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也来凑热闹玩玩三管超外差

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发表于 2022-3-27 00:01:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 正直电子 于 2022-3-27 00:05 编辑

见最近这里刮起了一阵制作简易收音机的风便忍不住来凑凑热闹,也好帮坛友仿制钟山J301三管超外差收音机出一份力。由于这个电路未经完整实作所以我也不清楚BG3构成的单管功放到底好不好用,但既然钟山J301都用了就说明问题不大,至少能响不是问题,加上前面的电路我已在博士818教学收音机上做过加来复低放的实验证实可行,所以我估计整体电路问题不大。总之姜太公钓鱼愿者上钩吧,我在学校封校也收不了快递没办法验证,各位爱好者有问题随时联系。

既然是超外差收音机,就要有把接收到任意频率的无线电波信号变成一个固定中频频率的变频电路,不失真放大中频信号的中放电路,把放大后的中频信号解调出音频信号的检波电路,放大音频信号的低放电路,继续放大音频信号使之足够驱动扬声器发声的功放电路。本电路虽然简单,但变频电路,中放电路,检波电路,低放电路,功放电路一应俱全,力求简易,能收台就好,其工作原理如下:

一.变频电路
BG1,LED1,R1,R2,B1,B2,B3,C1,C2,C3,C4构成变频电路。C1-1和磁棒天线B1的初级绕组构成LC并联谐振电路用于调节其谐振频率以选择不同频率的无线电波信号,并经过其次级绕组耦合至变频三极管BG1的基极,对于磁棒天线B1捕捉到无线电波信号,BG1为共发射极放大电路,因此BG1对其具有一定的放大能力。C1-2和振荡线圈B2的初级绕组构成LC并联谐振电路用于调节其谐振频率以产生恒高于所接收无线电波频率一个中频的本机振荡信号,对于本机振荡信号,BG1为共基极放大电路,因振荡线圈B2上两互相耦合绕组的相位关系可以构成正反馈,电路可顺利起振并产生本机振荡信号。不难看出,在BG1发射结上同时叠加了本机振荡信号和磁棒天线捕捉到的无线电波信号,因BG1发射结的非线性,在BG1内部将产生一系列的频率,如二者的基频,倍频,和频,差频等,为得到差频信号,此时只要用中频变压器B3和其谐振电容C4将差频信号取出即可。因选择性不是本机侧重点,所以为了提高增益,C4取了较小的220P。为稳定BG1工作点并省去调节BG1静态电流的麻烦,同时为本机提供电源指示,使用R2,LED1,C3作为BG1的直流偏置电路。

二.中放来复低放电路和检波电路
BG2,D1,R3,R4,R4,B4,C5,C6,C7,C8构成中放来复低放电路和检波电路。中放来复低放管BG3构成共发射极放大电路,B3次级输出的中频信号送到BG2的基极进行放大后经中频变压器B4送入检波二极管D1进行检波,因R3,R4,D1,B4次级为一直流通路,R3一方面给BG2提供直流偏置,另一方面经R4也给D1提供直流偏置用于提高检波效率。检波负载为BG2的输入电阻,因C7容量远大于C8,对于D1检波后的信号C7相当于短路,所以C8在给B3次级线圈提供交流对地通路的同时也作包络检波的充放电电容,此时检波后的音频信号也将重新送入到BG2的基极进行低频放大,如此一来就完成了来复低放。R5与B4抽头串联用于取出变化的音频信号,但R5的接入又影响了中频信号的交流通路,因此在B4抽头对地位置加上C6用于提供中频信号的交流通路。C6对于中频信号容抗很小,对于低频信号容抗很大,因此中频信号不经R5畅通无阻,而低频信号则经过R5产生变化的电压信号。

三.功放电路
BG3,W1,R6,R7,B5,C9,C10,C11构成功放电路。其核心是BG3构成的共发射极放大电路,电路形式为甲类放大电路,为驱动低阻抗扬声器,增加输出变压器B5用于阻抗匹配,又因B5呈感性可能引起BG3自激,增加C11用于消除自激。

关于三极管静态电流的确定:
变频级BG1的静态电流我取的是0.5mA,比一般的六管,七管超外差收音机的变频电流稍大,目的是尽可能得到较大的变频增益,但较大的电流会使噪声变大,因此我取的是0.5mA。
中放兼来复低放级BG2的静态电流我取的是2mA,这个电流如果大将可能造成中频自激,因此在一般二级中放的六管,七管超外差收音机中,每级中放电流均在0.6~0.8mA之间,但本电路由于电路结构特殊,只有一级中放因此中放增益要大一些,且BG2同时作低放管,因此BG2的静态电流我取的是2mA。
关于本电路的调试:
1,静态电流的调整
先将双联可调电容对地用导线短路,由于LED1的存在,BG1的集电极电流无需调整,调整R3使BG2的集电极电流到2mA即可,然后调整R6使BG3的集电极电流到10mA即可,此时撤去短路的导线。
2,中频的调整(没有信号发生器的业余调试)
找一台频率准确的收音机,先使其收到一个中等强度的电台并把它的中频信号通过屏蔽线引出到本电路,从后到前来回调整两个中频变压器B4和B3的磁芯,使声音最大即可,此时中频调整完成,此时用石蜡把中周封死。
3,统调(没有信号发生器的业余调试)
把一台频率准确的收音机调到1000KHz,将音量电位器关死,双联电容容量调到最大,调整振荡线圈使频率准确的收音机收到振荡信号即可,此时用石蜡把振荡线圈封死。
然后试着接收一个低端电台,调整线圈在磁棒的位置使音量最大即可,再试着接收一个高端电台,微调振荡回路的微调电容(CBM223上的微调电容)确保双联电容在适宜的旋转角度上收到,然后再微调接收回路的微调电容(CBM223上的微调电容)使音量最大即可,如果还嫌不行,可小幅度调整线圈在磁棒的位置,高低端肯定会相互牵扯,来回多调几次就能得到满意的效果,此时用石蜡将磁棒天线的线圈封死,此时调试完成,该画刻度盘了。

关于CBM223P电容,在购买时一定要注意后缀的P,否则就不是组装中波收音机的60/140P双联差容,转轴对着自己三个焊片冲左,中间的是接地端,上面的是140P接磁棒天线的可调电容引出线,下面是60P接振荡线圈的可调电容引出线。转轴顺时针拧容量减小,逆时针拧容量增大。

本电路如果调试得当,可得到优于5mV/m的灵敏度,与六管超外差收音机套件灵敏度相当,但因只有两个中频变压器,没有AGC电路,因此选择性稍差,强弱台音量悬殊。

补充内容 (2022-4-14 12:53):
18楼有PCB设计图
4C31ACA019C4BEABEDDAE73625A92849.jpg

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 楼主| 发表于 2022-4-14 22:39:57 | 显示全部楼层
zzfjct 发表于 2022-4-14 21:01
同一个中放级既要实现AGC又要实现来复放大是不合适的,受音频影响不仅AGC功能是不完善的,强信号还会导致严 ...


一根蔫黄瓜通常情况下只能扔进咸菜缸做成咸黄瓜吃,能切点蒜末做成拍黄瓜当下酒的凉菜已是不易,咱能填饱肚子满足刚需就得,也别奢求它有鲍鱼肉的口感和味道了

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 楼主| 发表于 2022-3-27 10:03:27 | 显示全部楼层
冰岛 发表于 2022-3-27 01:14
该机的变频、中放、检波部分,除了增加变频管基极偏置,中放增加音频来复放大之外,其余与博士818收音机套 ...

此外,可能您读图有误,我的BG3没有引入一丁点的滑动,偏置也没取自R5下端,您不妨先不读我的下文,猜一猜为什么我在这里放弃了滑动?

首先咱们可以想想偏置取自R5下端会发生什么,音频通路兵分两路,一路经偏置电阻进入BG3基极,一路经电位器W1进入BG3基极,此时即便拆去W1,C9,C10扬声器依旧有声音,这一点是毋庸置疑的。并且此时调节音量也变得有趣起来,幸亏我把C10容量取得很大,否则音量关不死,并由于不同容量的容抗问题,扬声器将只剩下低频,频响变化就离离原上谱啦 即便C10我取得很大,调节时的音量变化率也会非常大,现在的音量电位器线性居多,可能开一点都声音非常大,您可以想想到底是为什么。

此外,咱俩交际那么多年我发现您设计电路的风格及侧重点就是省电,充分考虑到电池电压下降以及元件老化的情况,这一点非常好,但在今天锂电池和高性能元器件都唾手可得,倒也不必在这方面枉费心机,可能把侧重点移到其他方面更好一些

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 楼主| 发表于 2022-3-27 09:31:37 | 显示全部楼层
冰岛 发表于 2022-3-27 01:14
该机的变频、中放、检波部分,除了增加变频管基极偏置,中放增加音频来复放大之外,其余与博士818收音机套 ...

我说这个电路没有AGC的原因很简单,因为这个电路所谓的“AGC”更像一些来复再生还有直放收音机的“AGC”电路,它们所谓的“AGC”只是一种反馈,但仅此而已。拿我的电路来说,在强信号时由于调幅波中直流分量的存在,C8两端电压会整体降低,因此流入BG2的基极电流也就少了,中放增益也随之下降。但它和常规的AGC也是有区别的,常规AGC有时间常数,因此控制量的变化是一个较为缓慢的过程,这种控制既有比例控制又有积分控制;而在本电路中只是纯比例控制。而积分控制又代表什么呢,复杂的公式对这里绝大多数人往往不直观,我也就不说了,但通俗来说咱们可以把它看成一种阶段性自我观察及自我调整的过程。这对收音机是很有利的,试想一下,如果衰落频率恰好和边带中基带信号中某一特定频率信号的角度完全一致,此时是否会发生特定频率丢失的现象?对于常规的AGC,撑死了也就是AGC时间常数跟不上,声音听起来起起伏伏,当然了这是最坏的一种情况。所以说我认为我的电路的AGC效果并不好,仅仅局限于很牵强的“能用”,既然效果不好,不提也罢。

您说“818套件并不需要二极管AGC”这一观点我不太赞同,它是一个较为完备的教学收音机,当然是加上“二极管AGC”比较好,原因在上面已经说明了。

对于远近程切换其实我更喜欢用在线圈上并电阻的方式完成,目的是降低带载Q值,并在降低增益同时展宽频带,既然信号强度不是问题那就可以享受高音质了。或者说考虑到两强台相邻的情况,加电阻减小中放电流也能完成远近程切换,您说的方法虽很可行但我认为有些繁琐了。

最后,我认为将W1兼做BG3直流偏置的方法不太妥当,之前我曾多次说过音频电位器通直流是大忌,用久调节时会有咔咔声,加上如今锂电池的发展以及BG3毕竟是纯甲类,静态电流就要10mA,靠滑动省那几mA电流意义恐怕不大,而且我估计也只是杯水车薪。音频变压器B5的最优变压比问题我没试过,这里考虑阻抗因素比较多,但变压比和阻抗比必须折中,日后学校解封一试便知。

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发表于 2022-3-27 00:25:21 | 显示全部楼层
谢谢分享,楼主辛苦
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发表于 2022-3-27 00:36:02 | 显示全部楼层
还是你的电路精妙简洁,器件稀少性能不输,正是我想要的,输出变压器也用电源变压器代替了,可圈可点
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发表于 2022-3-27 08:11:29 | 显示全部楼层
毕竟是三管机,想尽善尽美是不大可能的,只能说是在晶体管使用数量比较少的情况下的优化电路。
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发表于 2022-3-27 09:32:08 来自手机 | 显示全部楼层
中周、振荡线圈、磁棒、输出变压器型号是什么?能不能提供一下?
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 楼主| 发表于 2022-3-27 11:06:27 | 显示全部楼层
冰岛 发表于 2022-3-27 10:30
AGC最重要的作用是自动调整中频或高增益,避免当天线接收到的信号过强时末中放过载造成中频限幅变成等幅 ...

扯偏题了,您很多叙述都与本帖无关,我的意思是我电路上的AGC效果很差,差到可能发生频谱遗漏现象,还不如常规AGC所以不提也罢,至于AGC时间常数太长那是其他收音机设计不合理,和本帖毫不相干,至于哪个AGC好那就是公说公有理婆说婆有理了,全看个人喜好,你我留下文字给路过同好看看就好,无需不必要的咬文嚼字。
来复低放受低频影响阻塞失真其实很正常,所以我才加了反馈,如还不行可增加BG2发射极电流负反馈电阻或音频衰减电阻,不过我还有一招,把收音机转一个角度让信号变差什么都解决了。
因此AGC问题就此打住,至于音频输出变压器,我已说过等疫情解封后一试便知,现在也只是个暂时的理论计算而已
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 楼主| 发表于 2022-3-27 11:15:14 | 显示全部楼层
冰岛 发表于 2022-3-27 10:52
的确是我看错了,这里BG3完全是固定偏置,如果设计输出功率很小,那么滑动偏置是根本不需要的,即便是 ...

嗐,就是个玩具级别的三管超外差还能要啥自行车啊,能响就是积了八辈子老德啦 功率无所谓,用喇叭能响就好。真要说设计输出功率比较大我也不用这种复古的电路了,一个2822效果甩我现在电路好几条街 不过还是要谢谢您的经验分享,加分致谢
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 楼主| 发表于 2022-3-27 11:19:30 | 显示全部楼层
冰岛 发表于 2022-3-27 10:52
的确是我看错了,这里BG3完全是固定偏置,如果设计输出功率很小,那么滑动偏置是根本不需要的,即便是 ...

冰岛老师,问一下您现在手底下还有之前做的用滑动甲类当功放的收音机电路吗?我有些好奇,想看一下
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 楼主| 发表于 2022-3-27 11:28:50 | 显示全部楼层
毕竟这电路是为了玩的,已在最少器件基础上尽我所能保证了效果,所以说不完美的地方有许多。自认为最要命的是强台音频阻塞过载。说句不该说的,解决问题最好的方法就是解决提出那个问题的人,强台音频阻塞过载毕竟是少数,加了负反馈若是还不行要么忍者听听失真要么把收音机转一转,毕竟中波收音机用了磁棒方向性还是有的,但对于短波也就只能加音频负反馈,音频衰减电阻,或设法降低增益了,以上思路仅供同好参考
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 楼主| 发表于 2022-3-27 11:43:10 | 显示全部楼层
无线电新手DIY 发表于 2022-3-27 09:32
中周、振荡线圈、磁棒、输出变压器型号是什么?能不能提供一下?

买个十块钱的收音机套件啥都有了
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 楼主| 发表于 2022-3-27 16:52:42 | 显示全部楼层
正直电子 发表于 2022-3-27 09:31
我说这个电路没有AGC的原因很简单,因为这个电路所谓的“AGC”更像一些来复再生还有直放收音机的“AGC” ...

我把之前制作成功的来复再生中波收音机电路也一并贴上,在本楼层的电路中,AGC电路的工作原理和主楼里我的中放来复低放AGC完全一致。
如果说再把变频+来复再生拼在一起做一个电路,那就类似于wuyuanzhen老师的次帅收音机了,还能省一个中周且性能下降不大,虽没有了超外差的感觉但也独具特色
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 楼主| 发表于 2022-4-14 12:47:54 | 显示全部楼层
PCB设计图发上来给需要的朋友作参考。
由于是“自娱自乐”,画板时更可以融入一些个人元素和风格,我极其钟爱和注重良好的接地,圆滑的走线,简洁的线条,紧凑的结构,以及电路结构必须一目了然。所以这次的电路板就设计成了这个样子,和过去的收音机电路板风格迥异,尺寸只有81.5*35mm,比较满意。
2_edit_308478219391991.jpg
1_edit_308469812411784.jpg

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发表于 2022-4-14 13:32:25 | 显示全部楼层
本帖最后由 ym78321 于 2022-4-14 13:41 编辑

挺好的制作。
只在一点上有疑问:来复级好像没有独立的音频负载,音量电位器那一路不能视为完全负载吧?一般的中放来复级要么1k~2k作为放大器的音频部分的负载,或用输入变压器的初级。楼主的电路直接在集电极(相当于。因为中周初级可视为音频短路)连接阻容耦合负载,这就把电源内阻及滤波电容感抗作为负载了,不但失去了大部分来复级对音频部分的放大作用,还造成与末级之间音频之间的直接信号合并,缺少了晶体管放大器近似的恒流源一样的隔离能力,因为电容的相移容易导致末级音频自激。所以楼主加了C11消振。而通常见到的来复中放不一定需要这个电容。
以上看法不知到对不对,请指正。谢谢!
补充:通常每一级都有电源退耦的不会自激,如果中高频通道与音频之间电源退藕也好,每级独立退耦最好。中放若两级无级间RC完整退耦为何不一定发生自激(三极管极间电容是另外因素)百分比自激?因为电流小、独立完成放大后有一个电容,且信号逐步往后传,不是两条路。音频放大级会自激但也不是随时会发生。来复级容易自激是肯定的,所以音频负载前必须有对地电容。

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