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超外差中波调幅收音机具有安装调试方便、工作稳定、声音宏亮、耗电省等优点。它由输入调谐回路、混频级、1~3级中放(中频放大)、检波级、低放级和功放(功率放大)级等部分组成,其接收信号频率范围为535~1605kHz的中波段。超外差调幅收音机的电路元器件虽然不多,但涉及的高、低频电子技术知识较多,调试技术也具有典型性。因此,在组装收音机的过程中除可进一步学习电子技术外,还可以掌握无线电安装工艺,了解测量和调试技术,可谓一举多得。
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一、调幅收音机的组成 9018、S66型收音机是市面常见的产品,它是典型的6管收音机,其实物图和原理图分别如图7-1-1、图7-1-2所示。根据晶体管在电路中所起的作用不同,可以把收音机电路分为四个部分:输入与变频电路、中频放大电路、检波电路和音频放大电路。其他分立元件的收音机电路也类同。
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1.输入与变频电路 在图7-1-2所示的S66型收音机电路原理图中,输入与变频电路是由R1、R2、C1、C2、T1、T2、T3、VT1以及双联电容器组成。其中,双联电容器的信号联与T1的天线线圈构成输入调谐电路,选出所需的调幅电台信号,经T1的耦合线圈传输到变频管的基极;R1、R2保证VT1稳定工作;双联电容器的振荡联与T2线圈构成本机振荡电路。
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2.中频放大电路 中频放大电路是由VT2、T3、T4、R4、R3、C3以及C4组成。这个中频放大电路是由一级放大器组成的,中放电路还加有自动增益控制(AGC)电路,当天线收到的信号强弱变化时,AGC电路能自动调整中放级的放大量,使其输送到检波器的信号大小稳定一些。
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3.检波电路 检波电路主要由晶体管VT3、集电极电阻R4、高频滤波电容C5和音量电位器RP组成,这是一个晶体管大信号包络检波器并兼具放大功能的电路。它可以将中频信号的正半周检测出来,再经过由C5和RP组成的低通滤波器后,获得音频信号,音频信号经音量电位器RP调节后,送至音频放大电路。
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4.音频放大电路 在这个电路中,音频放大电路是由VT4、VT5、VT6、C6、C7、C9、R5、R7、R8、R9、R10、T5及扬声器BL组成。以VT4为主要器件的电路是变压器耦合式低频电压放大电路,构成推动级电路,R5是VT4的基极偏置电阻。音频信号由检波器送出之后,经音量电位器RP调节,再由C6耦合送至VT4的基极进行电压放大,使音频信号具有足够的电压幅度,以推动功放电路工作。R6、C8构成电源去耦电路。
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二、调幅收音机的工作原理 当调幅信号感应到T1及CA组成的天线调谐回路时,该调谐回路选出所需要的电信号进入VT1的基极;由T2及CB构成的本振电路产生的本振信号调谐后频率高出输入信号465kHz,并送入VT1的发射极,由VT1进行变频;通过T3选出465kHz中频信号,经VT2中频放大,进入VT3检波管,检出音频信号经VT4低频放大和由VT5、VT6组成的功率放大器进行功率放大,推动扬声器发声。
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任务2 SMT调频/调幅收音机的装接与调试 电子产品的微型化和集成化是当代电子科技革命的重要标志,也是未来发展的方向。日新月异的高性能、高可靠、高集成、微型化、轻型化的电子产品,正在改变我们的生活,促进人类文明的进程,而这一切都要求元器件安装工艺的改革。20世纪70年代问世、80年代成熟的表面安装技术(SMT),是实现电子产品微型化和高集成化的关键。因此,通过实用SMT收音机产品制作的全程训练过程,从元器件检测、焊接、安装到产品的调试、检测,读者可以掌握SMT电子产品的制造过程和先进的表面焊装技术,达到培养创新精神。
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HX-218T型调频/调幅收音机,是以一块日本索尼公司生产的CXA1191M单片集成电路为主体、加上少量外围元器件构成的微型低压收音机。
其实物和电路原理图分别如图7-2-1、图7-2-2所示。CXA1191M包含了AM部分的高频放大(高放)、本机振荡(本振)、混频、中频放大(中放)、检波、AGC和FM部分的高放、本振、混频、中放、鉴频、AFC、调谐指示、音频功率放大(功放)等从天线输入至音频功率输出的全部功能单元电路和稳压电路。
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1.调幅(AM)部分工作原理 中波调幅广播信号(535~1605kHz)由磁棒天线线圈T1和可变电容Co、微调电容C01组成的调谐回路选择,送CXA1191M(IC)的第10脚。本振信号由振荡线圈T2、可变电容Co、C04微调电容及IC第5脚的内部电路组成的本机振荡器产生。 2.调频(FM)部分工作原理 由拉杆天线接收到的调频广播信号(64~108MHz),经C1耦合,调频波段以内的信号顺利送到IC的第12脚进行高频放大,放大后的高频信号被送到IC的第9脚,接IC第9脚的L1和可变电容Co、微调电容C03组成的调谐回路,对FM高频信号进行选择后在IC内部混频。
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3. 音量控制电路 由电位器RP通过调节IC 4脚直流电位的高低来控制收音机的音量大小。 4
3.音量控制电路 由电位器RP通过调节IC 4脚直流电位的高低来控制收音机的音量大小。 4. AM/FM波段转换电路 由电路图可以看出:当IC的第15脚接地时,IC处于AM工作状态;当IC的第15脚 与地之间串联C7时,IC处于FM工作状态。波段开关控制电路非常简单,只需用一只单刀双掷的开关S1,便可方便地进行波段转换控制。
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5. AGC和AFC控制电路 CXA1191M的AGC(自动增益控制)电路由IC内部电路和接于第21脚、22脚的电容C9、C10组成,控制范围可达45dB以上。AFC(自动频率微调控制)电路由IC的第21脚、22脚所连内部电路和C3、C9、R4及IC第6脚所连电路组成,鉴频器的10.7MHz偏移通过IC内部AFC电路由IC的21脚,经C9、R4从IC的6脚送往本机振荡器进行自动频率控制,使FM波段接收频率稳定。
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任务3 声光控节电灯的装接与调试
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任务引入 利用一块CMOS与非门及少数外围元器件能组成声光双控节电灯。白天,由于光线照射,该灯始终处于关闭状态;一到晚上,该灯只要收到一个猝发声响(如脚步、击掌声),就自动点亮,而后延迟一段时间又会自行熄灭,达到节电的目的。我们选用常见的声光双控节电灯头套件,其市场占有量较大,通过装接该电子产品,既能熟悉该产品的工作原理和功能,又能掌握该产品的装接工艺和调试方法。该产品省去了能耗大、笨重、极易产生热量的电源变压器,具有结构简单、自耗电轻微、性能稳定、灵敏度高、通用性强的特点。
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电路如图7-3-1所示,此声光控节电灯白天不亮,晚上有声音自动点亮,延时一段时间自动关断。将它安装在过道、厕所走廊等需要自动照明的地方,不仅方便实用,又有显著的节能效果。常见的声光控节电灯头与节电开关如图7-3-2所示。
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1.电源电路 220V市电通过灯丝、VD1~VD4降压整流后分两路:一路经过R7、R6分压限流、C1滤波后为相关控制电路提供稳定的工作电源电压;另一路直接经过晶闸管(电子开关)构成
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2.声电转换及光控电路 声控元件采用驻极体传声器(HT),它对突发声响有极为敏感的特性,本电路用它作为声电换能元件,将声响信号转换为相应的电信号后,通过电容C3耦合至由VT组成的静态偏置较低的基本放大电路。如果此时有声音被 HT 接收,经C3耦合至VT,将在HT上形成音频电压。
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3.单稳态延时电路 集成电路U1、VD5、R1和C2共同组成单稳态延时电路。晚上光线暗,光敏电阻RG 阻值变大,U1A的输入引脚电位升高,如果此时有声音被 HT 接收,经C3耦合至VT放大,在RG上形成音频电压,此电压如高于1/2 电源电压,则 U1A输出低电平,经U1B反相后,输出的高电平经 VD5向C2 瞬间充电,使 U1C 输入端接近电源电压,U1C输出低电平,由U1D 反相缓冲后经R3、R8分压触发晶闸管VT2导通,电灯正常点亮(此时则由C1向电路供电)。
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任务4 开关电源的装接与调试
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任务引入 与串联型稳压电源比较而言,开关电源的稳压范围更宽,当电网电压在130~265V范围内变化时,开关电源仍然获得稳定的直流电压输出;开关管功耗小、效率高;由于功耗小,且设有过电压、过电流保护电路,所以整机的稳定性好、可靠性高;开关电源不需要电源变压器,所以体积小、重量轻。借助脉冲变压器的不同次级线圈,可易于实现多路电压输入。
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开关电源主要由交流220V整流滤波电路、开关振荡电路、高频脉冲整流滤波电路、取样和稳压控制电路等几部分组成。即开关电源需经过下列几个工作过程: 1)交流电源输入经整流滤波成脉动直流; 2)通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将脉动直流加到开关变压器一次绕组上; 3)开关变压器二次绕组感应出高频电压,经整流滤波供给负载; 4)输出部分通过一定的取样比较电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的。
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本任务所用产品选自CL-A-15-5型开关电源,如图7-4-1所示。图7-4-2为其电路原理图:输入电压经由C1、C2、C3、LF1构成的滤波器、二极管VD1~VD4构成的桥式整流电路和电容C6滤波后变成约320V的直流电。该直流电分为两路:一路经自启动限流电阻R6、R3供给IC1的电源输入端,可见,R6和R3为IC1自启动限流电阻。
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R13、LED1构成发光指示电路。另外,PWM变换器选用ICE2A0565,它是双列直插8脚结构,其引脚功能见表7-4-1。
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对于开关电源而言,功率相同开关频率越高,开关变压器的体积就越小,但对开关管的要求就越高;开关变压器的二次侧可以有多个绕组或一个绕组有多个抽头,以得到需要的电压输出。 开关电源输出直流电压的大小与脉冲电压的有效值成正比,而脉冲电压的大小又与开关管的导通占空比(δ=TON/T)成正比。另外一方面,通过反馈控制占空比控制电路,使δ作相应变化。若输出直流电压UO下降,则占空比δ变大,从而使UO上升,反之亦然。
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本电路中,TL431属于三端可调式基准稳压器件,利用两只外部电阻可设定2
本电路中,TL431属于三端可调式基准稳压器件,利用两只外部电阻可设定2.5~36V范围内的任何基准电压值。图7-4-3是其引脚排列和等效电路。图7-4-3a是TO—92封装形式。图中A为阳极,使用时需接地;K为阴极,需经限流电阻后接正电源。UREF是输出电压的设定控制端,外接电阻分压器。
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由图7-4-3b可见,TL431的等效电路主要包括四部分:①误差放大器A,其同相输入端接从电阻分压器上得到的取样电压,反相输入端则接内部2
由图7-4-3b可见,TL431的等效电路主要包括四部分:①误差放大器A,其同相输入端接从电阻分压器上得到的取样电压,反相输入端则接内部2.5V基准电压Uref,并且设计得使UREF=Uref,UREF端常态下应为2.5V,因此也称为基准端;②内部2.5V(准确值为2.495V) 基准电压源Uref;③NPN型晶体管VT,它在电路中起到调节负载电流的作用;④保护二极管VD,可防止因K~A间电源极间接反而损坏芯片。
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目前,TL431广泛用于开关电源中作为取样误差放大器,应用电路如图7-4-4所示。其门极内部电压比较器和基准电压源构成误差检出系统,K、A两极之间的电流则受控于误差放大器,因此极适合用于驱动隔离控制光电耦合器,应用电路如图7-4-3a所示。
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任务5 5.5in黑白电视机的装接与调试
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东升DS666AB型黑白电视机是一款5.5in小屏幕电视机。该机为全塑壳、全频道机型,能接受1~56频道的广播电视节目,它采用了大规模单片专用集成电路CD5151CP(或D2915),此芯片把所有小信号处理电路都集成在一起。通过一个集成电路,代替了若干个单元电路,从而大大减少整机的元器件总数,使安装、调试工序大大简化,提高了生产效率。所以电路具有代表性,外围元器件少,调试比较简单,成功率高。
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一、DS666AB型黑白电视机信号流程 如图7-5-2所示,电视信号由天线接收后送入电调谐高频头TDQ的1脚,高频信号(48MHz以上)在这里经过高放、混频后,产生38MHz的图像中频和31.5MHz的第一伴音中频信号。然后从高频头的9脚输出送至Q1进行预中放。Q1的信号输出送至SBM,SBM称为“声表面滤波器”,它具有电视机所要求的特殊中放幅频特性,只让38MHz的图像中频和31.5MHz的第一伴音中频信号按一定的要求通过,其他信号则被滤除或吸收。
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另外,第二伴音中频信号通过C17、Y1(6.5MHz陶瓷滤波器)送入伴音通道进行60dB左右的限幅放大,去除幅度干扰,再由鉴频(调频检波)器解调。解调后的音频信号去加重后,送入IC2集成电路进行音频放大,放大后的信号去推动扬声器,使扬声器发出声音。 集成电路CD5151CP有28个脚,可以实现黑白电视机所有小信号的处理功能,如图7-5-3所示。
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二、黑白电视机各单元电路的工作原理 1.电源供电电路 变压器T01将220V交流电降压为14~16V,经二极管VD21~VD24桥式整流、电解电容器C21滤波后得到脉动直流电,各整流管均并联了一个瓷片电容器(103),用来消除高频调制交流声干扰。VT2为调整管,VT3为推动管,两管构成复合调整管,β值较大,能降低输出电压的纹波、提高控制输出的灵敏度。VT4为取样放大管,VS为稳压二极管,其稳压值作为基准电压源。R23、R28和RP4组成取样回路,调整RP4的阻值可以改变稳压电源的输出电压,调整范围在8.5~12V可调,本机的额定输出电压为10V。
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2.行扫描电路及显像管附属电路 行扫描电路除应能给行偏转线圈提供线性良好、频率为15625Hz的锯齿波电流、能被行同步信号同步、能给视频放大电路提供行消隐信号(消除行回扫线)外,还应能给显像管电路提供中、高电压,并给行AFC电路提供行逆程脉冲。
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如图7-5-2所示,CD5151CP集成电路5脚输出的全电视信号经R15、R16、C72等元件经6脚送入该集成电路内的同步分离电路中。经同步分离电路处理得到的行同步信号直接加至行鉴相器AFC电路,与22脚输入的行逆程脉冲信号进行比较,得到的鉴相误差控制电压从19脚输出,经由C39、R45、C40构成的低通滤波器送入18脚,控制集成电路内的行振荡。
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3.场扫描电路 由CD5151CP集成电路内同步分离电路输出的复合同步信号,直接加至场触发(积分)电路,经处理后得到的场同步信号又加到场振荡电路,用以控制场振荡器的频率和相位,使其与发送端信号保持一致。场振荡器产生的场振荡信号直接加到场激励级进行放大,然后从26脚输出场频锯齿波信号,送到由分立元件构成的场输出电路。
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4.公共通道与视频放大电路 (1)高频调谐器及附属电路 本机采用UVD6201-RB型全频道电子调谐器,共有10个引脚:1脚为天线(高频信号)输入端,2脚为AGC自动增益控制端,3、5、6脚分别是波段选择控制端,波段选择电压为9.1V,4脚是电调谐电压引入端,8脚是高频调谐器供电。
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(2)中频公共通道 从高频调谐器9脚输出的中频信号(38MHz图像中频信号和31
(2)中频公共通道 从高频调谐器9脚输出的中频信号(38MHz图像中频信号和31.5MHz第一伴音中频信号),通过C4送入前置预中放进行放大,放大后由VT1集电极图7-5-6 中频放大幅频特性曲线输出,经C2耦合至声表面滤波器SBM,匹配电感L2、VT1的输出电容及SBM的静态电容组成并联谐振电路,共同构成集电极
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在CD5151CP的内部,视频检波器起如下作用:一是对中频调幅电视信号进行检波,取出视频信号;二是将中放输出的图像中频和第一伴音中频混频,产生6.5MHz的第二伴音中频信号。
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(3)视频输出电路 VT8是视放输出管,由于这级要求输出信号幅度很大(50~80V(峰-峰值)左右),故集电极电源电压需120V左右。VT8接成阻容耦合式共发射极电路。C45是输出耦合电容,从集电极输出幅度较大的负极性电视信号,经C45调制到显像管阴极。R50是VT8集电极负载电阻,它的阻值对放大电路的增益、通频带的带宽影响很大,阻值愈大,增益愈高,通频带愈窄。
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5.伴音电路 第一伴音中频信号(频率为31.5MHz),在CD5151CP集成电路内部视频检波级与图像中频信号(频率为38MHz)差出第二伴音中频信号(6.5MHz),从CD5151CP集成电路5脚输出。这一信号通过C17、6.5MHz带通滤波器Y1(选频)取出第二伴音信号送入CD5151CP集成电路7脚。
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