調(diào)頻收音機(jī)的工作原理

　　FM收音機(jī)就是通過采用FM調(diào)頻載波方式傳輸無(wú)線電信號(hào)的收音機(jī)。由于采用的波長(zhǎng)較短，因此傳輸?shù)男盘?hào)要比采用AM波長(zhǎng)傳播信號(hào)的收音機(jī)要好很多，但是因?yàn)槭嵌滩?，因此傳播距離比較短。目前，一些手機(jī)中同樣有FM調(diào)頻收音機(jī)的功能。

　　FM 是frequency modulation 的縮寫，調(diào)頻的意思。收音機(jī)里常用的術(shù)語(yǔ)：FM frequency modulation 調(diào)頻；MW medium wave 中波 ；SW short wave 短波；LW long wave 長(zhǎng)波；AM amplitude modulation 調(diào)幅AM及FM指的是無(wú)線電學(xué)上的二種不同調(diào)制方式。AM:AmplitudeModulation稱為調(diào)幅，而FM:FrequencyModulation稱為調(diào)頻。FM指一般的調(diào)頻廣播（76-108MHz，在我國(guó)為87.5-108MHz。SW是短波，在10～100米（公尺）之間。中波（MW）介于200-600米（公尺）之間，HF的波長(zhǎng)在10～100米，把HF稱做短波（SW:ShortWave）。150KHz-284KHz之間的叫長(zhǎng)波。

　　1、概述

　　收音機(jī)是接收無(wú)線電廣播發(fā)送的信號(hào)，并將其還原成聲音的機(jī)器，根據(jù)無(wú)線電廣播的種類不同，即調(diào)幅廣播（AM）和調(diào)頻廣播（FM），接收信號(hào)的收音機(jī)的種類亦不同，即調(diào)頻收音機(jī)和調(diào)幅收音機(jī)。

　　有的接收音機(jī)既能接收調(diào)幅廣播，又能接收調(diào)頻廣播，稱為調(diào)幅調(diào)頻收音機(jī)。

　　2、調(diào)幅收音機(jī)的構(gòu)成

　　調(diào)幅收音機(jī)的基本功能就是把空中的無(wú)線電波轉(zhuǎn)變成高頻電信號(hào)，這一功能由接收天線來實(shí)現(xiàn)。然后解頻，即把調(diào)制在高頻載波上的音頻信號(hào)從已調(diào)幅高頻信號(hào)上卸下來，亦常稱檢波，實(shí)現(xiàn)這一功能的電路叫檢波器。最后，用檢波出來的音頻信號(hào)來推動(dòng)揚(yáng)聲器或耳機(jī)，即聲音恢復(fù)。

　　收音機(jī)的分類方法很多，依其電路程式可分為直接檢波式，高放式和超外差式。以通道分，有單通道調(diào)幅收音機(jī)和立體聲調(diào)幅收音機(jī)。

　　直接檢波式和高放式收音機(jī)因其靈敏度低，音質(zhì)差，已基本不再生產(chǎn)和使用，現(xiàn)在用的調(diào)幅收音機(jī)基本上都是超外差式。故這兒只介紹超外差式調(diào)幅收音機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理。

　?。?）超外差式收音機(jī)的結(jié)構(gòu)

　　超外差式收音機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1示：

　　高頻部分 中頻部分 檢波部分 低頻部分 揚(yáng)聲器

　　圖 1

　　超外差式收音機(jī)機(jī)主要由輸入調(diào)諧電路、混頻電路、中放電路、檢波電路、前置低放、功率放大電路和喇叭或耳機(jī)組成。

　?。?） 工作原理

　　由輸入電路，即選擇電路，或稱調(diào)諧電路把空中許多無(wú)線廣播電臺(tái)發(fā)出的信號(hào)選擇其中的一個(gè)，送給變頻級(jí)中的混頻電路。

　　混頻將輸入電路送來的已調(diào)幅調(diào)信號(hào)變?yōu)橹蓄l調(diào)幅信號(hào)，而他們所攜帶的信號(hào)是不變的，即調(diào)幅信號(hào)的頻率變?yōu)橹蓄l，但其幅值變化規(guī)律不改變。不管輸入的高頻信號(hào)的頻率如何，混頻后的頻率是固定的，我國(guó)規(guī)定為465千赫。

　　中放將中頻調(diào)幅信號(hào)放大到檢波器所要求的大小。由檢波器將中頻調(diào)幅信號(hào)所攜帶的音頻信號(hào)取下來，送給前置低放。

　　前置低放將檢波出來的音頻信號(hào)進(jìn)行電壓放大。再由功放將音頻信號(hào)放大，放大到其功率能夠推動(dòng)揚(yáng)聲器或耳機(jī)的水平，揚(yáng)聲器或耳機(jī)將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槁曇簟?/p>

　　3、超外差式晶體管收音機(jī)工作原理分析：

　　八管超外差式晶體管收音機(jī)原理圖見附圖1。

　?。?） 輸入調(diào)諧回路

　　輸入調(diào)諧回路也稱為天線輸入回路，T1是中波段輸入調(diào)諧回路高頻變壓器，高頻變壓器分初級(jí)線圈和次級(jí)線圈，均繞在磁棒上，C1.1是雙連可變電容器的調(diào)諧連，C1.2是補(bǔ)償電容，補(bǔ)償電容采用小型半可變電容器，調(diào)整其電容量，可以使輸入回路和振

　　蕩回路的高端頻率同步，從而提高頻率高端的靈敏度。

　　C1.1與T1的初級(jí)線圈組成串聯(lián)諧振回路，C1.1的容量從大到小，可使諧振頻率從最低的535千赫到最高的1605千赫范圍內(nèi)連續(xù)變化。當(dāng)外來信號(hào)的某一電臺(tái)頻率的信號(hào)與諧振頻率一致時(shí)，調(diào)諧電路發(fā)生諧振，這時(shí)T1初級(jí)線圈兩端某一電臺(tái)頻率的信號(hào)電壓最高，并同時(shí)衰減了其他頻率信號(hào)，達(dá)到了選臺(tái)的目的。

　　T1的初級(jí)還與次級(jí)線圈組成高頻變壓器，將調(diào)諧電路選出的信號(hào)電壓，通過次級(jí)耦合到下一級(jí)。

　?。?） 變頻級(jí)電路

　　變頻級(jí)的任務(wù)是把調(diào)諧回路選出來的某種頻率的高頻信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)固定的465

　　千赫中頻信號(hào)，然后把載有音頻信號(hào)的465千赫中頻信號(hào)耦合到中放級(jí)。為完成變頻

　　級(jí)的任務(wù)，變頻級(jí)電路必須具備兩部分電路：

　　● 本機(jī)振蕩電路； ● 混頻電路。

　　用一只晶體管完成本機(jī)振蕩和混頻兩個(gè)任務(wù)的電路稱為變頻電路。外來的高頻調(diào)幅信號(hào)經(jīng)T1次級(jí)線圈耦合到V1管的基極和發(fā)射極回路中，而從集電極和發(fā)射極回路輸出。本機(jī)振蕩回路的高頻信號(hào)加在V1管的發(fā)射極和基極回路中，而從集電極和基極回路輸出。結(jié)果，在V1管的集電極電流中包含外來信號(hào)和本機(jī)振蕩兩種頻率。當(dāng)這兩種不同頻率的信號(hào)在同一時(shí)刻從基極和發(fā)射極進(jìn)入三極管的輸入回路以后，就會(huì)在集電極中輸出f振、f振+f外、f振-f外、f外-f振 、f外……等多種頻率的混合信號(hào)。 其中f振 - f外 =465千赫，正是中放級(jí)所需要的中頻信號(hào)。

　　為了選擇出465千赫的中頻信號(hào)，并同時(shí)衰減集電極的其他頻率信號(hào)，在集電極回路中并聯(lián)了由第一中頻變壓器T3的初級(jí)線圈和電容組成的諧振電路，電路諧振于465千赫，此時(shí)，中頻變壓器初級(jí)線圈兩端阻抗很大，使集電極輸出的465千赫的電流轉(zhuǎn)換成很高的諧振電壓，耦合到T3的次級(jí)。對(duì)于其他頻率，由于他們的諧振阻抗極低，幾乎沒有電壓耦合到次級(jí)，達(dá)到了選頻的目的。

　　（3） 中頻放大電路

　　采用兩級(jí)單調(diào)諧中頻放大電路，V3是第一級(jí)中放管，V4是第二級(jí)中放管，兩管組成兩級(jí)共發(fā)射極放大電路。放大465千赫的中頻信號(hào)。T3是第一中頻變壓器，通常稱為中周，T4、T5分別為第二中周和第三中周。上述三個(gè)中周的作用有四點(diǎn)：

　　a、中周內(nèi)的線圈初級(jí)與電容組成諧振回路，選擇465千赫的中頻信號(hào)，并衰其他頻率的信號(hào)；b、隔直流，使各級(jí)晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)獨(dú)立；c、轉(zhuǎn)換阻抗，在前后級(jí)的輸出與輸入回路之間進(jìn)行阻抗匹配；d、傳遞中頻信號(hào)。

　　每一級(jí)的中周的參數(shù)和性能有所不同：第一級(jí)中周主要考慮選擇性；第二級(jí)中周兼顧通頻帶的寬度和選擇性；第三級(jí)中周兼顧通頻帶的寬度和增益。并且各中周的變壓比、抽頭數(shù)不一樣。

　　中頻信號(hào)在中頻級(jí)經(jīng)過兩次放大，并經(jīng)過四個(gè)中頻諧振回路的選擇?？梢哉f，超外差式晶體管收音機(jī)整機(jī)的靈敏度和選擇性決定于中頻級(jí)。

　?。?） 檢波級(jí)電路

　　檢波級(jí)的任務(wù)是把所需要的低頻信號(hào)從中頻信號(hào)中取出來，并耦合到低頻放大級(jí)去。V5三極管作為二極管用，R9為檢波濾波電阻，C9、C6為檢波濾波電容，RP為音量電位器，R6是自動(dòng)增益控制電路中的濾波電阻。

　　中放級(jí)輸出的465千赫的中頻信號(hào)，經(jīng)T5耦合到V5，由于二極管的單相導(dǎo)電性，把中頻信號(hào)負(fù)半波去掉，變成正半周的中頻脈動(dòng)直流信號(hào)。實(shí)驗(yàn)證明，中頻脈動(dòng)直流信號(hào)中包括如下三種成分：中頻等幅成分、音頻成分、直流成分。

　　C8、C9和R9組成的π型濾波電路。由于C8、C9對(duì)中頻的容抗很小，對(duì)音頻的容抗較大，對(duì)直流的容抗無(wú)限大，同時(shí)，R9對(duì)中頻、音頻、直流成分的分壓一視同仁。因此經(jīng)過π型濾波后，中頻成分被慮掉，大部分的音頻信號(hào)加在電位器RP上，形成音頻電壓，經(jīng)C12耦合到低頻放大級(jí)。

　　（5） 自動(dòng)增益控制電路（AGC電路）：

　　自動(dòng)增益控制電路（簡(jiǎn)稱AGC電路）的作用是為了使收音機(jī)在接收強(qiáng)弱不同的信號(hào)時(shí)都能收聽到同樣的音量，即使信號(hào)的強(qiáng)弱變化較大，也能大體維持一定音量不變。

　　自動(dòng)增益控制的工作原理是利用了檢波輸出的音頻脈動(dòng)直流成分通過電阻R6控制V3發(fā)射結(jié)正向電壓的大小，從而改變V3的增益，AGC電路實(shí)際上上起了一種負(fù)反饋的作用（電壓并聯(lián)負(fù)反饋）。

　　（6） 低頻放大電路：

　　低頻放大電路是V6、V7管等元件組成兩級(jí)共發(fā)射極放大電路，檢波器負(fù)載RP取得的音頻信號(hào)電壓經(jīng)C12耦合到V4管的基極，放大后從集電極輸出，經(jīng)C13耦合到V7管的基極。功率放大器的輸入變壓器T6的初級(jí)是V7管的集電極負(fù)載。

　　（7） 推挽功率放大電路：

　　功率放大的主要任務(wù)是將末前級(jí)送來的音頻交流信號(hào)放大到足夠大的功率輸出，從而推動(dòng)喇叭發(fā)音。電路中V9、V10兩只低頻功率三極管與輸入輸出變壓器組成推挽功率放大電路。對(duì)于NPN型晶體管V9、V10來說，推挽放大就是輪流地分別放大T6次級(jí)輸出正半周信號(hào)。由于輸出變壓器T7初級(jí)兩端反相，因而T7次級(jí)得到一個(gè)完整的音頻信號(hào)。R16是兩管的上偏流電阻，V8是兩管的下偏流二極管，上述器件給兩功放管提供偏置。C15、C14分別為V10、V9的負(fù)反饋電容，可以減少嘯叫和噪音，改善音質(zhì)。

　　4、調(diào)頻收音機(jī)的構(gòu)成和工作原理

　　調(diào)頻收音機(jī)的最基本功能和調(diào)幅式收音機(jī)較相似。在調(diào)頻式收音機(jī)中解調(diào)功能由鑒頻器（也叫頻率解調(diào)器或頻率檢波器）來完成，是將調(diào)頻信號(hào)頻率的變化還原為音頻信號(hào)，其它功能的電路和調(diào)幅收音機(jī)中的一樣。

　　調(diào)頻收音機(jī)依電路程式來分，可分為直接放大和超外差式兩種；依接收信號(hào)和種類來分，有單聲道調(diào)頻收音機(jī)和調(diào)頻立體聲收音機(jī)（見圖2、圖3）。

　　圖2

　　圖3

　　單聲道調(diào)頻收音機(jī)由輸入電路、高頻放大電路、混頻電路、中頻放大電路、鑒頻器、低頻放大電路和喇叭或耳機(jī)組成。調(diào)頻立體聲收音機(jī)的結(jié)構(gòu)和單聲道調(diào)頻收音機(jī)結(jié)構(gòu)的區(qū)別就在于鑒頻器后加一個(gè)立體聲解調(diào)器，分出兩個(gè)音頻通道，來推動(dòng)兩個(gè)喇叭，形成立體聲音。

　　調(diào)頻收音機(jī)電路比調(diào)幅收音機(jī)電路多出一個(gè)高頻放大電路，其功能是將輸入電路送來的信號(hào)放大到混頻所需要的大小。