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本帖将向您介绍一款简单易制的调感FM六管收音机,全分立元件设计,不需要制作者投入太多精力,就能制作出一台性能良好并情怀满满的收音机,本帖主要进行原理分析以及交流讨论,矿坛首发,转载请注明出处。
本机电路由高频放大,频率牵引解调(FM)/相干解调(AM),低频放大,功率放大,电源退耦五部分组成,下面逐一进行分析:
一.高频放大器电路:
鞭状天线ANT,R1,R2,L1,C1,C2,C3,C4,VT1构成高频放大电路。
R1是VT1的基极偏流电阻,作用是向VT1提供一个合适的静态工作电流,C3是提供交流通路的高频旁路电容,故本级电路属于共基极放大电路。C1将鞭状天线ANT捕捉到的信号耦合到L1,C2构成的LC并联谐振电路进行带通滤波,其谐振频率为98MHz,由于谐振阻抗低,通频带宽,因此这里作88~108MHz带通滤波器使用。经过带通滤波后的信号送入VT1的发射极进行放大,放大后的信号从R2取出,经C4耦合到牵引振荡解调(FM)/相干解调(AM)电路。
二.牵引振荡解调(FM)/相干解调(AM)电路:
R3,R4,R5,L2,L3,C5,C6,C7,C8,C9,C10,C11,VT2构成牵引振荡解调(FM)/相干解调(AM)电路。本级电路利用VT2完成了本振和混频解调功能。VT2用作本振电路时,L3,C8决定其振荡频率,通过调整L3的电感量就可控制其振荡频率在44~54MHz之间变化。由于C7对于振荡信号的容抗很小;L2,C5构成的LC并联谐振电路与L1,C2的参数和作用完全相同,因此其对振荡信号失谐,阻抗较低,故VT2构成的放大电路对于振荡信号为共基极放大电路,这种放大电路输入输出是同相关系,因此只要在输入输出端接上瓷片电容C9建立正反馈,电路就能顺利起振。
VT2用作混频解调电路时,由于L2,C5构成的LC并联谐振电路对88~108MHz的外部输入信号阻抗较高,故VT2构成的放大电路对于外部信号为共发射极放大电路。
对于调频信号,外部信号与振荡信号在VT2的基极上进行叠加,由于VT2发射结的非线性,二者就会被混频,并且VT2的集电极上会输出一系列不同频率的信号,它们相互叠加,从时域上看是一个调幅波,这个与插入强载频法解调单边带信号的原理完全相同,幅度的变化意味着集电极电流的变化,集电极电流的变化又意味着集电结电容的变化,集电结电容的变化最终会导致振荡频率发生改变,这样一来就完成了频率牵引的过程,因此本电路也具备一定的锁相作用。就这样振荡信号的频率受控于外部信号,导致集电极电流也随之发生改变,此时只要用R3将变化的电流转化成电压,并用C10将高频信号旁路,就可以解调出音频信号,经C11耦合到低频放大电路。(按照我个人的思考与分析这个过程大致就是这样的,为了让更多人看懂我不愿描述得太复杂,至于其他说法大家可以翻阅其他文献,这里不再赘述。)
对于调幅信号,外部信号与振荡信号在VT2的基极上进行叠加,由于VT2发射结的非线性,二者就会被混频,并且VT2的集电极上会输出一系列不同频率的信号,其中必然有外部信号与振荡信号二次谐波的差频信号,并且只有这个信号是低频信号,其他信号皆为高频信号,此时只要用R3将变化的电流转化成电压,并用C10将高频信号旁路,就可以解调出音频信号,经C11耦合到低频放大电路。
不难看出,在VT2中不仅有各种高频信号还有解调后的低频信号,因此为了提供低频信号通路有必要加大C7的容量,但容量较大的电解电容由于生产工艺问题存在寄生电感,这可能会影响振荡电路正常工作,因此只能在C7两端并联上电解电容C6。L2,C5构成的LC并联谐振电路对低频信号失谐,阻抗较低,故VT2构成的放大电路对于解调后的低频信号也是共基极放大电路。
三.低频放大电路:
R6,R7,VT3,C12构成低频放大电路。
R7是VT3的基极偏流电阻,目的是为VT3提供一个合适的静态工作电流,但VT3的基极偏置电流受控于VT3的集电极电压,因此R7也是本级放大电路的直流电压并联负反馈电阻,这样静态时可以保证静态工作点的稳定,动态时也可以改善非线性失真。由于VT3的发射极直接接地,故本级电路属于共发射极放大电路。音频信号送入VT3的基极进行放大,放大后的信号从R6取出,经C12耦合到功率放大电路。
四.功率放大电路:
R9,R10,R11,W1,SP1,C15,C16,D1,D2,VT4,VT5,VT6构成功率放大电路。
W1是音量电位器,VT4及其相关元件构成共发射极放大电路用于激励放大,它负责电压放大并向VT5,VT6提供足够大的驱动电流,VT4工作在甲类状态,它的集电极电流在D1,D2上会有直流压降,并为VT5,VT6提供合适的偏置电压使得VT5,VT6工作在甲乙类工作状态避免交越失真。VT5,VT6及其相关元件构成OTL互补对称放大电路,它们都接成电压跟随器,主要作用是向扬声器SP1提供足够大的电流,确保可以推动扬声器发出悦耳动听的声音。
R10,R11一端接到中点上,另一端接到VT4的基极上用于直流电压并联负反馈,通过调节R11可使中点电压为VCC/2。它们在静态时可保证中点电压的稳定,动态时可以改善非线性失真。
音频信经VT4反相放大后同时作用于VT5,VT6的基极,其负半周使VT5导通,VT6截止,电流从电源经过VT5和C16流向SP1,同时C16充电;其正半周使VT6导通,VT5截止,此时已经充好电的C16起电源作用,电流从C16正极经过VT6流向SP1,同时C16放电,这样就完成了很好的的音频放大。
SP1,C16在完成电声转换和输出耦合电容的同时还构成自举电路,用于提高输出电压正半周的幅度,获得更大的动态范围。
五.电源退耦电路:
R8,C13,C14,C17,C18构成电源退耦电路确保各级电路稳定可靠工作,其中R8,C13,C14用于前级电路的退耦,R8是滤波电阻,C13,C14分别为低频退耦电容和高频退耦电容。C17,C18用于后级电路的退耦,分别为低频退耦电容和高频退耦电容。
总结和制作要点:
本电路虽然器件稀少,结构简单,但效果丝毫不输带锁相环的FM收音机,同时由于其工作原理的特殊性,无讯号时没有一丝背景噪声,这一点不同于超再生和超外差电路。同时本电路灵敏度较高,一旦发生了牵引振荡,就可以收听到电台信号,但为了保证良好的频率牵引确保令人满意的音质,仍有必要加上VT1构成的高频放大电路,并配合一根拉杆天线完成接收,如果合理减小C8的容量并适当拉长L1和L2,本电路也能很好地接收118~136MHz的航空波段。
制作时元件应按照电路原理图标注参数进行选取,其中L1,L2,L3需要自制,它们都用直径为0.8mm的漆包线在5mm的钻头上进行绕制,L1,L2绕5T并拉长到5mm,L3绕20.5T并拉长到30mm,在L3中旋入4mm铜质螺丝即可完成调谐,铜质螺丝旋入越长L3电感量越小,这是因为铜的磁导率很低,会阻碍磁感线的通过,进而降低电感量,提高接收频率。本电路成功率很高,调试也非常简单,先调整R11使中点电压为VCC/2,再合理调整L3的长度完成88~108MHz的频率覆盖,最后调整L1,L2使高低端增益均衡即可完成调试。
补充内容 (2021-3-19 10:54):
FM - 齻 - - Powered by Discuz!http://www.crystalradio.cn/forum ... =1928756&extra=
齻
补充内容 (2021-3-19 10:55):
【试出调感FM六管收音机套件 - 〓器材友情交换〓 - 矿石收音机论坛 - Powered by Discuz!】http://www.crystalradio.cn/forum ... =1928756&extra=
感兴趣的朋友在器材友情交换有套件在售
补充内容 (2021-6-29 23:49):
参数变动如下:
C4改为472
R1改为1M2
R7改为680K |
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