任务5.4小型数字广播系统的设计 § 5.4小型数字广播系统的设计

工作任务： 设计一种用PLL实现的小型无线数字广播系统，采用模块化设计。 基本要求: 1、采用PLL实现的无线数字发射机； 3、采用集成块实现，且收、发频率为2.4GHz 。

1、方案的确定 1）无线数字音频收发块的原理 A/D DSP 2.4GHz PLL TX PA L、R 图1 发射模块框图

2）无线数字音频收发块的原理 LNA 2.4GHz PLLTX DSP D/A L、R 图2 发射模块框图

2、硬件电路整机设计 AW2403R 数字接收机 AW2403T 数字发射机 MP3 PC L、R

3、收、发电路设计 图 2-2 发射机电路图

3、收、发电路设计 图 2-4 接收机电路

任务5.5 收音机的制作（一）

收音机的基本常识 1、无线电的传播 2、收音机的发展 3、收音机的分类 4、收音机电路的技术特点 5、调幅收音机原理 6、科宏2045收音机原理图

1、无线电传播 一、无线电通信的发送和接收过程是怎样的？ 　 广播节目的发送是在广播电台进行。广播节目的声波，经过电声器件转换成音频电信号，并由音频放大器放大，振荡器产生高频等幅振荡信号；调制器使高频等幅振荡信号被音频信号所调制；已调制的高频振荡信号经放大后送入发射天线，转换成无线电波辐射出去。

图 1 广播电台发射机方框图

　　无线电广播的接收是由收音机实现的。收音机的接收天线收到空中的电波；调谐电路选中所需频率的信号；检波器将高频信号还原成音频信号(即解调)；解调后得到的音频信号再经过放大获得足够的推动功率；最后经过电声转换还原出广播内容。 　　综上所述，可以把无线电通信(广播也属于无线电通信范畴)的发送和接收概括为互为相反的三个方面的转换过程，即：

传送信息 低频信号 （话筒、喇叭等） 低频信号 高频信号 （调制器、检波器、 鉴频器等） 高频信号 电磁波 （天线）

在发射端，将传送信号加载到载波上，称为调制。 在接收端，将调制信号还原成传送信号，称为解调。 在无线电广播中可分为两种调制方式： （1）振幅调制，简称调幅（AM） （2）频率调制，简称调频 (FM) 调幅：使载波的振幅随着调制信号的变化规律而变化。 传送信号 载波 调幅波

经过调幅的电波叫调幅波。它保持着高频载波的频率特性，但包络线的形状则和传送信号波形相似。调幅波的振幅大小，由调制信号的强度决定。 传送信号 载波 调幅波 经过调幅的电波叫调幅波。它保持着高频载波的频率特性，但包络线的形状则和传送信号波形相似。调幅波的振幅大小，由调制信号的强度决定。 在接收端，将调幅波还原为传送信号的过程，称为检波。

调频：使载波的瞬时频率随调制信号的规律而 变化。 调频：使载波的瞬时频率随调制信号的规律而 变化。 传送信号 载波 调频波

调频波频率变化的大小由调制信号的大小决定，变化的周期由调制信号的频率决定。调频波的振幅保持不变。调频波的波形，就像是个被压缩得不均匀的弹簧。 经过调频的电波叫调频波。 调频波频率变化的大小由调制信号的大小决定，变化的周期由调制信号的频率决定。调频波的振幅保持不变。调频波的波形，就像是个被压缩得不均匀的弹簧。 在接收端，将调频波还原为传送信号的过程，称为鉴频。

二、无线电广播和电视都是用哪个波段的无线电波传播的？都是靠什么方式传播的？ 调幅制无线电广播：分长波、中波和短波三个大波段，分别由相应波段的无线电波传送信号。 　　中波广播使用的频段约为：550kHz-1600kHz，主要靠地波传播，也伴有部分天波；

短波广播使用的频段约为：2MHz-24MHz，主要靠天波传播，近距离内伴有地波。

图 2 各种电波的传播方式

2、收音机的发展 民用广播和收音机发明于上世纪初。 民用广播方式经历了调幅（AM）广播、调频（FM）广播、调频立体声（FM STEREO）广播、数字音频（DAB）广播等阶段，目前正研究短波段的数字广播（DRM） 。 民用广播使用的频率经历了长波（LW） 、中波（MW） 、短波（SW） 、超短波调频（FM） 、卫星调频广播等阶段。

广播的传播距离和覆盖范围从近距离到利用人造地球卫星进行全球转播等。 收音机从矿石收音机、电子管收音机、晶体管收音机、集成电路收音机、微电脑处理器的数字调谐收音机。

收音机的基本电路形式从直接放大式、超外差式到多次变频式电路。 收音机的体积也从笨重变小到微型，而音质却越来越好...... 。可以预见，接收数字化、功能多样化、结构集成化和声音保真化是未来收音机发展的趋势。

年代　　　　 收音机基本电路 常用信号放大元件 主要民用广播制式和波段 20-60 直放式、外差式 电子管　 调幅 长波/中波/短波 50-70 外差式、多次变频 晶体管 调幅/调频 中波/短波/超短波 70-80　　　　 外差式、多次变频、数字调谐 集成电路 90 调幅/调频/数字广播

3、收音机的分类 按波段分类可分为： 　　调频/调幅两波段、调频立体声/调幅两波段、调频/中波/短波3-5波段、调频/中波/短波8-12波段、调频立体声/中波/短波8-12波段、电视伴音等收音机。 　

按电路技术特点可分为： 　　传统超外差式、带数字电子钟及钟控功能（LCD型/LED型/荧光型显示）、模拟调谐/数字显示频率和时间，频率合成式（PLL）数字调谐（数字式、可记忆频率）、采用二次变频技术（高灵敏度和优良选择性）、高灵敏度短波/单边带（SSB接收机）。

4、收音机电路的技术特点 f（本振）-f（信号）= f (中频) 超外差技术： 所谓超外差，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振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，调频中频为10.7MHz）调制波。中频载波频率为输入回路与本振回路的频率差值。 f（本振）-f（信号）= f (中频)

超外差式电路的几个优点： 1. 由于变频后为固定的中频，频率比较低，容易获得比较大的放大量，因此收音机的灵敏度可以做得很高。 2. 由于外来高频信号都变成了一种固定的中频，这样就容易解决不同电台信号放大不均匀的问题。

3. 由于采用"差频"作用，外来信号必须和振荡信号相差为预定的中频才能进入电路，而且选频回路、中频放大谐振回路又是一个良好的滤波器，其他干扰信号就被抑制了，从而提高了选择性。 　但是超外差式电路也有不足之处，会出现镜频干扰和中频干扰，这二个干扰是超外差式收音机所特有的干扰。

二次变频技术： 高频放大器 低频放大器 二次变频技术最早主要应用于军事通讯领域，通常而言，二次变频就是先将电台信号变频到10.7MHz（10.7MHz 被称作“第一中频”），再将该第一中频通过第二次变频变换到通常的455kHz（455kHz被称作“第二中频”）——455kHz是普通超外差式收音机的唯一中频频率. 通俗地讲，二次变频等于把无线电信号经过了两次转换、混频和净化，大大提高了接收的灵敏度、选择性、抗干扰和抗镜像性能，选台更容易，收听更清晰。 高频接收回路 检波部分

5、调幅收音机原理 调幅收音机由输入回路、本振回路、混频电路、检波电路、自动增益控制电路（AGC）及音频功率放大电路组成。 输入 混频 中放     输入 混频 中放 检波 去加重 低放 本振 AGC 输入信号 中频调幅波(455KHz) 音频信号 本振信号 调幅收音机原理框图

调频（FM）收音机由输入回路、高放回路、本振回路、混频回路、中放回路、鉴频回路和音频功率放大器组成。 去加重 低放 本振 AFC 高频信号 本振信号 中频调频波(10.7MHz) 音频信号 调频收音机原理框图

收音机的干扰因素: 中波：中波的传播主要受电离层的影响，夜间收到的中波电台会比白天多。因此收听中波电台最好选择在夜间。 调频：功率强大的电视广播的电波，会干扰到调频接收，频率相邻、发射功率强大的几个调频电台也会互相干扰。因此，接收到强烈干扰信号时，应缩短拉杆天线，改变天线方向，变换收听位置，尽量减轻干扰程度。

短波：在天波传播过程中，路径衰耗、时间延迟、大气噪声、多径效应、电离层衰落等因素，都会造成信号的弱化和畸变，影响短波通信的效果。另外，居住的地方如果是钢筋结构的大楼或周围有高层建筑时，广播信号被屏蔽掉一部分，室内的讯号会比室外微弱很多。

如何挑选收音机: 顾客购买收音机时，可根据用途选择具有相应功能的机型。 如果您爱好音质优美的调频广播，建议其使用立体声调频收音机。 　 顾客购买收音机时，可根据用途选择具有相应功能的机型。 　如果您爱好音质优美的调频广播，建议其使用立体声调频收音机。 如果喜欢电台众多的短波广播，可选择多波段收音机，应用二次变频技术的收音机，短波接收效果更佳。

　 如果只收听本地电台节目，推荐调频/调幅（FM/AM）两波段收音机就可以了。 如果您是广播爱好者，推荐您使用数调机，数调机以电子数字显示当前频率，并且锁定电台频率，不会出现漂移。

6、科宏2045收音机原理图

CXA1191为索尼公司90年代开发的一块调幅调频专用集成电路，管脚功能及内部框图如下： 地 （前端） FM 高放 输入 空端 鉴频 负 反馈 音量 控制 AM 本振 AFC 稳压 输出 FM前端电路 （高放 本振 混频） FM鉴频 电路 AM前端电路 AM中放 检波 AGC电路 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 音频功放电路 调谐电平 指示表 中放 静噪 AM/FM 频段 选择 调谐 显示 AGC 检波 音频 交流 滤波 电源 Ucc

任务5.5 收音机的制作（二）

电子元器件的基本知识 电子元器件：在电路中具有独立电气功能的基本单元。 电子元器件的主要要求：可靠性高、精确度高、体积微小、性能稳定、符合使用环境条件等。 电子元器件总的发展趋向：集成化、微型化、高性能、结构简单合理。

电子元器件的基本知识 电子元器件：有源器件(active device)、无源器件(passive device)。 ★区分有源器件和无源器件的关键在于该元件的端口特性是否依赖于外部策动源，是则为有源器件，非则为无源器件 。 无源器件：耗能元件(电阻器)、储能元件(电容、电感)、结构元件(接插件、开关)。 有源器件：晶体管、IC模块等。

电子元器件的基本知识 主要参数：特性参数、规格参数和质量参数。 ：(电阻器、电位器、电容器、电感器、半导体分立器件、集成电路、开关和接插件、表面安装元器件、传感器等) 1、型号命名方法； 2、主要参数及标志方法； 3、种类、结构及性能特点； 4、选用原则及注意事项； 5、检测与筛选。

基本的电子元器件的识别 1、电阻 2、电容 3、电感 4、中频变压器 5、陶瓷滤波器 6、集成电路

1、电阻 用途：* 限制流过电子元件上的电流大小 * 用作分压器 * 可与电容相结合，用以控制电容器充放电的时间 类型（结构）：固定电阻 、可变电阻(电位器)

主要技术参数：额定功率、标称阻值、允许误差、最高工作电压一般1/8W碳膜电阻器或金属膜电阻器，最高工作电压分别不能超过150V或200V。 四环电阻 五环精密电阻 表示法：直接法（标出数据）、色环法（色环表示）

颜色 A B C 幂指数10C 误差 黑 100 棕 1 101 ±1% 红 2 102 ±2% 橙 3 103 黄 4 104 绿 5 105 ±0.5% 兰 6 ±0.25% 紫 7 ±0.1% 灰 8 白 9 金 10－1 ±5% 银 10－2 ±10%

R＝(A*10+B)*10C Ω 有效数值 幂指数 误差 R＝(A*100+B*10+C)*10D Ω 色环电阻识别示意图

色 环 认 识 的 小 窍 门 从上页幻灯片可知，金色和银色只能是允许误差，一定放在右边。 表示允许误差的色 环比别的色环稍宽，离别的色 环稍远。

电阻器的选择使用 按不同的用途选择电阻的种类； 额定功率的选择； 正确选取阻值和允许偏差； 根据电路特点选择； 注意最高工作电压的限制； 较大功率的电阻器应采用螺钉和支架固定，以防折断引线或造成短路；

电阻器的选择使用 较大功率的电阻器应采用螺钉和支架固定，以防折断引线或造成短路； 焊接电阻器时动作要快，不要使电阻器长期受热，以免引起阻值变化。 电阻器的功率大于10W时，应保证其有足够的散热空间； 电阻器在存放和使用过程中，要保持漆膜的完整，因为漆膜脱落后，电阻器的防潮性能变坏，无法保证其正常工作。

2、电容 用途： 稳定电压（滤波电容） 交流通路（耦合电容） 隔离直流（隔直电容） 与电阻或电感形成谐振、定时（时间常数电容）

类型（结构）：固定电容 、预调电容（微调）、可变电容。 介质材料：纸介电容、云母电容、陶瓷电容、薄膜电容、独石电容、油浸纸介电容、铝电解电容、钽、铌电解电容。

瓷片电容 钽质电解电容器 聚脂电容 金属化薄膜电容 铝电解电容

主要技术参数：电容量、允许误差、额定工作电压、绝缘电阻、介质损耗、频率特性、使用环境温度和湿度。 标称：直接表示（标单位、不标单位）、数码表示、色码表示、误差表示。

常用符号 瓷介电容（1PF~1μF ） 1μF50V 容值： 1μF 耐压：50V 固定电容 半可变电容 可变电容 常用符号 103 1μF50V 容值： 1μF 耐压：50V 3P=3PF 0.01μ=0.01μF 3=3PF 0.047=0.047μF “203”=20×103=0.02μF “104”=10×104=0.1μF _ + 瓷介电容（1PF~1μF ）

四联可变电容 四联可变电容共有八个电容器，其中四个可变电容器，四个半可变电容器。由动片和定片组成，定片是固定的，动片则固定在转轴上。动片全部旋入时，容量最大；全部旋出时，容量最小。 四联电容和电感组成的LC回路 四联可变电容外形图

电容器的选择和使用 选用合适的电容器型号 合理确定容量及允许偏差等级 确定额定直流工作电压 电容器的温度系数、高频特性 优先选用绝缘电阻大，损耗小的电容器 依据使用环境条件

3、电感器 类型： 线圈、变压器或互感器 用途： 线圈可以用来组成LC滤波器，谐振回路、均衡电 路和去耦电路等。 变压器主要用来变换电压或阻抗。

绕线电感 天线线圈 色码电感

中周式电感内部结构图 电感

4、中频变压器（中周） 在以陶瓷滤波器为主要选择性元件的集成电路中放中，混频负载需用中周作为选频回路。当旋转磁帽，使其上下移动，可改变线圈的耦合系数。 中周外形图 中周内部结构图 电感 电容

5、陶瓷滤波器 三端陶瓷滤波器（用于调幅AM）： 三端陶瓷滤波器外形图 等效电路图 符号

组合形陶瓷滤波器（用于调频FM）： 组合形陶瓷滤波器外形图 电路符号

6、集成块 将晶体管、二极管、电阻、电容和连线等集中光刻在一小块固体硅片上并封装于一个外壳内，构成一个完整的具有一定功能的电路。 制造工艺：半导体集成电路、薄膜集成电路 功能：模拟集成电路、数字集成电路、可编程集成电路、接口集成电路 、特殊集成电路。 集成度：小规、中规模、大规模、超大规模、特大规模。

封装和引脚： 封装是指安装集成电路芯片用的外壳，起安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用，还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁。

装配中的注意事项： 从小到大、从低到高、贵重和易损坏的元件最后装。 1、清元件（认识元件；装配时，有条理，不易装错元件， 提高效率)。 1、清元件（认识元件；装配时，有条理，不易装错元件， 提高效率)。 2、集成电路的方向（最先装） 。焊接时先固定4个对角。 3、有三根跳线，J1（细黄线）、J2、J3（引脚线）。 从小到大、从低到高、贵重和易损坏的元件最后装。

装配中的注意事项： 4、四联电容C1、C2一边为四个引脚，中间的两个引脚重叠地插在靠近板子中央的小方格中。 5、L是电感，2.5T（2圈半）、3.5T（3圈半）。 6、R3、R4安装成立式。 7、电解电容等较高元件应紧贴电路板安装。 8、注意中周颜色区分。 9、陶瓷滤波器背对黄色中周安装，即字面朝外。

任务5.5 收音机的制作（三）

任务： 装配和调试一台质量合格的AM/FM收音机产品并 完成实践报告 质量：功能、可靠性、有效度 功能：产品的技术指标（性能指标、操作功能、结构功能、外观、经济性）。 可靠性：产品的有效工作寿命。（固有可靠性、使用可靠性、环境适应性）。 有效度：产品能够工作的时间与其寿命的比值。反映了产品能够有效地工作的效率。

目的： 掌握电子元器件的基本知识 掌握正规化的装配和焊接技术 了解印制电路板的设计和制作 了解收音机的基本常识 掌握电子产品规范化的调试方法和步骤 故障诊断和排除方法

元器件 装配 会看装配图和印刷电路图 正规化的装配和焊接

装配图 印刷电路图

科宏收音机的安装面

科宏收音机的安装面

安装步骤：

请按材料清单一一对应，将元件插在元件表对应的位置 第一步:清点材料 请按材料清单一一对应，将元件插在元件表对应的位置 注意 电阻 电容 三极管 晶振等的认识元件的大小与极性一定不能弄错 材料清理完，老师确认后，领钥匙进行装配。

第二步:焊接前的准备工作 现在开始焊了，要注意安全哦 去氧化层 元件弯制 确认读数 元件插放

清除元件表面的氧化层 左手捏住电阻或其他元件的本体，右手用锯条轻刮元件脚的表面，左手慢慢地转动，直到表面氧化层全部去除。

元 件 脚 的 弯 制 成 形 直接从元件 根部，将元 件脚弯制成形 错 用镊子夹住元件根部，将元件脚 弯制成形。 yes 镊子

元 件 脚 的 弯 制 成 形 Not be too short 根据印刷电路孔距而定

烙铁的正确使用 yes no 拉直烙铁电源线，不要绕来绕去，以防使用中不小心烫伤电源线而触电或发生火灾； 短时不用请把烙铁拔下，以延长烙铁头的使用寿命； 在焊接过程中不能敲击电烙铁。

烙铁必须插在烙铁架中 不能碰东西

电烙铁加热的进程中要及时给裸铜面搪锡否则会不好焊 烙铁头的保护 使用前先用锉刀挫去氧化层，再插电加热。 焊锡丝 电烙铁加热的进程中要及时给裸铜面搪锡否则会不好焊

烙铁头上多余锡的处理

焊接中应保持烙铁距离口鼻的距离不少于30cm。 焊接操作的正确姿势 焊接中应保持烙铁距离口鼻的距离不少于30cm。 电烙铁的握法：a)反握法 b)正握法 c)握笔法 焊锡丝的拿法：a)连续焊锡丝拿法 b)断续焊锡丝拿法

焊接步骤： 焊接时间(6秒)： 预热、上锡、保持 正确焊接顺序： a. 先将烙铁头放在两个焊接面处加热 b. 将焊锡丝顺烙铁头方向熔化到焊接面 c. 当焊锡熔化适量后，抽走焊锡丝 d. 待焊接面焊锡均匀熔化后，再顺管脚抽走烙铁头

焊接步骤： first Welding spot second

加热中要把斜面靠在元件脚上使加热面积最大 注 意： 焊锡丝 焊接时，元件引脚保持直立，不能弯折 加热中要把斜面靠在元件脚上使加热面积最大 焊点高1.5mm直径与焊盘一致脚高出0.5mm

注 意： 注意不断总结，把握加热时间、送锡多少，不可在一个点加热较长时间，否则会使印刷电路的焊盘烫坏。尽量排列整齐

注 意： 错 焊锡丝 用电烙铁运载焊锡丝 高温使助焊剂分解挥发，易造成焊接缺陷

焊点的正确形状   焊接方法(焊盘要圆、焊点呈圆锥形) ： 露筋焊、圆弧焊、平贴焊

焊点的正确形状 避免堆焊、虚焊、短路   短路的处理：右手用烙铁融化短路处焊锡，左手拿镊子将短路处焊锡轻轻划开。不可用力刮锉。

元 件 的 焊 接 Space=1～5mm.

元 件 的 焊 接 太高. 太低 ，剪太短 它要最后再焊，否则别的都放不整齐

（1）：清除烙铁上的锡，焊接面向下，用烙铁将元件脚上的锡尽量刮除 错焊元件的拔除 （1）：清除烙铁上的锡，焊接面向下，用烙铁将元件脚上的锡尽量刮除

错焊元件的拔除 （2） 镊子 用烙铁烫 焊接及拔除元件时，动作要轻，不可蛮干，否则容易损坏元件及焊盘。 拔