无线广播相关信号（收音机）的发射与接收

(最近在研究广播通信方面的电路，好久没有接触过了，做的时候比较迷糊，突然想起来之前在大学时候做的收音机不就是最简单的无线广播的接收嘛，就先静下来总结了一下这方面的知识点，在网上看了电路图，就把认为不错的收集了下来，有不足的地方希望大家给与补充，共同学习，对于调谐的工作原理一直不是很明白。。。。。）

一：无线电发射原理

在交流电的周围有变化的磁场存在，变化的磁场又会引起变化的电场，，这样电场和磁场不断的相互交替产生，就能把电磁场向周围空间传播开来，这种向四周空间传播的电磁场就做电磁波。电磁波在传递的过程中会有衰减，因此只有频率较高的点播才能传递信号，我们把无线播发射机中产生的高频振荡作为“载波“，将音频或视频信号加到“载波“上，这个过程叫做调制。经过调制以后的高频振荡叫做已调信号。

把已调信号发送到发射天线，变成无线电波，发射到空间去，经过调制以后可以使广播信号（加载了音频的载波信号）有效的发射，而且不同的发射机可以采用不同的载波频率，使彼此互不干扰。

广播发射机由四个部分组成：1低频部分，声音的变换和放大，

    2高频部分，高频振荡的产生，放大，调制和高频功率放大

    3天线与传输

    4直流电源

1部分是把声音变化成调制器所需的一定强度的音频信号。2部分是产生高频正玄振荡即载波

二：无线电接收原理

发射机发出的无线电波，经过接收天线，转变为感应电势，从天线感应出的不同频率的已调波信号中选出所需信号的任务由输入电路承担。而输入电路选出的信号，仍是已调波信号，不能用于直接推动音响设备，还必须把它恢复成音频信号，这种从已调波信号中检出音频信号的过程，叫做检波或解调。

发射机载波的调制方法有三种：

1.使载波的幅度按调制信号变化的过程称为调幅（AM）；

2.使载波的频率按调制信号变化的过程称为调频（FM）；

3.使载波的相位角按调制信号变化的过程称为调相（PM）。

被调制后的载波称为已调波，按照调制方式不同，分为，调幅波，调频波和调相波。。。目前使用最广的为调幅波和调频波

信号的调制实质上是把各种信号的频率进行搬移，使他们占据不同的频率范围。也就是搭载在不同频率的载上。解调是调制的逆过程。

二：收音机的工作原理

（1）收音机原理就是把从天线接收到的高频信号经检波（解调）还原成音频信号，送到耳机变成音波。由于广播事业发展，天空中有了很多不同频率的无线电波。如果把这许多电波全都接收下来，音频信号就会象处于闹市之中一样，许多声音混杂在一起，结果什么也听不清了。为了设法选择所需要的节目，在接收天线后，有一个选择性电路，它的作用是把所需的信号（电台）挑选出来，并把不要的信号“滤掉”，以免产生干扰，这就是我们收听广播时，所使用的“选台”按钮。 选择性电路的输出是选出某个电台的高频调幅信号，利用它直接推动耳机（电声器）是不行的，还必须把它恢复成原来的音频信号，这种还原电路称为解调，把解调的音频信号送到耳机，就可以收到广播。上面所讲的是最简单收音机称为直接检波机，但从接收天线得到的高频天线电信号一般非常微弱，直接把它送到检波器不太合适，最好在选择电路和检波器之间插入一个高频放大器，把高频信号放大。即使已经增加高频放大器，检波输出的功率通常也只有几毫瓦，用耳机听还可以，但要用扬声器就嫌太小，因此在检波输出后增加音频放大器来推动扬声器。 高放式收音机比直接检波式收音机灵敏度高、功率大，但是选择性还较差，调谐也比较复杂。把从天线接收到的高频信号放大几百甚至几万倍，一般要有几级的高频放大，每一级电路都有一个谐振回路，当被接收的频率改变时，谐振电路都要重新调整，而且每次调整后的选择性和通带很难保证完全一样，为了克服这些缺点，现在的收音机几乎都采用超外差式电路。 超外差的特点是：被选择的高频信号的载波频率，变为较低的固定不变的中频(465KHz)，再利用中频放大器放大，满足检波的要求，然后才进行检波。在超外差接收机中，为了产生变频作用，还要有一个外加的正弦信号，这个信号通常叫外差信号，产生外差信号的电路，习惯叫本地振荡。在收音机本振频率和被接收信号的频率相差一个中频，因此在混频器之前的选择电路，和本振采用统一调谐线，如用同轴的双联电容器(PVC)进行调谐，使之差保持固定的中频数值。由于中频固定，且频率比高频已调信号低，中放的增益可以做得较大，工作也比较稳定，通频带特性也可做得比较理想，这样可以使检波器获得足够大的信号，从而使整机输出音质较好的音频信号。

（2）常见收音机电路原理

            （直放式收音机）

其中L1、C1组成调谐电路，VD与C2组成检波电路，L1与L2组成耦合电路。

      （单管收音机1）

9`12V的有源单管收音机，Q1（MPF102）——N沟道射频（RF）场效应管，其漏极和栅极电压Vdg = 25V，栅极电流Ifg = 10ma， 

可变电容器C1和线圈L2组成调谐回路选出电台信号，经过Q1放大后在经过二极管D1和D2倍压检波。

   （单管收音机2）

      （单管收音机3）

以上23都为单管收音机，和1不同就是没有单独的检波电路，其检波任务是由场效应管MPF102的栅极和漏极来完成的，

  （两管收音机）

使用了2只场效应管MPF102，天线接收到的广播电台信号先经过Q1放大，经L1耦合进入L2和C7组成的调谐回路，选出的电台信号由Q2再次放大，经D1和D2倍压检波得到的音频信号在送至声音设备。。

调谐电路：简单地解释一下，调整电路的电容值，使电路的电感电容发生谐振，电路的固有频率与无线电波频率耦合，电路谐和振荡，从而有选择地接收信号。

三：超外差收音机

（1）工作流程图

a：输入回路

从天线接受进来的高频信号首先进入输入调谐回路，输入回路的任务是：通过天线收集电磁波，使之变为高频电流；

       选择信号，在众多的信号中，只有载波频率与输入调谐回路相同的信号才能进入收音机

b：变频和本机振荡

从输入回路送来的调幅信号和本机振荡器产生的等幅信号一起送到变频级，经过变频级产生一个新的频率，这一新的频率恰好是输入信号频率和本振信号频率的差值，称为差频。

例如：输入信号的频率是535kHZ，本振频率是1000kHZ，那么它们的差频就是1000kHZ-535kHZ = 465kHZ；当输入信号是1605kHZ时，本机振荡的频率始终要比输入信号的频率高一个465kHZ。这个在变频过程中新产生的差频比原来输入信号的频率要低，比音频却要高得多，因此我们把它叫做中频。不论原来输入信号的频率是多少，经过变频以后都变成一个固定的中频，然后在送到中频放大器继续放大

c：中频放大级

由于中频信号的频率固定不变而且比高频低（我国规定的调幅收音机的中频为465kHZ），所以它比高频信号更容易调谐和放大，通常，中放级包括1-2级放大及2-3级调谐回路。

d：检波和AGC电路

经过中放后，中频信号进入检波级，检波级也要完成两个任务：在尽可能减小失真的前提下把中频调幅信号还原程音频

        将检波后的直流分量送回到中放级，控制中放级的增益，使该级不至发生削波失真。

通常称为自动增益控制电路。

e：低频前置放大级，也成为电压放大级

从检波级输出的音频信号很小，大约只有几毫伏到几十毫伏。电压放大的任务就是将它放大几十至几百倍。

f：功率放大级

电压放大级的输出虽然可以达到几伏，但是他的负载能力很差，只是因为他的内阻比较大，只能达到不到1mA的的电流，所以还要在经过功率放大才能推动扬声器。