HX203FMA集成电路收音机.doc

课程设计HX203 FM/AM集成电路收音机 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 2011年3月24日目录一 引言1. 实验目的32. 实验方案设计3二1. 收音机的基本原理41.1最简单收音机原理41.2超外差收音机原理41.3CXA1691M（CD1691M）与HX218AM/FM型收音机62. 安装步骤92.1元器件位号目录92.2 HX203 FM/AM集成电路收音机电原理图92.3器件焊接102.4组合器件连接112.5调试检查12三. 心得体会13四参考文献13致谢13HX203 FM/AM收音机的组装与调试引言随着科学和技术的发展，新型的电子科学已经成为国家发展富强的一个重要的前提，掌握一定的电子技术已成为对每一个电子方面专业人员的基本要求。收音机的装配与调试是高频电子电路的一门最重要的实训课程，通过本课程设计可以加深我们对无线电发送与接收设备中的有关电路的原理组成与功能的认识，同时该课程设计也融合了模电与数电的知识，巩固了我们对学过的知识的总结电子技术实习的主要目的就是培养我们的动手能力，要我们对电子元器件识别，相应工具的操作，相关仪器的使用，电子设备制作、装调的全过程，掌握查找及排除电子电路故障的常用方法有个更加详实的体验，不能在面对这样的东西时还像以前那样一筹莫展。有助于我们对理论知识的理解，帮助我们学习专业知识。使我们对电子元件及收音机的装机与调试有一定的感性和理性认识，打好日后深入学习电子技术基础。同时实习使我获得了收音机的实际生产知识和装配技能，培养理论联系实际的能力，提高分析问题和解决问题的能力，增强独立工作的能力。同时也培养同学之间的团队合作、共同探讨、共同前进的精神。1. 实验目的a).了解收音机的基本知识及工作原理b).了解安全用电知识，学习安全操作要领c).认识图纸，掌握电子元件分类方法和元件标称值的表示方法及性能和简单测量，养成使用技术术语的习惯d).熟悉电子装焊工艺的基本知识和原理，掌握焊接技术并装焊一台正规的电子产品。2.实验方案设计一对照元件清单目录检察:元件是否齐全各元件是否有正负极之分；认识识别各种元器件以及认清其作用；了解收音机调频调幅的工作原理；那些元件焊接时容易烧坏：二按照电路图将元器件焊接在与之对应的位置处；三装配完毕后，通电进行测试，若各项功能齐全，则进行下一步，若存在缺陷，则用万用表进行检查并纠正；作一些基本的调试；四把应该固定的地方牢固的封住；五进行调试；六把焊接好的电路板与外壳组装；七验收一收音机的基本原理收音机的电路结构种类有很多，早期生产的收音机多为分立元件电路，目前基本上都采用了大规模集成电路为核心的电路（本机电路采用日本索尼公司生产的调频调幅专用集成电路CXA1691M，国产型号为CD1691M）。集成电路收音机的特点是：结构比较简单，性能指标优越，体积小等优点。AM/FM型的收音机电路可用如图1所示的方框图来表示。收音机通过调谐回路选出所需的电台，送到变频器与本机振荡电路送出的本振信号进行混频，然后选出差频作为中频输出（我国规定的AM中频为465KHZ，FM中频为10.7MHZ），中频信号经过检波器检波后输出调制信号（低频信号），调制信号（低频信号）经低频放大、功率放大后获得足够的电流和电压，即功率，再推动喇叭发出响亮的声音。1.1最简单收音机原理LC谐振回路是收音机输入回路，改变电容C使谐振回路固有频率与无线电发射频率相同，从而引起电磁共振，谐振回路两端电压VAB最大，将该电波接收下来。经高频放大电路放大后，通过由二极管D和滤波电容C1构成的检波电路，将调幅信号包络解调下来，得到调制前的音频信号，再将音频信号进行低频放大，送到喇叭，就完全还原成可闻的声波信号。这就是最简AM收音机（也称高放式收音机）的工作原理，它简单，但可行性、可使用性太差，不适合日常使用。由于高放式收音机中高频放大器只能适应较窄频率范围的放大，要想在整个中波频段535kHZ1605kHZ获得一致放大是很困难的。因此用超外差接收方式来代替高放式收音机1.2超外差收音机原理所谓超外差式，就是通过输入回路先将电台高频调制波接收下来，和本地振荡回路产生的本地信号一并送入混频器，再经中频回路进行频率选择，得到一固定的中频载波（如：调幅中频国际上统一为465KHz或455KHz）调制波。超外差的实质就是将调制波不同频率的载波，变成固定的且频率较低的中频载波。在广播、电视、通讯领域，超外差接收方式被广泛采用。 超外差原理在超外差的设计中，本振频率高于输入频率。用同轴双联可变电容器，使输入回路电容C1-2和本振回路电容C1-1同步变化，从而使频率差值始终保持近似一致，其差值即为中频，即： 如接收信号频率是： 600kHz，则本振频率是1055kHz；1000kHz，则本振频率是1455kHz；1500kHz，则本振频率是1955kHz；由于谐振回路谐振频率 ，f 与C不成线性变化，因此必须有补偿电容对其特性进行修正，以获得在收听范围内f与C近似成线性变化，保证f本振-f信号=f中频为一固定中频信号。超外差方式使接收的调制信号变为统一的中频调制信号，在作高频放大时，就可以得到稳定且倍数较高的放大，从而大大提高收音机的品质。比较起来，超外差式收音机具有以下优点：（1） 接收高低端电台（不同载波频率）的灵敏度一致；（2） 灵敏度高；（3） 选择性好（不易串台）。由于直接放大式收音机的灵敏度比较低，只能接受本地区强信号的电台，接收远地电台的能力较弱，它的选择性差，接收相邻频率的电台信号时存在串台现象。 为了提高灵敏度和选择性，就要采用超外差式收音机。超外差式收音机有别于直放式收音机的特点是它不直接放大广播信号，而是通过一个叫变频级的电路将接收的任何一个频率的广播电台信号变成一个固定中频信号(我国规定中频频率是4 6 5 KHz)，由中频放大器进行放大，然后进行检波，得到音频信号，最后推动扬声器工作。 9018-2型袖珍收音机，采用典型六管超外差式电路，具有安装调试方便、工作稳定、灵敏度高、选择性好等特点，功放级采用无输出变压器的功率放大器， (OTL电路)，有效率高、频率特性好、声音宏亮、耗电省等特色。是一款值得青少年无线电爱好者动手制作的套件。1.3 CXA1691M（CD1691M）与HX218AM/FM型收音机HX218AM/FM收音机电路方框图50型的AM/FM二波段的收音机，此收音机电路主要由大规模集成电路CXA1691M（CD1691M）组成。由于集成电路内部不便制作电感、电容和大电阻以及可调元件，故外围元件多以电感、电容和电阻及可调元件为主，组成各种控制、谐振、供电、滤波、耦合等电路。50型收音机电路图如图2所示。CXA1691M（CD1691M）内部电路图如图所示。 CXA1691M（CD1691M）内部方框图下面分别介绍收音机电路各功能块电路的作用。（1）输入调谐（即选台）与变频由于同一时间内广播电台很多，收音机天线接收到的不仅仅是一个电台的信号，是N个电台的信号。由于各个电台发射的载波频率均不相同，收音机的选频回路通过调谐，改变自身的振荡频率，当振荡频率与某电台的载波频率相同时，即可选中该电台的无线信号，从而完成选台。（串联谐振原理）由于我们采用的是超外差式收音，选出的信号并不立即送到检波级，而是要进行频率的变换（即变频，目的是让收音机整个频段内的电台放大量基本一致，因为频率稳定放大倍数也就相对稳定）。利用本机振荡产生的频率与外来接收到的信号进行混频，选出差频，即获得固定的中频信号（AM的中频为465KHz，FM的中频为10.7MHz）。图2所示收音机电路中，这部分电路有四个LC调谐回路，带箭头用虚线连在一起的是一只四联可变电容器CBM-443DF，其中CA与L1并联是调幅波段的输入回路(选台回路)、CB与T1相联的是调幅波段本机振荡电路，C7（120P）是一只垫振电容，把本振频率垫高，使本振电路频率比输入回路频率高465KHZ， CC与L2并联的是调频波段的输入回路(选台回路)，CD与L3并联为FM(调频)波段本振回路，和可变电容并联的分别是与它们适配的微调电容，用作统调。K2是波段开关，与集成电路“15”脚内部的电子开关配合完成波段转换，开关闭合是低电平为调幅波段，开关断开是高电平为调频波段。以上元件与集成电路(IC)内部有关电路一起构成调谐和本机振荡电路，变频功能基本由IC内部完成。 （2）中频放大与检波作用：将选台、变频后的中频调制信号（调幅为465KHZ，调频为10.7M）送入中频放大电路进行中频放大，然后再进行解调，取出低频调制信号，即所需要的音频信号。在图2电路中，中频放大电路的特征是具有“中周(中频变压器)”调谐电路或中频陶瓷滤波器。IC内部变频电路送出的中频信号从“14”脚输出，10.7MHz的调频中频信号经三端陶瓷滤波器CF2选出送往IC的“17”脚，465kHz的调幅中频信号经R1和T3中周，再经过CF1三端陶瓷滤波器选出送往IC的“16”脚，中频信号进入IC内部进行放大并检波，从“23”脚输出音频信号。鉴频(调频检波)和调幅检波电路都在IC内部。IC的“23-24”脚之间的电容C15是检波后得到的音频信号耦合到音频功率放大输入端的耦合电容（通交隔直，让交流的音频信号通过，直流分量隔离）， “2”脚外接的C9和T2是外接FM鉴频网络。（3）低频放大与功率放大作用：解调后得到的音频信号经低频和功率放大电路放大后送到扬声器或耳机，完成电声转换。图2电路中IC的“1”、“3”、“4”、“2428”脚内部都是低频放大电路。“1”脚为静噪滤波，接有电容C10（0.022UF），“3”脚所接电容C8（4.7UF）为功率放大电路的负反馈电容，“4”脚为直流音量控制端（改变引脚电位来改变内部差动放大器的放大倍数），外接音量控制电位器中心抽头。IC的“25”脚接的C18（10UF）是功率放大电路的自举电容，以提高OTL功放电路的输出动态范围，“26”脚为功放电路供电端，外接C19（100UF）和C17（0.1UF）分别为电源的低频滤波和高频滤波电容。音频信号经“24”脚输入到IC中进行功率放大，放大后的音频信号从“27”脚输出，经C16（100U）耦合送到扬声器或耳机发声，C20（0.1UF）是一只高频滤波电容，防止高频成分送入扬声器。（4）电源及其他电路本机的电源部分包括有两节1.5 V电池、“26”脚外围的低频滤波电容C19（100UF）、C17（0.1UF）电源高频滤波电容，“8”脚外围的低频去耦滤波电容C2（10U），电源高频滤波电容C3（0.22UF）及由音量电位器连动的电源开关K1，R3和LED构成电源指示电路。 “21”脚外围的C12（4.7UF）、“22”脚外围的C13（10UF）是自动增益控制(AGC)电路滤波电容。此外，为了防止各部分电路的相互干扰，IC内部各部分的电路都单独接地，并通过多个引脚与外电路的地相接，如“13”脚是前置电路地，“28”脚是功放电路地。（5）天线接收部分CXAl691M（CDl691M）内部还设有调谐高放电路，目的是提高灵敏度。拉杆天线收到的调频电磁波由C1耦合进入“12”脚调频FM高放输入，再进行混频。调幅部分则由天线磁棒汇聚接收电磁波，经L1的次级线圈进入变频电路二. 安装步骤2.1元器件位号目录2.2 HX203 FM/AM集成电路收音机电原理图 HX203 FM/AM集成电路收音机电原理图2.3 器件焊接首先根据元器件清单清点所有元器件，并用万用表粗测元器件的质量好坏。再将所有元器件上的漆膜、氧化膜清除干净，然后进行搪锡（如元器件引脚未氧化则省去此项），最后根据所示将电阻、二极管进行弯脚。1. 按照装配图（见附图2.3）正确插入元件，其高低、极向应符合图纸规定2. 焊点要光滑，大小最好不要超出焊盘，不能有虚焊、搭焊、漏焊。3. 注意二极管、三极管的极性以及色环电阻的识别。如附图2.4所示。4. 输入（绿或蓝色）、输出（黄色）变压器不能调换位置。5. 红中周Tr2插件后外壳应弯脚焊牢，否则会造成卡调谐盘。 HX203 FM/AM装配图 2.4组合器件连接1 将电位器拨盘装在W-5K电位器上，用M1.74螺钉固定。2 将磁棒按附图2.5所示套入天线线圈及磁棒支架。3.将双联CBM-223P安装在印刷电路板正面，将天线组合件上的支架放在印刷电路反面双联上，然后用2只M2.55螺钉固定，并将双联引脚超出电路板部分，弯脚后焊牢。4.天线线圈的1端焊接于双联天线联C1-A上，2端焊接于双联中点地线上，3端焊接于V1基极（b）上，4端焊接于R1、C2公共点。5.将电位器组合件焊接在电路板指定位置。2.5调试检查元器件：型号、规格、数量及安装位置，方向是否与图纸符合焊接检查：有无虚、漏、桥接、飞溅等缺陷。测总电流（正常电流为730mA）。检查无误后通电。在电位器开关断开的情况下装人电池。用完用表50mA档跨接开关两端测电流（用指针表时注意表笔极性）。搜索电台广播（87108MHZ）。如果电流在正常范围，可收到电台广播。只要元器件质量完好，安装正确，焊接可靠，不用调试任何部分即可收到电台广播。 如果收不到广播应仔细检查电路，特别讨检查有无装错、漏焊等缺陷。调接收频段。调试时可找一个当地频率最低的FM电台。适当改变L4、L3的匝数间距，可收到电台。如果元器件一致性好，一般收到低端电台后均可覆盖FM频段，故可不调试高频端而仅做检查。三.心得体会1.安放元器件后应仔细检查安装位置是否正确；并测量其阻值等数据是否正确。2. 焊接时不要是烙铁在元器件上停留时间太久，以防温度过高烧坏元器件。3. 注意各连接线的不同，特别是连接天线的联系，若用其他线代替容易引起干扰。4. 调试时不要用手接触电路板，容易引起电路短路。5. 与其他同学的AM 收音机相比较，芯片的引入使集成化生产成为可能，节省了大量的产品空间也是功能更加强大。6. 开关、LED设计是应注意位置是产品美观大方。7. 焊接时应注意尽量不要产生虚焊接和飞溅现象，由于使用的电烙铁没有温度调节功能应注意不要使电烙铁温度过高，使焊锡无法附着，注意节省焊锡。四参考文献致谢 感谢老师在课程设计中对我进行的悉心辅导和帮助，虽然许多问题在理论学习中已经学过，可在实践中却不知应用，老师仍然不厌其烦的重复再重复不但让我顺利的完成课程设计，也对相关知识有了更深的认识。 此外，感谢一起拼搏的合作伙伴是相互的关心与照顾让我们完成了这次课程设计。