灵敏度和音频输出功率，各级放大器的放大倍数选择要适宜。

2、装配顺序以从后到前为宜，即先装低频功率放大级、再装低频前置放大级、接着装检波级、中频放大级、最后装变频级。

3、安装过程中，要根据印制电路板上每个元器件的空间位置，对元器件整型。焊接时每个元器件的焊接时间不宜过长，焊锡不要过多，以免烫坏元器件或发生短路。不要在整机通电时焊接，焊接前必须先对元器件进行去氧化膜搪锡处理，以免虚焊或脱焊。

四、收音机的调试技术

犹豫新装配的收音机，其各种元器件的参数误差和线路分布电容的影响，往往会使晶体管偏置电流失常和调谐回路严重失谐，使收音机不能正常工作或完全不能工作。因此，收音机装配好后，要进行仔细的电路调试，才能达到预定的性能指标，以获得良好的收音效果。调试步骤如下：

1、检查元器件

收音机元器件焊接完后，应对照电路图按顺序检查一遍，如检查每个元器件的规格型号、参数、安装位置、引脚接线是否正确；中频变压器的安装次序和一、二次绕组的接线位置是否正确；每一个焊点是否有漏焊、虚焊和搭锡短路现象，线头和焊锡等杂物是否残留在印制电路板上；分段绕制的磁性天线线圈的安装方向是否正确。

2、测量

用万用表Rx100档测量整机电阻，阻值应大于500欧姆，如阻值较小，应检查电路是否短路，晶体管电极是否接错，元器件间有无短路、短路情况，阻容元件是否合格。

3、调整各级晶体管的静态工作点

以上步骤均完成后，便可接通电源，调整各级晶体管的静态工作点。

1）测量电源电压，应在5.8~6V之间。

2）将双联可变电容器全部旋入或旋出，找一个没有电台的位置，此时扬声器应无声。

3）静态工作点的调整，应有末级开始，逐渐向前推进。防止前级有信号输入，使后级处于工作状态，误将动态电流认为是静态电流。

4）暂用一个电位器和一个保护电阻串联，代替所要调整的偏流电阻。保护电阻的阻值。通常取原电路图上给出参考偏流电阻值的一半；电位器的阻值，通常取原电路图给出的偏流电阻阻值的1~2倍。如果没有电位器，也可以用不同阻值的电阻分别接入电路调整工作点。但要注意，每次换接电阻时，必须切断电源，以免偶然短路，烧坏晶体管。

5）将集电极电路的印制导线切开一点，串入毫安表，调节电位器，使集电极电流达到要求数值。然后将电位器及保护电阻焊下来，换上等效电阻，再检查一下集电极电流是否合适。如与要求值相差不多，就可以将测试点用锡封死，进行下一级的调整。

6）也可以采用调节偏流电阻，测量发射极电阻上的电压，再计算静态工作电流的方法调整。此种方法虽然容易产生误差，但要比直接测量集电极电流方便。这种方法常在检查电路、核对静态工作电流时应用。

4、调整中频频率

中频变压器安装以后是需要调整的，这是因为它所并联的电容器的容量总有误差，底板的布线间也存在有大小不等的分布电容，这些因素会使中频变压器失谐。

1）将信号发生器的频率调整在465KHz，使它发生调幅信号。将信号发生器的输出线套在收音机的磁性天线上，或将收音机靠近信号发生器。将双联可变电容器全部旋入，音量控制电位器开到最大，此时收音机应能收到信号发生器发出的调幅信号。如果收不到，可将信号发生器的输出线串联一个0.01微法的电容器，接到调谐输入回路可变电容器的定片上。

2）在收音机收到的信号中，如混有电台的广播声，可用一根导线，将双联可变电容器的振荡连短路。

3）将万用表置于50mA或100mA档，串接在末级功率放大管的集电极回路中，通过观察动态电流的变化来判断中频变压器是否调准。

4）中频变压器的调整顺序是由后到前，先调第三级再调第二级，最后调第一级。

5）调整中频变压器，使扬声器输出信号最强，电流表的读数最大。然后再调整信号发生器，使输出的中频信号减弱，以收音机刚收到信号为度。

6）再次调整各级中频变压器，使输出信号最大。在调整过程中，要随时减弱输入的中频信号强度，使收音机工作在小信号状态，以免自动增益控制电路起作用，影响对调谐点的判断。经过反复调整使各级中频变压器都调谐在中频频率上。

7）在调整过程中，如果产生自激振荡（有尖叫声或嘟嘟声），则应先设法排除故障，然后再进一步调整。

8）如果没有信号发生器，可以利用一台成品收音机，从收音机的检波器输入处引出中频信号，用1米长的双股塑料线就爱那个信号耦合到待调整的收音机中，调整产品收音机，使它收到一个电台的广播信号，利用它做信号源，调整待调收音机的中频频率。方法与采用信号发生器时相同。

9）调整中频变压器磁芯要用无感工具，避免调解时产生感应现象，影响变压器的磁力线分布。调整磁芯时，不要用力过猛，以防止将磁芯调碎。

5、调整频率范围

收音机的中波段频率范围是535~1605KHz，为满足频率覆盖，收音机的实际频率范围一般调在525~1640KHz。调整频率范围也叫对刻度，它是靠调整本机振荡频率来实现的。具体步骤如下：

1）调信号发生器，输出525KHz调幅信号，并将其输出端靠近收音机的磁性天线。

2）将双联可变电容器全部旋入，调节指针对准525KHz刻度，并调节振荡线圈磁芯，使收音机收到此信号。

3）调整信号发生器频率为1640KHz，将双联可变电容器全部旋出，调节指针对准1640KHz刻度，调整补偿电容使收音机收到此信号为止。

4）按上述步骤再复调一次，即调整完毕。

若没有信号发生器，可以按照下述方法进行

1）将双联可变电容器调到最低端，调节指针对准最低刻度，找一个熟悉的低端电台，如640KHz的中央电台；将双联可变电容器旋出1/5，调节中频振荡线圈磁芯，使收音机受到这一电台广播。

2）再找一个熟悉的高端电台，如1350KHz的南阳台（双联可变电容器的极片旋出4/5时），调节中频振荡回路的补偿电容，使收音机受到这一电台广播。

3）最后再复调一遍即可。

6、统调

影响收音机灵敏度和选择性的一个重要原因是：输入调谐回路与本机振荡回路谐振频率之差不是在整个频段内都为465KHz。为解决这个问题，必须调整输入调谐回路的谐振频率，使两者频率差始终等于465KHz，这一调整过程叫做统调。统调是在频率低、中、高3端各取一个频率，如600KHz，1000KHz，1500KHz，进行调整，也叫三点统调。具体方法如下：

1）调整信号发生器，输出600KHz频率信号，调节可变电容器，使收音机收到此信号，然后移动调谐线圈在磁棒上的位置，使收音机输出最大。

2）调整信号发生器，输出1500KHz信号，调整可变电容器使收音机受到这一信号，然后调节输入回路的微调可变电容，使收音机输出最大。

3）按上述方法再复调一次即可。

4）如果没有信号发生器，可利用640KHz，1370KHz附近的电台信号校准。调整方法与上相同。

5）检查三点统调中间一点是否在1000KHz左右，将信号发生器调至1000KHz，旋转并在天线连上的半可变电容器C1，若电容在原来位置上声音最响说明三点统调正确，若要加大C1才能使声音达到最大，则应加大串接在振荡线圈上的电容C5，并重新统调，若要减小C1才能使声音最大，应减小C3，并重新统调。反复按照上述步骤操作，直到满足要求。若无信号发生器，可调至980khz或1020KHz电台，按前述步骤进行统调。

7、试听

收音机调整好以后，就可以进行试听了，试听时可以通过与成品收音机对比，检验它的灵敏度，选择性等各项指标。

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