无线电广播包括发送和接收两个过程,根据发送和接收的方式不同,无线电广播主要分为调幅广播和调频广播。调幅广播具有电台信号传播距离远的优点,但传送声音质量较差,噪声大;而调频广播电台信号传送的距离不是很远,但其音质优美,噪声小。 收音机是一种无线电接收设备,它用来接收广播电台发射的声音节目,根据接收的电台信号不同可分为调幅收音机和调频收音机。调幅收音机能接收调幅调制发射的电台信号,而调频收音机能接收调频调制发射的电台信号。调频和调幅收音机的组成大致相同,调幅收音机电路更为简单,本书主要介绍调幅收音机的电路工作原理。 一、调幅收音机的组成方框图
调幅收音机的组成方框图如图5-9所示。
天线从空间接收各种电台发射的无线电波,并将它转换成电信号送到输入调谐回路,输入调谐回路从中选出某一个电台节目信号再送到混频电路,与此同时本振电路会产生一个频率很高的本振信号也送到混频电路,在混频电路中,本振信号与电台信号进行差拍(相减),得到频率为465kHz的中频信号(即-=465kHz)。频率为465kHz的中频信号送到中频放大电路进行放大,再去检波电路。检波电路从频率为465kHz的中频信号中检出音频信号,再把音频信号送到低频放大电路进行放大,放大后的音频信号输出并流进扬声器,推动扬声器发出声音。
图5-9 调幅收音机的组成方框图
图5-9中的自动增益控制电路又称AGC电路,它的作用是检测检波电路输出的音频信号的大小,形成相应的控制电压来控制中频放大电路的增益。当接收的电台信号很强时,检波输出的音频信号幅度会大,这时AGC电路会检测形成一个控制电压,该电压控制中频放大
电路,使它的放大能力减小,中频放大电路输出的中频信号减小,检波输出的音频信号也就减小了,这样可以保证电台信号大小发生变化时,检波输出的音频信号大小基本恒定,有效避免了扬声器声音随电台信号忽大忽小发生变化。
从上面的分析可以看出,收音机接收到高频电台信号后,并不是马上对它进行检波取出音频信号,而是先通过混频电路将它变成一个中频信号,再对中频信号进行放大,然后从中频信号中检出音频信号,这样做可以提高收音机的灵敏度和选择性,这种收音机叫做超外差收音机。大多数无线电接收设备(如收音机、电视机等)处理信号时都采用这种超外差处理方式,也就是先将高频信号转换成中频信号,再从中频信号检出低频信号。
根据接收电台信号频率范围不同,调幅收音机又可以分为中波调幅收音机(MW)和短波调度收音机(SW),中波电台信号频率范围是535~1605kHz,短波电台的频率范围是4~12 MHz。两种收音机除了接收频率不同外,其他都是一样的,即在电路上它们只是输入调谐回路和本振电路的频率不同,其他电路是相同的。下面就以中波调幅收音机为例来分别介绍收音机的工作原理。
二、调幅收音机单元电路分析
1.输入调谐回路
输入调谐回路的作用是从天线接收下来的众多的电台信号中选出某一电台信号,并送到变频电路。输入调谐回如图5-10所示。
(1)元器件说明
T1为磁性天线,能从空间接收各种无线电波,其中L1为磁性天线的初级线圈,L2为次级线圈;CA为双连可变电容中的信号连,调节CA可以让收音机选取不同的电台节目;C01为补偿电容,它实际上是一个微调电容。L1、CA和C01构成输入调谐回路,用于接收并选取电台发射过来的节目信号。
(2)选台原理
在我们周围的空间内有许多电台发射的无线电波,当这些电台的无线电波在穿过磁性天线T1的磁棒时,绕在磁棒上的线圈L1上会感应出这些电台信号的电动势,这些电动势与L1、CA、C01构成串联谐振电路,如图5-11所示。
图5-10输入调谐回路 图5-11 输入调谐回路选台电路
在图5-ll(a)所示电路中,、分别是线圈L1上感应出的两个电台信号电动势,为了更直观看清该电路的实质,对图5-11(a)进行变形可得到如图5-ll(b)所示的电路,从图5-l l(b)可以看出输入调谐回路L1、CA、C01构成的实际上就是一个串联谐振电路。
当两个电台发射的无线电波穿过T1的磁棒时,绕在磁棒上的线圈L1上感应出这两个电台信号的电动势、。、信号的电动势与L1、CA、C01构成了串联谐振电路,调节CA的容量就可以改变L1、CA、C01构成的串联谐振电路的频率,当谐振电路的谐振频率等于信号电动势的频率时,电路就发生谐振,LC电路对信号电动势的阻碍小,电路中的信号电流很大(电流自方向是从电动势的一端出发,再流经L1、CA和C01后回到电动势的另一端),当信号电流流过L1时,在L1上就有很高的信号电压,信号电压感应到L2上,L2再将该信号向后级电路传送。
因为L1、CA、C01的谐振频不等于信号电动势的频率,LC 电路对信号的阻抗很大,流经L1的信号电流小,L1上的信号电压也很小,感应到线圈L2上的信号电压也远小于信号电压,信号电压无法被后级电路处理。
总之,当许多电台的无线电波穿过磁性天线磁棒时,只有与输入调谐回路频率相同的电台信号才会在磁性天线初级线圈上形成很高的电压,该电台信号电压才能感应到次级线圈而被选出,其他频率电台信号在初级线圈上形成的电压很小,无法选出。
2.变频电路
变频电路包括混频电路和本振电路,它的作用是将输入调谐回路送来的电台信号与本振电路送来的本振信号进行差拍(相减),得到频率为465kHz的中频信号(-=465kHz )。
变频电路如图5-l2所示。
变频电路
(1)信号处理过程
许多电台的无线电波穿过磁性天线的磁棒,绕在磁棒上的线圈L1感应出各个电台的信号,当调节可变电容CA容量使输入调谐回路频率为某一频率时,与该频率相同的电台信号在L1上会形成很高的电压,该电台的信号电压感应到次级线圈L2上。为了叙述方便,选出的电台信号用表示,电台信号送到混频管VT1的基极。与此同时,由振荡线圈T2、CB和C02等元件构成的本振电路产生一个比电台信号频率高465kHz的本振信号,它经C2送到混频管VT1的发射极,、两信号送入混频管,两信号在内部进行混频差拍(相减,即-=465kHz ),得到频率为465kHz的中频信号,该中频信号从VT1的集电极输出,经L3送到由中周T3的初级线圈与电容C03构成的选频电路中,因为该选频电路的频率为465kHz,它将频率为465kHz的中频信号选出,在L5上有很高的465kHz中频信号电压,它被感应到次级线圈,再往后送到中频放大电路。