调频收音机的工作原理

　　FM收音机就是通过采用FM调频载波方式传输无线电信号的收音机。由于采用的波长较短，因此传输的信号要比采用AM波长传播信号的收音机要好很多，但是因为是短波，因此传播距离比较短。目前，一些手机中同样有FM调频收音机的功能。

　　FM 是frequency modulation 的缩写，调频的意思。收音机里常用的术语：FM frequency modulation 调频；MW medium wave 中波 ；SW short wave 短波；LW long wave 长波；AM amplitude modulation 调幅AM及FM指的是无线电学上的二种不同调制方式。AM:AmplitudeModulation称为调幅，而FM:FrequencyModulation称为调频。FM指一般的调频广播（76-108MHz，在我国为87.5-108MHz。SW是短波，在10～100米（公尺）之间。中波（MW）介于200-600米（公尺）之间，HF的波长在10～100米，把HF称做短波（SW:ShortWave）。150KHz-284KHz之间的叫长波。

　　1、概述

　　收音机是接收无线电广播发送的信号，并将其还原成声音的机器，根据无线电广播的种类不同，即调幅广播（AM）和调频广播（FM），接收信号的收音机的种类亦不同，即调频收音机和调幅收音机。

　　有的接收音机既能接收调幅广播，又能接收调频广播，称为调幅调频收音机。

　　2、调幅收音机的构成

　　调幅收音机的基本功能就是把空中的无线电波转变成高频电信号，这一功能由接收天线来实现。然后解频，即把调制在高频载波上的音频信号从已调幅高频信号上卸下来，亦常称检波，实现这一功能的电路叫检波器。最后，用检波出来的音频信号来推动扬声器或耳机，即声音恢复。

　　收音机的分类方法很多，依其电路程式可分为直接检波式，高放式和超外差式。以通道分，有单通道调幅收音机和立体声调幅收音机。

　　直接检波式和高放式收音机因其灵敏度低，音质差，已基本不再生产和使用，现在用的调幅收音机基本上都是超外差式。故这儿只介绍超外差式调幅收音机的结构和原理。

　　（1）超外差式收音机的结构

　　超外差式收音机的结构框图如图1示：

　　

　　高频部分 中频部分 检波部分 低频部分 扬声器

　　图 1

　　超外差式收音机机主要由输入调谐电路、混频电路、中放电路、检波电路、前置低放、功率放大电路和喇叭或耳机组成。

　　（2） 工作原理

　　由输入电路，即选择电路，或称调谐电路把空中许多无线广播电台发出的信号选择其中的一个，送给变频级中的混频电路。

　　混频将输入电路送来的已调幅调信号变为中频调幅信号，而他们所携带的信号是不变的，即调幅信号的频率变为中频，但其幅值变化规律不改变。不管输入的高频信号的频率如何，混频后的频率是固定的，我国规定为465千赫。

　　中放将中频调幅信号放大到检波器所要求的大小。由检波器将中频调幅信号所携带的音频信号取下来，送给前置低放。

　　前置低放将检波出来的音频信号进行电压放大。再由功放将音频信号放大，放大到其功率能够推动扬声器或耳机的水平，扬声器或耳机将音频信号转变为声音。

　　3、超外差式晶体管收音机工作原理分析：

　　八管超外差式晶体管收音机原理图见附图1。

　　（1） 输入调谐回路

　　输入调谐回路也称为天线输入回路，T1是中波段输入调谐回路高频变压器，高频变压器分初级线圈和次级线圈，均绕在磁棒上，C1.1是双连可变电容器的调谐连，C1.2是补偿电容，补偿电容采用小型半可变电容器，调整其电容量，可以使输入回路和振

　　荡回路的高端频率同步，从而提高频率高端的灵敏度。

　　C1.1与T1的初级线圈组成串联谐振回路，C1.1的容量从大到小，可使谐振频率从最低的535千赫到最高的1605千赫范围内连续变化。当外来信号的某一电台频率的信号与谐振频率一致时，调谐电路发生谐振，这时T1初级线圈两端某一电台频率的信号电压最高，并同时衰减了其他频率信号，达到了选台的目的。

　　T1的初级还与次级线圈组成高频变压器，将调谐电路选出的信号电压，通过次级耦合到下一级。

　　（2） 变频级电路

　　变频级的任务是把调谐回路选出来的某种频率的高频信号转变为一个固定的465

　　千赫中频信号，然后把载有音频信号的465千赫中频信号耦合到中放级。为完成变频

　　级的任务，变频级电路必须具备两部分电路：

　　● 本机振荡电路； ● 混频电路。

　　用一只晶体管完成本机振荡和混频两个任务的电路称为变频电路。外来的高频调幅信号经T1次级线圈耦合到V1管的基极和发射极回路中，而从集电极和发射极回路输出。本机振荡回路的高频信号加在V1管的发射极和基极回路中，而从集电极和基极回路输出。结果，在V1管的集电极电流中包含外来信号和本机振荡两种频率。当这两种不同频率的信号在同一时刻从基极和发射极进入三极管的输入回路以后，就会在集电极中输出f振、f振+f外、f振-f外、f外-f振 、f外……等多种频率的混合信号。 其中f振 - f外 =465千赫，正是中放级所需要的中频信号。

　　为了选择出465千赫的中频信号，并同时衰减集电极的其他频率信号，在集电极回路中并联了由第一中频变压器T3的初级线圈和电容组成的谐振电路，电路谐振于465千赫，此时，中频变压器初级线圈两端阻抗很大，使集电极输出的465千赫的电流转换成很高的谐振电压，耦合到T3的次级。对于其他频率，由于他们的谐振阻抗极低，几乎没有电压耦合到次级，达到了选频的目的。

　　（3） 中频放大电路

　　采用两级单调谐中频放大电路，V3是第一级中放管，V4是第二级中放管，两管组成两级共发射极放大电路。放大465千赫的中频信号。T3是第一中频变压器，通常称为中周，T4、T5分别为第二中周和第三中周。上述三个中周的作用有四点：

　　a、中周内的线圈初级与电容组成谐振回路，选择465千赫的中频信号，并衰其他频率的信号；b、隔直流，使各级晶体管的静态工作点独立；c、转换阻抗，在前后级的输出与输入回路之间进行阻抗匹配；d、传递中频信号。

　　每一级的中周的参数和性能有所不同：第一级中周主要考虑选择性；第二级中周兼顾通频带的宽度和选择性；第三级中周兼顾通频带的宽度和增益。并且各中周的变压比、抽头数不一样。

　　中频信号在中频级经过两次放大，并经过四个中频谐振回路的选择。可以说，超外差式晶体管收音机整机的灵敏度和选择性决定于中频级。

　　（4） 检波级电路

　　检波级的任务是把所需要的低频信号从中频信号中取出来，并耦合到低频放大级去。V5三极管作为二极管用，R9为检波滤波电阻，C9、C6为检波滤波电容，RP为音量电位器，R6是自动增益控制电路中的滤波电阻。

　　中放级输出的465千赫的中频信号，经T5耦合到V5，由于二极管的单相导电性，把中频信号负半波去掉，变成正半周的中频脉动直流信号。实验证明，中频脉动直流信号中包括如下三种成分：中频等幅成分、音频成分、直流成分。

　　C8、C9和R9组成的π型滤波电路。由于C8、C9对中频的容抗很小，对音频的容抗较大，对直流的容抗无限大，同时，R9对中频、音频、直流成分的分压一视同仁。因此经过π型滤波后，中频成分被虑掉，大部分的音频信号加在电位器RP上，形成音频电压，经C12耦合到低频放大级。

　　（5） 自动增益控制电路（AGC电路）：

　　自动增益控制电路（简称AGC电路）的作用是为了使收音机在接收强弱不同的信号时都能收听到同样的音量，即使信号的强弱变化较大，也能大体维持一定音量不变。

　　自动增益控制的工作原理是利用了检波输出的音频脉动直流成分通过电阻R6控制V3发射结正向电压的大小，从而改变V3的增益，AGC电路实际上上起了一种负反馈的作用（电压并联负反馈）。

　　（6） 低频放大电路：

　　低频放大电路是V6、V7管等元件组成两级共发射极放大电路，检波器负载RP取得的音频信号电压经C12耦合到V4管的基极，放大后从集电极输出，经C13耦合到V7管的基极。功率放大器的输入变压器T6的初级是V7管的集电极负载。

　　（7） 推挽功率放大电路：

　　功率放大的主要任务是将末前级送来的音频交流信号放大到足够大的功率输出，从而推动喇叭发音。电路中V9、V10两只低频功率三极管与输入输出变压器组成推挽功率放大电路。对于NPN型晶体管V9、V10来说，推挽放大就是轮流地分别放大T6次级输出正半周信号。由于输出变压器T7初级两端反相，因而T7次级得到一个完整的音频信号。R16是两管的上偏流电阻，V8是两管的下偏流二极管，上述器件给两功放管提供偏置。C15、C14分别为V10、V9的负反馈电容，可以减少啸叫和噪音，改善音质。

　　4、调频收音机的构成和工作原理

　　调频收音机的最基本功能和调幅式收音机较相似。在调频式收音机中解调功能由鉴频器（也叫频率解调器或频率检波器）来完成，是将调频信号频率的变化还原为音频信号，其它功能的电路和调幅收音机中的一样。

　　调频收音机依电路程式来分，可分为直接放大和超外差式两种；依接收信号和种类来分，有单声道调频收音机和调频立体声收音机（见图2、图3）。

　　

　　图2

　　

　　图3

　　单声道调频收音机由输入电路、高频放大电路、混频电路、中频放大电路、鉴频器、低频放大电路和喇叭或耳机组成。调频立体声收音机的结构和单声道调频收音机结构的区别就在于鉴频器后加一个立体声解调器，分出两个音频通道，来推动两个喇叭，形成立体声音。

　　调频收音机电路比调幅收音机电路多出一个高频放大电路，其功能是将输入电路送来的信号放大到混频所需要的大小。