一、 最簡收音機原理
圖1-1中LC諧振回路是收音機輸入回路,改變電容C使諧振回路固有頻率 與無線電發射頻率相同,從而引起電磁共振,諧振回路兩端電壓VAB最大,將該電波接收下來。經高頻放大電路放大后,通過由二極管D和濾波電容C1構成的檢波電路,將調幅信號包絡解調下來,得到調制前的音頻信號,再將音頻信號進行低頻放大,送到喇叭,就完全還原成可聞的聲波信號。
變頻和本機振蕩級
電子學理論指出:當兩個不同頻率的正弦交流電通過非線性器件時(例如三極管或二極管),就會產生許多新的頻率成份,其中之一就是這兩個頻率的差頻。為了達到變頻的目的,收音機必須自身有一個產生等幅波的高頻振蕩器,這個振蕩器就叫做本機振蕩器,簡稱“本振”。
從輸入回路接收的調幅信號(電臺)和本機振蕩器產生的高頻等幅信號一起送到一個三極管高頻放大器。為了產生新的頻率成份,我們使三極管工作在非線性區,這樣在三極管的輸出端就會產生許多新的頻率成份,當然,其中就有我們希望得到的差頻。我們把這一過程稱為“變頻”。為了得到一個固定的差頻,本振頻率必須始終比輸入信號的頻率高一個固定值,我國工業標準規定該頻率值為465kHz。例如,輸入信號的頻率是535kHz,本振頻率就應該是535 kHz + 465kHz = 1000 kHz;當輸入信號是1605kHz時,本機振蕩頻率也跟著升高,變成1605 kHz + 465kHz = 2070kHz。這個新產生的差頻比原來輸入信號的頻率要低,比音頻卻要高得多,因此我們把它叫做中頻。不論原來輸入信號的頻率是多少,經過變頻以后都變成一個固定的中頻,然后再送到中頻放大器繼續放大,這是超外差式收音機的一個重要特點。以上三種頻率之間的關系可以用下式表達:
本機振蕩頻率-輸入信號頻率=中頻
中頻放大級
由于中頻信號的頻率固定不變而且比高頻略低,所以它比高頻信號更容易調諧和放大。通常,中放級包括1~2級放大及2~3級調諧回路,這與前面我們介紹過的直放式收音機相比,超外差式收音機靈敏度和選擇性都提高了許多。可以說:超外差式收音機的靈敏度和選擇性在很大程度上就取決于中放級性能的好壞。
檢波與AGC電路
經過中放后,中頻信號進入檢波級,檢波級也要完成兩個任務:一是在盡可能減小失真的前提下把中頻調幅信號還原成音頻。二是將檢波后的直流分量送回到中放級,控制中放級的增益(即放大量),使該級不致發生削波失真。由于各電臺的發射功率大小不同,電臺距離收音機的遠近也相差很大,所以它們在收音機天線中產生的感應電壓也相差十分懸殊,強弱之間可能相差上萬倍。如果收音機對這些信號都一視同仁地放大,結果強臺的音量就會聲振屋瓦,而弱臺的音量則細如蚊蚋。顯然為了平衡強弱之間的差異,必須要使整機的增益(放大量)能自動地進行控制。通常的解決方法是通過調整中放級的工作點(集電極電流)。電臺信號強時,把中放級的電流調小,使這一級的增益降低;反之,電臺信號弱時將中放級的電流適當調大,使它的增益增加。完成這種作用的電路通常稱為自動增益控制電路,簡稱AGC(Automatic Gain Control)電路。
低頻前置放大級
低放也稱電壓放大級。從檢波級輸出的音頻信號很小,大約只有幾毫伏到幾十毫伏。電壓放大的任務就是將它放大幾十至幾百倍。
功率放大級
電壓放大級的輸出雖然可以達到幾伏,但是它的帶負載能力還很差,這是因為它的內阻比較大,只能輸出不到1mA的電流,所以還要再經過功率放大才能推動揚聲器還原成聲音。一般,袖珍收音機的輸出功率約在50~100毫瓦(mW)左右。
超外差式的接收方式不僅用于收音機中,而且廣泛地用于其它電子通訊設備中。
您好。收音機原理就是把從天線接收到的高頻信號經檢波(解調)還原成音頻信號,送到耳機變成音波。由于廣播事業發展,天空中有了很多不同頻率的無線電波。如果把這許多電波全都接收下來,音頻信號就會象處于鬧市之中一樣,許多聲音混雜在一起,結果什么也聽不清了。為了設法選擇所需要的節目,在接收天線后,有一個選擇性電路,它的作用是把所需的信號(電臺)挑選出來,并把不要的信號“濾掉”,以免產生干擾,這就是我們收聽廣播時,所使用的“選臺”按鈕。 選擇性電路的輸出是選出某個電臺的高頻調幅信號,利用它直接推動耳機(電聲器)是不行的,還必須把它恢復成原來的音頻信號,這種還原電路稱為解調,把解調的音頻信號送到耳機,就可以收到廣播。 上面所講的是最簡單收音機稱為直接檢波機,但從接收天線得到的高頻天線電信號一般非常微弱,直接把它送到檢波器不太合適,最好在選擇電路和檢波器之間插入一個高頻放大器,把高頻信號放大。即使已經增加高頻放大器,檢波輸出的功率通常也只有幾毫瓦,用耳機聽還可以,但要用揚聲器就嫌太小,因此在檢波輸出后增加音頻放大器來推動揚聲器。 高放式收音機比直接檢波式收音機靈敏度高、功率大,但是選擇性還較差,調諧也比較復雜。把從天線接收到的高頻信號放大幾百甚至幾萬倍,一般要有幾級的高頻放大,每一級電路都有一個諧振回路,當被接收的頻率改變時,諧振電路都要重新調整,而且每次調整后的選擇性和通帶很難保證完全一樣,為了克服這些缺點,現在的收音機幾乎都采用超外差式電路。 超外差的特點是:被選擇的高頻信號的載波頻率,變為較低的固定不變的中頻(465KHz),再利用中頻放大器放大,滿足檢波的要求,然后才進行檢波。在超外差接收機中,為了產生變頻作用,還要有一個外加的正弦信號,這個信號通常叫外差信號,產生外差信號的電路,習慣叫本地振蕩。在收音機本振頻率和被接收信號的頻率相差一個中頻,因此在混頻器之前的選擇電路,和本振采用統一調諧線,如用同軸的雙聯電容器(PVC)進行調諧,使之差保持固定的中頻數值。由于中頻固定,且頻率比高頻已調信號低,中放的增益可以做得較大,工作也比較穩定,通頻帶特性也可做得比較理想,這樣可以使檢波器獲得足夠大的信號,從而使整機輸出音質較好的音頻信號。
天線(磁性天線)接收無線電廣播信號(多種信號)→波段選擇→調諧(選取一種信號)
→高頻放大→混頻(本振與信號)→差頻信號(中頻)→放大(中放)→檢波
音頻→低頻放大→功率放大→揚聲器(耳機)放出音頻信號(聲音}