調頻收音機的工作原理

　　FM收音機就是通過采用FM調頻載波方式傳輸無線電信號的收音機。由于采用的波長較短，因此傳輸的信號要比采用AM波長傳播信號的收音機要好很多，但是因為是短波，因此傳播距離比較短。目前，一些手機中同樣有FM調頻收音機的功能。

　　FM 是frequency modulation 的縮寫，調頻的意思。收音機里常用的術語：FM frequency modulation 調頻；MW medium wave 中波 ；SW short wave 短波；LW long wave 長波；AM amplitude modulation 調幅AM及FM指的是無線電學上的二種不同調制方式。AM:AmplitudeModulation稱為調幅，而FM:FrequencyModulation稱為調頻。FM指一般的調頻廣播（76-108MHz，在我國為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的波長在10～100米，把HF稱做短波（SW:ShortWave）。150KHz-284KHz之間的叫長波。

　　1、概述

　　收音機是接收無線電廣播發送的信號，并將其還原成聲音的機器，根據無線電廣播的種類不同，即調幅廣播（AM）和調頻廣播（FM），接收信號的收音機的種類亦不同，即調頻收音機和調幅收音機。

　　有的接收音機既能接收調幅廣播，又能接收調頻廣播，稱為調幅調頻收音機。

　　2、調幅收音機的構成

　　調幅收音機的基本功能就是把空中的無線電波轉變成高頻電信號，這一功能由接收天線來實現。然后解頻，即把調制在高頻載波上的音頻信號從已調幅高頻信號上卸下來，亦常稱檢波，實現這一功能的電路叫檢波器。最后，用檢波出來的音頻信號來推動揚聲器或耳機，即聲音恢復。

　　收音機的分類方法很多，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，有單通道調幅收音機和立體聲調幅收音機。

　　直接檢波式和高放式收音機因其靈敏度低，音質差，已基本不再生產和使用，現在用的調幅收音機基本上都是超外差式。故這兒只介紹超外差式調幅收音機的結構和原理。

　?。?）超外差式收音機的結構

　　超外差式收音機的結構框圖如圖1示：

　　高頻部分 中頻部分 檢波部分 低頻部分 揚聲器

　　圖 1

　　超外差式收音機機主要由輸入調諧電路、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組成。

　?。?） 工作原理

　　由輸入電路，即選擇電路，或稱調諧電路把空中許多無線廣播電臺發出的信號選擇其中的一個，送給變頻級中的混頻電路。

　　混頻將輸入電路送來的已調幅調信號變為中頻調幅信號，而他們所攜帶的信號是不變的，即調幅信號的頻率變為中頻，但其幅值變化規律不改變。不管輸入的高頻信號的頻率如何，混頻后的頻率是固定的，我國規定為465千赫。

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

　　前置低放將檢波出來的音頻信號進行電壓放大。再由功放將音頻信號放大，放大到其功率能夠推動揚聲器或耳機的水平，揚聲器或耳機將音頻信號轉變為聲音。

　　3、超外差式晶體管收音機工作原理分析：

　　八管超外差式晶體管收音機原理圖見附圖1。

　?。?） 輸入調諧回路

　　輸入調諧回路也稱為天線輸入回路，T1是中波段輸入調諧回路高頻變壓器，高頻變壓器分初級線圈和次級線圈，均繞在磁棒上，C1.1是雙連可變電容器的調諧連，C1.2是補償電容，補償電容采用小型半可變電容器，調整其電容量，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的初級線圈組成串聯諧振回路，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1605千赫范圍內連續變化。當外來信號的某一電臺頻率的信號與諧振頻率一致時，調諧電路發生諧振，這時T1初級線圈兩端某一電臺頻率的信號電壓最高，并同時衰減了其他頻率信號，達到了選臺的目的。

　　T1的初級還與次級線圈組成高頻變壓器，將調諧電路選出的信號電壓，通過次級耦合到下一級。

　?。?） 變頻級電路

　　變頻級的任務是把調諧回路選出來的某種頻率的高頻信號轉變為一個固定的465

　　千赫中頻信號，然后把載有音頻信號的465千赫中頻信號耦合到中放級。為完成變頻

　　級的任務，變頻級電路必須具備兩部分電路：

　　● 本機振蕩電路； ● 混頻電路。

　　用一只晶體管完成本機振蕩和混頻兩個任務的電路稱為變頻電路。外來的高頻調幅信號經T1次級線圈耦合到V1管的基極和發射極回路中，而從集電極和發射極回路輸出。本機振蕩回路的高頻信號加在V1管的發射極和基極回路中，而從集電極和基極回路輸出。結果，在V1管的集電極電流中包含外來信號和本機振蕩兩種頻率。當這兩種不同頻率的信號在同一時刻從基極和發射極進入三極管的輸入回路以后，就會在集電極中輸出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。 其中f振 - f外 =465千赫，正是中放級所需要的中頻信號。

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

　?。?） 中頻放大電路

　　采用兩級單調諧中頻放大電路，V3是第一級中放管，V4是第二級中放管，兩管組成兩級共發射極放大電路。放大465千赫的中頻信號。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。上述三個中周的作用有四點：

　　a、中周內的線圈初級與電容組成諧振回路，選擇465千赫的中頻信號，并衰其他頻率的信號；b、隔直流，使各級晶體管的靜態工作點獨立；c、轉換阻抗，在前后級的輸出與輸入回路之間進行阻抗匹配；d、傳遞中頻信號。

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

　　中頻信號在中頻級經過兩次放大，并經過四個中頻諧振回路的選擇?？梢哉f，超外差式晶體管收音機整機的靈敏度和選擇性決定于中頻級。

　?。?） 檢波級電路

　　檢波級的任務是把所需要的低頻信號從中頻信號中取出來，并耦合到低頻放大級去。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是自動增益控制電路中的濾波電阻。

　　中放級輸出的465千赫的中頻信號，經T5耦合到V5，由于二極管的單相導電性，把中頻信號負半波去掉，變成正半周的中頻脈動直流信號。實驗證明，中頻脈動直流信號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對中頻的容抗很小，對音頻的容抗較大，對直流的容抗無限大，同時，R9對中頻、音頻、直流成分的分壓一視同仁。因此經過π型濾波后，中頻成分被慮掉，大部分的音頻信號加在電位器RP上，形成音頻電壓，經C12耦合到低頻放大級。

　?。?） 自動增益控制電路（AGC電路）：

　　自動增益控制電路（簡稱AGC電路）的作用是為了使收音機在接收強弱不同的信號時都能收聽到同樣的音量，即使信號的強弱變化較大，也能大體維持一定音量不變。

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

　?。?） 低頻放大電路：

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

　?。?） 推挽功率放大電路：

　　功率放大的主要任務是將末前級送來的音頻交流信號放大到足夠大的功率輸出，從而推動喇叭發音。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次級輸出正半周信號。由于輸出變壓器T7初級兩端反相，因而T7次級得到一個完整的音頻信號。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的負反饋電容，可以減少嘯叫和噪音，改善音質。

　　4、調頻收音機的構成和工作原理

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

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

　　圖2

　　圖3

　　單聲道調頻收音機由輸入電路、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組成。調頻立體聲收音機的結構和單聲道調頻收音機結構的區別就在于鑒頻器后加一個立體聲解調器，分出兩個音頻通道，來推動兩個喇叭，形成立體聲音。

　　調頻收音機電路比調幅收音機電路多出一個高頻放大電路，其功能是將輸入電路送來的信號放大到混頻所需要的大小。